湖北省鄖縣董坪礦區釩礦地質特征與成因淺析

張良杰 鄭里 王云鵬 尹樂 周洋 李原

（河南省有色金屬地質礦產局 第四地質大隊，河南 鄭州 450016）

區域位于青峰—襄攀深大斷裂以北，屬一級大地構造單元秦嶺褶皺系，南秦嶺冒地槽褶皺帶廟川褶皺束，紫荊關—永青山復式向斜西南翼、高廟穹隆北側。區域構造形跡主要表現NW向的褶皺、斷裂構造。區域廣泛發育元古宇沉積變質巖和火山變質巖至古生界沉積地層，中生界僅零星出露有白堊系上統地層，新生界古近系、第四系地層亦有大面積出露。具有良好的釩礦成礦地質背景和成礦條件。

1 區域地質背景

1.1 構造

測區位于秦嶺東西復雜構造帶東段。區內主要構成線方面與區域基本一致。由于秦嶺東西復雜構造帶在東部受另一弧形構造（淮陽山字型構造）的影響，構造線方向略向南轉。這就是本區地質應力的背景。

測區古老底層兩鄖群的隆起，對區域內構造形態起了局部的控制作用。北部趙川（陜西境內）大斷裂和趙川弧形構造長期活動對區域內的構造形態有著明顯的影響或干擾，這就決定了在本區東西向構造之中形成各種不同形態的褶皺、斷裂以及旋鈕構造。

測區構造比較復雜。就構造體系大體有四:即東西向構造褶皺帶，旋鈕構造、弧形褶皺及新生盆地。其中東西向構造褶皺帶在本區起主要控制作用。本區在印支運動褶皺隆起后，長期處于裸露剝蝕階段，直至燕山運動中晚期下陷為湖盆，沉積了白堊系的高溝組，造成礦區部分地段的釩礦層直接與白堊系高溝組接觸。

區域構造形跡比較復雜，褶皺及斷裂構造發育。對礦區地層有影響的褶皺主要為測區東北部的白浪向斜，該向斜出露長4km。分別向陜西、河南延伸。以下石炭統為核部，翼部為泥盆統系、奧陶系等地層。軸向NWW～SEE，巖層傾向南，傾角60°～70°，向北倒轉。為另一個向斜構造的一翼。局部伴隨有次一級褶皺構造。

1.2 構造特征

1.2.1 褶皺

區內褶皺不發育，僅在局部露頭見少量緊閉同斜或斜歪褶皺。

礦區總體構造線以北西向為主，構造格架表現為向北東傾的單斜構造，傾向 351°～55°，傾角 25°～75°，并有北西向、北東向的方解石巖脈切割改造，局部形成規模不大的由層間擠壓所形成的小柔皺構造。

1.2.2 斷層

區內斷層不發育，在區內未發現較明顯斷層。

1.3 地層特征

區內出露的地層有:新元古界震旦系上統（Z2dn）；寒武系下統水溝口組（∈1sg）、中統岳家坪組（∈2y）；新生界古近系及第四系。地層走向北西—南東向，傾向北東。地層巖性特征如下:

1.3.1 新元古界震旦系上統（Z2dn）

灰白色中厚層狀灰巖、白云巖、含燧石條帶或團塊灰巖、角礫狀白云巖，間夾淺灰色白云質灰巖，局部偶見米黃色砂屑灰巖及紫紅色泥質白云巖，偶見疊層石白云巖及紋層狀白云巖。分布于礦區的南部及西部。

1.3.2 下古生界寒武系下統水溝口組（∈1sg）

灰黑色粘土巖、紫紅色泥（頁）巖、間夾灰黑色含釩（磷結核）薄層狀硅質巖、炭質粘土巖。為礦區釩礦主要賦存層位。分布于礦區的楊河—江峪—姚溝一線。與下伏震旦系呈整合或斷層接觸。

1.3.3 下古生界寒武系中統岳家坪組（∈2y）

按巖性分為上下兩段:

下段:淺灰白色中厚層狀白云巖、白云質灰巖，偶見燧石條帶狀或團塊。

1.3.4 新生界古近系

紫紅色砂巖、砂礫巖。分布于礦區的東北部。

1.3.5 新生界第四系

分布在礦區的中部及北部，為沖積物、粘土、亞粘土、亞砂土、殘坡積物等。

2 礦體特征

2.1 含礦巖系及礦層特征

2.1.1 含礦巖系

含釩礦體主要賦存于早寒武系下統水溝口組（∈1sg），由一套淺變質的褐灰黑色粘土巖、紫紅色泥（頁）巖、間夾灰黑色含釩（磷結核）薄層狀硅質巖、炭質粘土巖等組成的一套黑色巖系建造中，含礦巖層主要為粘土巖、炭質粘土巖，呈層狀、似層狀產出。

2.1.2 含礦層出露及特征

礦區通過1:10000的地質填圖工作，確定了含礦層的空間位置。含礦層因受晚期構造疊加影響，在走向上及傾向上變化較大。因含礦層與上覆、下伏地層接觸部位發育順層滑脫斷層，致使部分巖層缺失或拉薄，巖層在走向上發生變化。含礦層出露厚度約13—30m不等。局部地段雖然被第四系覆蓋，但基本不影響礦體的連接。

含礦層作為下寒武統的組成一部分，產狀與上覆、下伏地層基本一致，含礦層與頂板寒武系上統岳家坪組細晶白云質灰巖及底板灰白色中厚層狀灰巖、白云巖均呈整合接觸。根據工程揭露，含礦層出露厚度較穩定，而且品位也較穩定。

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2.2 礦體特征

釩礦賦存于寒武系下統粘土巖層中。該段在區域上層位穩定，總體上近于北西—南東向延伸，局部產狀有所變化。含礦層頂板為淺灰白色中厚層狀白云巖或淺灰色泥質條帶灰巖，含礦層底板為震旦系頂部灰巖，含礦層頂、底板與含礦層界線清楚。含礦層中釩含量變化較大，一般粘土巖的釩含量較高，形成礦體，礦體與頂、底板界線不清楚，只能據化驗分析結果區分。

礦體呈似層狀產于粘土巖或炭質粘土巖（間夾薄層狀硅質巖）中，根據樣品分析結果，結合礦體空間形態，礦區內圈出2個礦體，形態較簡單，礦體（層）產狀較為穩定。其特征如下:

Ⅰ號礦體位于礦區的西北部江峪一帶，地表由TC015、TC11、CK4、CK5、CK6 控制， 中深部由 ZK071、ZK081、ZK001、ZK06、ZK07 鉆孔控制。礦體控制長度約640m，傾向寬度140m，礦體傾向20～35°，傾角43～56°礦體賦存標高:+358m～+262m；礦體呈似層狀，夾石較少，真厚度1.28～9.47m，平均3.73m，厚度變化系數74.01%，屬較穩定型；V2O5品位:0.71～1.26%，平均 0.94%，品位變化系數24.42%，屬較均勻型。

Ⅱ號礦體位于礦區的東南部楊河一帶，地表由TC032、TC8、TC9、CK2、CK3、CK9 控制， 中深部由 ZK04、ZK281、ZK271、ZK201 鉆孔控制。礦體控制長度約680m，傾向寬度200m，礦體傾向10～45°，傾角43～49°礦體賦存標高:+362m～+181m；礦體呈似層狀，夾石較少，真厚度0.97～4.80m，平均2.43m。厚度變化系數70.30%，屬較穩定型；V2O5品位:0.70～2.21%，平均1.03%，品位變化系數56.19%，屬不均勻型。

3 礦石質量

3.1 礦石的物質成份

本礦區釩礦物主要有用礦物為含釩水云母、鋇釩云母、鈣釩榴石等。脈石礦物主要為泥質、炭質等。其中云母類礦物可占礦石中釩總量的80%以上，含釩水云母呈顯微鱗片狀富集于炭質粘土巖或粘土巖中，一般與炭質密切共生；而鋇釩云母呈鱗片狀與硅質密切共生。

3.2 礦石的礦物特征

根據礦體礦石組合特征分析，礦石差異較小。主要特征如下:

1）橢圓球狀磷結核在釩礦層中的出現對V2O5品位有指示作用，含礦層中磷結核數量較少，V2O5品位則低；磷結核含量高，V2O5品位亦高。

2）黃綠色鋇釩云母、釩水云母是標志礦物，釩云母、釩水云母呈顯微鱗片狀，與硅質、粘土質礦物緊密共生，釩云母、釩水云母含量高，則V2O5品位亦高。

3.3 礦石的結構構造

1）礦石結構:主要為泥質結構、顯微粒狀鱗片變晶結構、隱晶質結構等。

①泥質結構:礦石中的炭質、粘土質含量較高，粘土質絕大部分為隱晶質細小粘土礦物集合體。

②顯微粒狀鱗片變晶結構:在部分礦石中泥質重結晶形成細小的鱗片狀、纖維狀水云母、釩鈣云母等的集合體，集合體的粒度在0.005-0.02mm左右，這些鱗片狀集合體與鈣質、泥質混雜在一起，呈零星或局部相對聚集狀大致定向分布、平行排列，見結晶片理。

2）礦石構造:主要為塊狀構造或微層狀、定向構造或千枚狀構造、頁理構造等。

①塊狀構造或微層狀構造:該礦區的礦石主要由泥質、炭質組成，部分含有少量的硅質，巖石中的泥質和炭質呈致密均勻分布，石英顆粒均勻分散。變質作用使部分泥質重結晶形成細小的鱗片狀絹云母，大致定向分布，形成細小的微層理。

②定向構造或千枚狀構造:礦石中細小的鱗片狀絹云母呈定向或大致定向排列，在鏡下可以看到許多大致平行、極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。

4 礦石類型

根據礦石的結構、構造、礦物成分，區內礦石的自然類型為粘土巖型釩礦石。該類型礦石以粘土巖、含硅粘土巖為主，局部為含炭粘土巖、雜色粘土巖及薄層硅質巖等。礦石具微定向構造，變余泥質顯微鱗片變晶結構。含釩礦物主要為含釩水云母及少量的鋇釩云母等。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

本區釩礦床為沉積型礦床。從礦區巖系、巖性及巖層、巖石結構構造可知含釩巖系形成于淺海盆地、陸棚邊緣盆地環境。而淺海盆地、陸棚邊緣盆地是一種富含微生物的沉積環境，浮游藻類等微生物的大量繁殖，有機質的還原性和吸附性，具有很強富集成礦的功能，并在成礦過程中起到了聚礦造流作用，表明釩是在有機質（生物化學）直接參與下發生成礦作用的，是生物化學富集作用的產物。沉積環境越穩定，對釩礦的富集越有利。

5.2 找礦標志

5.2.1 地層:釩礦分布于寒武系下統中，該組地層在區域上穩定，含礦層頂板為寒武系中統白云巖，底板為震旦系灰巖。

5.2.2 黑色巖系:含釩巖系主要為硅質、泥質、粉砂質、炭質、石煤以及含炭的碳酸鹽巖所組成，為一套“黑色巖系”。因此，“黑色巖系”這個特殊巖系是尋找釩礦層的良好的巖性找礦標志?！昂谏珟r系”厚度大、穩定，釩礦層也好，而且礦層厚，品味也相對較富。

5.2.3 伴生元素:主要為鎳、磷，礦體內磷多呈結核狀產于含炭較高的巖石中。

5.2.4 地理環境:原沉積環境是具有寧靜的半封閉環境的淺海盆地、陸棚邊緣盆地。

［1］門道改，伏雄.湖北鄖縣大柳釩礦地質特征及成因[J].科技視界，2011（01）.

［2］于洋，朱雪菡，秦林坡，楊華，李小遲.湖北鄖縣大柳釩礦地質特征及成礦淺析[J].安陽工學院學報，2012（04）.