打鼓岭地区钒矿成因浅析

黄裕乾

摘要：通过对打鼓岭地区的地质背景调查，研究该区域的地层含矿特性、分析黑色岩系及其元素富集特性，从而为钒矿的成因提供了地质科学基础，为该地区寻找钒矿资源指明了方向。

关键词：钒矿；黑色岩系；元素富集

前言

世界上钒的资源丰富，分布广泛，但无单独可供开采的富矿，而是以低品位与其它矿物共生。从石煤中提取V2O5是获得钒的重要途径。石煤是一种炭质页岩，是我国富有的一种钒矿资源，分布在我国南方各省，储量极为丰富。

1.区域背景

打鼓岭地区处于江南造山带北部边缘地区，区内出露地层主要有：南华系休宁组、南沱组；震旦系蓝田组、皮园村组；寒武系荷塘组、大陈岭组、杨柳岗组、华严寺组和西阳山组；奥陶系印渚埠组等。①休宁组：下段为灰紫红色砂砾岩、含砾砂岩，砂岩等；上段为浅灰黄色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。②南沱组：深灰色含砾砂岩、砂岩夹深灰色泥质粉砂岩。③兰田组：下段为深灰色厚层状灰岩、灰黑色含硅炭质泥岩；上段深灰色肋骨狀灰岩、浅灰色含硅含炭质泥岩。④皮园村组：下段为灰黑色含硅质泥岩、硅质岩；上段为灰黑色含硅炭质泥岩。⑤荷塘组：下段为灰黑色含硅炭质泥岩、炭质泥岩，中段为含钒炭质泥岩，夹磷、重晶石、黄铁矿结核层；上段为灰黑色含硅含炭板岩、夹硅质条带。⑥大陈岭组：深灰色厚层状白云质灰岩夹薄层状含炭泥岩。⑦杨柳岗组：下部为深灰色含钙含硅炭质泥岩夹深灰色薄层灰岩；中部为深灰色含钙含硅炭质泥岩、钙质泥岩与深灰色薄层—中层灰岩互层；上部为深灰色中薄层状泥晶灰岩、泥灰岩与中层状含饼状灰岩凸镜体泥质灰岩互层。⑧华严寺组：深灰色、灰黑色（铁灰色）中薄层状灰岩，夹薄层泥质灰岩、含炭钙质泥岩、页岩及角砾状、球粒状灰岩，以薄层条带状灰岩与下伏含饼状灰岩透镜体泥质灰岩（杨柳岗组）和上覆钙质页岩夹透镜状灰岩（西阳山组）相区别。⑨西阳山组：下部为深灰色中厚层—中薄层钙质页岩与中厚层泥质微晶灰岩互层；上部为灰黄—土黄色极薄层状钙质页岩与长条状、透镜状、小饼状、豆荚状微晶灰岩互层

2.区域构造

区内构造主要以基底和沉积盖层的褶皱构造为特征，断裂不发育，仅有一条北东向左行剪切断裂斜贯矿区北部。基底构造发育由中元古代大谷运组和邓家组组成的（原羊栈岭组上部层位），在区内呈近东西向展布的紧闭褶皱构造。褶皱轴面与地层产状基本一致。沉积盖层在区域上表现为超覆于江南造山带北麓不同层位之上的区域性不整合，由南华系—志留系岩层组成宽缓褶皱构造，该区位于石台复式背斜中的宏潭向斜构造之南翼。

3.岩浆岩

区内侵入的岩浆岩体主要有西部的城安岩体、牯牛降岩体和北东部的黟县岩体。其中城安岩体以青灰色、浅灰白色中细粒黑云母花岗闪长岩为特征，中细粒花岗结构，块状构造；牯牛降岩体为浅灰白色—紫红色中细粒—中粗粒含斑似斑状花岗岩，中细粒—中粗粒似斑状结构，块状构造，与城安岩体呈超动式侵入接触关系，部分呈岩株状侵入于城安岩体中。黟县岩体为浅灰色中粒花岗闪长岩。

4.地层含矿性

与钒矿层密切相关的地层为寒武系下统荷塘组，荷塘组属黑色炭质页岩系列，主要岩石为含钙炭质板岩、含硅炭质板岩，富含多种微量元素。荷塘组黑色岩系沉积时，藻类等浮游生物大量繁殖，沉积环境处于封闭海湾弱水动力条件的强还原条件。在生物地球化学作用和沉积分异作用下，在生成石煤的同时，多种微量元素形成区域性的浓集，并构成独特的V、Ba、Ag、Mo等多种元素的富集组合，其中V在缺氧环境下，被有机质优先结合，大部分的V被黏土质所吸附，形成了有机质，黏土质和硅质相互渗透紧密连生胶态腐泥沉入海底，并埋藏成岩，从而使荷塘组黑色岩系成了多种成矿元素的矿源层。

根据前人分析统计结果，皖南黑色岩系中荷塘组中段钒元素含量特高（见表1），层控性特别明显，并且具有区域性特征。荷塘组和蓝田组微量元素的富集元素包括Ag、Mo、V、Ba元素，Ag高度富集于荷塘组中段、蓝田组四段，Mo高度富集于荷塘组中、上段；V在荷塘组普遍富集，中段高度富集；Cu、Pb、Zn元素含量较低，无富集作用。蓝田组和荷塘组的黑色岩系以富炭、富硫和微量元素丰度基本一致为其共同特征。富集元素Ag、Mo、V、Ba元素，金属元素的初始丰集，为后生成矿提供了一定的物质基础。

5.矿层特征

矿层分布于荷塘组中段第二、三韵律层，第一韵律层为整个钒矿层的底板，主要岩性为含钙炭质硅质板岩夹钙质板岩或泥灰岩等含钙的岩石

前人研究认为，含磷、钙硅质结核层可作为第Ⅲ韵律层中钒矿层的底板标志层。密集分布的磷结核层可分为两层，两层之外的岩石中仍有多少不一的含磷、钙硅质结核分布。结核层的特点：结核含量高，约占10%；结核层厚度0.5米～2米；形状次圆-椭圆状；核径一般为1厘米～4厘米，个别达5厘米，磷结核较小，钙硅质结核普遍较大；结核成分以磷结核为主，次为钙硅质

6.矿床成因探讨

早寒武世，打鼓岭地区为扬子海中南部的浅海盆地相区，沉积了一套低能还原环境下的黑色岩系，多含黄铁矿和磷结核，有机炭及微量元素含量高，钒元素含量也高，尤其是荷塘组中段，平均含量达1965×10-6，高出地壳页岩平均值的15倍。在如此高的背景下，有局部富集则形成矿床。

黑色岩系或称黑色页岩是一种在海底缺氧还原环境条件下，以富含有机质为特征的一套细砂—粉砂质泥质沉积的岩石总称。黑色页岩在成矿作用中的重要意义，主要是在沉积过程中它们成为金属微量元素和硫的储集层；在成岩—变质及后生成矿作用中是金属和硫的一种来源；同时，黑色岩系由于有利的岩性组合，往往也是后生型矿床定位的最佳部位。V元素的来源，有学者认为，是海底火山喷气作用带来，随着海流迁移搬运，在低能还原环境下沉积。

蓝田组、荷塘组黑色岩系出露区，若有中生代中酸性岩侵入，往往形成岩浆热液叠加—改造型金属矿床，虽然不同时代、不同成因类型和演化特征的各类岩浆岩与成矿关系及远景，尚待进一步研究。但从总体上说，对形成叠加—改造型矿床都具有一定的成矿意义

7.找矿标志

皖南钒矿主要赋存于寒武系荷塘组中段，且该层位富钒特性在皖南地区具有普遍性、区域性。而荷塘组中段岩性为为含钒炭质泥岩，夹磷、重晶石、黄铁矿结核层，磷结核、黄铁矿结核、硅质结核为明显的标志层，故区内寻找钒矿只需在荷塘组内的磷结核、黄铁矿结核、硅质结核标志层即可找到钒矿。

8.结语

综上所述，蓝田组、荷塘组黑色岩系是重要的Ag、Mo、V、Ba6等元素初始丰集层，其独特的泥岩和碳酸盐岩组合给后期金属元素的运移、富集成矿创造了条件。

震旦纪蓝田组和寒武纪荷塘组，以富硫、高碳为特征的黑色岩系，是皖南多金属矿的主要赋矿地层。上述资料说明，研究黑色岩系的沉积特征、地化特征以及在构造—岩浆叠加作用下的成矿作用，在打鼓岭钒矿突破具有重要的理论和找矿实际意义。

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