赣北地区黑色岩系钒矿地质特征及成矿规律

周先军，李淑琴＊，王广友

（江西有色地质勘查一队，江西 鹰潭 335003）

黑色岩系是含有机碳（C有机≥1%）及硫化物（铁硫化物为主）较多的深灰—黑色的硅岩、碳酸盐岩、泥质岩（含层凝灰岩）及其变质岩石的组合体系（范德廉等，1987年）。当黑色岩系中C有机＞15%时，又被称为“石煤”。黑色岩系因含C有机而被作为低热值燃料能源，在地表出露区常见民采，同时黑色岩系也是多种元素的聚集岩系，现今发现与黑色岩系有关的矿产资源包括Au、Ag、Cu、Zn、Sn、Sb、Mn、U、V、Mo、Ni、Se、Te、Ti、Ge、P、油气等，常呈带状分布，形成中大—超大型矿床。

图1 扬子板块黑色岩系分布图（据毛景文等，2002.有修改）

黑色岩系具独特的形成环境，在全球范围均有分布，反映了环境变化中的突变及环境事件，尤其是下寒武统的黑色岩系具有全球等时性规模（杨剑，2009）。在我国，黑色岩系建造广泛分布于扬子地台，地理上大致呈昆明-东川-贵阳-遵义-长沙-诸暨一线，以寒武纪下统为主，震旦纪、志留纪、泥盆纪也有局部出露（见图1）。本文主要研究赣北地区黑色岩系中钒矿地质特征。

1 区域地质背景

赣北地区是指江西省北部地区，长江中下游南岸，赣江下游；大地构造位置处于扬子板块，中朝准地台以南，萍乡—广丰深大断裂带以北；区域上处下扬子台坳、扬子准地台；在凌联海等地层分区中处修水地层小区和皖浙赣地层小区。区域地层以震旦系双桥山群为基底，地层出露较全，从上到下有第四系、白垩系、侏罗系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系，局部缺失侏罗系、白垩系。区内黑色岩系遭受不同程度蚀变，常见有黄铁矿化、黄铜矿化、褐铁矿化、铜蓝及孔雀石，硅化、碳酸盐化、黏土化等。

目前已勘查发现修武地区硐门、东渡、大源铺以及上饶地区上村、西山等多个与黑色岩系相关钒矿床。

2 区域地质特征

2.1 地层

赣北地区黑色岩系地层出露较全，以修武地区硐门钒矿和上饶上村钒矿为例。黑色岩系赋矿层位均在寒武系下统荷塘组（王音铺组）底部，层位对矿体空间展布控制明显（表1）。修武地区硐门钒矿赋矿层位为王音铺组，分布于修武复式向斜南北两翼，呈条带状向东西方向伸延，长约130km，受南北向断裂分割，被分成长约25km～50km的数个区段。上饶上村钒矿赋矿层位为荷塘组（据凌联海等江西省震旦纪地层划分与邻区对比，荷塘组与王音铺组为同一层位），该地层在矿区沿走向长10.5km，出露宽度300m～500m；南段走向北东35°左右，倾向南东，倾角24°～41°；北段走向近南北，倾向东，倾角20°～37°。

图2 赣北地区大地构造位置与地层分区

表1 上饶上村钒矿及修武地区硐门钒矿床部分地层对比

由上饶上村钒矿沿走向地层柱状对比（图3）可见，钒矿体赋存于荷塘组底部石煤层中。含钒矿石煤层以灰黑色—黑色为主，变余炭质粒状结构，层状—似层状构造，主要成分为炭质、长石、石英、粉砂屑、粘土矿物及硅质。多受挤压褶皱影响较破碎，揉皱现象明显，裂隙发育，沿裂隙常见方解石细脉、石英细脉等充填，并见有星点状黄铁矿化、黄铜矿化、褐铁矿化，局部见铜蓝及孔雀石等。非金属矿化有硅化、碳酸盐化、黏土化等。碳质含量较高，污手，并见有黄豆状黄铁矿结核、磷结核、硅质结核等。

2.2 构造

上饶上村地区钒矿总体构造轮廓为震旦系和古生界地层构成的一复式向斜。该复式向斜两侧发育有一系列次一级褶皱，上村钒矿即位于其一的樟石桥次级背斜南翼。为单斜褶皱构造，地层从老到新由西到东依次分布，总体走向为北东—北北东，倾向南东—南东东，倾角24°～41°。

修武地区总体构造轮廓由南部九岭复式背斜、北部九宫复式背斜和中部修武复式向斜组成，复式背斜是该区褶皱基底，复式向斜是盖层褶皱。区内断裂构造也较发育，主要是顺层脱滑构造和切层陡倾斜断裂。硐门钒矿地处修武复式向斜，也为单斜构造，地层总体走向北西，倾向北东，倾角50°～80°。

图3 上村钒矿沿走向地层柱状对比

2.3 岩浆岩

上饶上村地区地表没有发现岩浆岩，而修武地区区域岩浆岩较发育，呈多旋回、多期次特征。但经多方研究论证，岩浆岩与黑色岩系钒矿成矿不具明显相关关系。

3 区域黑色岩系钒矿控矿因素

范德廉、涂光炽、唐红松、叶杰等系统地研究了我国黑色岩系相关矿产资源，论证了黑色岩系型矿床的成矿模式，提出了黑色岩系物质来源与缺氧环境密切相关的理论问题。这为后来研究黑色岩系奠定了坚实的基础。

赣北地区黑色岩系钒矿床，包括硐门钒矿、东渡钒矿、上饶上村钒矿等，矿体均产于寒武系荷塘组（王音铺组）底部的石煤层中，矿山往往有自燃现象，具臭鸡蛋味（硫化物），赋矿处具相似特征，即揉皱发育，C有机含量较高，为石煤，污手，常见含黄铁矿结核、磷质结核、硅质结核等。整个层位在图1昆明-东川-贵阳-遵义-长沙-诸暨一线均有分布，说明该层位具区域性和稳定性，且钒的富集在此层位内具普遍性。可见矿体的形成既受寒武系下统稳定时序的控制，又与当时的古地理、古气候沉积环境相关（熊玉生等，2009）。

结合赣北地区古地理与对相关矿床了解分析，认为赣北地区钒矿体形成有以下要素（图4）：

（1）赣北地区处鄂皖陆台和九岭海底高地之间，形成类潮坪泻湖地貌——这为矿体形成奠定了一个稳定的沉积环境。

（2）赣北地区气候湿热，水体稳定，使得藻类繁育飞速——这为矿体提供了足够有机物源。

（3）陆源带着碎屑和各种元素不断加入，其中多种元素被藻类吸收——这为矿体提供了另一个物源。

图4 赣北地区古地理环境与黑色岩系形成示意图

4 结论

通过对赣北地区相关矿床的分析研究认为：

（1）赣北地区黑色岩系钒矿含矿性连续稳定。

（2）钒矿体受寒武系下统荷塘组（王音铺组）地层控制，且矿体均赋存于层位底部，矿体稳定、连续。

（3）赣北地区寒武系在古地理环境中同处一个类潮坪泻湖地貌，温湿条件一致。稳定平静的地貌提供了沉积环境，适宜的气候给予了C有机来源，陆源碎屑及其带来的V、Au、Ag、Pt、Cu、Mo、Pb等等元素，为黑色岩系矿产的形成提供了可能。

（4）赣北地区黑色岩系找矿可以寒武系荷塘组（王音铺组）下段石煤层为地层标志。

（5）民间多有将石煤做燃料，可以石煤民采窿为找矿直接标志。