贵州省黄平县上塘钒矿含矿岩系组合特征及矿床成因浅析

潘启权，龙成雄，唐　铸

（贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队，贵州贵阳550018）

贵州省黄平县上塘钒矿含矿岩系组合特征及矿床成因浅析

潘启权*，龙成雄，唐铸

（贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队，贵州贵阳550018）

黄平上塘钒矿区大地构造位于贵州东部南北向构造带与东西向的黔中隆起横跨反接之重叠地区的上塘复背斜南倾伏端东侧。区内钒矿层赋存于牛蹄塘组炭质粘土岩中，含钒岩系岩性组合较复杂，属粘土岩型钒矿。

黄平上塘；钒矿；岩性组合；矿床成因

钒是现代工业中的重要添加剂，被广泛应用于航天航空、舰船、冶金以及海洋工程等各个领域，被称为“战略金属”。其作为重要的微合金化元素，将在建筑用钢、管线钢、含钒重轨钢、汽车用结构钢以及非调质钢等产品的优化升级中发挥重要作用。我国钒矿主要分布于四川攀枝花—西昌及湘、黔、滇、桂、鄂、皖、赣一带，作者在黄平上塘钒矿区开展详查地质工作的基础上，通过含矿岩系组合特征及物相分析结果，进一步分析该矿床的成因。

1　矿区地质概况

上塘钒矿区大地构造位于贵州东部南北向构造带与东西向的黔中隆起横跨反接之重叠地区的上塘复背斜南倾伏端东侧。单斜断夹块内，发育一宽缓的不对称向斜。断裂构造主要有区域性的北东向上塘—规龙断裂和伴生的次级张性断裂。

区内出露地层有：下江群清水江组（Pt3q）；震旦系南沱组（Z1n）、灯影组（Z2dy），寒武系下统牛蹄塘组（∈1n）和明心寺组（∈1m）。另在山间沟谷地带零星见第四系（Q）堆积物堆积，地层总体倾向北西，倾角在10°～45°之间。一般在靠近断层处，产状较陡（40°～45°），远离断层则较缓（10°～20°）。

2　含矿岩系组合特征

区内钒矿层赋存于牛蹄塘组炭质粘土岩中。含钒岩系岩性组合较复杂，岩性变化不大，大致可分为以下几层：

①黑色薄—中层含磷硅质岩及硅质磷块岩，细—隐晶结构，致密块状构造，局部含球状磷质结核，该层为本区主要磷矿层。同时含钒矿，地表较稳定，深部变化较大，局部缺失，厚：0.00～3.20m。

②黑色薄—中层状含炭质粘土岩，上部为块状，下部为鳞片状构造，为主要钒矿层（底层矿），V2O5含量0.50%～1.01%，有块状及鳞片状2种矿石类型，底部常含有球状磷质结核。厚：1.00～4.00m。

③深灰色、灰黑色中厚层粘土层，含炭质粘土岩，含少量星散状及结核状黄铁矿，并含有细片状白云母，地表为褐铁矿，风化后呈浅紫色，为钒矿层，V2O5含量0.50%～0.94%，厚：3.0～6.0m。

④深灰色、灰黑色薄至中层状粘土岩，块状构造。含少量星散状黄铁矿，节理较发育，岩石坚硬，具硅化。厚：5.0～12.0m。

⑤深灰色、灰黑色薄—中层状粘土岩，块状、鳞片状结构，岩石节理较发育，风化后大部分为鳞片状，产状较乱，为次要钒矿层（上矿层）。V2O5含量0.50%～0.85%，以鳞片状矿石为主，分布稳定。厚：0.8～2.40m。

⑥深灰色、灰黑色薄—中层状粘土岩，块状构造。含少量星散状、结核状黄铁矿，节理较发育，岩石坚硬，具硅化。厚：大于10m。

综上，本区钒矿有2层矿。下层矿厚度较稳定、品位较高，为区内主要钒矿层。矿层其及顶、底板岩性特征为：

顶板：寒武系下统明心寺组（∈1m）

灰岩、泥灰岩夹少量深灰色粘土岩、钙质粘土岩，未见顶大于80m

——平行不整合接触——

含磷、钒黑色炭质粘土岩、炭质粘土岩30～50m

深灰色砾屑磷块岩0～0.80m

深灰、灰黑色砂屑磷块岩0～0.90m

底板:深灰、黑色生物碎屑含磷硅质（石英）岩0.2～3.00m

黄色粘土0～0.20m

——平行不整合接触——

下伏地层：震旦系灯影组（Z2dy）白云岩。

矿层顶、底板岩性相对较稳定，底板厚度变化较大。

钒矿呈似层状、透镜状产于牛蹄塘组上部。矿层顶板为深灰色灰岩、泥灰岩夹少量粘土岩，界线不很明显；底板为深灰色砾砂屑磷块岩及深灰、黑色生物碎屑含磷硅质（石英）岩，界线不明显。

3　矿体（层）特征

3.1规模及品质特征

区内钒矿体严格受地层控制，矿层呈层状、似层状产出，属沉积型矿床。通过地表及钻探工程控制，矿体厚度变化沿走向大致呈透镜状，似层状展布，单工程厚度在0.88～26.47m范围内，厚薄变化较大，呈起伏的波状产出。矿石品位变化较小，单工程最高平均品位V2O5含量1.014%，最低0.50%，常见品位一般在0.55%～0.70%之间。根据工程采样分析结果，钒矿体大致具有地表较富，向深部略有变贫的趋势，推测与矿体氧化富集等因素有关，但品位变化不大，较稳定。

3.2矿物组合特征

主要矿物均附存于粘土矿物中，宏观上呈鳞片状结构和层状构造，矿物组合为炭泥质、云母、白铁矿、黄铁矿；脉石矿物为石英、岩屑。其中：炭泥质含量占20%，白云母含量20%，主要矿物水云母呈显微鳞片状，无章分布，其粒度多0.01mm左右，非晶质无定形炭质与水白云母泥杂分布；黄铁矿呈不均匀的星散状分布，其粒度多0.01mm左右，少数自形晶粒可达0.3mm。矿物含量见表1。

表1　矿石矿物成份及含量统计表

根据采样作多元素分析及岩矿测试，直接顶板：石英：60%，炭泥质：20%，岩屑：10%，白云母：5%～10%，黄铁矿：小于1%。

矿层：石英：50.%，炭泥质：20%，岩屑：20%，白云母：5～10%，白铁矿、黄铁矿：小于1%。

直接底板：石英：55%，炭泥质：10%，岩屑：25%，白云母：10%，黄铁矿：小于1%。

矿物组成变化不大，矿体与围岩界线不明显。

3.3钒的赋存状态

原矿中的钒主要以吸附状态赋存于云母类矿物中（含V分配比例大于67%），少量以类质同相形式取代Fe3+进入难硅酸盐相。钒存原矿中主要以V3+形式存在（含V分配比例大于44.59%），其次为V4+，再次为V5+，V3+主要以类质同相形式取代Fe3+、Al3+等氧化矿物及难硅酸盐矿物中，而V4+和V5+则全部以吸附状态赋存于云母类矿物中，分析结果见表2、表3。

表2　原矿钒赋存价态分析结果表

表3　物相测试结果表

从上述特征分析，钒元素是以游离粒子状态被岩石中的水云母等粘土矿物的吸附产出。因此，该类矿石属粘土岩型，其矿石矿物为水云母和炭泥质粉砂质粘土，有用矿物钒多呈隐晶结构，嵌布粒度极细。

4　矿床成因浅析

牛蹄塘组下部高炭质泥岩和灰黑色硅质岩间夹高炭质页岩是镍、磷、钒等多金属组合岩层即区域上所称的多金属地球化学异常层，成矿时期为梅树村阶早期。

沉积物源主要是海底裂谷热气流作用，将深部镍、磷、钒等多金属元素离子携带至海洋中，在洋流的作用下镍、磷、钒等多金属元素向陆棚和台地运移，并于台地和陆棚斜坡的还原环境下被炭质吸附沉积，沉积的镍、磷、钒等金属在后期成矿低温热液作用下，钒主要被泥质和炭质吸附，在成岩过程中粘土矿物部分重结晶为水云母，而成岩过程中炭质吸附的部分钒被游离出来而进入水云母晶格中形成含钒水云母或钒云母，最终形成粘土岩型钒矿，区内矿石则属粘土岩型钒矿。

［1］王正恒，刘学武，潘启权.贵州省黄平县上塘磷矿区钒矿详查地质报告［R］.贵阳：贵州地矿局105地质大队，2007.

［2］胡承伟.贵州镇远江古钒矿矿床地质地球化学特征［R］.贵州大学，2009.

［3］刘玉红.贵州省黔东南州钒矿地质特征和循环开发利用研究［R］.中南大学，2009.

P618.6

A

1004-5716（2016）06-0121-03

2016-03-03

2016-03-04

潘启权（1982-），男（苗族），贵州凯里人，工程师，现从事地质找矿工作。