鄂東南某釩鈾共生礦床含釩地層沉積特征及找礦標志

廖黔川，馮 杰

(湖北省核工業(yè)地質(zhì)局，湖北孝感 432000)

鄂東南某釩鈾共生礦床含釩地層沉積特征及找礦標志

廖黔川，馮 杰

(湖北省核工業(yè)地質(zhì)局，湖北孝感 432000)

鄂東南寒武系地層中的釩鈾共生礦床，屬于黑色巖系，釩鈾就在相同的層位或臨近不同層位富集。對某釩鈾礦床沉積地層巖性特征進行解剖，查清釩鈾賦存層位特征，對該區(qū)同類型礦床找礦以及開發(fā)具一定的指導(dǎo)意義。

釩礦;地層沉積特征;鈾礦;找礦標志

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造單元屬揚子準地臺武陵—修水臺坳、通山—瑞昌臺褶束之通山復(fù)式向斜南翼。元古界板溪群輕度變質(zhì)碎屑巖建造(Pt)構(gòu)成本區(qū)基底，震旦—三疊系海相沉積地層出露完全，白堊—第三系陸相沉積沙礫巖層零星分布。從大源向西，寒武系地層(主要是∈11)逐漸變厚。狼菏洞以西至方山背斜東翼又逐漸恢復(fù)到正常厚度，構(gòu)成一個較大的早寒武世沉積坳陷，該釩鈾礦床就位于這個沉積坳陷中。

本區(qū)寒武系地層沉積特點有別于峽區(qū)類型，屬于江南地層分區(qū)，可與江西修水地區(qū)對比(見表1)。

從1∶20萬修水幅區(qū)域地層對比表可以看出，崇陽地區(qū)寒武系下統(tǒng)劃分為王音鋪組和觀音堂組，每組劃分上、下兩段，即王音鋪組∈1w1、∈1w2，觀音堂組∈1g1、∈1g2。礦區(qū)觀音堂組仍然采用了區(qū)域上為上、下兩段∈1g1、∈1g2，但王音鋪組按沉積韻律劃分為上、中、下三段，每段包含2～3個巖性層，全組共七層，即∈1w1-1a、∈1w1-1b、∈1w1-2a、∈1w1-2b、∈1w1-2c，∈1w1-3a、∈1w1-3b。

2 礦區(qū)地層巖性特征

礦區(qū)出露地層有震旦系上統(tǒng)燈影組(Zbdn)、寒武系下統(tǒng)王音鋪組(∈1w)、觀音堂組(∈1g)。

從老至新分別描述如下:

2.1 震旦系上統(tǒng)燈影組(Zbdn)

頂部以厚層、中厚層硅質(zhì)巖為特征，向下為炭質(zhì)硅質(zhì)板巖，底部局部可見薄層白云灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r透鏡體，厚度40 m，與下伏地層震旦系上統(tǒng)陡山沱組(Zbd)為整合接觸。

表1 區(qū)域地層對比表Table 1 Contrast table of regional stratigraphy

2.2 寒武系下統(tǒng)王音鋪組(∈1w)

下段 第一層∈1w1-1a:巖性為透閃石泥板巖夾少量薄層硅質(zhì)條帶，向東相變?yōu)樘抠|(zhì)泥板巖夾少量硅質(zhì)板巖。厚度0.36～23.23 m，與下伏地層震旦系上統(tǒng)燈影組(Zbdn)為平行不整合接觸;

第二層∈1w1-1b:巖性為薄層—中厚層炭硅板巖與炭質(zhì)泥板巖互層，含少量泥質(zhì)結(jié)核，野外特征呈豆狀密集存在。為區(qū)內(nèi)次要釩礦層位。厚度10.25 m，與下伏地層∈1w1-1a為整合接觸。

中段 第一層∈1w1-2a:上部巖性為中—厚層含黃鐵礦泥板巖夾中厚層斑點泥質(zhì)絹云母板巖;下部巖性為炭質(zhì)泥板巖;底部含少量磷質(zhì)結(jié)核，野外特征為豆狀、數(shù)量少、稀疏。厚度42.20～45.90 m，與下伏地層∈1w1－1b為斷層接觸(F3);

第二層∈1w1－2b:巖性為密集卵形含磷結(jié)核層，結(jié)核形狀為卵形，粒徑2.5～3.0 cm，膠結(jié)物為炭、泥質(zhì)，膠結(jié)物質(zhì)受擠壓后遷就堅硬的磷結(jié)核呈扭曲揉皺狀，為低品位(P2O53% ～5%)磷礦層。厚度0～7.18 m，與下伏地層∈1w1-2a為整合接觸;

第三層∈1w1-2c:巖性為薄層炭質(zhì)硅質(zhì)板巖夾薄層含炭硅質(zhì)板巖條帶，偶見含磷結(jié)核、星點狀黃鐵礦結(jié)核，為區(qū)內(nèi)主要釩礦層位。厚度0～57.85 m，與下伏地層∈1w1－2b為整合接觸。

上段 第一層∈1w1-3a:上部巖性為中層狀斑點含炭泥質(zhì)板巖夾富炭泥巖透鏡體，偶夾硅質(zhì)泥巖條帶;中部中厚層狀斑點炭質(zhì)泥板巖夾富炭泥巖，偶夾硅質(zhì)泥板巖條帶;下部千枚狀炭質(zhì)泥巖夾富炭泥巖透鏡體，偶見薄層硅質(zhì)泥板巖條帶;底部常見1～2 m厚扁平餅狀硅質(zhì)結(jié)核層。為區(qū)內(nèi)主要含鈾礦層位，底部為含釩礦層，釩鈾共生。厚度 59.24～147.40 m，與下伏地層∈1w1-2c為斷層接觸(F2);

∈1w1-3b:上部巖性為薄層含炭硅質(zhì)板巖;中部巖性為中厚層富炭泥板巖夾硅質(zhì)泥板巖條帶，含炭泥質(zhì)斑點和豆狀結(jié)核;下部巖性為薄—中層炭質(zhì)泥質(zhì)板巖與薄層炭質(zhì)泥板巖互層，東部底部見有磷結(jié)核，為區(qū)內(nèi)次要鈾礦層位。厚度41.69～72.21 m，與下伏地層∈1w1-3a為整合接觸。

2.3 寒武系下統(tǒng)觀音堂組(∈1g)

∈1g1:上部巖性為中層狀含炭泥質(zhì)板巖，含星散狀、條帶狀黃鐵礦;下部巖性為中層狀炭質(zhì)泥板巖，層理不清晰，含少量泥質(zhì)斑點。厚度104.45～167.27 m，與下伏地層∈1w1-3b為斷層接觸(F1);

∈1g2:上部巖性為含炭泥板巖，含少量星散狀黃鐵礦;下部中層狀黑色絹云母板巖，微層理發(fā)育，沿微層理含星散狀黃鐵礦，巖性單一，含海棉骨針化石。厚度231.60～337.95 m，與下伏地層∈1g1為整合接觸。

3 礦區(qū)地層沉積特征

礦區(qū)寒武系下統(tǒng)王音鋪組(∈1w)，厚度大，巖性組合復(fù)雜，相變明顯，且含較多生物化石。根據(jù)沉積旋回特征將王音鋪劃分為∈1w1-1、∈1w1-2、∈1w1-3三個巖性段，每段包含一個韻律層，2～3個韻素。每個沉積韻律均從炭泥開始到炭硅結(jié)束，各韻層頂部，薄層炭硅質(zhì)板巖與炭質(zhì)板巖相間成互層狀，酷似排骨，形象稱之為“排骨”層，由下而上共分為“大排”(∈1w1-b)，“中排”(∈1w1-2c)，“小排”(∈1w1-3b)三個排骨層，排骨層其上下常有的結(jié)核層是不同部位作為識別層位的標志。含釩礦層與排骨層密切相關(guān)，中排為主要含釩層，大排、小排均為次要含釩層;另一個次要含釩層位(∈1w1-3a)與鈾礦層同體共生［1，2］。

與區(qū)域上相比較，礦區(qū)寒武系下統(tǒng)王音鋪組厚度大，巖性比較復(fù)雜，沿走向變化明顯，熱變質(zhì)現(xiàn)象普遍存在。區(qū)域上寒武系下統(tǒng)厚度一般在180～200 m左右，如正源嶺釩礦寒武系下統(tǒng)相當于王音鋪組的厚度180 m;通山上陳釩礦200 m左右;而在礦區(qū)厚度達364 m以上。區(qū)域上巖性單一、穩(wěn)定，只見有一個沉積韻律，礦區(qū)則有三個沉積韻律。有機炭、黃鐵礦明顯增加，巖石種類甚多，出現(xiàn)富炭泥板巖、炭質(zhì)泥板巖、富炭泥巖透鏡體和多種多層的結(jié)核層，包括豆狀結(jié)核、黃鐵礦結(jié)核、磷結(jié)核、硅質(zhì)結(jié)核;而且礦體形態(tài)變化顯著，如沿走向向東，3號勘查線以東50 m趨于尖滅，7號勘查線以西40 m復(fù)而再現(xiàn)，23號勘查線以東30 m趨于尖滅，27號勘查線附近復(fù)而再現(xiàn)(見圖1)。沿傾斜向下富炭泥巖透鏡體逐漸減少和∈1w1-3b底部局部地段出現(xiàn)結(jié)核層等等。區(qū)域上一般少見的熱變質(zhì)現(xiàn)象，在礦區(qū)普遍存在，如出現(xiàn)輕度角巖化產(chǎn)物——斑點板巖。種種跡象說明該區(qū)巖性存在著復(fù)雜性和多樣性。

圖1 勘探線及礦體分布示意圖Fig.1 Distribution chart of exploration line and ore body

4 礦床成因及找礦標志

礦化嚴格受層位控制，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，為典型沉積型礦床，斷裂構(gòu)造與礦體基本無關(guān)，僅造成礦體滑脫、平移、缺失等。礦區(qū)內(nèi)普遍存在輕度變質(zhì)作用，釩礦化生成富集與區(qū)域變質(zhì)存在一定關(guān)系［3］。

本區(qū)釩礦層有三層，主要釩礦層為∈1w1-2c，其次是∈1w1-b和∈1w1-3a底部釩礦層，∈1w1－b由于在該區(qū)出露不大，很難形成規(guī)模，∈1w1-3a中釩鈾共生，采冶過程中釩產(chǎn)品容易受到放射性污染，因此可開采含釩層位主要是∈1w1-2c。

根據(jù)本礦區(qū)寒武系下統(tǒng)王音鋪組(∈1w)地層巖性特征，對于本區(qū)類似沉積改造型礦床特點，可以考慮以“地層在、礦體在”作為找礦指導(dǎo)方針。因此對本區(qū)地層巖性特征的識別，可以很好地用于本區(qū)尋找同類型礦床。針對∈1w1-2c主要含礦層，由于地層序列倒轉(zhuǎn)，礦體底板含密集卵形磷質(zhì)結(jié)核炭質(zhì)泥板巖是本區(qū)的一個找礦標志，穿過此磷結(jié)核層即進入含鈾層位;∈1w1-2c硅質(zhì)板巖抗風化較強，地形地貌表現(xiàn)為凸現(xiàn)陡壁懸崖也是其特征之一;∈1w1-2c中巖石為含炭硅質(zhì)板巖和含炭泥板巖軟硬互層，橫斷面風化后呈排骨狀。以上三點即為該類釩鈾礦床典型的找礦標志。

5 結(jié)語

釩鈾礦床∈1w1-b、∈1w1-2c、∈1w1-3a都屬于含釩層(體)，其中∈1w1-3a釩鈾共生，采冶過程中釩產(chǎn)品可能被放射性污染，不能進行開采;∈1w1-b在本區(qū)出露不大，未形成規(guī)模;因此經(jīng)濟分析可開采層位主要是∈1w1-2c層中釩礦體。由于該區(qū)地層層序發(fā)生倒轉(zhuǎn)，∈1w1-2c變?yōu)椤?w1-3a上覆地層，∈1w1-2c層釩礦開采對鈾礦體層位可以做到基本不受影響，條件就是不越過底板∈1w1-3a層位。因此，開采時利用該區(qū)地層巖性分界特征，可以直接指導(dǎo)避免越界開采，破壞鈾礦體，造成釩產(chǎn)品以及環(huán)境污染;根據(jù)∈1w1-2c地層三個巖性特征所形成的層位標志，可指導(dǎo)相鄰地區(qū)同類型釩鈾礦床的找礦工作。其它相鄰地層的判別也可根據(jù)前述各層位中結(jié)核的性質(zhì)、疏密程度、地表形態(tài)(排骨狀)進行辨別。

［1］ 陳高潮，張清盛，等.南秦嶺東段下寒武統(tǒng)黑色巖系釩礦成礦地質(zhì)背景淺析［J］.西北地質(zhì)，2011，44(4):51 －57.

［2］ 陳南生，楊秀珍，等.我國南方下寒武統(tǒng)黑色巖系及其中的層狀礦床［J］.礦床地質(zhì)，1982，1(2):39 －51.

［3］ 葉杰，范德廉.黑色巖系型礦床的形成作用及其在我國的產(chǎn)出特征［J］.礦物巖石地球化學通報，2000，19(2):95 －102.

(責任編輯:于繼紅)

Sedimentary Characteristics and Prospecting Criteria of Vanadium-containing Strata of Vanadium-uranium Associated Deposit in Southeastern Hubei

LIAO Qianchuan，F(xiàn)ENG Jie
(Nuclear Industry Geological Bureau of Hubei Province，Xiaogan，Hubei432000)

Vanadium-uranium associated deposit in Cambrian strata belongs to black rock series in southeastern Hubei.Vanadium and uranium are enriched in the same layer or near the different layers.The paper discusses lithological characteristics of sedimentary strata of a vanadium-uranium deposit，identifies characteristics of vanadium-uranium occurrence horizon.It has certain guidance for deposit prospecting and development.

vanadium ore;sedimentary characteristics;uranium ore;prospecting criteria

P618.61;P619.14

A

1671－1211(2012)04－0322－03

2012－05－28;改回日期:2012－06－18

廖黔川 (1965－)，男，高級工程師，地質(zhì)專業(yè)，從事地質(zhì)勘查及工程地質(zhì)工作。E－mail:whlqc@163.com