彭澤縣李家山釩礦床地質特征及含礦巖系物質來源分析

錢振義，韋憶涵

（1.南京大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京 210023；2.江西省地質礦產勘查開發局九一六大隊，江西 九江 332100）

1 區域地質背景

李家山釩礦床在區域上位于九江坳陷東南緣，南部緊鄰九嶺逆沖隆起。區域地層劃屬揚子地層區下揚子地層分區，褶皺基底地層、沉積蓋層較發育。基底地層由新元古界雙橋山群（Pt31as）組成，蓋層主要為新元古代南華系（Nh）、震旦系（Z）和寒武系（∈）及早古生代奧陶系（O）組成。蓋層中寒武系底統荷塘組為贛北地區釩、鈾礦的賦礦層位。

侵入巖主要為礦床西部的燕山早期中酸性黑云母花崗巖。

研究區總體構造線呈NE向展布，地層褶皺發育強烈，形成了一系列EW～NE走向的層間線形褶皺。

2 礦床地質

2.1 礦區地質

礦區位于雞公咀～回龍咀向斜南翼，其西側臨近橫山巖體，區內地層傾向320°～350°，傾角30°～45°。礦區出露地層有震旦系上統皮園村組（Z2∈1p）淺灰色、深灰色薄～中厚層硅質巖、含炭硅質巖，條紋條帶狀硅質巖、硅質頁巖夾炭質頁巖、粉砂巖；寒武系底統荷塘組（∈1-2h）。黑色薄～中厚層含生物屑硅質炭質頁巖、高炭質頁巖夾石煤層、炭質頁巖與硅質、泥質頁巖互層夾薄層含生物碎屑硅質巖，含膠磷礦結核、重晶石結核，結核呈餅狀、橢球狀，大小不一，分布不均。與下伏震旦系上統皮園村組（Z2∈1p）呈滑脫斷層接觸關系。

2.2 礦體特征

釩礦體產于荷塘組下部石煤層頂底板及其附近，含磷結核高炭質頁巖層以及炭質頁巖與薄層硅質巖互層層位中，野外肉眼難于區別礦石與圍巖，根據找礦標志結合樣品分析結果圈定礦體，區內共圈定V2O5工業礦體3層，礦體產狀與地層產狀一致，3層礦體呈近東西向平行展布，傾向NNW，傾角29°～45°。

Ⅰ號礦體：礦體產狀較穩定，傾向330°～340°，傾角一般25°～40°，最大傾角44°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長度900m，真厚度1.20m～13.73m，平均5.60m，單工程V2O5含量一般0.7%～1.271%，礦體平均品位0.85%，最高2.31%。

Ⅱ號礦體：礦體產狀較穩定，傾向330°～340°，傾角一般30°～40°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長度1100m，真厚度1.18m～11.61m，平均4.46m。單工程V2O5含量0.708%～1.24%，一般0.7%～1.0%，礦體平均品位0.877%。

Ⅲ號礦體：礦體產狀較穩定，傾向330°～340°，傾角一般35°～45°，最大傾角45°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長度980m，真厚度1.06m～9.95m，平均4.02m。單工程V2O5含量0.70%～1.41%，一般0.8%～1.0%，礦體平均品位0.825%。

2.3 礦石結構構造

2.3.1 主要結構

（1）隱晶質結構：巖石中的礦物為非膠狀，但其結構無法在顯微鏡下識別，而只能通過電子顯微鏡觀察；最常見的是具層狀結構的粘土礦物如具1:1型的高嶺石族礦物、具2:1層型的伊利水云母族礦物。

選用雙軸回轉式減速器，有刷直流行星減速電機，回轉式減速器精度≤0.08°，減速比580∶1，額定電壓DC 24V，額定輸出轉速為0.048 rpm，1秒約轉動0.228°，將其轉動周期設為100 ms時，轉動角度約0.02°，其最小調整分辨率約為0.02°，保證了伺服調整精度[1]。太陽每秒轉過角度(360°+360°/365)/(24*60*60)=0.00418°。如要滿足精度為0.1°時，在跟蹤上的情況下約22 s必須調整姿態。

（2）泥質結構：巖石中的粘土礦物發生固結，未發生或只發生了極弱的重結晶，粒度小于0.005mm。

（3）細粉砂質泥質結構：泥質中夾有部分粒徑為0.06mm～0.25mm的砂級碎屑。

（4）鱗片變晶結構：泥質發生重結晶形成絹云母，絹云母呈顯微鱗片狀集合體，并呈一定程度定向排列。

2.3.2 主要構造

（1）層理構造：水云母類等片狀礦物平行排列，形成層理構造。

（2）千枚狀構造：泥質礦物重結晶形成的絹云母、綠泥石的顯微鱗片狀集合體呈定向排列，形成千枚狀構造。

巖礦鑒定查明，礦石中金屬礦物含量很少，少量鐵質礦物現已風化成褐鐵礦；非金屬礦物主要有硅質、炭質，次為含釩云母、伊利石（水云母）、高嶺石等，少量綠泥石、方解石，微量電氣石、石榴子石、磷灰石等。

3 物質來源分析

（1）Taylor[1]等認為，陸殼中n(SiO2)/n(A12O3)其值為3.6。大于此值過多的巖石其物源以生物或熱水作用的參與為主，接近此值的巖石物源以陸源為主。測試樣品該比值為2.42-10.79，平均7.36，表明巖石以陸源為主，沉積過程中同時存在生物或熱水沉積作用。

（2）陸源物質以富鋁為特征，Jewell等認為沉積巖石n（Al）/n（Al+Fe+Mn）比值大于0.5時，物源為陸源，比值小于0.35時為熱水注入[2]。樣品中n（Al）/n（Al+Fe+Mn）比值為0.51～0.57，平均0.54，大于0.5，顯示物質來源主要為陸源。與n(SiO2)／n(A12O3)值判別一致。

（3）Aitchison等提出巖石中n（Si）/n（Si+Al+Fe）比值可以提供其物質來源的信息，當比值為0.9-1時，反映物源主要為生物硅，比值小于0.9時，反映其更接近碎屑物源區[3]。測試樣品結果0.53～0.84，平均0.75，顯示更接近碎屑物源區。

4 結論

（1）彭澤縣李家山釩礦礦體產于底寒武統荷塘組黑色巖系中，礦體產狀與地層產狀一致，含礦巖石主要是含磷結核炭質頁巖、炭質頁巖，其次為硅質炭質頁巖和硅質頁巖。礦區內3層礦體均呈近東西向平行展布，傾向NNW，傾角29°～45°。礦體形狀呈薄層狀，地表控制長度900m～1100m，真厚度1.06m～13.73m，單工程V2O5含量一般0.7%～1.41%，礦床平均品位0.87%。

（2）釩主要賦存在含釩云母類礦物中（伊利水云母）；其次賦存于氧化鐵、高嶺土中，少量賦存在電氣石、石榴石中。

（3）李家山釩礦沉積物質來源為主要為陸源碎屑，沉積過程中有熱水沉積和生物沉積作用的參與。