安徽省百川沉積型釩礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

范麗貴 洪宣東 鄧施寶 郭在杰 鄒遠(yuǎn)航 聞衛(wèi)軍 陳紹輝

（安徽省化工地質(zhì)勘查總院）

釩礦資源主要有巖漿型和沉積型2類，巖漿型主要以伴生形式存在于釩鈦磁鐵礦中，沉積型釩礦則主要產(chǎn)于寒武統(tǒng)、震旦統(tǒng)黑色巖系中。中國沉積型釩礦主要分布在環(huán)揚(yáng)子地臺地區(qū)以及塔里木地臺，可劃分為3個主要成礦帶，即塔里木地臺北緣釩成礦帶、揚(yáng)子地臺北緣釩成礦帶、揚(yáng)子地臺東南緣釩成礦帶。目前已報道的大型沉積型礦床10 個，主要分布在湖南、河南、陜西、貴州等地；中型礦床58 個，以湖南、湖北、貴州、陜西等地居多，其余均為小型礦床及礦點、礦化點，主要工業(yè)類型為碳硅泥巖（黑色巖系）型［1-7］。

截止2019 年底，安徽省報告的釩礦礦區(qū)28 處，其中沉積型釩礦僅有6 處，由于各種原因，沒有開展過系統(tǒng)的找礦工作。在池州、黃山、宣城等市均有發(fā)現(xiàn)以礦點、小型礦為主的釩礦，百川沉積型釩礦床為首次發(fā)現(xiàn)的大型沉積型釩礦床，通過對該區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖等方面進(jìn)行研究，并總結(jié)成礦因素和找礦標(biāo)志，對今后該區(qū)的勘查找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

百川地區(qū)區(qū)域上屬江南隆起帶、浙西坳陷，是大別山帶和江南疊覆造山帶相互作用的地區(qū)，為揚(yáng)子陸塊的大陸邊緣帶，以升降運動為主的內(nèi)陸海盆或陸地邊緣，晚古生代—中三疊世下?lián)P子前陸帶與江南隆起同成為大陸內(nèi)海盆地。中三疊世以后進(jìn)入大陸造山活動，形成盆山構(gòu)造，并伴有大規(guī)模巖漿成礦活動。

地層區(qū)劃屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)，廣德—休寧地層小區(qū)，主要為南華紀(jì)、震旦紀(jì)、寒武紀(jì)，次為少量志留紀(jì)地層出露。構(gòu)造主要為太平復(fù)向斜的次級褶皺，斷層以北北東走向斷層和近東西向橫向斷層及北東向、北西向斜斷層為主，區(qū)域內(nèi)出露巖體主要有燕山旋回侵入的花崗巖體及花崗閃長巖體。

區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地有碧云庵螢石礦、孫村螢石礦、上金山鎢礦、青羅山鎢礦，其中釩礦有黟縣石山含釩石煤礦、黃山市郭村釩礦、休寧縣蘭田石煤礦等（圖1）。

2 地質(zhì)概況

2.1 地 層

區(qū)內(nèi)從南華系上統(tǒng)至志留系下統(tǒng)均有出露。

（1）震旦系下統(tǒng)藍(lán)田組（Z1l）分布在百川向斜西翼楓樹塢、石坑塢、桃灣，呈南北方向長條狀展布，層厚277 m，上部為灰色薄層泥質(zhì)灰?guī)r與灰?guī)r互層，含炭硅質(zhì)板巖，風(fēng)化后呈肋骨狀；下部為深灰色、灰黑色炭質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖；底部為青灰色含錳白云巖。區(qū)內(nèi)在西南側(cè)王家峰至石坑塢一帶，藍(lán)田組與旌德巖體接觸，接觸帶附近土壤化探鎢異常明顯，強(qiáng)度較高。

（2）震旦系上統(tǒng)至寒武系下統(tǒng)皮園村組（Z2?1p）分布在百川向斜西翼楓樹塢、石坑塢等地，呈南北方向長條狀展布。巖性為灰色具黑白相間的條帶狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖，常形成奇特的峰脊地貌。層厚126 m，與下伏地層藍(lán)田組（Z1l）呈假整合接觸。

（3）寒武系下統(tǒng)荷塘組（?1h）分布在百川向斜兩翼，在向斜的東翼與旌德巖體接觸，因而被巖體破壞而不完全。本組巖性分為上、下兩段，下段為硅質(zhì)板巖，中部炭質(zhì)板巖、磷結(jié)核和重晶石結(jié)核層，上部含鈣炭質(zhì)板巖；上段為含白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)板巖。層厚560 m，與下伏地層皮園村組（Z2?1p）呈整合接觸。

（4）大陳嶺組（?1d）主要分布在東川巖體周邊及桃灣等地，構(gòu)成百川向斜兩翼，厚度48 m。巖性主要為青灰色厚層含微波狀紋層狀灰?guī)r、炭質(zhì)礫屑微晶灰?guī)r、白云巖質(zhì)灰?guī)r夾炭質(zhì)泥巖為特征。

（5）寒武系中統(tǒng)楊柳崗組（?2y）分布在百川向斜核部，呈南北方向展布。本組為一套淺海相沉積的含泥質(zhì)碳酸鹽巖，分上、下兩段，下段（?2y1）以黑色薄—中層炭質(zhì)板巖為主夾深灰色含炭泥質(zhì)板巖及灰?guī)r，炭質(zhì)板巖發(fā)育水平紋層，層面平整、板理清楚，產(chǎn)海綿骨針化石和星散狀黃鐵礦。底部板巖含炭質(zhì)較高，往上炭質(zhì)遞減而出現(xiàn)鈣質(zhì)遞增；上段（?2y2）為深灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r，含炭白云巖夾黑色薄至中層鈣質(zhì)板巖，中上部發(fā)育有條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r，頂部有一層餅狀灰?guī)r。厚172.65～285.00 m，與下伏地層荷塘組呈整合接觸。

（6）寒武系上統(tǒng)華嚴(yán)寺組（?3h）分布于旌德百川向斜北部東川、方村周邊，組成百川向斜兩翼。東西部分地段與旌德巖體接觸，且受巖體破壞地層出露不完全，出露面積約0.5 km2。本組巖性為深灰色假厚層具泥質(zhì)條帶灰?guī)r。巖性穩(wěn)定，以泥質(zhì)含量高低可細(xì)分成3 套巖性：底部灰黑至青灰色假厚層狀灰?guī)r，含泥質(zhì)灰?guī)r夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r；中部為青灰、灰色假厚層狀微晶灰?guī)r夾少量泥質(zhì)灰?guī)r，為本組的主體巖性，單層厚5～12 cm，假厚層厚2～3 m；頂部為灰色含泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r夾灰黑色鈣質(zhì)板巖。本組厚度98 m，與下伏楊柳崗組（?2y）呈整合接觸。

（7）寒武系上統(tǒng)西陽山組（?3O1x）分布于礦區(qū)中北部，巖性主要為灰、灰黃色含灰?guī)r結(jié)核泥巖、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖，厚256 m。

（8）奧陶系印渚埠組（O1y）分布于桃灣北東側(cè)北東向斷層帶內(nèi)，巖性為構(gòu)造擠壓變質(zhì)強(qiáng)劈理化泥質(zhì)板巖、劈理化千枚巖。

（9）下志留統(tǒng)霞鄉(xiāng)組（S1x）分布于礦權(quán)區(qū)北西側(cè)石井一帶，為一套碎屑巖，厚度不詳。

（10）第四系全新統(tǒng)蕪湖組（Qhw）零星分布于山區(qū)涇流的兩岸及山澗的凹地部位，以沖積物和洪積物為主，部分為殘坡積物。巖性為棕紅色黏土、亞黏土，中下部夾砂石層或礫石層，膠結(jié)物為砂、黏土類。結(jié)構(gòu)松散。厚度一般小于10 m，不整合于各地層之上。

2.2 構(gòu) 造

工作區(qū)褶皺構(gòu)造為百川向斜和桃灣東川背斜，斷裂以北北東、北東、北西西3組，其中以北東向斷裂規(guī)模大，北西向、北北西向斷裂規(guī)模次之，晚期北西向斷層切割早期北東向斷層，形成不同期序次關(guān)系。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

（1）區(qū)內(nèi)的百川向斜為太平復(fù)向斜的次級向斜，幾乎被旌德巖體環(huán)繞，向斜樞紐方向20°左右，為一緊密等斜向斜，向南收斂仰起，向北傾伏撒開，東西寬約5 km，南北長約15 km。向斜核部為西陽山組地層，向兩翼依次出露華嚴(yán)寺組、楊柳崗組、荷塘組、皮園村組和藍(lán)田組，東翼地層被巖體侵入殘留震旦紀(jì)、寒武紀(jì)不同時代地層。百川向斜形似一個向北開口的箕狀構(gòu)造，自南向北，地層產(chǎn)狀由陡變緩。

（2）區(qū)內(nèi)桃灣—東川背斜在百川向斜的西側(cè)，王家峰、桃灣—東川一帶，軸向北東，核部被東川、東村巖株侵入；在桃灣一帶可見殘留的由藍(lán)田組—皮園村組構(gòu)成的核部，在北東段依稀能見到一個殘存的背斜轉(zhuǎn)折端行跡，兩翼由荷塘組到西陽山組構(gòu)成。受巖體和晚期的斷裂構(gòu)造破壞，致使其行跡殘缺而不明顯。該背斜的轉(zhuǎn)折端為區(qū)內(nèi)成礦最有利部位之一。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北東和北西西兩組斷裂構(gòu)造為主。

（1）北北東向斷層（原F6 斷層）位于旌德方村—井岡山機(jī)械廠一線，該斷層地貌上明顯為凸起的山脊，巖性為硅質(zhì)巖，斷層傾向南東，傾角大于80°。南東盤為華嚴(yán)寺組、西陽山組灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r普遍硅化、強(qiáng)黃鐵礦化；北西盤為西陽山組、早志留世霞鄉(xiāng)組地層，斷層附近有土壤測量W、Sn、F 元素異常。

（2）北東向斷層（原F1 斷層）北東端位于胡家棚南西端位于東川北側(cè)，地貌特征明顯，斷層陡崖和硅化破碎帶發(fā)育，多呈正地形凸起。斷層面產(chǎn)狀呈平直，傾向在小范圍內(nèi)有變化但總體傾向南東，平均傾角80°，使南東盤寒武紀(jì)不同地層向東錯位與北盤不同地層接觸，斷距100 m 左右。斷裂兩端伴生北西向螢石礦脈和花崗巖脈出露，附近有鎢錫異常和白鎢礦體分布。

（3）北東向斷層（原F2 斷層）位于貓石嶺、百川、唐川—白楊嶺一帶。斷層貫穿楓樹塢至唐川一線，形成溝壑地貌且錯峰現(xiàn)象明顯，斷面呈“S”狀。沿斷層兩盤巖石破碎，次級羽狀斷裂發(fā)育，伴有硅化、角巖化等蝕變切割出早奧陶世印渚埠組地層。在本斷層所經(jīng)過的百川向斜轉(zhuǎn)折部位，鉬異常規(guī)模發(fā)育。

（4）北西向斷層（原F5 斷層）位于旌德尖角里—唐家，斷層斷續(xù)相連，被石英-螢石脈充填，產(chǎn)狀較陡大于80°。沿本斷層有土壤測量F和Sn、W元素異常，尖角里螢石礦受此斷裂控制，東川巖體接觸帶的東南側(cè)普遍發(fā)育的石榴子石、透輝石矽卡巖化以及鎢礦化，可能也與該斷裂構(gòu)造有關(guān)。

2.3 巖漿巖

勘查區(qū)四周為旌德巖體所包圍，東川巖體系燕山中期花崗閃長巖，侵入在百川向斜中部，主要礦物成分鉀長石20%～30%，斜長石40%～46%，石英15%左右，黑云母4%～7%。巖體內(nèi)分部的細(xì)粒二長花崗巖脈呈小巖枝狀產(chǎn)出，出露面積小于0.1 km2，巖石呈淺灰白色、白色，具細(xì)粒結(jié)構(gòu)特征，粒徑1 mm左右，主要礦物有斜長石、石英正長石，不含暗色礦物。

呈脈狀產(chǎn)出的細(xì)粒二長花崗巖，區(qū)內(nèi)展布明顯受控于北東向和近東西向斷裂，一般規(guī)模不大，延伸200～400 m，侵入碳酸鹽巖地層中能引起圍巖弱礦化蝕變。這類脈狀二長花崗巖脈往往與鎢、鉬礦化有關(guān)。

2.4 礦 產(chǎn)

百川沉積型釩礦目前已有2 個剖面控制，即21，82 線（圖1）。釩礦礦體由淺入深逐漸變厚，品位增高，在21線較深的一個孔ZK2103 鉆孔中V2O5平均品位0.49%～0.773%，累計鉆孔中見礦厚度48 m，最厚礦層厚24.6 m，孔內(nèi)深部礦體因巖體侵入而破壞。82線較深的一個孔ZK2106 鉆孔中V2O5各礦層平均品位0.57%～0.96%，累計鉆孔中見礦厚度106.1 m，最大單層見礦厚度54.8m，計算最大見礦真厚度36.0 m，該孔未見巖體侵入和構(gòu)造破壞礦體現(xiàn)象，地層和礦體都較為完整（圖2、圖3）。的，走向長度超過6 000 m，由于沉積型礦床層位通常比較穩(wěn)定，因此可以初步判斷其V2O5資源儲量大于100 萬t（金屬量），達(dá)大型釩礦規(guī)模，目前該礦區(qū)正在開展全面的勘探工作。

3 成礦因素及找礦標(biāo)志

（1）成礦時代的唯一性。在該地區(qū)黑色巖系分布廣泛，震旦系下統(tǒng)藍(lán)田組（Z1l）、震旦系上統(tǒng)至寒武系上統(tǒng)皮園村組（Z2?1p2）、寒武系下統(tǒng)荷塘組（?1h）、大陳嶺組（?1d）、寒武系中統(tǒng)楊柳崗組（?2y）等均黑色巖系巖性地層，各地層均進(jìn)行過采樣化驗，僅皮園村組上段，荷塘組下段地層中有V2O5礦體和礦化現(xiàn)象，其他地層V2O5含量均小于0.1%，說明V2O5礦體僅在皮園村組上段和荷塘組下段（與皮園村組的接觸帶）存在。

（2）黑色巖系巖性地層是形成礦床的必要條件。膠體化學(xué)沉積型礦床成礦過程中含礦的膠體物質(zhì)在有徑流搬運時，表面必須有一層有機(jī)質(zhì)或腐植酸等作為護(hù)膠劑，如炭質(zhì)物質(zhì)。此外，炭質(zhì)、黏土質(zhì)物質(zhì)具有較大的比表面積，從而具有更強(qiáng)的吸附力，使含礦的膠體物質(zhì)發(fā)生聚集作用形成礦床。在皮園村組地層中，在上段地層中含礦，而在下段地層中采樣化驗V2O5含量均小于0.1%，因此，黑色巖系（含炭質(zhì)）地層是形成沉積型釩礦床必要條件。從鉆孔全孔連續(xù)取樣化學(xué)分析結(jié)果統(tǒng)計，釩礦主要賦存于皮園村組上段及與其相鄰的荷塘組下段特別是接觸帶中，其他地方極少，僅有零星出現(xiàn)（表1）。

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21 線與82 線相距1 500 m，從剖面上看，礦體形態(tài)變化規(guī)律基本一致，由于屬沉積型礦床，可以判定在此區(qū)間內(nèi)礦體形態(tài)基本穩(wěn)定。此外，在皮園村組上段（Z2∈1p2）及與之相鄰的寒武系荷塘組下段（∈1h）地層北端及南端地表采樣分析結(jié)果具有強(qiáng)烈礦化，部分樣達(dá)到了邊界品位，可以基本判斷礦體是連續(xù)

（3）盆地是形成大型礦床的最佳地貌條件。作為膠體化學(xué)沉積型礦床，是典型的同生沉積礦床，產(chǎn)于海灣邊緣及湖盆邊緣，因該型地貌能產(chǎn)生相對的靜水環(huán)境，有利于礦物質(zhì)的聚集沉積。百川沉積型釩礦產(chǎn)于百川向斜，推測該向斜的古地貌為一盆地，由于時代較早，后來的構(gòu)造運動使向斜構(gòu)造特征更加明顯。百川向斜樞紐方向20°左右，為一緊密等斜向斜，向南收斂仰起，向北傾伏散開，東西寬約5 km，南北長約15 km，規(guī)模較大。盆地是膠體化學(xué)沉積型礦床的最優(yōu)沉積環(huán)境，使得百川沉積型釩礬規(guī)模較大，因此古地貌盆地是尋找大型沉積型釩礦床的一個重要條件。

（4）地表礦化是找礦的重要標(biāo)志。由于礦床具有海湖相沉積的特征，在古水域的邊緣，礦物質(zhì)呈零星浸染狀出露，在一些地段甚至形成達(dá)到工業(yè)品位的礦體，一方面由于V2O5弱溶于水，地表礦（化）體在風(fēng)化淋濾的過程中使得品位降低，但仍具有一定的品位；另一方面由于V2O5弱溶于水，在水環(huán)境中沉積和溶解是一個可逆的雙向過程，因此在礦體上覆地層中也會含有V2O5，但呈逐漸過渡態(tài)勢，隨著邊界品位劃定的變化，礦體大小及位置也會發(fā)生變化。從本礦區(qū)上看，在有礦地段，地表采樣V2O5品位均大于0.1%。因此，地表礦化是找礦的一個重要標(biāo)志。

4 結(jié) 語

綜合研究百川沉積型釩礦的特征，與全國其他地區(qū)同類型釩礦具有較多的共性。大、中型礦床大都位于向斜構(gòu)造（古地貌盆地）黑色巖系中，具有膠體化學(xué)沉積型礦床的特征。本礦區(qū)的釩礦體主要賦存于皮園村組上段和荷塘組下段特別是接觸帶附近，僅在黑色巖系中富集，地表可見礦化現(xiàn)象。總結(jié)百川沉積型釩礦特征及找礦標(biāo)志，對在皖南地區(qū)及其他地區(qū)尋找大型沉積型釩礦具有指導(dǎo)意義。