江西北部湘竹釩礦地質特征

陳文華，葉少貞

（1.修水縣自然資源局，江西 九江 332000；2.江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊，江西 九江 332000）

湘竹釩礦位于修武復式向斜之次級向斜——廟嶺向斜南翼，是近十余年來在江西北部王音鋪組黑色巖系發現的系列釩礦床之一[1，2]。

1 礦床地質特征

（1）區域地質概況。本區域位于江南隆褶帶北部，為一近EW向構造隆起帶，由九嶺復式背斜、九宮復式背斜與修武復式向斜組成。兩個復式背斜由雙橋山群區域淺變質巖系組成，構成本區褶皺基底。復式向斜由震旦系—三疊系組成，構成區域蓋層褶皺。修武復式向斜是工作區內主要的褶皺構造，區內從北東到南西大致定向排列了廟嶺向斜、東津向斜和東渡港向斜。湘竹釩礦坐落在廟嶺向斜南翼（圖1）。

（2）含釩地層地質特征。礦區出露地層自下而上依次為：中元古界雙橋山群、震旦系和寒武系。寒武系廣泛分布于礦區中北部，由下至上分為：王音鋪組（∈1w）、觀音堂組（∈1g）、楊柳崗組（∈2y）、華嚴寺組（∈3h）、西陽山組（∈3x）。王音鋪組（∈1w）是本區最重要的賦礦層位，本次工作的主要對象。該組大致可分為三個巖性段，總厚度45m～190m。下段巖性特征：以黑色薄至中層狀炭質泥巖為主，夾薄層狀及透鏡狀硅質巖、炭質頁巖，或夾含炭泥質灰巖和灰巖透鏡體，局部含炭量高，形成石煤層。本段下部普遍見一層含磷結核層，磷結核沿層面稀疏分布，磷結核呈圓形，大小多為5mm～20mm，小的僅1mm～2mm，大者可達200mm～300mm，個別最大的磷結核直徑在1m以上。含磷結核層在礦區分布較穩定，在地表露頭及鉆孔巖心中基本上均可以見到。含磷結核層多為1m～5m厚，最厚的有十幾米。含磷結核層是釩礦找礦的重要標志，也是產釩礦的重要層位。中段巖性特征：黑色薄層狀炭質泥巖或頁巖夾薄層狀硅質巖，局部地段呈互層出現。硅質巖單層厚0.03m～0.05m。上段巖性特征：為黑色中厚層狀高炭質頁巖，單層厚度0.03m～0.5m，局部地段夾有薄板狀高炭質頁巖或含硅質炭質頁巖。頂部一般可見到一層厚約8cm～10cm的硅質巖，前人將其作為劃分王音鋪組與觀音堂組的標志層。本段厚度變化無規律，但一般在5m～21m。

圖1 江西北部區域構造地質簡圖（a）及修水—武寧地質略圖（b）

（3）礦體地質特征。湘竹礦區僅有1V釩礦體1個。1V礦體產于王音鋪組（∈1w）底部或近底部，呈層狀、似層狀，礦體與地層產狀基本一致，大致近EW走向，傾向N，局部傾向NE或NW，傾角40°～70°，局部80°以上，甚至直立。在25線～12線，1V礦體走向上延伸總體較穩定，走向控制長＞2000m，除3線僅見低品位礦體外，其余各勘探線均見工業礦體。礦體傾向延深總的來說不太穩定，除23線、19線及6線～12線延深較穩定外，其余各線均不甚穩定，普遍存在從上往下厚度變小，甚至尖滅的現象。礦體傾向延深最大218m，最小35m。礦體厚度1.00m～7.23m，平均厚度1.69m，厚度變化系數101%。走向上，厚度具有東、西兩端較厚，中間變薄的特點，沿傾向方向有中間厚，上、下兩頭變薄的特點。V2O5品位0.50%～1.22%，平均品位0.84%，品位變化系數45%。品位沿走向具有東、西兩端較高，中間變低的趨勢，與厚度呈正相關，即厚度大則品位高，厚度小則品位低；沿傾向方向，從地表往深部品位明顯從高到低。

2 礦石質量特征

（1）礦石組構特征。礦石以泥質結構為主，以塊狀構造和結核狀構造多見，次要構造為土狀構造和頁理構造。

（2）礦石物質組成。釩礦石主要組成礦物中，粘土云母類礦物占48%～72%左右，炭質組分占12%～38%左右，砂質組分含量4%～11%，硫、鐵、磷等占6%左右。從釩的物相分析樣品結果可以知道：五氧化二釩在云母類礦物、氧化鐵及鋁土礦物、電氣石和石榴石中分別占83.43%、14.3%、2.27%，說明釩主要賦存在云母類礦物中，沒有發現獨立的釩礦物。

（3）礦石伴生組份。礦石中有益組份為V2O5，伴生組分Ag、Mo等含量較高。根據礦石物質成份研究結果，伴生組分其存在形式也是呈吸附狀態存在于炭質和泥質（云母類礦物）中，與主產釩礦相同。Ag最高9.25×10-6，最低1.00×10-6，平均3.96×10-6，Mo最高0.057%，最低0.018%，平均0.038%，達到了可利用伴生組分品位要求。S、P、U是礦石主要有害組份，P和S主要以磷結核、黃鐵礦結核的形式存在于含釩礦石中，U賦存狀態不清。U最高0.017%，最低0.0065%，平均0.009%，S最高1.80%，最低0.058%，平均0.903%，P2O5最高3.20%，最低0.025%，平均1.151%。U含量偏高，開采冶煉本區釩礦時，其廢渣不能隨意丟棄，亦不能用作建筑材料，應當集中堆放，妥善保存。

（4）礦石的類型。釩礦石的工業類型較簡單，僅有炭質泥巖釩礦石一種。含釩炭質泥巖型釩礦石與含釩含硅質炭質泥巖型釩礦石是礦石的主要自然類型。因礦石風化程度的差異又可以分新鮮原生礦石和氧化礦石，近地表3m～5m，最大10m為風化礦石，與新鮮礦石相比，V2O5含量無明顯變化，但炭質大部分流失。

3 礦床成因及找礦標志

（1）礦床成因。礦區釩礦層產于寒武系下統王音鋪組下部的炭質泥巖、炭質頁巖、石煤層中，并且該層位釩的富集在江西北部及鄰區的浙江衢縣、安徽青陽、湘西、湖北等地都存在，證實該成礦層位釩的富集具一定的普遍性和區域性。根據資料分析，上述地區在寒武紀早期（即王音鋪時期）處于潮坪瀉湖相沉積環境；海綿骨針等化石大量存在，證實當時該區域處于濕熱氣候環境，藻類生物和深海底棲動物相當繁盛。藻類生物大量死亡后，與沉積的細屑物質混積成有機軟泥，經過埋藏石化，即演變為含炭泥巖、含炭頁巖和石煤。此時，大陸剝蝕區物理、化學風化充分，不僅向沉積海域補給了大量的泥質物，并且從中分離出大量的磷質、硅質和釩、鈾、鉬、銀、銅、鋅等多種金屬元素。由于有機質與粘土質膠體具有帶電性（負電荷）和吸附性，能夠選擇性的吸附海水中的釩、鈾、鉬、銀、銅、鋅、鎢、鎳、鈷、金等元素，使其隨著有機質和粘土一起形成含炭泥巖、含炭頁巖和石煤，其中釩、鈾、鉬等可能局部富集成工業礦體或伴生礦產。因此，本區礦床成因屬潮坪瀉湖相沉積石煤（或炭質泥頁巖）型釩礦床。

（2）成礦控制因素及釩礦富集規律。石煤型釩礦主要受寒武系王音鋪組地層控制，釩元素的富集與否與該層泥質含炭質、硅質膠體、水云母結晶度，鐵質、磷質富集與否相關。含白云質巖層不含礦，說明成礦受相對平靜的還原條件下的陸緣斜坡盆地相沉積控制，此時氣候濕熱，水動力減弱，利于釩的富集成礦。①釩的富集品位與沉積物顆粒大小有關。因為沉積物顆粒越小，其所具有的比表面積就越大，因而對金屬陽離子（如釩、鈾、鉬、鎢、鋅等）的吸附力越強。如本區炭質泥（頁）巖、石煤層中釩品位較高，而王音鋪組上部及觀音堂組粉砂質泥巖中釩品位很低就是很好的例證。②巖石物質成份不同也導致釩的富集程度不同。在炭質泥巖或頁巖中，C、P、S含量高，碳酸鹽類成分含量低，則品位較富；在炭質泥巖或頁巖中，C、P、S含量低，品位較貧。③根據修水武寧地區多個同類型釩礦的礦石物相分析資料，釩主要賦存于云母類礦物中（占72%～90%），次為氧化鐵、高嶺土中（占4%～21%），電氣石、石榴石中少量。④區內伴生有益組份的成因類型與釩礦體相同，故其控制因素和富集規律也相同。

（3）找礦標志。本區釩礦為潮坪瀉湖相沉積石煤（或炭質泥頁巖）型釩礦床，礦體主要賦存于下寒武統王音鋪組下部的炭質泥巖、頁巖、石煤層中。該層位釩元素易于富集成礦的特點在江西北部具有普遍性與區域性，如武寧縣的大坑釩礦、大源鋪釩礦、橫路釩礦，修水縣的北岸釩礦、廟嶺釩礦、大椿釩礦，都昌縣南山釩礦，德興市皈大釩礦等均產于下寒武統王音鋪組下部含炭層位，所以今后尋找此類型釩礦只需要在工作區尋找寒武系王音鋪組下部炭質泥巖、頁巖、石煤層，就有可能找到此類石煤層型釩礦床。寒武系王音鋪組底部的含磷結核炭質泥巖或頁巖層是本區主要的含釩層位，也是最明顯的找釩標志層。

4 結論

①湘竹釩礦是近十余年來在江西北部寒武系王音鋪組黑色巖系發現的系列釩礦床之一。位于江南隆褶帶北緣，修武復式向斜之次級向斜——廟嶺向斜南翼。②1V礦體受下寒武統王音鋪組地層控制，釩礦體產于寒武系王音鋪組底部，以層狀或似層狀產出。礦體在走向上延伸比較穩定，控制長度大于2000m；礦體傾向延深最大218m，最小35m。礦體厚度1.00m～7.23m，平均厚度1.69m。V2O5品位0.50%～1.22%，平均品位0.84%。③礦床成因屬潮坪瀉湖相沉積石煤（或炭質泥頁巖）型釩礦床。④本區主要的含釩層位是寒武系王音鋪組底部含磷結核炭質泥（頁）巖層，含磷結核炭質泥（頁）巖層也是最明顯的找釩標志層。