觀音—大市川釩礦成礦地質(zhì)特征及成因分析

姜小凡，孫 萍，孫 蕩

（1.中國(guó)冶金地質(zhì)總局西北局六隊(duì)，陜西 漢中 723000；2.吉林有色金屬地質(zhì)勘查局研究所，吉林 長(zhǎng)春 130012）

陜西省鎮(zhèn)巴縣觀音-大市川釩礦曾由中國(guó)冶金地質(zhì)總局西北地質(zhì)勘查院于2012年～2014年進(jìn)行勘查。起初立項(xiàng)勘查目的是為了尋找沉積型錳礦，后經(jīng)過(guò)實(shí)地勘查發(fā)現(xiàn)工作區(qū)所處大地構(gòu)造位置不利于沉積型錳礦形成與尋找，但卻有利于其它金屬礦產(chǎn)形成，如金銀銅鋅鎳鉬磷鋇釩鈮鉭鈾磷鋇等多金屬礦形成?？辈槠陂g將釩作為主攻礦種，在寒武系下統(tǒng)魯家坪組發(fā)現(xiàn)釩礦體22條。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東北邊緣司上-雞心嶺褶皺束內(nèi)。東側(cè)以大巴山斷裂為界，與北大巴山加里東褶皺帶分開(kāi)；西側(cè)以鎮(zhèn)巴大斷裂為界與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的漢南-米倉(cāng)臺(tái)拱及四川臺(tái)拗相接。

區(qū)域內(nèi)主要出露地層：震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系和侏羅系及第四系。寒武系地層分布最廣，次為泥盆系中上統(tǒng)。寒武系上統(tǒng)黑水河組屬區(qū)內(nèi)重要的釩鉬礦賦礦層。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造比較復(fù)雜，褶皺與斷裂都很發(fā)育。區(qū)內(nèi)的主要褶皺構(gòu)造有秦嶺褶皺系的紫陽(yáng)-中鋒褶皺束和高灘-兵房街褶皺束；揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的漢南-米倉(cāng)臺(tái)拱、司上-雞心嶺褶皺束和高川褶皺束。主要斷裂有鎮(zhèn)巴斷裂和大巴山斷裂，其中大巴山斷裂為秦嶺褶皺系和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的分界線（圖1）。區(qū)域斷裂近南北向貫穿整個(gè)工作區(qū)，斷裂帶寬一般數(shù)十米，主要由糜棱巖、破碎角礫組成，斷裂傾向NE，屬區(qū)域性逆斷層，走向一般為NNW—NW，傾向NE。除西礦帶南端的巴山鄉(xiāng)，中礦帶南端的屈家山、石堡山，東礦帶的麻柳壩外，自南而北幾乎均系一單斜地層。巖層產(chǎn)狀嚴(yán)格受區(qū)域構(gòu)造控制，走向：南部NNW，中部近南北向，北部又轉(zhuǎn)為NNE向，傾向NE—SE，傾角在30°～70°之間，局部產(chǎn)狀有所變化。

區(qū)域上巖漿巖包括基性巖、中性巖、酸性巖及偏堿性巖都有不同程度的出露。主要呈巖墻巖脈產(chǎn)出。侵入巖主要為早古生代中細(xì)粒輝長(zhǎng)輝綠巖以及堿性的正長(zhǎng)斑巖脈。

工作區(qū)就位于中高灘-兵房街變質(zhì)帶中，以絹云母帶為主，伴有鈉長(zhǎng)石-綠泥石帶。屬低壓相系淺綠片巖相變質(zhì)。

區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)主要是錳礦，其次是鐵礦和鉛鋅礦及磷、金礦化點(diǎn)和鋇礦等。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

工作區(qū)內(nèi)主要分布地層由老到新分布有震旦系下統(tǒng)、寒武系、泥盆系、石炭系、寒武系下統(tǒng)魯家坪組（∈1l）為工作區(qū)賦礦層位，目前發(fā)現(xiàn)的東中西三個(gè)含礦帶、三個(gè)礦段的21個(gè)釩礦體均位于該地層中，出露面積36.26km2，占勘查區(qū)面積44.6%。本次工作依據(jù)巖性組合特點(diǎn)、面上分布特點(diǎn)，結(jié)合1：5萬(wàn)區(qū)調(diào)資料，把該組初步劃分為以下三個(gè)巖性段：

（1）寒武系下統(tǒng)魯家坪組第一巖性段（∈1l1）：主要出露于區(qū)內(nèi)南部F4斷層以東米家溝一帶，出露面積0.07km2，巖性主要為褐鐵礦化炭質(zhì)絹云母板巖夾鈣質(zhì)板巖。與上覆第二巖性段（∈1l2）間呈整合接觸，與西側(cè)輝長(zhǎng)輝綠巖脈間呈斷層接觸關(guān)系。產(chǎn)狀一般為80°～82°∠35°～40°，平均81°∠38°。厚度約60m。

（2）寒武系下統(tǒng)魯家坪組第二巖性段（∈1l2）：為區(qū)內(nèi)分布面積最大的地層，對(duì)應(yīng)東、西兩個(gè)釩多金屬含礦帶，出露面積20.11km2。該段巖性以炭質(zhì)板巖＋含炭硅質(zhì)板巖組成的黑色巖系為主、時(shí)夾硅質(zhì)板巖或鈣質(zhì)板巖、偶夾薄層灰?guī)r。與上覆第三巖性段間呈整合接觸關(guān)系，與基性巖脈間呈侵入接觸關(guān)系。產(chǎn)狀一般為52°～100°∠28°～90°，平均為73°∠61°；局部反傾，一般為220°～295°∠28°～90°，平均249°∠64°。目前發(fā)現(xiàn)的21個(gè)釩礦體（DK2-14及所有8個(gè)工業(yè)礦體）就位于南區(qū)該層中（金家沖礦段、埡口上礦段、倒座廟-龍灣礦段）。

（3）寒武系下統(tǒng)魯家坪組第三巖性段（∈1l3）：出露面積16.08km2，該段巖性為薄層灰?guī)r、炭質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、（含炭）硅質(zhì)板巖互層。與上覆箭竹壩組間呈整合接觸關(guān)系，與基性巖脈間呈侵入接觸關(guān)系或斷層接觸。產(chǎn)狀一般為45°～90°∠25°～88°，平均67°∠63°；部分反傾，一般為200°～240°∠36°～90°，平均220°∠64°。厚度一般為450m～850m。

2.2 構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)斷層主要為區(qū)域走向斷層在本區(qū)的通過(guò)部分或延伸部分，有巴山一級(jí)斷裂F1及其派生的作坊灣-漿池-習(xí)家灣次級(jí)斷裂F3、大市川-米家溝-（銀子山）斷裂F4、金家溝-倒座廟-米家溝斷裂F5、鄭家灣-吊鐘-小河口斷裂F6，這些斷層均為右旋逆沖斷層：近SN走向，傾向E，傾角50°～85°。據(jù)地化剖面，斷裂附近異常較明顯，但是礦化蝕變不明顯，但一定程度上仍能說(shuō)明這些斷裂具有導(dǎo)礦特點(diǎn)，是否容礦構(gòu)造目前尚難確定。另外有兩個(gè)小橫斷層F2及F7，F(xiàn)2位于北區(qū)西界附近學(xué)堂梁的青樹(shù)，將F1（巴山斷裂）及二疊系郭家埡組錯(cuò)段，水平斷距約560m，斷面直立，走向18°，西端出西界，屬左行平移斷層，離目前發(fā)現(xiàn)的釩礦體很遠(yuǎn)；F7位于南區(qū)西界附近的金家沖（礦段）西南，對(duì)較近的DK2、K3、DK3礦體目前沒(méi)有破壞作用，該斷層將F3走向斷層及南華系頂部白云質(zhì)灰?guī)r錯(cuò)斷，水平斷距約170m，斷面直立，走向約127°。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)火山巖主要為南華系含礫碎屑巖中所夾的淺變質(zhì)火山噴出巖及火山碎屑巖。侵入巖以輝長(zhǎng)輝綠巖脈為主體的基性巖脈群。

3 礦體特征

3.1 礦體特征概述

本次釩礦預(yù)查，在區(qū)內(nèi)三個(gè)含礦帶內(nèi)4個(gè)礦段上共圈定釩礦體22條：8個(gè)工業(yè)礦體及14個(gè)低品位礦體。區(qū)內(nèi)主要工業(yè)礦體地質(zhì)特征如下：

K13號(hào)工業(yè)礦體：為區(qū)內(nèi)主礦體。出露于大市河倒座廟至龍灣之間的東西山坡上，礦體呈層狀，礦體產(chǎn)狀49°～120°∠51°～83°，平均產(chǎn)狀73°∠62°，礦體長(zhǎng)度1928m，工程礦體真厚度1.06m～7.48m，平均3.24m。礦體工程V2O5品位0.50%～0.65%，礦體品位0.63%。

K10號(hào)工業(yè)礦體：為區(qū)內(nèi)主要礦體，出露于大市河倒座廟至龍灣之間的東西山坡上。礦體呈層狀，礦體產(chǎn)狀55°～73°∠45°～72°，平均62°∠59°。在走向上礦體呈舒緩波狀，工程礦體平均走向與礦體整體走向166°，礦體長(zhǎng)度810m，工程礦體真厚度1.23m～7.12m，平均4.55m。礦體單樣V2O5品位0.13%～0.88%，平均0.58%。

K11號(hào)工業(yè)礦體：為區(qū)內(nèi)主要礦體，大市河倒座廟至龍灣之間的東西山坡上。礦體呈層狀，礦體產(chǎn)狀49°～75°∠50°～83°，平均64°∠63°，礦體在走向上呈舒緩波狀，礦體長(zhǎng)度1528m，工程礦體真厚1.62m～5.11m，平均2.68m。礦體單樣V2O5品位0.40%～0.77%，平均0.54%。

K12號(hào)工業(yè)礦體：為區(qū)內(nèi)主要礦體，位于東含礦帶倒座廟-龍灣礦段，出露于大市河倒座廟至龍灣之間的東西山坡上。礦體呈層狀，工程礦體產(chǎn)狀49°～80°∠50°～80°，平均70°∠63°，礦體長(zhǎng)度1530m，工程礦體真厚1.64m～6.24m，平均3.53m。礦體單樣V2O5品位0.23%～1.05%，平均0.57%。

K5號(hào)工業(yè)礦體：出露于大市河倒座廟至龍灣之間的西山坡上，工程礦體產(chǎn)狀95°～112°∠56°～70°，平均103°∠64°，工程礦體真厚1.74m～4.83m，平均2.83m。礦體沿走向舒緩波狀延伸，礦體長(zhǎng)度340m。礦體單樣V2O5品位0.38%～0.70%，平均0.54%。

3.2 礦石質(zhì)量

釩礦物成份為隱晶質(zhì)硅質(zhì)及石英，非金屬礦物一般占93%～97%，其中主要礦物為＜0.01mm～0.02mm的微粒石英及隱晶質(zhì)石英、約62%～81%，其次為炭質(zhì)、約10%～15%，少量絹云母及泥質(zhì)粘土礦物、約5%～13%，微量白云石（＜1%）；鐵質(zhì)及金屬礦物3%～7%。（含炭）鈣硅質(zhì)板巖型礦石非金屬礦物占97%，其中主要礦物為＜0.01mm～0.02mm的微粒石英及隱晶質(zhì)石英、約52%其次為約23%的方解石、約7%的炭質(zhì)，少量絹云母及泥質(zhì)粘土礦物、約15%；鐵質(zhì)及金屬礦物3%。

釩礦石結(jié)構(gòu)為變余微結(jié)構(gòu)、混染狀或條紋條帶狀構(gòu)造（包括炭質(zhì)）；金屬礦物呈半自形-它形柱粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)脈侵染狀-稀疏侵染狀構(gòu)造。

礦體圍巖為炭質(zhì)板巖或炭硅質(zhì)板巖，含V2O5約0.1%～0.3%，平均0.17%，屬礦化體，圍巖蝕變主要為硅化，絹云母化，綠簾石化。

4 成礦地質(zhì)條件討論

（1）釩礦含礦層位為下寒武系魯家坪組的黑-黑灰-灰色（含）炭（硅）質(zhì)板巖，下寒武系魯家坪組的黑色巖層產(chǎn)狀與釩礦產(chǎn)狀接近，直接控制著釩礦的分布，魯家坪組的黑色巖層特定的磷硅炭質(zhì)組合是釩礦形成的必要巖相條件。根據(jù)勘查區(qū)釩礦地質(zhì)特征表明，黑-黑灰-灰色（含）炭（硅）質(zhì)板巖厚度越大，其礦床相應(yīng)的規(guī)模越大，具層控特征。

（2）薄片鑒定結(jié)果表明礦石普遍含有碳質(zhì)約（有機(jī)質(zhì)）10%～15%，而硅質(zhì)板巖中普遍含磷。說(shuō)明早期沉積作用發(fā)生在缺氧寧?kù)o的淺海灣下，形成不充分的氧化還原反應(yīng)，控制了黑色巖系的形成，炭質(zhì)的來(lái)源有可能是一些低等漂浮生物或硅藻類沉積，磷質(zhì)來(lái)源可能為含磷生物碎屑或海水。黑色巖系具有較強(qiáng)的吸附性，造成V、P、Mu、Au等稀有元素的富集，同時(shí)富含V、P、Mu、Au的海水在魯家坪組迅速沉積。在不同的沉積環(huán)境中形成“同層”礦源層，再經(jīng)過(guò)后期成礦構(gòu)造活動(dòng)，在魯家坪組進(jìn)一步富集，形成具有層狀特征的礦床。魯家坪巖組厚度達(dá)1087.2m，是主要富含V、P、Mu、Au海水膠溶的沉積層位。

（3）本工作區(qū)位于中高灘-兵房街變質(zhì)帶中，以絹云母帶為主，伴有鈉長(zhǎng)石-綠泥石帶。主要寒武系地層以炭質(zhì)板巖+含炭硅質(zhì)板巖為主、次要為硅質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖屬于低壓相系低綠片巖相變質(zhì)。含釩巖層為黑-黑灰-灰色（含）炭（硅）質(zhì)板巖，為一套富含碳硅磷淺海-陸源碎屑物沉積經(jīng)過(guò)淺變質(zhì)的海侵巖系，同屬淺綠片巖相。礦石中微石英具重結(jié)晶現(xiàn)象，形成不規(guī)則脈狀，說(shuō)明區(qū)域變質(zhì)作用過(guò)程中提供的熱液活動(dòng)使得釩有一定的富集作用。

綜上所述，根據(jù)含釩礦層位為（含）炭（硅）質(zhì)板巖，形成于缺氧寧?kù)o的淺海環(huán)境，礦體具有層控特征，礦體表現(xiàn)出沉積礦床的特征。同時(shí)含釩巖系（含）炭（硅）質(zhì)板巖，其變質(zhì)程度屬淺綠片巖相。因此，認(rèn)為觀音-大市川釩礦為淺變質(zhì)沉積的層控礦床。