万源大坪钒多金属矿地质特征及成矿探索

万源大坪钒多金属矿地质特征及成矿探索摘要: 随着经济的发展，国家对矿产资源的需求越来越大；这就要求加快对各类矿产资源的勘查力度必须加强。

当前，多金属矿产的地质找矿已经成为发掘矿产资源的重点,对地质经济问题有着直接的影响，而钒多金属地质找矿则是其中的一部分。

文章结合四川某钒多金属矿的地质特征，分析了成矿地质特征，具有较大的找矿的前景，以供参考。

关键词：钒多金属矿；地质特征；前景0引言随着整个社会工业经济的发展，多金属矿的查找对矿产开发水平的提升有充分的帮助。

因此,矿产资源在现代工业领域中占有重要的地位。

矿产其实就是一种经过了很长时间的地质变换后生成的能够被人们使用的天然矿物质或者岩石资源，这类资源包括了各种材料以及可燃性物质，属于地球上的不可再生资源。

在这之中尤为重要的是金属矿物质，它是进行工业和生活的主要物质，被广泛应用在工业生产、农业生产和科学技术研究中去，占据着不可替代的地位，而钒多金属矿则是其中的一部分。

研究钒多金属矿的矿产地质特征目的就是为了对钒多金属矿更加了解，能够更加科学合理地找矿以及进行矿产开发，更加准确地确定钒多金属矿产的找寻方向，为矿产开发指明了找矿前景。

1、地质背景及特征四川省万源市大竹镇龙家大坪钒多金属矿位于扬子准地台司上-鸡心岭褶皱束与秦岭地槽高滩-兵房街褶皱束的结合处，即高滩-兵房街褶皱束的西南边缘处，褶皱断裂发育。

大地构造位置属于扬子准地台与秦岭地槽间过渡区，由若干个地堑式台阶组成，这些以断裂方式发展起来的台阶状盆地，在长期地质构造事件中，不断活动和迁移，控制着不同时期的沉积地层的分布。

其区域上主要出露的地层主要为：震旦系下统南沱组（Z1n）；上震旦统（Z2）；寒武系下统鲁家坪组（∈1l）、下统箭竹坝组（∈1j）、中统毛坝关组（∈2m）、中统八卦庙组（∈2b）、上统黑水河组（∈3h）；志留系下统（S1）；二叠系下统（P1）、上统（P2）；三叠系下统大冶组（T1d）、嘉陵江组（T1j）、上统须家河组（T3x）、第四系（Q）。

2、矿区矿产区域矿产资源有煤、铁、锰、铝土、钒、铀、黄铁矿、白云岩、石灰石、石膏、石英砂、滑石、磷、钡、金矿、石油、天然气。

煤：主要储藏在二叠系石灰岩，侏罗系砂、页岩中，主要分布在官渡、太平、罐坝、旧院等乡（镇）。

铁矿：分为威远式菱铁矿和涪陵式赤铁矿。

威远式铁矿主要是埋藏在侏罗系香溪统；涪陵式赤铁矿，主要分布在花萼山。

黄铁矿：藏于二迭系的乐平、阳新统。

主要分布在官渡镇、大竹镇、旧院镇等10个乡（镇）。

菱锰矿：藏于震旦系的陡山沱组，矿层呈层状发育，主要分布在大竹镇火烧湾一带。

铝土矿：主要分布在大竹、官渡等乡（镇）的二迭系乐平统的乐平煤系底部。

钒：藏于大巴山断裂北侧震旦系灯影组上段和寒武系下统鲁家坪组底部的一套含碳岩系中，分布在大竹镇。

3、矿（化）体特征3.1矿化特征3.1.1含矿层通过野外勘查和室内综合研究工作，初步认为区内钒矿化与寒武系下统鲁家l）的碳质板岩关系密切，是本区的主要的钒含矿层（图1）。

其底板坪组（∈1岩性以灰黑色的硅质岩、硅质条带夹条带状的炭质白云岩为主，顶板岩性以黄灰、黄褐色的粘板岩为主。

图1 含矿层平面展布图1-二叠系上统，2-二叠系下统，3-寒武系下统箭竹坝组，4-寒武系下统鲁家坪组，5-上震旦统，6-震旦系下统南沱组，7-区，8-含矿层3.1.2 矿化带通过开展地质、化探和槽探等工作，结合取样工程，在地表圈定了一条矿化带，位于区南西部，走向约130°，沿走向延伸2.5km左右，厚度5~60m。

矿化带严格受岩性控制，呈层状、似层状、透镜状，蚀变主要有褐铁矿化及硅化。

除了上述圈定矿化带外，区内还发现了3个矿（化）点：①号矿点位于区中部，经捡块样品分析结果显示V2O5含量0.51%（照片3-2）；②号矿点位于区东北部，经分析V2O5含量0.54%（照片3-3）；③号矿点V2O5含量0.45%。

照片2 ①号矿点照片3 ②号矿点3.1.3 矿体特征在区内共圈定了5条矿体，矿体走向与地层走向基本一致，发育在碳质板岩中，各矿体特征叙述如下（图4，表1）。

表1 区矿体特征一览表图4 矿体平面展布图1-寒武系下统箭竹坝组，2-寒武系下统鲁家坪组，3-上震旦统，4-震旦系下统南沱组，5-矿体Ⅰ号矿体：矿体走向北西，平均倾角55°，沿走向出露约650m，厚度1.05～2.41m，平均厚度1.73m，呈层状、似层状。

该矿体由探槽工程TC1、TC2控制，刻槽取样分析，探槽TC1和探槽TC2中各有一组样品达工业品位，钒品位0.36%～0.63%，平均品位0.46%。

Ⅱ号矿体：出露于矿化带中部，走向北西，矿体沿走向长约310m，平均厚度3.67m，呈似层状、透镜状。

该矿体由地表工程探槽TC4控制，探槽揭露处矿体产状210°∠69°，经刻槽取样分析，有两组样品达工业品位，钒品位0.52%～0.96%，平均品位0.74%。

Ⅲ号矿体：出露于矿化带中部，呈透镜状，走向北西，矿体平均倾向221°，平均倾角为70°，矿体沿走向出露约320m，探槽揭露处矿体厚度22.27m。

该矿体由地表工程探槽TC4控制，经刻槽取样分析，有九组样品达工业品位，品位最高达2.26%，品位一般0.30%～2.26%，平均品位0.71%，矿体厚度及品位沿走向变化较大。

Ⅳ号矿体：出露于矿化带中部，呈似层状、透镜状，矿体平均倾向220°，平均倾角为71°，矿体沿走向出露约340m，探槽揭露处矿体厚度8.45m。

该矿体由地表工程探槽TC4控制，经刻槽取样分析，有四组样品达工业品位，品位一般0.33%～0.82%，平均品位0.622%。

Ⅴ号矿体：矿体出露地表，呈层状、似层状，矿体沿走向出露约320m，平均厚度1.94m，该矿体由探槽TC6控制，矿体产状238°∠72°，经刻槽取样分析，有一组样品达边界品位为0.34%。

3.2蚀变特征区内蚀变很发育，主要有褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等，其中与矿化关系密切是褐铁矿化和硅化。

3.2.1褐铁矿化l）地层中普遍发育，其中的碳质板褐铁矿化在区寒武系下统鲁家坪组（∈1岩层中表现的最为强烈，褐铁矿呈红褐色、黄褐色的散布在岩石或裂隙中。

3.2.2硅化l）底部的含区内硅化现象较为常见，主要分布于寒武系下统鲁家坪组（∈1碳硅质岩与硅质条带粉晶灰岩中（照片5、6）。

照片5 硅化照片6 硅化3.2.3蚀变与矿化关系褐铁矿化与钒矿化关系密切，探槽TC1、TC2、TC6中显示钒矿化处均有强烈的褐铁矿化，且取样分析显示钒含量可达工业品位（刻槽样TC104、TC204），探槽TC6中样品（TC606）达到边界品位。

分析认为钒元素富集的同时铁元素也富集，铁矿物易氧化形成褐铁矿，区内钒含量与铁含量呈正相关。

硅化主要在硅质岩与硅质条带粉晶灰岩中，钒矿化赋存于硅化顶部的碳质板岩中，此硅化可作为找矿的标志层。

4矿床成因及找矿标志4.1 矿床成因（1）钒矿矿床类型我国钒矿资源丰富，主要的钒矿床类型有岩浆型、沉积型和火山岩（玢岩）型。

① 岩浆型矿床在大地构造上位于地台区、地台边缘或地槽褶皱带中，呈带状分布，受区域深大断裂控制。

在成因和空间上总与各个时代的基性－超基性岩密切有关。

见于天山－阴山成矿带、陕南－鄂西成矿带与川滇成矿带。

如川西的攀西地区、河北承德地区、陕西汉中地区及湖北郧阳、襄阳地区都有岩浆型钒矿床产出。

② 沉积型钒矿则受某一定层位地层与岩性的控制。

我国这类矿床主要是指黑色岩系中的钒矿。

它们多分布于中朝地台、扬子地台与秦岭－祁连地槽褶系两侧，在塔里木地台、华南褶皱系也有分布。

岩性上受震旦纪－早寒武纪、志留纪和二叠纪的硅质－碳质岩、铝（粘）土岩和磷块岩的控制。

目前发现有经济价值的沉积型钒矿床多产于扬子地台和秦岭－祁连褶皱系的所谓“下寒武统黑色岩系”中。

③ 火山－侵入岩中的钒矿主要见于长江中下游宁芜地区。

成因上与侏罗系－白垩系火山侵入岩（玢岩）有关。

（2）区钒矿类型探讨有关川东北及邻近地区产于寒武系下统黑色岩系中的钒矿床成因问题，一般有以下几种观点：①生物或生物化学沉积成因；②后期热液叠加改造成因；③海底热水（喷流）沉积成因。

钒的富集与菌、藻类生物作用有着直接的关系，并控制着钒的沉淀和富集。

原始盆地是一种富含微生物的沉积环境，湿热的古气候条件和相对宁静的水动力条件，及海底通道、海底热水交换作用等为这些微生物活动提供了良好的环境。

这种环境使嗜热的细菌大量繁衍，又起了吸取、吸附、聚集、还原成矿元素的作用，而生物作用是使海底沉积物中钒富集的主导因素。

以海底热水交换为媒介，浅海盆地（斜坡）沉积环境和大量有机碳的产出，在矿床的形成过程是起了至关重要的作用。

结合区的实际地质情况初步认为四川省万源市大竹镇龙家大坪钒多金属矿矿床成因应属于沉积型钒矿床。

4.2 控矿因素（1）地层区域上寒武系地层微量元素特征较为明显，尤其下统鲁家坪组以Ba、V、Cr、Mo等元素丰度高为特点。

鲁家坪组中单个元素含量的变化又与岩性特征有明显的相关性。

鲁家坪组由硅质岩、碳质板岩、粉砂质板岩组成，其中Ba、V、Cr、Mo等元素的浓度高出中寒武统的碳酸盐岩含量的5~7倍。

北大巴山褶皱带黑色岩系地层是钡、锰、钒、铜、钼、磷、银、镉、铀等元素较富集的地层。

区的寒武系鲁家坪组底部发育厚层的含碳岩系，这是寻找钒矿主要目的层，分析结果显示该地层钒含量可达工业要求，具有形成小-中型钒多金属矿的成矿条件，找矿前景较好。

（2）岩性在区内，含矿层位于寒武系下统鲁家坪组，主要岩性为灰黑色的硅质岩，黑色碳质板岩，黄灰色粘土板岩。

通过实测地化剖面测量工作发现，V元素在黑色的碳质板岩中的含量明显高于硅质岩和粘土板岩等岩石，含量最高达4390×10-6，显示较好的矿化信息，硅质岩中V元素含量一般56.5×10-6~1100×10-6，粘板岩中V元素含量一般低于500×10-6。

说明V元素的富集与碳质板岩的关系十分密切，有更高的富集程度。

4.3找矿标志（1）地层标志：寒武系下统鲁家坪组的碳质板岩层为主要含矿层，该组岩层呈北西-南东向展布，底板岩性以灰黑色的硅质岩、硅质条带夹条带状的碳质白云岩为主，顶板岩性以黄灰、黄褐色的粘板岩为主。

碳质板岩是区内寻找钒矿的直接标志。

（2）蚀变标志：褐铁矿化和硅化是区内重要的找矿标志。

（3）地表直接露头：钒矿露头是重要的直接找矿标志，通常在地表发现的碳质岩石露头主要为碳质板岩，常具褐铁矿化，顶底板界线较为清楚，层位较稳定。

（4）土壤标志：该区含钒碳质岩石风化后常形成黑褐色土，地表反映很明显，可作为寻找钒矿的间接标志。

5、结束语钒多金属矿的地质特征分析对于矿产工程至关重要，正是它的实施和预测让矿产资源的定位更加准确，既达到了找矿的需求，又保障了矿产开采的质量和效率，相信未来我国的找矿能力会更加强大，方法更加完善。