湖北省郧县董坪矿区钒矿地质特征与成因浅析

2013-08-15张良杰郑里王云鹏尹乐周洋李原

科技视界 2013年10期

张良杰郑里王云鹏尹乐周洋李原

（河南省有色金属地质矿产局第四地质大队，河南郑州 450016）

区域位于青峰—襄攀深大断裂以北，属一级大地构造单元秦岭褶皱系，南秦岭冒地槽褶皱带庙川褶皱束，紫荆关—永青山复式向斜西南翼、高庙穹隆北侧。区域构造形迹主要表现NW向的褶皱、断裂构造。区域广泛发育元古宇沉积变质岩和火山变质岩至古生界沉积地层，中生界仅零星出露有白垩系上统地层，新生界古近系、第四系地层亦有大面积出露。具有良好的钒矿成矿地质背景和成矿条件。

1 区域地质背景

1.1 构造

测区位于秦岭东西复杂构造带东段。区内主要构成线方面与区域基本一致。由于秦岭东西复杂构造带在东部受另一弧形构造（淮阳山字型构造）的影响，构造线方向略向南转。这就是本区地质应力的背景。

测区古老底层两郧群的隆起，对区域内构造形态起了局部的控制作用。北部赵川（陕西境内）大断裂和赵川弧形构造长期活动对区域内的构造形态有着明显的影响或干扰，这就决定了在本区东西向构造之中形成各种不同形态的褶皱、断裂以及旋钮构造。

测区构造比较复杂。就构造体系大体有四:即东西向构造褶皱带，旋钮构造、弧形褶皱及新生盆地。其中东西向构造褶皱带在本区起主要控制作用。本区在印支运动褶皱隆起后，长期处于裸露剥蚀阶段，直至燕山运动中晚期下陷为湖盆，沉积了白垩系的高沟组，造成矿区部分地段的钒矿层直接与白垩系高沟组接触。

区域构造形迹比较复杂，褶皱及断裂构造发育。对矿区地层有影响的褶皱主要为测区东北部的白浪向斜，该向斜出露长4km。分别向陕西、河南延伸。以下石炭统为核部，翼部为泥盆统系、奥陶系等地层。轴向NWW～SEE，岩层倾向南，倾角60°～70°，向北倒转。为另一个向斜构造的一翼。局部伴随有次一级褶皱构造。

1.2 构造特征

1.2.1 褶皱

区内褶皱不发育，仅在局部露头见少量紧闭同斜或斜歪褶皱。

矿区总体构造线以北西向为主，构造格架表现为向北东倾的单斜构造，倾向 351°～55°，倾角 25°～75°，并有北西向、北东向的方解石岩脉切割改造，局部形成规模不大的由层间挤压所形成的小柔皱构造。

1.2.2 断层

区内断层不发育，在区内未发现较明显断层。

1.3 地层特征

区内出露的地层有:新元古界震旦系上统（Z2dn）；寒武系下统水沟口组（∈1sg）、中统岳家坪组（∈2y）；新生界古近系及第四系。地层走向北西—南东向，倾向北东。地层岩性特征如下:

1.3.1 新元古界震旦系上统（Z2dn）

灰白色中厚层状灰岩、白云岩、含燧石条带或团块灰岩、角砾状白云岩，间夹浅灰色白云质灰岩，局部偶见米黄色砂屑灰岩及紫红色泥质白云岩，偶见叠层石白云岩及纹层状白云岩。分布于矿区的南部及西部。

1.3.2 下古生界寒武系下统水沟口组（∈1sg）

灰黑色粘土岩、紫红色泥（页）岩、间夹灰黑色含钒（磷结核）薄层状硅质岩、炭质粘土岩。为矿区钒矿主要赋存层位。分布于矿区的杨河—江峪—姚沟一线。与下伏震旦系呈整合或断层接触。

1.3.3 下古生界寒武系中统岳家坪组（∈2y）

按岩性分为上下两段:

下段:浅灰白色中厚层状白云岩、白云质灰岩，偶见燧石条带状或团块。

1.3.4 新生界古近系

紫红色砂岩、砂砾岩。分布于矿区的东北部。

1.3.5 新生界第四系

分布在矿区的中部及北部，为冲积物、粘土、亚粘土、亚砂土、残坡积物等。

2 矿体特征

2.1 含矿岩系及矿层特征

2.1.1 含矿岩系

含钒矿体主要赋存于早寒武系下统水沟口组（∈1sg），由一套浅变质的褐灰黑色粘土岩、紫红色泥（页）岩、间夹灰黑色含钒（磷结核）薄层状硅质岩、炭质粘土岩等组成的一套黑色岩系建造中，含矿岩层主要为粘土岩、炭质粘土岩，呈层状、似层状产出。

2.1.2 含矿层出露及特征

矿区通过1:10000的地质填图工作，确定了含矿层的空间位置。含矿层因受晚期构造叠加影响，在走向上及倾向上变化较大。因含矿层与上覆、下伏地层接触部位发育顺层滑脱断层，致使部分岩层缺失或拉薄，岩层在走向上发生变化。含矿层出露厚度约13—30m不等。局部地段虽然被第四系覆盖，但基本不影响矿体的连接。

含矿层作为下寒武统的组成一部分，产状与上覆、下伏地层基本一致，含矿层与顶板寒武系上统岳家坪组细晶白云质灰岩及底板灰白色中厚层状灰岩、白云岩均呈整合接触。根据工程揭露，含矿层出露厚度较稳定，而且品位也较稳定。

如在语文教学过程中，可以依据教学内容合理安排学生的阅读时间，加强对文章的阅读理解以及情感的领悟体会。通过课内的有效阅读，丰富情感。同时也可以拓展阅读的素材内容，加强其情感的认知和阅读理解能力。长此以往的坚持阅读，将使学生养成良好的阅读习惯，加强文化内涵素养。

2.2 矿体特征

钒矿赋存于寒武系下统粘土岩层中。该段在区域上层位稳定，总体上近于北西—南东向延伸，局部产状有所变化。含矿层顶板为浅灰白色中厚层状白云岩或浅灰色泥质条带灰岩，含矿层底板为震旦系顶部灰岩，含矿层顶、底板与含矿层界线清楚。含矿层中钒含量变化较大，一般粘土岩的钒含量较高，形成矿体，矿体与顶、底板界线不清楚，只能据化验分析结果区分。

矿体呈似层状产于粘土岩或炭质粘土岩（间夹薄层状硅质岩）中，根据样品分析结果，结合矿体空间形态，矿区内圈出2个矿体，形态较简单，矿体（层）产状较为稳定。其特征如下:

Ⅰ号矿体位于矿区的西北部江峪一带，地表由TC015、TC11、CK4、CK5、CK6 控制，中深部由 ZK071、ZK081、ZK001、ZK06、ZK07 钻孔控制。矿体控制长度约640m，倾向宽度140m，矿体倾向20～35°，倾角43～56°矿体赋存标高:+358m～+262m；矿体呈似层状，夹石较少，真厚度1.28～9.47m，平均3.73m，厚度变化系数74.01%，属较稳定型；V2O5品位:0.71～1.26%，平均 0.94%，品位变化系数24.42%，属较均匀型。

Ⅱ号矿体位于矿区的东南部杨河一带，地表由TC032、TC8、TC9、CK2、CK3、CK9 控制，中深部由 ZK04、ZK281、ZK271、ZK201 钻孔控制。矿体控制长度约680m，倾向宽度200m，矿体倾向10～45°，倾角43～49°矿体赋存标高:+362m～+181m；矿体呈似层状，夹石较少，真厚度0.97～4.80m，平均2.43m。厚度变化系数70.30%，属较稳定型；V2O5品位:0.70～2.21%，平均1.03%，品位变化系数56.19%，属不均匀型。

3 矿石质量

3.1 矿石的物质成份

本矿区钒矿物主要有用矿物为含钒水云母、钡钒云母、钙钒榴石等。脉石矿物主要为泥质、炭质等。其中云母类矿物可占矿石中钒总量的80%以上，含钒水云母呈显微鳞片状富集于炭质粘土岩或粘土岩中，一般与炭质密切共生；而钡钒云母呈鳞片状与硅质密切共生。

3.2 矿石的矿物特征

根据矿体矿石组合特征分析，矿石差异较小。主要特征如下:

1）椭圆球状磷结核在钒矿层中的出现对V2O5品位有指示作用，含矿层中磷结核数量较少，V2O5品位则低；磷结核含量高，V2O5品位亦高。

2）黄绿色钡钒云母、钒水云母是标志矿物，钒云母、钒水云母呈显微鳞片状，与硅质、粘土质矿物紧密共生，钒云母、钒水云母含量高，则V2O5品位亦高。

3.3 矿石的结构构造

1）矿石结构:主要为泥质结构、显微粒状鳞片变晶结构、隐晶质结构等。

①泥质结构:矿石中的炭质、粘土质含量较高，粘土质绝大部分为隐晶质细小粘土矿物集合体。

②显微粒状鳞片变晶结构:在部分矿石中泥质重结晶形成细小的鳞片状、纤维状水云母、钒钙云母等的集合体，集合体的粒度在0.005-0.02mm左右，这些鳞片状集合体与钙质、泥质混杂在一起，呈零星或局部相对聚集状大致定向分布、平行排列，见结晶片理。

2）矿石构造:主要为块状构造或微层状、定向构造或千枚状构造、页理构造等。

①块状构造或微层状构造:该矿区的矿石主要由泥质、炭质组成，部分含有少量的硅质，岩石中的泥质和炭质呈致密均匀分布，石英颗粒均匀分散。变质作用使部分泥质重结晶形成细小的鳞片状绢云母，大致定向分布，形成细小的微层理。

②定向构造或千枚状构造:矿石中细小的鳞片状绢云母呈定向或大致定向排列，在镜下可以看到许多大致平行、极薄的片理，片理面呈丝绢光泽。

4 矿石类型

根据矿石的结构、构造、矿物成分，区内矿石的自然类型为粘土岩型钒矿石。该类型矿石以粘土岩、含硅粘土岩为主，局部为含炭粘土岩、杂色粘土岩及薄层硅质岩等。矿石具微定向构造，变余泥质显微鳞片变晶结构。含钒矿物主要为含钒水云母及少量的钡钒云母等。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

本区钒矿床为沉积型矿床。从矿区岩系、岩性及岩层、岩石结构构造可知含钒岩系形成于浅海盆地、陆棚边缘盆地环境。而浅海盆地、陆棚边缘盆地是一种富含微生物的沉积环境，浮游藻类等微生物的大量繁殖，有机质的还原性和吸附性，具有很强富集成矿的功能，并在成矿过程中起到了聚矿造流作用，表明钒是在有机质（生物化学）直接参与下发生成矿作用的，是生物化学富集作用的产物。沉积环境越稳定，对钒矿的富集越有利。