甘肃省敦煌市塔水井东钒矿地质特征及找矿方向

曹 超

（甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050）

1 区域地质概况

图1 塔水井东钒矿大地构造位置图

勘查区划属天山～北山地层区，北山地层分区。出露地层分别为：蓟县纪平头山组、寒武纪西双鹰山组、奥陶纪罗雅楚山组及第四纪等。其中古生界的寒武系是一套区域性的含矿地层，已发现平台山，方山口等著名磷钒矿[1]。

勘查区大地构造位置归属哈萨克斯坦板块（I2），马鬃山中间地块（II3）的马鬃山地体北缘（）(图1)。该地区侵入岩发育较好，分布在甜水井以北，主要为一套侵入于奥陶纪罗雅楚山组地层中钙碱性系列的细粒黑云母花岗岩[2]，属于华力西期侵位的产物。

2 勘查区地质特征

2.1 勘查区地层

工作区内地层相对较简单，出露地层主要为奥陶系罗雅楚山组，寒武系西双鹰山组一段、二段以及第四纪冲洪积（图2）。

图2 塔水井东钒矿PM01实测地层剖面图

（1）寒武纪西双鹰山组（∈2-3x）：在勘查区内广泛分布，岩层呈不规则带状延北西～南东向展布与勘查区塔水井向斜构造两翼，南翼倾向北东，北翼倾向南西，岩层倾角多介于66°～84°之间。

勘查区钒矿体主要赋存于该组的黑色炭硅质板岩中。该套地层可划分为两段：

一段（∈2-3x1）岩性组合为：粉砂质、泥质板岩，微晶白云岩、砂屑白云岩，局部夹有含炭粉砂质板岩；

二段（∈2-3x2）岩性组合为：炭质板岩、含炭泥质、硅质板岩、粉砂质板岩、硅质板岩，偶夹薄层灰岩、微晶白云岩；其中，灰黑色炭质板岩、硅质板岩为钒矿的找矿标志层。

（2）奥陶纪罗雅楚山组（O1-2l）：该套地层为勘查区主要出露地层。岩性主要以石英砂岩、粉砂岩为主，偶夹砾岩、炭质板岩及硅质板岩，为一套陆缘碎屑岩建造。

2.2 勘查区构造

工作区内构造简单，主要以走向为NW～SE塔水井向斜为主，区内断裂不甚发育。

塔水井向斜：呈NW-SE向延伸，轴向北西，长8km左右，宽约1km～2km，长宽之比约为8:1～4:1，核部主要以奥陶纪罗雅楚山组（O1-2l）石英砂岩、粉砂岩为主，偶夹砾岩、炭质板岩及硅质板岩。两翼由内向外依次为寒武纪西双鹰山组二段（∈2-3x2）灰黑色炭硅质板岩等和寒武纪西双鹰山组一段（∈2-3x1）粉砂质板岩、灰白色至深灰色角砾状白云岩等。东部被第四系冲洪积物（Qhapl）所覆盖，出露不完整。北东翼地层倾向介于190°～245°之间，南西翼地层倾向在17°～52°左右，两翼一般在倾角70°～80°之间。

2.3 勘查区岩浆岩

矿区岩浆岩的产出形态较单一，全为脉岩，未见到较大规模的岩体。脉岩主要有辉长岩脉、石英脉，分布于勘查区的中、东部。

其中石英脉为早期岩脉，辉长岩脉为晚期岩脉，地表可观察到石英脉体被辉长岩脉截切的现象。区内两期岩脉均切层侵入奥陶系罗雅楚山组，未对地表矿体的连续性造成破坏。

2.4 矿体特征

矿体主要出露于寒武系西双鹰山组二段底部，含矿岩性为含炭硅质板岩、炭质板岩，主要赋存于向斜两翼岩层中，矿体分布形态，产状严格受其含矿层位控制。因此，矿体总体走向为NW～SE，北翼南倾，南翼北倾。

矿体形态以似层状、层状为主，严格受NW～SE走向的向斜控制，与向斜形态一致。通过地表槽探工程揭露及钻探工程控制，圈定矿体12条（包括两条盲矿体），分属向斜构造南、北两翼V1、V2矿层，每个矿层包含6条矿体。其中V1-3矿体位于勘查区西边，分布于60线～80线，矿体产状15°～18°∠70°～85°，矿体形态为板状，控制长度998m，控制斜深250m，厚度1.14m～5.93m，平均品位0.739%（见表1）。

表1 V1-3矿体各勘查线平均品位、平均厚度一览表

图3 V1-3矿体各勘查线平均品位、平均厚度变化曲线图

由图3可知，V1-3矿体厚度变化较大，品位变化比较均匀，矿体厚度在各勘查线上由西向东变厚，60线上最薄，为1.14m，在80线上最厚，为5.93m。该矿体地表连续出露，由6条探槽工程控制，控制间距160m～240m，深部由两个钻孔控制，含矿岩性为黑色炭质板岩，矿体顶板围岩为灰黑色硅质板岩，底板围岩为灰褐色白云岩。

2.5 矿石矿物特征

勘查区内矿石主要为炭质板岩型钒矿石，具变余泥质结构，板状构造。其矿物组分主要由脉石矿物和矿石矿物构成，其中，脉石矿物主要为炭质、泥质等，并形成蚀变矿物绢云母、纤闪石等；矿石矿物主要为黄铁矿，含微量磁铁矿，近地表形成褐铁矿等次生蚀变矿物。物相样品分析结果显示，有用组分钒主要赋存于云母类矿物（49.32%～90.88%），其次为氧化铁、高岭土（6.69%～43.44%），电气石、石榴石（1.66%～7.24%）中有少量（表2）。

2.6 矿石类型

勘查区主要为炭质板岩型钒矿石，矿石地表风化严重，呈碎块状、片状，局部呈粉末状，局部矿石中见有粉砂质、泥质结核，形状近圆状，大小0.1cm～3cm不等，形状不规则，经研究分析显示，在结核分布较密集地段，矿石品位相对较高。

矿石的工业品级为：工业矿石（V2O5≥0.70%），低品位矿石（0.50%≤V2O5≤0.70%）。

表2 塔水井东钒物相分析结果

3 找矿标志

岩性标志：钒矿体具有明显的层控特征，矿体产于寒武纪西双鹰山组的黑色岩系中，位于西双鹰山组二段底部，其主要岩石类型为炭质、硅质板岩，其中炭质板岩为主要赋矿岩石，矿体底板为砂屑白云岩，顶板为硅质板岩。寒武系中下部该套岩性组合为勘查区内主要的岩性找矿标志。

围岩蚀变标志：区内钒矿体的围岩围岩蚀变较发育。主要为黄铁矿化、褐铁矿化、硅化等。

矿化标志：区内炭质板岩地段含矿较好，呈现炭质板岩中炭质含量越高，碳酸盐脉越发育，其含矿性越好，钒矿化主要吸附于炭质及云母矿物中，肉眼不可见，用手触摸，易污手。

地貌标志：区内主要赋矿岩石炭质板岩因其能干性差，抗风化能力弱，近地表风化淋滤后呈粉末状。炭质板岩顶板为硅质板岩，抗风化能力强，而底板为砂屑白云岩，抗风化能力相对较弱，炭质板岩往往分布二者的斜坡上，经过综合分析得出，该斜坡以及凸出地形的小缓形凹地形，是地表寻找炭质板岩型钒矿地貌直接标志[7]。

4 结语

塔水井东钒矿与周边方山口磷钒矿、五一山钒矿、新泉北钒矿、新疆大水西钒矿含矿层位一致，均为下寒武统黑色岩系，与中国其他地区下寒武统含钒岩系基本属统一时代的沉积，均属地质历史上第一个成钒期的产物[8]，含矿建造的沉积构成及其伴生矿产也与中国最主要的扬子成磷钒区大体一致[9]。唯一的重要差别是，该区含矿建造在沉积后遭受一定程度的变质，形成一套主要由板岩、炭质板岩、硅质板岩等组成的含矿岩系，钒矿主要呈层状、似层状产出。

该钒矿床为一典型的受岩性、地层控制的沉积变质型矿床，但就对成矿作用的贡献而言，沉积作用中炭质吸附起了至关重要的作用，而变质作用对该矿床的形成并无太大意义。

综上所述，塔水井东钒矿有很好的开发远景，无论该区资源还是周边以下寒武统黑色岩系为找矿标志的地区，都有可能取得较大的突破。