1、贵州省黔东南地区钒矿矿床成因初析摘 要：黔东南区大地构造位处华南褶皱带与扬子准地台接触带。区内矿产资源丰富，钒矿作为区内的主要矿产之一，产于震旦系与寒武系间跨时代地层之留茶坡组（Lc）顶部及寒武系九门冲组第一段地层中。关键词：黔东南 钒矿 地质特征 矿床成因 一、区域地质特征 矿区大地构造位处华南褶皱带与扬子准地台接触带。区域内断裂和褶皱发育，总体构造线呈北东向展布。本区域内自老至新出露地层有新元古界板溪群清水江组、南华系南沱组、震旦系陡山陀组；下古生界寒武系牛蹄塘组、金顶山组、明心寺组、杷榔组、清虚洞组、高台组；第四系。 清水江组和寒武系地层分布最广，寒武系岩性主要为碳酸盐岩和碎屑岩。其中清
2、水江组为斜坡浊积相沉积，常发育内部相的水道、中部相和外部相；其次为震旦系下统南沱组的重力碎屑流沉积，上统灯影组为浅海半局限台地台地边缘相沉积。 寒武系下统牛蹄塘组、金顶山组、明心寺组（经区域地层对比，八弓地区为留茶坡组、九门冲组、变马冲组）为台盆相沉积，其中黑色岩系组合是区域内磷和镍、钼、钒多金属富集层。 二、含矿岩系特征 本区域钒矿赋存于震旦系与寒武系间跨时代地层之留茶坡组（Lc）顶部炭质粘土岩及寒武系九门冲组第一段（1jm1）下部的深灰色、黑色含粉砂质炭质粘土岩中，下伏地层为震旦系上统陡山沱组白云岩夹炭质粘土岩，上伏地层为寒武系上统九门冲组第二段（1jm2）灰色、深灰色泥灰岩与炭质粘土岩呈
3、不等厚互层。含钒岩系岩性组合较复杂，岩性变化不大，大致可分如下 4 层，由下至上为： 1.灰色、灰黑色薄-中厚层炭质粘土岩，局部含粘土质粉砂岩透镜体。块状、鳞片状结构。含少量星散状、短线状、结核状黄铁矿，节理发育，岩石坚硬。厚度10m。 2.深灰色、灰黑色薄-中层状含粉砂质炭质粘土岩。粉砂状结构，层状构造。局部见星散状、结核状黄铁矿分布。岩石节理发育，岩石较坚硬。为主要含矿层（含层矿） ，V2O5 含量 0.52-1.75%，以块状矿石为主，全区稳定，厚 1.90-11.95m。厚度：9.38-25.48m。 3.深灰色、灰黑色薄层炭质粘土岩岩与薄至中层硅质岩呈不等厚互层，局部含磷结核。隐晶质
4、结构，鳞片状、块状构造，含少量星散状、结核状黄铁矿，局部见细片状白云母、鳞片状水云母。为次要含矿层（含层矿） ，V2O5 含量 0.56-1.19%，全区比较稳定，厚 0.80-6.70m。厚度：1.94-20.80m。 4.深灰色、灰黑色薄层硅质岩，局部夹炭质粘土岩，偶见粉砂质粘土岩透镜体。硅质岩呈隐晶至微晶结构，微块状构造。硅质岩单层厚度3-25cm，岩石坚硬，见少量星散状、结核状黄铁矿。厚度10m。 三、矿床（体）地质特征 1.矿体特征 区内钒矿体赋存于陡山陀组白云岩之上留茶坡组顶部炭质粘土岩、九门冲组下部炭质粘土岩中，矿体严格受地层控制，呈层状、似层状产出，属沉积型矿床。按含矿岩性不同
5、划分为两个含矿层位即含矿层、含层矿。 含矿层：呈层状、似层状产于留茶坡组顶部，含矿岩性为深灰色薄至中层硅质岩与炭质粘土岩呈不等厚互层。矿体延伸较稳定，连续性较好；矿体平均厚度 2.49m，单工程最厚约 6.70m ，最薄为 0.80m，厚度变化系数 62%，稳定；矿体平均品位 V2O5 含量 0.67%，单工程最高平均品位 V2O5 含量 1.19%，最低 0.50%。 含矿层：呈层状、似层状产于九门冲组下部，含矿岩性为深灰色薄至中层炭质粘土岩，含粉砂质。延伸较稳定，连续性较好；矿体平均厚度 7.13m，单工程最厚约 11.95m ，最薄为 0.80m，厚度变化系数41%，稳定，矿体平均品位
6、V2O5 含量 0.59%，单工程最高平均品位 V2O5含量 1.75%，最低 0.52%。 2.矿石质量 2.1 矿石矿物成分及主要矿物特征 岩石主要由粘土、炭铁质、白云母和石英组成，含少量黄铁矿、碳酸盐矿物，各组分均匀混杂分布，粉砂状结构，块状构造。矿石矿物为炭铁质、白云母、粘土质，脉石矿物为石英。矿物均附存于炭铁质矿物中，炭铁质含量占 10-16%，白云母含量 1-4%；主要矿物炭铁质、粘土质互混，含量无法分辨，炭质、铁质呈尘点状、分散状，其间混含有隐晶、显微鳞片状水云母、粘土矿物等，填隙于粉砂屑粒间；脉石矿物主要为石英，其粒度 0.003-0.04mm；呈次圆、棱角状，分选性好；白云母
7、呈长条片状，略显定向，分散分布石英砂岩屑间；碳酸盐矿物呈半自形-自形菱面体，分散分布于粉砂岩中。 2.2 矿石结构构造 2.2.1 矿石结构：矿石主要由深灰色含磷硅质岩、含粉砂质炭质粘土岩组成，以粉砂质结构为主。基质主要由石英、炭铁质、碳酸盐矿物并混伴有大量的白云母、长石等组成。 2.2.2 矿石构造：主要为块状构造，由粘土矿物及炭铁质、白云母、石英等组成。结构较致密，分布均匀，贝壳状断口。白云母呈长条片状，略显定向，分散分布石英砂岩屑间，岩石中发育有细小方解石细脉，大致向同一方向延伸。 2.2.3 钒的赋存状态：原矿中的钒主要赋存于云母类矿物中（含钒分配比 75.38%） ，少量以类质同相形
8、式取代 Fe3+进入氧化铁及粘土矿等氧化矿物，并有极少量以类质同相形式取代 Al3+进入难溶硅铝酸盐相。钒在原矿中主要以 V3+形式存在（分配比为 44.59%） ，其次为 V4+，再其次为 V5+。V3+主要以类质同相形式取代 Fe3+、Al3+等进入氧化铁矿、粘土矿等氧化矿物及难溶硅铝酸盐相，并有少量以吸附状态赋存于云母类矿物中，而 V4+和 V5+则主要以吸附状态赋存于云母类矿物中。 2.2.4 矿石化学成分 矿石中单件样品 V2O5 含量 0.55-0.70%；P2O5 含量 0.02-1.83%；TiO2 含量 0.07-0.70%；MgO 含量 0.30-2.05%；Mo 含量 0
9、.0033-0.0163%；Ca2O 含量 0.04-8.14%；SiO2 含量 52.70-79.74%；Al2O3 含量0.07-10.00%；TFe2O3 含量 3.01-6.53%；U 含量 0.0039-0.0114%。 2.3 矿石类型 根据物相分析，矿石中 V2O5 在氧化铁、高岭土中占 15.74-41.35%；在云母类矿物中占 57.82-82.21%；在电气石、石榴子石矿物中占 0.83-6.63%，由此可见，该区钒矿矿石自然类型主要为云母类矿石（表 1） 。 表 1 物相测试结果表 四、矿床成因初析 1.矿床成因 根据本矿床所处的大地构造位置及含矿岩系地质特征，结合矿石的
10、结构、构造等综合分析，本区钒矿成因为沉积海相还原环境下的沉积产物。 2.成矿模式 早寒武世时期，随着全球海平面的上升，火山喷发的丰富的营养物质随海水从东南部侵入扬子陆棚海，西北部古陆被剥蚀的陆源物质随海水从西北方向侵入杨子海，他们都带来了丰富的钒元素和生物需要的营养物质；在上升流的促进下，这些物质与海水相互作用，海水中一部分钒被粘土吸附渐渐沉淀下来，同时由于在震旦纪南沱冰期之后，气候回暖，生物活动频繁，富氧水域中存在大量的浮游生物，它们汲取钒等微量元素，生物死后，钒从生物体中释放出来，一部分沉淀，一部分继续进入生物链中，而生物遗体分解生成的有机酸与硫化氢造成的酸性还原环境，又是促进钒的富集与沉
11、淀的重要因素。 3.控矿因素 根据前述矿床地质特征，本区钒矿主要控矿因素有： 3.1 地层：钒矿严格受地层控制，即赋存于留茶坡组上部与九门冲组第一段下部之间。 3.2 岩性：为“黑层”岩石组分即矿层底板为深灰色、灰黑色硅质岩，局部为炭质粘土岩；顶板为深灰色、灰黑色含粉砂质炭质粘土岩。 4.找矿标志 矿区内矿层产于寒武系下统九门冲组下部、留茶坡组顶部，其产出岩性明显，严格受层位控制，根据矿床地质特征，主要找矿标志有： 地层、岩性：钒矿严格受地层控制，震旦系与寒武系跨时代之留茶坡与九门冲组界线为直接找矿标志，钒矿分布于留茶坡组顶部、寒武系下统九门冲组第一段下部；留茶坡组与九门冲组界线清晰，岩性特征明显，是良好的标志，易区分，标志明显。 五、结论 黔东南地区大地构造位处华南褶皱带与扬子准地台接触带。区内钒矿资源丰富，矿体赋存于陡山陀组白云岩之上留茶坡组顶部炭质粘土岩、九门冲组下部炭质粘土岩中，矿体成因为沉积海相还原环境下的沉积产物。矿体严格受地层控制，为较稳定沉积矿层。 参考文献 1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 2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 3黔东南人民政府.黔东南州钒矿资源开发利用规划R.2008
