摘要：南秦嶺東段廣泛分布著寒武系黑色巖系，文章通過對(duì)山陽縣的中村釩礦、雙河釩礦和商南縣水溝釩礦、湘河釩礦等典型礦床釩礦富集規(guī)律，簡(jiǎn)要介紹釩的形成環(huán)境、存在形式、賦存狀態(tài)、控制因素和釩在下寒武系地層各賦礦巖性層中的分布特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：釩礦開采；寒武系；富集規(guī)律

中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）10-0083-02

釩是一種銀白色金屬，是電的不良導(dǎo)體，具有增強(qiáng)合金強(qiáng)度、降低熱膨脹系數(shù)的特點(diǎn)，可耐鹽酸、稀硫酸、堿溶液及海水的腐蝕。作為鋼鐵的合金組分，釩廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)，可細(xì)化基體晶粒。在非鐵合金中，釩用來制造鈦合金，用于航空工業(yè)。同時(shí)，五氧化二釩還廣泛用作生產(chǎn)硫酸、精煉石油、制造染料等有機(jī)、無機(jī)氧化反應(yīng)的催化劑。

總之，金屬釩及五氧化二釩主要應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)和化學(xué)工業(yè)，在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。

1 地質(zhì)背景

南秦嶺東段發(fā)育下古生界寒武系一套深灰—黑色的硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖、泥質(zhì)巖等沉積巖組合，產(chǎn)出的礦產(chǎn)主要有釩、鐵、鉬、鎳、鈾等金屬礦和藍(lán)石棉、重晶石、金紅石等非金屬礦，礦產(chǎn)類型以沉積型為主，在陜西南部的山陽縣、商南縣境內(nèi)出露面積較大。

目前，區(qū)域及區(qū)內(nèi)已知釩礦均產(chǎn)于下寒武系碳硅質(zhì)巖系中，沉積成因，嚴(yán)格受地層層位及巖性控制，為一套淺海相陸緣碎屑與生物碎屑碳酸鹽沉積巖層，屬泥質(zhì)碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造，此為層位標(biāo)志。

2 釩的形成環(huán)境、存在形式、賦存狀態(tài)及控制因素

據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，V2O5主要賦存于黑色巖系內(nèi)，黑色巖系是含礦層、貯礦層。依據(jù)巖石成份、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分為三種釩礦石：碳質(zhì)粘土巖型、硅質(zhì)巖型、硅質(zhì)巖與碳質(zhì)粘土巖的過渡型。

2.1 形成環(huán)境和控制因素

釩礦沉積于碳、硅質(zhì)黑色巖系中，其沉積環(huán)境應(yīng)是在一個(gè)水流不暢、缺氧環(huán)境下的海盆地、海灣、凹陷等閉塞還原環(huán)境。

（1）成礦物質(zhì)來源。含釩地層與下震旦統(tǒng)耀嶺河群地層分布范圍基本吻合，展布上形影相隨。在震旦系與寒武系平行不整合接觸帶風(fēng)化殼上采集基巖光譜樣分析，釩含量400～500ppm，含量高于克拉克值幾十倍，區(qū)域地球化學(xué)測(cè)量也反映了高背景帶，說明震旦系地層有釩物質(zhì)存在，經(jīng)風(fēng)化剝蝕后，為沉積提供了物源。

從釩元素的賦存狀態(tài)看，釩以吸附狀態(tài)和類質(zhì)同象存在于粘土巖的高嶺石、水云母中，且以類質(zhì)同象為主，說明釩在成巖過程中進(jìn)行了再分配，即在溫度壓力升高的情況下大量呈吸附狀態(tài)的釩以V3+方式取代粘土礦物中Al3+部分空間，形成含釩粘土礦物。因此釩礦的形成包括了沉積富集和成巖改造兩個(gè)階段。

（2）沉積特征明顯。釩礦體產(chǎn)于下寒武統(tǒng)碳硅質(zhì)巖系中，層位穩(wěn)定，呈層狀、似層狀，產(chǎn)狀與圍巖一致，顯示沉積特征。礦體具多層性；礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系，圍巖未見蝕變，脈體不發(fā)育；礦物組分簡(jiǎn)單，主要礦物組成為石英和粘土礦物。

2.2 存在形式與賦存狀態(tài)

經(jīng)巖礦鑒定，未見獨(dú)立的釩礦物。據(jù)中村釩礦床詳查報(bào)告，硅質(zhì)巖型、碳質(zhì)粘土巖型礦石，電滲試驗(yàn)證明，釩元素與礦石中的粘土巖有關(guān)，釩以吸附狀態(tài)和類質(zhì)同象存在于粘土巖的高嶺石、水云母中。在硅質(zhì)巖型和碳質(zhì)粘土巖型礦石中，釩以吸附狀態(tài)存在者分別占25.83%和66.38%，以類質(zhì)同象存在者占74.17%和33.26%。

3 礦石質(zhì)量和礦石類型

3.1 礦石自然類型

（1）碳質(zhì)粘土巖型。礦石淺灰色，未脫碳的為黑色，主要由粘土礦物組成，其中24%為水云母和高嶺石，15%為碳質(zhì)，這類礦石的含釩高低就粘土情況而定，含粘土量越多，品位越高。礦石極易風(fēng)化，但不影響V2O5質(zhì)量，該類礦石的V2O5含量一般在0.6%～1.2%，高者達(dá)2%。

（2）硅質(zhì)巖型。礦石灰色，薄層狀，易碎，普遍夾0.2～0.5厘米的粘土質(zhì)條帶，由硅質(zhì)巖和粘土巖兩部分組成，其成份主要為石英，占75%～95%，其次為粘土礦物。該類礦石的V2O5含量一般在0.5%～0.7%間，高者可大于0.8%。

（3）硅質(zhì)巖與碳質(zhì)粘土巖的過渡型。該類礦石是由薄層硅質(zhì)巖與碳質(zhì)粘土巖、粘土巖互層形成，主要分布于硅質(zhì)巖與粘土巖的過渡地段，一般厚2～3米，V2O5含量一般都在0.5%～0.8%。

3.2 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

碳質(zhì)粘土巖型，釩礦石主要為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)。硅質(zhì)巖型釩礦石主要為隱晶—微晶結(jié)構(gòu)；礦石的構(gòu)造為層狀、微層狀構(gòu)造，少數(shù)為角礫狀構(gòu)造。

3.3 礦石礦物成份及化學(xué)成份

（1）礦石礦物成份：

硅質(zhì)巖型：由硅質(zhì)巖和粘土質(zhì)條帶組成，主要礦物成分為石英75%～95%，次為粘土礦物，如水云母、高嶺石，二者緊密共生。石英多呈微粒狀，粒徑小于0.02毫米；高嶺石呈針狀，粒徑小于0.3毫米，水云母（伊利石）粒徑小于0.03毫米。

碳質(zhì)粘土巖型：主要由水云母、高嶺石組成，總含量74%；次為15%的碳質(zhì)呈粉塵狀分布于水云母、高嶺

石中。

（2）礦石化學(xué)成份：

各類型礦石化學(xué)分析結(jié)果見表1。

從表1可以看出：富礦石含鋁、鉀高，鈣低；貧礦石含鋁、鉀低，鈣高，表明釩與鉀、鋁有關(guān)，并呈正相關(guān)變化。

4 結(jié)語

綜上所述，釩礦的富集主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）賦存于下寒武系地層的炭硅質(zhì)巖、碳質(zhì)粘土巖，受地層和巖性控制。

（2）不同地段，釩在各賦礦巖性中的含量有差異，有的主要富集在硅質(zhì)巖，有的主要富集在碳質(zhì)粘

土巖。

（3）未見獨(dú)立的釩礦物，釩離子以吸附狀態(tài)和類質(zhì)同象存在于粘土巖的高嶺石、水云母中。

（4）它與巖石中的鉀、鋁呈正相關(guān)變化。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：程德進(jìn)（1968—），男，陜西西鄉(xiāng)人，陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊(duì)工程師，研究方向：花崗偉晶巖型鈾礦地質(zhì)勘查。endprint