湖北省石板沟矿区钒矿地质特征与找矿方向

陈长江，胡 明，何洪涛，胡章章，马文胜

（湖北省地质局第八地质大队，湖北 襄阳 441002）

石板沟矿区隶属湖北省郧西县香口乡管辖，通过地质勘查工作，查明矿区工业钒矿体资源量（332+333）钒金属量10.2万吨，为一中型规模的独立钒矿。本文通过对石板沟钒矿的矿区地层、矿体特征等进行了介绍分析，并指出找矿方向，对在该地区寻找类似的钒矿有一定的参考意义[1]。

1 地层

石板沟矿区出露地层主要有南华系耀岭河组，震旦系上统灯影组，寒武系下统杨家堡组、庄子沟组和第四系（图1）。本矿区钒矿存于寒武系下统庄子沟组[2]。本矿区含矿岩系为寒武系下统庄子沟组下段含炭硅质板岩，主要受地层层位控制，其主要特征如下：该含矿岩系呈层状产出，厚度大，厚62.20m～100.20m。含矿岩系为一套黑色薄至中厚层含炭硅质板岩～含磷结核含炭硅质板岩组合，其中矿层主要为黑色薄层状含磷结核含炭硅质板岩～含碳硅质岩。

2 构造

2.1 褶皱构造

矿区为一倒转向斜构造，向斜轴走向为北西西向，轴部出露地层为寒武系下统庄子沟组地层。北翼（倒转翼）出露地层为寒武系下统庄子沟组地层。由于断裂F1作用，导致寒武系下统杨家堡组缺失[3]。南翼（正常翼）出露地层寒武系下统杨家堡组，由于断裂F2作用，导致寒武系下统庄子沟组部分地层缺失。北翼地层产状为其倾向350°～25°，倾角52°～85°，南翼地层产状倾向31°～60°，倾角53°～72°，为一轴面倾向北～北北东、向南～南南西倒转的向斜构造，向斜北翼地层控制着钒矿体分布。

2.2 断裂构造

矿区内中、浅变形构造层次并存，出现多期次构造运动，形成北西向挤压与滑覆构造并存的格局。矿区主要发育北西走向(F3、F4)和近东西向(F1、F2)断裂构造。

矿区内发育，主要为近东西向断层和北西走向断层，分别叙述如下：

近东西向断层：此方向断层仅见F3、F4两条断层，均为正断层。其中F3断层规模较小，矿区内出露长约97m，走向284°～104°，倾向北北东，倾角65°～74°，断层带宽约3m～5m。F4断层规模较大，矿区内出露长度1385m，位于南华系耀岭河组与庄子沟组接触部位，断层走向近东西向，倾向北，倾角与地层片理一致，断层倾角为55°～75°，破碎带在地表宽达3m～5m左右。

北西走向断层（F1、F2）：此组断层在矿区内较发育，被近东西向断层切割，为区域性断层。其中F1断层：逆断层，在矿区内出露长度3150m，该断层为一弧形断层，其断层走向多在80°～110°，倾角40°～80°；断层北侧（上盘）的地层为震旦系上统灯影组，断层南侧（下盘）为寒武系下统庄子沟组下段，破碎带在地表宽达2m～8m左右。

F2断层：为正断层，在矿区内出露长度1733m。走向北西向，断层倾向北东，倾角42°～85°。断裂上盘为寒武系下统庄子沟组上段，下盘为寒武系下统杨家堡组，缺失寒武系下统庄子沟组下段。

以上主要断裂对矿体没造成大的影响，对矿体的构造形态和矿层连续性影响较小，只是偶见个别层间小断层和层间褶曲，规模不大，局部造成了矿体的复杂化。

图1 郧西县石板沟矿区地质简图

3 矿床特征

石板沟矿区钒矿体赋存于寒武系下统庄子沟组下段一岩性层（∈1z1-1）内，共圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号三个钒矿体。矿体与围岩呈渐变过渡，各矿体形态、产状及规模等特征如下：

Ⅰ号矿体：矿体岩性以含磷结核炭硅质板岩为主，少量含炭硅质板岩，呈层状，向北西方向侧伏，控制矿体长度1490m，中间厚度较大，东西两端厚度逐步尖灭，从地表向深部有增大的趋势。矿体斜深为32m～168.07m，矿体厚度0.80m～14.77m，平均厚度4.49m，厚度变化系数71%；V2O5品位0.41%～1.86%。矿体走向267°～87°，倾向北，倾角66°～71°。

Ⅱ号矿体：矿体岩性以薄层状含磷结核含炭硅质板岩为主，少量含炭硅质板岩，矿体呈层状，向北西方向侧伏，走向上厚度总体稳定，中间厚度较大。控制矿体斜深为85m～198m；矿体厚度1.40m～39.49m，平均厚度6.14m，V2O5品位0.527%～2.00%。矿体走向257°～87°，倾向北，倾角66°～77°。

Ⅲ号矿体：矿体岩性以薄层状含磷结核含炭硅质板岩为主，少量含炭硅质板岩，矿体呈层状，控制矿体长度1179.00m。控制矿体斜深61m～231m，矿体厚度1.20m～14.14m，平均厚度4.76m。V2O5单工程平均品位0.55%～3.16%。矿体走向91°～271°倾向北北东，倾角67° ～79°。

三个钒矿体呈层状，产状稳定。矿石中均含大量磷结核、钒云母、钙钒榴石及石墨。

4 矿床成因

早寒武系早期广海陆棚、陆坡的还原环境，以及海盆缓慢沉降产生凝缩层的沉积环境，则是钒矿带（床）在缺氧沉积中发生沉积和成矿作用的古地理环境和古构造条件。当时本区气候湿热，水体宁静，澡类繁殖速度惊人，大量藻类尸体在还原环境中得意保存，与陆源碎屑物质一起组成黑色岩系，藻类生物赖于生活的氮，磷，锌等丰富，同微细的粘土云母类、泥砂类含钒矿物一起堆积，在后期沉积物的良好覆盖下，于还原环境下转化为石煤，而钒的富集可能与藻类和炭质的吸附有关，区内钒矿床在时间上、空间上都与炭质（石煤）和磷结核层等共生。在硅质板岩内，钒呈吸附状态赋存于粘土矿物中或呈离子状态吸附在硅氧中；粘土岩内钒主要赋存于碳质粘土矿物中，呈含钒高岭石、蒙脱石等粘土矿物，据此认为钒的生成是和硅质板岩、粘土岩或碳质粘土岩同时沉积而成。寒武系下统地层中凡有硅质板岩和粘土岩的存在，即有钒矿的赋存。矿产属滞留盆地相沉积成因。

5 找矿方向

郧西县北部地区地质构造复杂，寒武系地层黑色岩系分布较广，V、Mo、Ag等多元素异常发育，具有有利的成矿地质条件。上震旦—下寒武统的黑色岩系为本区矿源层，具有层控特点，晚期构造活动使其中的成矿物质活化、迁移，并在有利部位富集成矿。下寒武统黑色岩系中特定的含硅、炭、磷岩石组合序列，是钒矿床必须具备的岩相条件。岩相为一套含钒薄层硅质板岩～磷结核层～炭质板岩相，且该相带发育愈完整，相带愈宽，钒矿厚度愈大，品位愈高。本矿区矿体向深部及西部有延伸的趋势，表明有很好的找矿前景。下一步开展外围及深部找矿工作时，适量布设钻探工程，用于控制矿体北部深部及西部矿体边界，扩大资源量。今后工作应以武当穹隆（即武当复背斜）西部外緣寒武系地层黑色岩系分布区域及构造应力相对复杂的两竹断裂得胜附近，两郧断裂黄云铺附近，青山断裂黑山，丰溪，葛洞一带为重点找矿地段，尤其应集中在两郧断裂北西侧庄子沟组地层中V异常发育的地段寻找新的矿床；同时对已知矿床点及其外围开展进一步工作，扩大矿床规模。