贛北地區(qū)黑色巖系釩礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

王廣友，陳立泉

（江西有色地質(zhì)勘查一隊(duì)，江西 鷹潭 335000）

1 地質(zhì)背景

本文贛北地區(qū)是指萍鄉(xiāng)—廣豐深斷裂以北的江西地區(qū)，主要包括江南東段成礦帶、欽杭東段成礦帶。贛北地區(qū)除了貴、有色金屬享有盛名，全省發(fā)現(xiàn)的釩礦床（點(diǎn)）也主要集中于此。區(qū)域地層出露齊全，巖漿巖發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，形成了極為豐富的礦產(chǎn)資源。尤其黑色巖系的發(fā)育為釩礦的形成創(chuàng)造了條件，目前已勘查發(fā)現(xiàn)永修縣楊林山、修水縣南嶺、武寧縣硐門(mén)及上饒縣上村等多個(gè)釩礦床[1]。

圖1 贛北地區(qū)黑色巖系分布圖

2 黑色巖系

釩礦形成與黑色巖系具有密切的關(guān)系，受到黑色巖系的嚴(yán)格控制。贛北地區(qū)黑色巖系賦礦層位均在寒武系下統(tǒng)荷塘組底部，層位對(duì)礦體空間展布控制明顯。

荷塘組系盧衍豪（1955）創(chuàng)名，層型地在浙江省江山市大陳東北5km荷塘村。省內(nèi)次層型上饒縣清水鄉(xiāng)張家山剖面（圖2），指整合于燈影組之上，楊柳崗組之下，由黑色薄層含碳硅質(zhì)巖、碳質(zhì)板巖、含碳硅質(zhì)板巖，底部石煤層組成的地層體。下部為黑色薄層碳質(zhì)硅質(zhì)巖、含碳硅質(zhì)頁(yè)巖夾石煤層，富含海綿骨針及黃鐵礦結(jié)核，水平紋層發(fā)育。代表滯流還原環(huán)境。在廣豐大南夾有白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，顯然是蒸發(fā)作用形成。修水地區(qū)具同生或準(zhǔn)同生重力滑動(dòng)成因的炭質(zhì)團(tuán)塊。

圖2 上饒縣張家山寒武系實(shí)測(cè)剖面圖

由此綜合分析荷塘組下部為瀉湖相；本組上部為薄層碳質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖夾泥晶灰?guī)r透鏡體，下與震旦系為整合關(guān)系。厚155m~215m，為淺海陸架相。

上覆地層：武陵統(tǒng)楊柳崗組含白云石細(xì)晶灰?guī)r夾少量含鈣硅質(zhì)板巖。

底—下寒武統(tǒng)荷塘組：厚174.07m。

灰黑、深灰色中薄層狀含炭硅質(zhì)巖夾灰黑色薄層狀含炭絹云硅質(zhì)板巖及含黃鐵礦、方解石、炭硅質(zhì)板巖。58.64m。

深灰色薄層狀含炭絹云硅質(zhì)板巖夾少量炭質(zhì)板巖。4.57m。

深灰色風(fēng)化后呈淺黃、灰白色薄層狀含炭硅質(zhì)巖夾深灰色薄層狀炭質(zhì)板巖，80.36m。

上“石煤層”為深灰色薄層狀含黃鐵礦炭硅質(zhì)板巖夾高炭質(zhì)板巖“石煤層”。“石煤層”頂部為含黃鐵礦炭質(zhì)板巖。

下“石煤層”為灰黑色薄層狀含黃鐵礦碳硅質(zhì)板巖石煤層?！笆簩印币?jiàn)黃鐵礦及膠磷礦結(jié)核，30.5m。

下伏地層：上震旦統(tǒng)燈影組含黃鐵礦粉晶白云巖[2]。

3 典型礦床

3.1 楊林山釩礦

楊林山釩礦位于永修縣城北西40km處，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量：礦石量112.4×104t，V2O5量13537t。

礦床位于修水—武寧復(fù)向斜、共青城殘留向斜的西端，為北西西—東西向的背斜。自西向東，由老至新依次為新元古界雙橋山群、南華系、震旦系和下寒武統(tǒng)荷塘組、觀音堂組。釩礦主要產(chǎn)于荷塘組下部。

釩礦體主要分為兩個(gè)礦帶。Ⅰ礦帶：由荷塘組含釩巖系組成，規(guī)模較大，為礦區(qū)主礦帶，含礦層位特點(diǎn)及礦化如下：

上覆地層：寒武系下統(tǒng)觀音堂組。

薄板狀黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，層理清晰，V2O5含量0.09%，厚113.50m~174.40m。

厚層狀灰—黑色微晶白云巖，含少量團(tuán)塊狀黃鐵礦，V2O5含量0.07%，厚4.33m~20m。

薄板狀黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，其底部與石煤層接觸部位V2O5含量較高，為0.56%，其余部位較低，為0.19%，厚15.83m~21.44m。

薄板狀黑色高碳質(zhì)頁(yè)巖，以富含黃鐵礦、硅質(zhì)等多種結(jié)合為特征V2O5含量0.83%，是本區(qū)主礦層，厚10.82m~17.20m。

厚層狀灰—灰黑色灰質(zhì)白云巖，黃鐵礦甚多，V2O5含量0.12%，厚1.45m~3.34m。

薄板狀黑色高碳質(zhì)頁(yè)巖，以富含扁豆?fàn)罘浇馐癁樘卣鳎琕2O5含量0.81%，厚2.90m~5.05m。

下伏地層：上震旦統(tǒng)皮園村組。

Ⅰ礦帶賦存于荷塘組中，由8個(gè)礦體組成；Ⅱ礦帶賦存于皮園村組中段碎屑巖中，礦體為似層狀、透鏡狀、囊狀，規(guī)模小、變化大，一般長(zhǎng)30~60m，傾斜延伸20~50m，厚度2~4m，由6個(gè)礦體組成。

礦床Ⅰ礦帶總體平均V2O51.02%、Mo 0.016%品位變化幅度較大；Ⅱ礦帶總體平均V2O51.40%、Mo 0.048%，一般地表品位較高，而沿傾斜向下則變低或礦體中心部位含量較高。礦石類(lèi)型以碳泥質(zhì)釩礦石為主，占礦床礦石總量的75%，較少貧鐵高釩礦石，少量硅質(zhì)釩礦石。

3.2 硐門(mén)釩礦

硐門(mén)釩礦位于武寧縣城北約15km處，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量V2O5量10859t。

礦床地處九江坳陷瑞昌復(fù)向斜西南緣。賦礦地層底—下寒武統(tǒng)荷塘組，主要由黑色薄層—中厚層狀炭質(zhì)泥巖、頁(yè)巖、石煤層及少量硅質(zhì)巖組成。其中下部主要為薄層硅質(zhì)巖夾碳質(zhì)泥巖；中部為灰黑色薄—中厚層狀碳質(zhì)泥巖夾石煤；下部為石煤層夾碳質(zhì)泥頁(yè)巖。

礦體總體走向北西西，傾向北北東，傾角35°~50°，沿走向傾向均具有緩波狀變化。礦體的厚度和品位巖傾斜方向延伸稍具變薄、變貧趨勢(shì)。礦石和圍巖均為碳質(zhì)泥巖，普遍黃鐵礦化、局部硅化。礦石與圍巖之間，不具明顯劃分界線。

V1礦體分布在荷塘組底部石煤層內(nèi)，控制長(zhǎng)約540m，傾斜延伸控制最大140m，厚1m~6m，平均厚度3.8m,平均V2O5含量0.57%~0.85%，平均0.81%。

V2礦體分布在V1礦體上部，控制長(zhǎng)約600m，控制最大傾斜延伸100m，厚度4.5m~14.5m，平均7.8m，V2O50.59%~1.13%，平均0.98%。

V3礦體分布在V2礦體之上，控制最大傾斜延伸65m，厚4m~10.5m，平均5.7m，V2O50.58%~0.81%，平均0.79%。

3.3 上村釩礦

上村釩礦位于上饒縣城北北東10°方向13公里處。估算礦區(qū)資源儲(chǔ)量：(333)＋(334)類(lèi)型礦石量17299千噸，金屬量V2O5136027.43噸，平均品位V2O50.786%。

礦區(qū)內(nèi)出露地層有震旦系、寒武系、奧陶系、白堊系和第四系地層等，釩礦主要賦存在寒武系荷塘組地層中。其上部為泥質(zhì)板巖和炭質(zhì)板巖互層，下部為含釩石煤層，與下伏震旦系地層整合接觸。區(qū)內(nèi)發(fā)育單斜褶皺構(gòu)造，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。其地表沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巖漿巖，鉆孔深部發(fā)現(xiàn)輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖體和花崗斑巖脈侵入于含釩石煤層中。

目前已發(fā)現(xiàn)礦體6條，其中V1和V2為主礦體礦體呈層狀平行產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向南東—東，傾角13°-53°。

V1礦體：其走向上不連續(xù)分為4段，長(zhǎng)約4100m，傾斜延深500m左右。最小厚度1.01m，最大厚度13.50m，平均厚度4.09m，厚度變化系數(shù)為72.36%，厚度變化屬較穩(wěn)定類(lèi)型；V2O5品位最低0.706%、最高1.167%，平均品位0.811%，品位變化系數(shù)為13.80%，品位變化屬均勻類(lèi)型。在剖面上V1礦體位于在寒武系下統(tǒng)荷塘組下部含釩石煤層中，下部為震旦系上統(tǒng)皮園村組炭質(zhì)板巖，礦體呈層狀產(chǎn)出，走向北東至南北向，傾向南東至東西向，傾角13~53°。

V2礦體：其走向上不連續(xù)，分為3段，總長(zhǎng)3600m，傾斜延深400m左右。最小厚度1.38m，最大厚度9.20m，平均厚度4.35m，厚度變化系數(shù)55.13%，厚度變化屬較穩(wěn)定類(lèi)型。V2O5品位最低0.720%、最高1.115%，平均0.793%；品位變化系數(shù)12.82%，品位變化屬均勻類(lèi)型。

礦區(qū)內(nèi)礦石分為三種：含釩石煤礦石、含釩硅質(zhì)巖礦石及含釩炭(硅)泥巖礦石。

4 成礦規(guī)律

贛北地區(qū)釩礦成礦規(guī)律呈以下特征：

（1）贛北釩礦是揚(yáng)子陸緣遼闊的底寒武統(tǒng)含釩黑色頁(yè)巖建造分布區(qū)的組成部分，形成了被動(dòng)陸緣的淺海環(huán)境，在寒武世早期，贛北地區(qū)，低洼的次深海沉積環(huán)境，在潮濕氣候條件和寧?kù)o停滯的水體中，隨著生物大爆發(fā)，水體中的藻類(lèi)空前繁盛，發(fā)生了缺氧事件，大量的藻類(lèi)尸體在還原條件下保存，同時(shí)與沉積的細(xì)屑物質(zhì)混積成有機(jī)軟泥，經(jīng)過(guò)埋藏形成黑色巖系，由于有機(jī)質(zhì)和粘土質(zhì)具有帶電性（負(fù)電荷）和吸附性，能夠選擇吸附V、Mo、U等元素，使其隨著有機(jī)質(zhì)P、S、Si結(jié)核和粘土一起賦存于黑色巖系中，在局部富集形成工業(yè)礦床。

（2）贛北地區(qū)釩礦體主要產(chǎn)于荷塘組底部黑色碳質(zhì)頁(yè)巖中，受層位控制明顯，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致，層數(shù)一般有3~5層，處于最底部的礦體規(guī)模最大，品位最高且較穩(wěn)定，礦體走向長(zhǎng)一般百余米至千余米不等，最長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米，巖傾向最大延伸百余米。

（3）釩礦層中除常見(jiàn)黃鐵礦、磷結(jié)核外，含釩石煤礦石在鏡下可見(jiàn)0.05mm的球粒結(jié)構(gòu)和鮞狀結(jié)構(gòu)，成分主要由碳質(zhì)，次為磷灰質(zhì)組成，可能為藻類(lèi)植物化石后的遺跡。藻類(lèi)死亡后堆積轉(zhuǎn)化為石煤，而釩的富集與藻類(lèi)和碳質(zhì)的吸附有關(guān)，釩主要賦存于微云母質(zhì)粘土中[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

一言以蔽之，贛北地區(qū)黑色巖系的發(fā)育為釩礦的形成創(chuàng)造了條件，釩礦體受到地層層位的嚴(yán)格控制。通過(guò)對(duì)典型礦床的研究分析，總體上贛北地區(qū)黑色巖系釩礦含礦性連續(xù)穩(wěn)定，釩礦體主要賦存于寒武系下統(tǒng)荷塘組地層中，且礦體均賦存于層位底部，礦體穩(wěn)定、連續(xù)。故寒武系荷塘組下段石煤層可以作為贛北地區(qū)尋找釩礦的找礦標(biāo)志。