甘肅省敦煌市塔水井東釩礦地質(zhì)特征及找礦方向

曹 超

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 塔水井東釩礦大地構(gòu)造位置圖

勘查區(qū)劃屬天山～北山地層區(qū)，北山地層分區(qū)。出露地層分別為：薊縣紀(jì)平頭山組、寒武紀(jì)西雙鷹山組、奧陶紀(jì)羅雅楚山組及第四紀(jì)等。其中古生界的寒武系是一套區(qū)域性的含礦地層，已發(fā)現(xiàn)平臺(tái)山，方山口等著名磷釩礦[1]。

勘查區(qū)大地構(gòu)造位置歸屬哈薩克斯坦板塊（I2），馬鬃山中間地塊（II3）的馬鬃山地體北緣（）(圖1)。該地區(qū)侵入巖發(fā)育較好，分布在甜水井以北，主要為一套侵入于奧陶紀(jì)羅雅楚山組地層中鈣堿性系列的細(xì)粒黑云母花崗巖[2]，屬于華力西期侵位的產(chǎn)物。

2 勘查區(qū)地質(zhì)特征

2.1 勘查區(qū)地層

工作區(qū)內(nèi)地層相對(duì)較簡(jiǎn)單，出露地層主要為奧陶系羅雅楚山組，寒武系西雙鷹山組一段、二段以及第四紀(jì)沖洪積（圖2）。

圖2 塔水井東釩礦PM01實(shí)測(cè)地層剖面圖

（1）寒武紀(jì)西雙鷹山組（∈2-3x）：在勘查區(qū)內(nèi)廣泛分布，巖層呈不規(guī)則帶狀延北西～南東向展布與勘查區(qū)塔水井向斜構(gòu)造兩翼，南翼傾向北東，北翼傾向南西，巖層傾角多介于66°～84°之間。

勘查區(qū)釩礦體主要賦存于該組的黑色炭硅質(zhì)板巖中。該套地層可劃分為兩段：

一段（∈2-3x1）巖性組合為：粉砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖，微晶白云巖、砂屑白云巖，局部夾有含炭粉砂質(zhì)板巖；

二段（∈2-3x2）巖性組合為：炭質(zhì)板巖、含炭泥質(zhì)、硅質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖，偶夾薄層灰?guī)r、微晶白云巖；其中，灰黑色炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖為釩礦的找礦標(biāo)志層。

（2）奧陶紀(jì)羅雅楚山組（O1-2l）：該套地層為勘查區(qū)主要出露地層。巖性主要以石英砂巖、粉砂巖為主，偶夾礫巖、炭質(zhì)板巖及硅質(zhì)板巖，為一套陸緣碎屑巖建造。

2.2 勘查區(qū)構(gòu)造

工作區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要以走向?yàn)镹W～SE塔水井向斜為主，區(qū)內(nèi)斷裂不甚發(fā)育。

塔水井向斜：呈NW-SE向延伸，軸向北西，長(zhǎng)8km左右，寬約1km～2km，長(zhǎng)寬之比約為8:1～4:1，核部主要以?shī)W陶紀(jì)羅雅楚山組（O1-2l）石英砂巖、粉砂巖為主，偶夾礫巖、炭質(zhì)板巖及硅質(zhì)板巖。兩翼由內(nèi)向外依次為寒武紀(jì)西雙鷹山組二段（∈2-3x2）灰黑色炭硅質(zhì)板巖等和寒武紀(jì)西雙鷹山組一段（∈2-3x1）粉砂質(zhì)板巖、灰白色至深灰色角礫狀白云巖等。東部被第四系沖洪積物（Qhapl）所覆蓋，出露不完整。北東翼地層傾向介于190°～245°之間，南西翼地層傾向在17°～52°左右，兩翼一般在傾角70°～80°之間。

2.3 勘查區(qū)巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖的產(chǎn)出形態(tài)較單一，全為脈巖，未見到較大規(guī)模的巖體。脈巖主要有輝長(zhǎng)巖脈、石英脈，分布于勘查區(qū)的中、東部。

其中石英脈為早期巖脈，輝長(zhǎng)巖脈為晚期巖脈，地表可觀察到石英脈體被輝長(zhǎng)巖脈截切的現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)兩期巖脈均切層侵入奧陶系羅雅楚山組，未對(duì)地表礦體的連續(xù)性造成破壞。

2.4 礦體特征

礦體主要出露于寒武系西雙鷹山組二段底部，含礦巖性為含炭硅質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖，主要賦存于向斜兩翼巖層中，礦體分布形態(tài)，產(chǎn)狀嚴(yán)格受其含礦層位控制。因此，礦體總體走向?yàn)镹W～SE，北翼南傾，南翼北傾。

礦體形態(tài)以似層狀、層狀為主，嚴(yán)格受NW～SE走向的向斜控制，與向斜形態(tài)一致。通過地表槽探工程揭露及鉆探工程控制，圈定礦體12條（包括兩條盲礦體），分屬向斜構(gòu)造南、北兩翼V1、V2礦層，每個(gè)礦層包含6條礦體。其中V1-3礦體位于勘查區(qū)西邊，分布于60線～80線，礦體產(chǎn)狀15°～18°∠70°～85°，礦體形態(tài)為板狀，控制長(zhǎng)度998m，控制斜深250m，厚度1.14m～5.93m，平均品位0.739%（見表1）。

表1 V1-3礦體各勘查線平均品位、平均厚度一覽表

圖3 V1-3礦體各勘查線平均品位、平均厚度變化曲線圖

由圖3可知，V1-3礦體厚度變化較大，品位變化比較均勻，礦體厚度在各勘查線上由西向東變厚，60線上最薄，為1.14m，在80線上最厚，為5.93m。該礦體地表連續(xù)出露，由6條探槽工程控制，控制間距160m～240m，深部由兩個(gè)鉆孔控制，含礦巖性為黑色炭質(zhì)板巖，礦體頂板圍巖為灰黑色硅質(zhì)板巖，底板圍巖為灰褐色白云巖。

2.5 礦石礦物特征

勘查區(qū)內(nèi)礦石主要為炭質(zhì)板巖型釩礦石，具變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。其礦物組分主要由脈石礦物和礦石礦物構(gòu)成，其中，脈石礦物主要為炭質(zhì)、泥質(zhì)等，并形成蝕變礦物絹云母、纖閃石等；礦石礦物主要為黃鐵礦，含微量磁鐵礦，近地表形成褐鐵礦等次生蝕變礦物。物相樣品分析結(jié)果顯示，有用組分釩主要賦存于云母類礦物（49.32%～90.88%），其次為氧化鐵、高嶺土（6.69%～43.44%），電氣石、石榴石（1.66%～7.24%）中有少量（表2）。

2.6 礦石類型

勘查區(qū)主要為炭質(zhì)板巖型釩礦石，礦石地表風(fēng)化嚴(yán)重，呈碎塊狀、片狀，局部呈粉末狀，局部礦石中見有粉砂質(zhì)、泥質(zhì)結(jié)核，形狀近圓狀，大小0.1cm～3cm不等，形狀不規(guī)則，經(jīng)研究分析顯示，在結(jié)核分布較密集地段，礦石品位相對(duì)較高。

礦石的工業(yè)品級(jí)為：工業(yè)礦石（V2O5≥0.70%），低品位礦石（0.50%≤V2O5≤0.70%）。

表2 塔水井東釩物相分析結(jié)果

3 找礦標(biāo)志

巖性標(biāo)志：釩礦體具有明顯的層控特征，礦體產(chǎn)于寒武紀(jì)西雙鷹山組的黑色巖系中，位于西雙鷹山組二段底部，其主要巖石類型為炭質(zhì)、硅質(zhì)板巖，其中炭質(zhì)板巖為主要賦礦巖石，礦體底板為砂屑白云巖，頂板為硅質(zhì)板巖。寒武系中下部該套巖性組合為勘查區(qū)內(nèi)主要的巖性找礦標(biāo)志。

圍巖蝕變標(biāo)志：區(qū)內(nèi)釩礦體的圍巖圍巖蝕變較發(fā)育。主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化等。

礦化標(biāo)志：區(qū)內(nèi)炭質(zhì)板巖地段含礦較好，呈現(xiàn)炭質(zhì)板巖中炭質(zhì)含量越高，碳酸鹽脈越發(fā)育，其含礦性越好，釩礦化主要吸附于炭質(zhì)及云母礦物中，肉眼不可見，用手觸摸，易污手。

地貌標(biāo)志：區(qū)內(nèi)主要賦礦巖石炭質(zhì)板巖因其能干性差，抗風(fēng)化能力弱，近地表風(fēng)化淋濾后呈粉末狀。炭質(zhì)板巖頂板為硅質(zhì)板巖，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，而底板為砂屑白云巖，抗風(fēng)化能力相對(duì)較弱，炭質(zhì)板巖往往分布二者的斜坡上，經(jīng)過綜合分析得出，該斜坡以及凸出地形的小緩形凹地形，是地表尋找炭質(zhì)板巖型釩礦地貌直接標(biāo)志[7]。

4 結(jié)語

塔水井東釩礦與周邊方山口磷釩礦、五一山釩礦、新泉北釩礦、新疆大水西釩礦含礦層位一致，均為下寒武統(tǒng)黑色巖系，與中國(guó)其他地區(qū)下寒武統(tǒng)含釩巖系基本屬統(tǒng)一時(shí)代的沉積，均屬地質(zhì)歷史上第一個(gè)成釩期的產(chǎn)物[8]，含礦建造的沉積構(gòu)成及其伴生礦產(chǎn)也與中國(guó)最主要的揚(yáng)子成磷釩區(qū)大體一致[9]。唯一的重要差別是，該區(qū)含礦建造在沉積后遭受一定程度的變質(zhì)，形成一套主要由板巖、炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖等組成的含礦巖系，釩礦主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出。

該釩礦床為一典型的受巖性、地層控制的沉積變質(zhì)型礦床，但就對(duì)成礦作用的貢獻(xiàn)而言，沉積作用中炭質(zhì)吸附起了至關(guān)重要的作用，而變質(zhì)作用對(duì)該礦床的形成并無太大意義。

綜上所述，塔水井東釩礦有很好的開發(fā)遠(yuǎn)景，無論該區(qū)資源還是周邊以下寒武統(tǒng)黑色巖系為找礦標(biāo)志的地區(qū)，都有可能取得較大的突破。