張家界永定區(qū)上村礦區(qū)釩礦成礦地質(zhì)特征

于玉寧

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇五隊(duì)，湖南 吉首 416007）

上村礦區(qū)位于張家界市區(qū)南西，距城區(qū)50Km，屬永定區(qū)四都坪鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)地理坐標(biāo)：東經(jīng)110°27′29″～110°29′32″，北緯28°55′44″～28°57′00″。該礦床為湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇五隊(duì)探明的中型礦床（探礦權(quán)及采礦權(quán)），探礦權(quán)范圍及采礦權(quán)范圍內(nèi)資源量332+333資源量10.13萬t，其中探礦權(quán)范圍內(nèi)332+333資源量3.98萬t，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大，本文詳細(xì)闡述了礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦層特征及礦體特征。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

礦區(qū)所處大地構(gòu)造為上揚(yáng)子地塊的南東邊緣，區(qū)域性花垣-張家界深大斷裂與吉首—古丈深大斷裂交匯處附近的南東一側(cè)，是寒武系至奧陶系碳酸鹽巖臺(tái)地的邊緣過渡地帶，地層分區(qū)屬武陵山過渡區(qū)。礦區(qū)構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，整體呈北東向展布。巖層產(chǎn)狀總體較平緩、褶皺寬緩，斷裂構(gòu)造發(fā)育程度中等。

礦區(qū)位于區(qū)域性古丈復(fù)背斜的次級(jí)四都坪向斜北東段。以區(qū)域性花垣—張家界多期活動(dòng)的北東東向深大斷裂為界，斷裂北西側(cè)以較緊密褶皺斜列組成褶皺帶，斷裂相對(duì)不發(fā)育；而斷裂南東側(cè)由北東向?qū)捑弿?fù)式背斜、復(fù)式向斜和發(fā)育的斷裂構(gòu)成斷褶帶。以花垣—張家界斷裂、麻栗場(chǎng)斷裂和吉首—古丈斷裂三條主干深大斷裂為主體構(gòu)造，總體構(gòu)成了向北東張家界方向收斂、向南西貴州撒開的湘西帚狀弧形北東向構(gòu)造格架。該構(gòu)造嚴(yán)格控制著區(qū)域內(nèi)地層巖性、巖相古地理和一系列次級(jí)斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育與展布，還控制著區(qū)域內(nèi)眾多的物化探異常、礦（化）點(diǎn)和礦（床）體的空間分布及其發(fā)育。礦區(qū)處于深大斷裂的南東側(cè)[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層特征

區(qū)內(nèi)容礦地層為寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組。

下統(tǒng)牛蹄塘組（∈1n）為本礦區(qū)釩礦的主要賦存層位，貫穿整個(gè)礦區(qū)，按巖性、巖性組合及其含礦性可分為5個(gè)小層，由下至上分述如下：

（1）黑色薄層硅質(zhì)巖夾少量黑色炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖，厚度1.45m～16.95m。巖石含炭量較低，一般在5%以下。一般沒有工業(yè)品位釩礦，V2O5含量0.1%～0.50%，礦區(qū)極少量工程見低品位礦。

（2）黑色炭質(zhì)頁巖夾黑色薄層硅質(zhì)巖、黑色含磷結(jié)核炭質(zhì)頁巖，厚度在0.87m～12.74m。磷結(jié)核表面光滑，球狀、扁球狀、扁豆?fàn)?，直?jīng)一般1cm～3cm不等，個(gè)別大可達(dá)5cm以上，單個(gè)剝落或鑲嵌在巖面上。

圖1 顯微鏡下礦石特征圖

本層含磷結(jié)核炭質(zhì)頁巖，是礦層對(duì)比及野外識(shí)別礦層位置的主要標(biāo)志之一[2]，分布較穩(wěn)定，礦體主要由本層及以下層位0～13m構(gòu)成，本層V2O5含量0.37%～1.24%。

（3）黑色炭質(zhì)頁巖含少量硅質(zhì)，厚6.49～30.64m。其巖性主要為黑色炭質(zhì)頁巖，局部可夾極少量硅質(zhì)巖。

本層是礦體主要構(gòu)成部位，部分有夾石，往深部有夾石變厚，含礦變?nèi)醯内厔?shì)。V2O5含量一般在0.20%以上，槽探最高為1.54%，鉆孔最高為1.24%。

（4）黑色高炭質(zhì)頁巖、黑色高鈣炭質(zhì)頁巖。多見星點(diǎn)狀、斷線狀黃鐵礦，局部黃鐵礦呈團(tuán)塊狀。厚度10m～30m。

（5）黑色炭質(zhì)頁巖，薄層～極薄層灰色泥灰?guī)r，頁巖具頁理構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，灰?guī)r具薄層～極薄層條帶構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，條帶寬0.5cm～1cm。厚度小于160m。

（1）（2）（3）小層組成黑色含釩巖系，為釩礦體賦存部位[3]。

2.2 構(gòu)造特征

礦區(qū)構(gòu)造較為簡單，但礦層附近部分發(fā)育層間柔皺以及層間破碎，內(nèi)部構(gòu)造較復(fù)雜，巖層產(chǎn)狀較亂。在上村出露較好；特征明顯，主要表現(xiàn)為硅質(zhì)巖柔皺發(fā)育，有輕微破碎和巖層產(chǎn)狀紊亂等。上村可見一隱約的構(gòu)造面，與巖層傾角基本相近。其成因分析主要有兩種；礦區(qū)在晚震旦系和早寒武系，處于是水下隆起的斜坡地段，沉積物受重力作用產(chǎn)生蠕動(dòng)引起的柔皺。這一現(xiàn)象在本區(qū)域上多處可見，以震旦系上統(tǒng)留茶坡組（Z2l）灰黑色薄層狀硅質(zhì)巖無序柔皺為典型特征。二是（∈1n）炭質(zhì)頁巖屬軟質(zhì)巖石，（Z2l）硅質(zhì)巖、（Z2d）白云巖屬硬質(zhì)巖石，因巖性的軟硬差異，在褶皺期產(chǎn)生的層間滑動(dòng)，演化為局部的層間滑脫斷裂。上述構(gòu)造現(xiàn)象應(yīng)該是二種作用先后復(fù)合產(chǎn)生的[4]。

褶皺：本礦區(qū)為一南西傾伏北東仰起軸向北東的向斜，屬區(qū)域性四都坪向斜北東段。區(qū)內(nèi)展布長約3.5km，寬約1km；兩翼地層呈對(duì)稱出現(xiàn)，巖層走向相同，傾向亦相同，北西翼巖層傾角為30°～50°，撓曲轉(zhuǎn)折部位產(chǎn)狀變陡；南東翼產(chǎn)狀較北西翼緩10°～30°。區(qū)內(nèi)小褶皺構(gòu)造較發(fā)育、斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

斷裂：礦區(qū)斷裂主要為中村～上村一條北東向斷層，位于礦區(qū)向斜南東翼，出露長度約1.3km，走向33°，傾向303°，切割地層為陡山沱組及留茶坡組，斷距小于20m。為東南盤下降的逆斷層。

2.3 礦區(qū)釩礦沉積相特征

晚震旦世留茶坡期，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，海平面升降頻繁，沉積環(huán)境在臺(tái)地前緣斜坡～淺海盆地之間交替變化，沉積了一套黑色硅質(zhì)巖夾少量泥質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)白云巖組合，礦區(qū)所處地域古地形為北高南低[5]。

圖2 鏡下照片3-6霉球群黃鐵礦

寒武世牛蹄塘早期基本上繼承了晚震旦世留茶坡期北高、南低的古地理格局，處于海底隆起斜坡下部近陸海盆一側(cè)，沉積環(huán)境為深水封閉陸盆缺氧環(huán)境，沉積物主要來源是微細(xì)陸源碎屑，屬于有大量厭氧細(xì)菌參與的有機(jī)質(zhì)腐泥型沉積作用，熱演化程度高，大量的黃鐵礦是厭氧環(huán)境的佐證，而高有機(jī)碳含量和莓球狀黃鐵礦可能代表細(xì)菌成因（鏡下照片3-6），釩元素的富集可能得益于這種沉積環(huán)境和生物作用[6]。

3 礦層特征

3.1 含釩巖系之巖性組合特征

區(qū)內(nèi)釩礦產(chǎn)于下寒武牛蹄塘組底部，含礦巖系以黑色炭質(zhì)頁巖為主，間夾薄層硅質(zhì)巖及含結(jié)核黑色炭質(zhì)頁巖與硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖，厚18.01m～45.41m，與礦區(qū)地層牛蹄塘組（1）（2）（3）小層一一對(duì)應(yīng)。含釩巖系從下往上有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）硅質(zhì)巖的厚度、層數(shù)逐漸減少，粘土質(zhì)成分漸增。

（2）V2O5含量隨著硅質(zhì)的減少、粘土質(zhì)增高，含量有所提高。

（3）黑色炭質(zhì)頁巖中無硅質(zhì)巖存在時(shí)，則無工業(yè)礦體出現(xiàn)，僅個(gè)別單樣V2O5含量達(dá)邊界品位以上。

（4）黑色炭質(zhì)頁巖中普遍含有不等量的粉砂質(zhì)。

3.2 礦層含礦特征

釩礦層賦存于寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組底部，呈層狀～似層狀產(chǎn)出，初步劃為Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)礦層，Ⅰ為上礦層，Ⅱ?yàn)橄碌V層。含礦巖石主要是黑色炭質(zhì)頁巖，夾少量的黑色含硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖。礦層的劃定主要靠采樣分析結(jié)果，其次在礦層的頂部有一層含磷結(jié)核的炭質(zhì)頁巖，磷結(jié)核的主要成分是含硅質(zhì)的膠磷礦，較硬，呈圓狀～次圓狀，直徑在1cm～5cm，結(jié)核層厚度0.5m～0.8m，也是劃分礦層的主要參照標(biāo)志。從結(jié)核層以下至留茶坡組（Z2l）硅質(zhì)巖之間為主要含礦部位即Ⅱ礦層所在位置。

4 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)簡單，呈層狀～似層狀。礦區(qū)構(gòu)造簡單、釩礦化較強(qiáng)，地表釩礦含礦連續(xù)，深部弱礦化分布集中，規(guī)律明顯，整個(gè)礦區(qū)礦體在平面上沒有明確的間斷。礦區(qū)劃分了兩個(gè)礦層，Ⅰ礦層為上礦層，圈定了Ⅰ-1、Ⅰ-2與Ⅰ-3三個(gè)個(gè)礦體，均為小型規(guī)模；Ⅱ礦層為下礦層，圈定了Ⅱ-1礦體，整個(gè)礦層為一個(gè)礦體，規(guī)模為中型。下面對(duì)區(qū)內(nèi)釩礦體的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及厚度、品位等特征具體敘述如下：

4.1 Ⅰ-1礦體

位于礦區(qū)南東部下村的線31線～23線地段，由三個(gè)工程控制，平面形態(tài)為不規(guī)則長條狀，剖面形態(tài)為透鏡狀。沿走向工程控制長約0m～300m，沿傾向工程控制寬度0m～200m，礦體平均傾角30°。礦體平均厚度3.80m，厚度變化系數(shù)13.48%，平均品位V2O5為0.74%，品位變化系數(shù)2.74%，連續(xù)延展斜面積為82577m2，礦體規(guī)模為小型。

4.2 Ⅰ-2礦體

位于礦區(qū)南東部中村的15線附近，由兩個(gè)工程控制，平面形態(tài)為小塊狀，剖面形態(tài)為透鏡狀。沿走向工程控制長約0～100m，沿傾向工程控制寬度90m～150m，礦體平均傾角31°。礦體平均厚度2.10m，厚度變化系數(shù)6.41%，平均品位V2O5為0.78%，品位變化系數(shù)8.11%，連續(xù)延展斜面積為14378m2，礦體規(guī)模為小型。

4.3 Ⅰ-3礦體

分布在礦區(qū)北西部高溪峪16線地段，由兩個(gè)工程控制，平面形態(tài)為小塊狀，剖面形態(tài)為透鏡狀。沿走向工程控制長約0m～100m，沿傾向工程控制寬度160m～250m，礦體平均傾角19°。礦體平均厚1.41m，厚度變化系數(shù)45.80%，礦體平均品位V2O5為0.71%，品位變化系數(shù)3.93%，連續(xù)延展斜面積為22183m2，礦體規(guī)模為小型。

4.4 Ⅱ-1礦體

該礦體貫穿整個(gè)礦區(qū)，位于39線～24線地段。礦體平面形態(tài)長帶狀，剖面形態(tài)層狀～似層狀，總體走向北東，傾向北西，沿走向工程控制長約3500m，沿傾向工程控制寬度150m～600m，礦體平均傾角31°。連續(xù)延展斜面積為1180620m2，礦體規(guī)模為中型，是礦區(qū)主要礦體，有工業(yè)礦塊及少量低品位礦塊組成。平均厚度2.99m，厚度變化系數(shù)16.18%，平均品位V2O5為0.81%，品位變化系數(shù)1.93%，礦體內(nèi)部有一層至兩層不穩(wěn)定夾石分布[7]。

5 結(jié)語

炭質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖型（互層型）釩礦為我國優(yōu)勢(shì)資源，潛力巨大，現(xiàn)冶煉工藝逐步成熟，以及此類礦床較為穩(wěn)定和開采容易等特點(diǎn)，加大對(duì)此類型礦床的勘查和利用勢(shì)在必然。