桃江縣陳家沖石煤（釩）礦地質特征及礦床成因淺析

摘? 要? 湖南省桃江縣陳家沖石煤（釩）礦位于雪峰弧形隆起帶中段南東緣與湘中凹陷的接合部位，并處于天花山-響濤園-石牛江向斜北翼。區內石煤礦嚴格受地層、巖性及巖相控制。本文總結了該區內石煤（釩）礦的地質特征，根據礦區地質、礦床成因等進行分析，該礦屬于典型的沉積型礦床。

關鍵詞? 石煤（釩）礦;地質特征;礦床成因

中圖分類號：P618 .3? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1672-5603（2020）03-14-4

Abstract： The stone coal （vanadium） mine in Chenjiachong Village， Taojiang County， Hunan， is located in the junction of the southeast margin of the middle Xuefeng arc-shaped uplift belt and the central Hunan depression，and is located in the north wing of Tianhua Mountain-Xiangtaoyuan-Shiniujiang syncline. Stone coal mines in the area are strictly controlled by strata，lithology and lithofacies. The geological characteristics of stone coal （vanadium） ore in this ares are summarized and analyzed.The deposits belong to a typical sedimentary deposit.

Keywords： stone coal （vanadium） deposit; geological characteristics; ore genesis

桃江縣陳家沖石煤（釩）礦位于桃江縣松木塘鎮楓樹坳村、天井山村地區。本文對該區地質特征及礦床成因進行探討，或可為進一步開展石煤釩礦找礦提供參考。

1? 區域地質概況

1.1 地層

礦區出露地層較簡單，主要有上元古界板溪群五強溪組（Pt3bnw），震旦系下統江口組（Z1j）、湘錳組（Z1x）、南沱組（Z1n），上統陡山陀組（Z2d）、留茶坡組（Z2l）;下古生界寒武系下統小煙溪組（∈1x），中統探溪組（∈2t），上統米糧坡組（∈3m）、田家坪組（∈3t），奧陶系（O1）、志留系（S）。詳見表1所示，礦區有關區域地質情況見圖1所示。

1.2 構造

位于雪峰弧形隆起帶中段南東緣與湘中凹陷的接合部位，并處于天花山-響濤園-石牛江向斜北翼。本區域次級斷裂構造發育，主要呈北東向、近東西向分布。北東向主要為張扭性斷裂。本區地層總體上表現為傾向南、南西方向的單斜構造。礦區內有規模較大的三條斷裂，F1斷裂走向延伸長度大于4km，走向北東24°～40°，傾角65°左右，斷距不明，斷層上盤巖層破碎 ;F2斷裂，走向北西或近東西，傾向北東，此斷裂與涼水井背斜的形成具有直接關系，并將礦區東部礦層整體向南擠移。F3斷裂走向近東西，傾向南，斷裂將寒武系地層總體向東擠壓，與F2斷裂共同作用形成了涼水井背斜。

2? 礦區地質

2.1 賦礦層位及含礦巖性特征

礦區的賦礦層位為寒武系下統小煙溪組，厚度200m，頂部為炭質板巖、硅質炭質板巖，泥質板巖偶夾白云巖、泥質白云巖，中部為硅質炭板巖、炭質板巖偶夾泥質白云巖和薄層硅質巖，下部為薄層硅質巖與炭質板巖。含磷結核1層，是開采釩礦的一個標志。礦層中上部含銅和黃鐵礦，含釩巖系風化后常有銅藍、銅綠出現。

本區共圈定了釩礦體3個，礦區內I、Ⅱ號礦體為1個釩礦層，Ⅲ號釩礦體為2個釩礦層，均呈層狀或透鏡狀形態，其中Ⅲ號礦體為主礦層。

2.2 礦體形態及規模

（1）主礦層：Ⅲ號礦體為主礦體，總體分二個礦層。分布于5線以東至17線以西段。13線以西段總體走向125°， 13線以東段走向100°，傾向南西，傾角42～64°。礦層呈層狀，有夾石1～3層，平均厚度8.36m，平均品位0.83%，形態復雜程度中等偏復雜。

（2）次礦層：I號礦體形態為層狀，分布于4線以西至礦區礦界西端，礦界內沿走向長約1.8km，走向總體南東98°，傾向南西，傾角61～65°。礦層平均厚度9.835m，平均品位為0.88%，局部見夾石1層。Ⅱ號礦體為透鏡狀，分布于4線以東至5線以西段，走向長約0.8km。TC0201以西段走向75°，傾向南東，傾角54～56°;TC0201以東段走向130°，傾向南西，傾角57°左右。礦層平均厚度8.924m，平均品位為0.93%，局部見夾石，厚度變化大，往地下深部有尖滅跡象，形態復雜程度中等偏復雜。

2.3 礦石類型

礦石多風化呈黑色或黑略帶紫紅色粘土狀，結構較松散;硅質炭質板巖多呈半風化狀，風化后常見銅藍、銅綠，偶夾薄層硅質巖。礦石主要分布于炭質板巖、硅質炭質板巖中，含炭質成分高，硅質炭質板巖較堅硬，見1層較為穩定的磷結核層，磷結核常分布于礦層底部，炭質板巖、硅質板巖中見細、微粒狀、結核狀黃鐵礦。

礦石一般品位在0.70～1.00%，平均品位為0.84%，品位變化較大，變化系數為35.1%。礦體厚度變化大，一般厚度2.35～13.5m，最大厚度16.74m。

區內礦石按氧化程度分為氧化帶與原生帶。從地表露頭頂界線起沿礦體傾向延伸1m左右深度為氧化帶。氧化帶在向斜地段風化較深外，其余風化氧化深度多小于1米，氧化帶分布氧化礦石，其中V2O5品位為0.80～1.00%，釩元素有0.2～0.5%的富集。炭質板巖多風化呈黑色或黑略帶紫紅色粘土狀，結構較松散;硅質炭質板巖多呈半風化狀，巖石風化后常見銅藍、銅綠，偶夾薄層硅質巖。原生帶分布原生礦石，礦石主要分布于炭質板巖、硅質炭質板巖中，含炭質成分高，硅質炭質板巖較堅硬，見1層較為穩定的磷結核層，磷結核常分布于礦層底部，炭質板巖、硅質板巖中見細、微粒狀、結核狀黃鐵礦。

2.4 礦石礦物成分、含量及其變化規律

釩礦石主要由炭質板巖、硅質炭質板巖組成，偶夾薄層硅質巖，局部有時見少量碳酸鹽巖夾層。主要礦石礦物成分以炭質為主，含量25～95%，泥質占4～6%，還含有微量的云母和黃鐵礦微粒。炭質板巖中石英<2%，硅質炭質板巖中隱晶質石英<50%，偶見膠磷礦（結核）。脈石礦物為微、細脈狀方解石。

釩礦石主要有用組分為V2O5。主要伴生有益組分為Zn、Cu、Ag、Ni，伴生有害組分主要為硫化鐵。

3? 區域巖相古地理

本區域由于構造運動的影響，小型褶皺發育使得海底地形變得凹凸不平。寒武紀基本延續了晚震旦世留茶坡期北高、南低的古地理格局，古海岸線呈近東西向延伸，沉積物反映水體自北向南方向逐漸加深，且為一個完整的海退過程[1]。早寒武世早期本區域屬揚子古陸南緣中段與湘中凹陷接合部位，其沉積環境為淺海盆緣斜坡，沉積物以黑色、灰綠色板巖為代表;中期發展成為被動大陸邊緣并隨后形成了碳酸鹽巖緩坡，沉積物則由陸源陸屑沉積向碳酸鹽沉積轉化[1]。

4? 礦床成因

釩礦層主要分布在寒武系小煙溪組下段黑色巖系中，黑色巖系中其炭質板巖與硅質炭質板巖偶夾的白云巖和薄層硅質巖，硅質巖是白云巖的硅化產物，普遍存在白云巖殘留的砂屑結構，尚顯粒序層理，說明為濁積成因。唯其炭質板巖、硅質炭質板巖是原地沉積物。炭質板巖、硅質炭質板巖含釩高、含炭高、含黃鐵礦普遍。顯示沉積環境是半局限，滯流的還原環境。

黑色巖系中也就是“石煤”，它是在不斷緩慢沉降構造條件下，由多菌藻、海綿等遺骸構成的腐泥進化逐漸堆積而成。活動都是發生在缺氧環境下的，缺氧環境有利于生物、有機質的保存[2]。礦床形成于早寒武世廣海陸棚的較深水的非補給性的盆地，本區內地殼經過了長期多次的構造運動，最主要有武陵運動、雪峰運動、廣西運動、印支運動和燕山運動。不同的構造活動形成的褶皺和斷裂，為石煤礦形成提供了基本條件。

生物地球化學作用對礦床的形成起了主要作用，故該礦屬于生物地球化學沉積和海相化學沉積作用形成的沉積性礦床[3]。

5? 結論

（1）陳家沖石煤礦產于寒武系下統小煙溪組下部黑色巖系中，巖性為硅質板巖、含炭質板巖，以含炭質板巖為主。

（2）黑色巖系都是在缺氧環境下形成的，生物地球化學作用促進了海底沉積物中V2O5的富集，當微生物（菌、藻類）降解后在有機質的作用下，終而形成礦床。因此，生物地球化學作用對礦床形成起主要作用，該礦床屬于生物地球化學沉積與海相化學沉積作用形成的沉積礦床[4]。

（3）陳家沖石煤釩礦與沉積環境、巖相地理關系密切，受生物環境和沉積化學等因素等多種因素影響。

參考文獻/References

[1]張益華，彭民正，代仁鳳等，湖南省桃江縣陳家沖礦區石煤（釩）礦勘查報告[M]. 內部資料. 2011.7.

[2] 陳明輝，胡詳昭， 孫際茂， 徐軍偉， 鮑振襄， 包覺敏. 湖南省寒武系黑色巖系頁巖礦型釩礦概述[J].? 地質找礦論叢.2012，12：410-420.

[3] 孫際茂， 尹華峰， 婁亞利等， .湖南省寒武系黑色頁巖型釩礦及相關成礦問題探討[J]? ?2011年湖南科技論壇國土資源分論壇論文集. 2011.No.1;1-18.

[4]劉玉紅， 吳湘濱， 劉文劍. 貴州四龍山釩礦床的地質特征及成因分析[J]. 有色礦冶，2008，24（5）：2-4， 12.