重庆市秀山县鱼泉钒矿矿产地质特征及成因分析
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[摘要]重庆市秀山鱼泉钒矿是近年来发现中型矿床。文章阐述了秀山鱼泉钒矿的地层、构造、矿体特征、矿床成因及形成差异等。秀山鱼泉钒矿矿床受地层、岩性、有机质、古构造和古地理条件控制，是在有机质（生物化学）参与下发生成矿作用。矿床具有微生物成矿与海底热水沉积的双重特征，属于生物地球化学沉积矿床范畴。
[关键词]九门冲组 杨家坪组 黑色岩系 寒武系下统
[中图分类号] P575 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-52-2
1概况
我国南部寒武系下统黑色岩系广泛分布于滇、黔、川、重庆、湘、鄂、赣、浙以及广东、广西等省、区。早寒武世荷塘期是我国成矿作用的一个重要时期，目前已发现大型或超大型的矿床有磷矿、重晶石矿、石煤矿、钒矿等，此外尚有镍、钼、铜、铀、硒、金、银、稀土以及铂族元素（PGE）等数十种中小型矿床、矿点、矿化点，另外石煤矿、钒矿、镍钼多元素矿也是形成于这一时期[1]。钼钒矿作为重庆市最近新发现矿种，在渝东南秀山、酉阳地区均有分布。重庆市秀山鱼泉钒矿赋存于寒武系下统杨家坪组二段（∈1y2）底部黑色岩系中，系一套含有机质（5%～18%）的硅、泥质岩石。包括碳质页岩、粉砂质质碳质页岩、含磷结核碳质页岩和硅质岩、碳泥质硅质岩、硅碳质页岩及磷块岩等。
2区域地质背景
2.1地层
秀山地区位于四川盆地东南缘，大娄山脉北西侧。区内均为沉积岩，属稳定地台型建造。区内褶皱基底仅在秀山县南部出露，其地层划分方案属上扬子地层区-黔北渝南地层―酉阳小区及秀山小区。地层除缺失上志留统，泥盆系中、下统，石碳系下统，二叠系下统，上、中白垩系及第三系外，从新元古代青白口系到第四系均有出露[2]。
2.2构造
秀山地区大地构造位置属扬子陆块（Ⅰ）-上扬子陆块（Ⅱ）-扬子陆块南部被动边缘褶冲带（Ⅲ）-秀山穹褶束（Ⅳ）范围内[2]。北部为简单构造区，南部为复杂构造区。北部区分布为北东向大致平行的褶皱形成紧密背、向斜相间排列。从西向东依次为：桐麻岭背斜、平阳盖向斜、秀山背斜、川河盖向斜等为一级构造线，次级构造不发育，而且规模较小；南部区则由北东―北北东向褶皱断裂组成，其基本特征是：岑龙断层、三阳断层以及一系列大致平行的次级高角度断层，破坏了背、向斜的完整性，从而形成地垒式、地堑式及阶梯状构造景观。
3矿床地质
3.1含矿岩系岩性组合
秀山鱼泉钒矿床主要赋存于下寒武统杨家坪组二段一套厚度不大（8m～25m）、富含有机质的粉砂质、泥质岩石中，为薄层碳质页岩（或含硅质磷结核）夹粉砂质碳质页岩（或互层）碳质页岩黑色页岩；下伏地层为下寒武统杨家坪组一段硅质岩，二者呈整合接触关系。现以研究程度较高的鱼泉钒矿床为例[3]，自上而下分层：
含矿岩系：杨家坪组第二段，厚11～22m。为黑色～黑灰色薄层炭质页岩与深灰色中至薄层粉砂质碳质泥（页）岩互层，间夹灰色薄至中厚层碳泥质粉砂岩、炭质粉砂岩。含细条带状、细脉状白色重晶石，沿层分布，下部多呈星点状分布。底部为黑灰色含磷结核炭质页岩，结核多沿层分布，含量一般5～10%，结核层厚0.10～0.39m。
上覆地层：杨家组第三段，厚13～20m。黑灰～深灰色含黄铁矿炭质页岩、粉砂质炭质（泥）页岩夹炭泥质粉砂岩、粉砂岩。黄铁矿呈细线状、条带状、结核或团块状，多沿层分布。
下伏地层：杨家坪组第一段，黑灰、深灰色薄层状硅质岩，间夹薄、极薄层灰黑色硅质碳质页岩、碳质页岩，部份地段顶部为含磷结核硅质岩（区域上的磷矿层位），区内分布不稳定。厚度19～24m。
3.2矿层形态
矿层分布范围：鱼泉钒矿于桐麻岭背斜东南翼，呈单斜产出，受剥蚀切割作用，矿区矿层沿沟谷两侧斜坡曲折出露。矿区多为一层矿，局部见二层矿，主矿层产于含矿岩系底部3m范围内，厚度0.74-2.66m，平均厚度1.25m。极少数次矿层产于含矿岩系下部3-5m范围内。两矿层间距0.87～2.88m，主矿层层位稳定，矿体较连续，基本上受后期断层构造的破坏小。总体呈缓倾斜层产出，次矿层厚度0.34～2.32m，呈零星分布的小透镜体产出。
3.3矿石特征
3.3.1矿物特征
鱼泉钒矿床矿石矿物组份较简单，主要由粘土矿物、炭质、石英组成。粘土矿物含量40～45%，水云母片径一般
3.3.2化学成分
鱼泉钒矿床矿石主要平均化学成分：SiO2 48.60%、AL2O3 11.16%、Cao 7.15%、MgO 1.78%、K2O 2.60%、Na2O 1.30%、TFe 5.20%、S 3.88%、P2O5 1.53%、有机质总量Corg 4.42%等。矿层V2O5含量0.59～1.91%，平均品位0.78%，品位变化系数45%，品位变化较均匀。矿石中Mo为共生矿，其含量一般为0.03―0.12%。
3.3.3赋存状态
钒主要赋存于粘土矿物中，经对矿石X射线衍射分析，矿石中含钒矿物主要为含钒云母，说明钒主要在云母类矿物中赋存。对比邻区类似矿床所作的分析结果，钒可能是以类质同象的方式赋存在粘土矿物中，还有少量的钒被炭质、褐铁矿等吸附。钼除主要赋存在碳硫钼矿中外，黄铁矿中也有一定分布。
4矿床成因
本区位于扬子准地台东南缘。在晚震旦世晚期――早寒武世早期构造拉张背景下，处于地台东南缘的湘、渝、黔、桂陆缘断陷海盆随之产生扩张，在断裂裂陷作用下，海盆边缘及内部发育的同生张性断裂，形成水下隆起和凹地以及热液通道，同时海盆缓慢沉降，海侵从东南向北西扩展，从而本区成为浅海内陆棚相逐渐秘向外陆棚过渡区域（图4-1）。
秀山黑色岩系中钒的富集与有机质、菌藻类生物及磷质的关系极其密切。在地质演化过程中，有机质经历了细菌降解、转化，并与粘土矿物结合而成为主要含钒矿物。秀山地区黑色岩系中还出现硅质岩或硅质岩类层，可能是同生沉积阶段硅质有序化作用的结果。SiO2可能具有多源性，包括陆源、热水来源甚至还可能有火山来源。但含钼钒岩石则以富含菌藻类的含钒碳质页岩为主，硅质岩中钼钒的含量并不高。可以认为，原始沉积盆地形成于被动大陆边缘的相对稳定时期，是一种富含微生物强还原、滞流特征的沉积环境，这种环境使嗜热细菌大量繁殖与聚集，微生物群又起了吸取、吸附、聚集、还原成矿元素的作用。以海底热水交换作用为媒介，加上陆棚沉积环境和大量有机碳与硫酸盐的产出，伴随同生断裂的发生与发展，在裂陷作用下形成的次级同生盆地和热液通道，为后继的钼钒矿沉积创造了极其有利的成矿条件。秀山地区下寒武统九门冲组、杨家坪组黑色岩系中的钼钒矿床，受地层、岩性、有机质、古构造和古地理条件控制，是在有机质（生物化学）参与下发生成矿作用[5]。矿床具有微生物成矿与海底热水沉积的双重特征，属于生物地球化学沉积矿床范畴。