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        贛北地區(qū)黑色巖系釩礦地質特征及成礦規(guī)律

        2019-03-04 10:05:46周先軍李淑琴王廣友
        世界有色金屬 2019年22期

        周先軍,李淑琴*,王廣友

        (江西有色地質勘查一隊,江西 鷹潭 335003)

        黑色巖系是含有機碳(C有機≥1%)及硫化物(鐵硫化物為主)較多的深灰—黑色的硅巖、碳酸鹽巖、泥質巖(含層凝灰?guī)r)及其變質巖石的組合體系(范德廉等,1987年)。當黑色巖系中C有機>15%時,又被稱為“石煤”。黑色巖系因含C有機而被作為低熱值燃料能源,在地表出露區(qū)常見民采,同時黑色巖系也是多種元素的聚集巖系,現今發(fā)現與黑色巖系有關的礦產資源包括Au、Ag、Cu、Zn、Sn、Sb、Mn、U、V、Mo、Ni、Se、Te、Ti、Ge、P、油氣等,常呈帶狀分布,形成中大—超大型礦床。

        圖1 揚子板塊黑色巖系分布圖(據毛景文等,2002.有修改)

        黑色巖系具獨特的形成環(huán)境,在全球范圍均有分布,反映了環(huán)境變化中的突變及環(huán)境事件,尤其是下寒武統的黑色巖系具有全球等時性規(guī)模(楊劍,2009)。在我國,黑色巖系建造廣泛分布于揚子地臺,地理上大致呈昆明-東川-貴陽-遵義-長沙-諸暨一線,以寒武紀下統為主,震旦紀、志留紀、泥盆紀也有局部出露(見圖1)。本文主要研究贛北地區(qū)黑色巖系中釩礦地質特征。

        1 區(qū)域地質背景

        贛北地區(qū)是指江西省北部地區(qū),長江中下游南岸,贛江下游;大地構造位置處于揚子板塊,中朝準地臺以南,萍鄉(xiāng)—廣豐深大斷裂帶以北;區(qū)域上處下揚子臺坳、揚子準地臺;在凌聯海等地層分區(qū)中處修水地層小區(qū)和皖浙贛地層小區(qū)。區(qū)域地層以震旦系雙橋山群為基底,地層出露較全,從上到下有第四系、白堊系、侏羅系、石炭系、奧陶系、寒武系、震旦系,局部缺失侏羅系、白堊系。區(qū)內黑色巖系遭受不同程度蝕變,常見有黃鐵礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化、銅藍及孔雀石,硅化、碳酸鹽化、黏土化等。

        目前已勘查發(fā)現修武地區(qū)硐門、東渡、大源鋪以及上饒地區(qū)上村、西山等多個與黑色巖系相關釩礦床。

        2 區(qū)域地質特征

        2.1 地層

        贛北地區(qū)黑色巖系地層出露較全,以修武地區(qū)硐門釩礦和上饒上村釩礦為例。黑色巖系賦礦層位均在寒武系下統荷塘組(王音鋪組)底部,層位對礦體空間展布控制明顯(表1)。修武地區(qū)硐門釩礦賦礦層位為王音鋪組,分布于修武復式向斜南北兩翼,呈條帶狀向東西方向伸延,長約130km,受南北向斷裂分割,被分成長約25km~50km的數個區(qū)段。上饒上村釩礦賦礦層位為荷塘組(據凌聯海等江西省震旦紀地層劃分與鄰區(qū)對比,荷塘組與王音鋪組為同一層位),該地層在礦區(qū)沿走向長10.5km,出露寬度300m~500m;南段走向北東35°左右,傾向南東,傾角24°~41°;北段走向近南北,傾向東,傾角20°~37°。

        圖2 贛北地區(qū)大地構造位置與地層分區(qū)

        表1 上饒上村釩礦及修武地區(qū)硐門釩礦床部分地層對比

        由上饒上村釩礦沿走向地層柱狀對比(圖3)可見,釩礦體賦存于荷塘組底部石煤層中。含釩礦石煤層以灰黑色—黑色為主,變余炭質粒狀結構,層狀—似層狀構造,主要成分為炭質、長石、石英、粉砂屑、粘土礦物及硅質。多受擠壓褶皺影響較破碎,揉皺現象明顯,裂隙發(fā)育,沿裂隙常見方解石細脈、石英細脈等充填,并見有星點狀黃鐵礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化,局部見銅藍及孔雀石等。非金屬礦化有硅化、碳酸鹽化、黏土化等。碳質含量較高,污手,并見有黃豆狀黃鐵礦結核、磷結核、硅質結核等。

        2.2 構造

        上饒上村地區(qū)釩礦總體構造輪廓為震旦系和古生界地層構成的一復式向斜。該復式向斜兩側發(fā)育有一系列次一級褶皺,上村釩礦即位于其一的樟石橋次級背斜南翼。為單斜褶皺構造,地層從老到新由西到東依次分布,總體走向為北東—北北東,傾向南東—南東東,傾角24°~41°。

        修武地區(qū)總體構造輪廓由南部九嶺復式背斜、北部九宮復式背斜和中部修武復式向斜組成,復式背斜是該區(qū)褶皺基底,復式向斜是蓋層褶皺。區(qū)內斷裂構造也較發(fā)育,主要是順層脫滑構造和切層陡傾斜斷裂。硐門釩礦地處修武復式向斜,也為單斜構造,地層總體走向北西,傾向北東,傾角50°~80°。

        圖3 上村釩礦沿走向地層柱狀對比

        2.3 巖漿巖

        上饒上村地區(qū)地表沒有發(fā)現巖漿巖,而修武地區(qū)區(qū)域巖漿巖較發(fā)育,呈多旋回、多期次特征。但經多方研究論證,巖漿巖與黑色巖系釩礦成礦不具明顯相關關系。

        3 區(qū)域黑色巖系釩礦控礦因素

        范德廉、涂光熾、唐紅松、葉杰等系統地研究了我國黑色巖系相關礦產資源,論證了黑色巖系型礦床的成礦模式,提出了黑色巖系物質來源與缺氧環(huán)境密切相關的理論問題。這為后來研究黑色巖系奠定了堅實的基礎。

        贛北地區(qū)黑色巖系釩礦床,包括硐門釩礦、東渡釩礦、上饒上村釩礦等,礦體均產于寒武系荷塘組(王音鋪組)底部的石煤層中,礦山往往有自燃現象,具臭雞蛋味(硫化物),賦礦處具相似特征,即揉皺發(fā)育,C有機含量較高,為石煤,污手,常見含黃鐵礦結核、磷質結核、硅質結核等。整個層位在圖1昆明-東川-貴陽-遵義-長沙-諸暨一線均有分布,說明該層位具區(qū)域性和穩(wěn)定性,且釩的富集在此層位內具普遍性??梢姷V體的形成既受寒武系下統穩(wěn)定時序的控制,又與當時的古地理、古氣候沉積環(huán)境相關(熊玉生等,2009)。

        結合贛北地區(qū)古地理與對相關礦床了解分析,認為贛北地區(qū)釩礦體形成有以下要素(圖4):

        (1)贛北地區(qū)處鄂皖陸臺和九嶺海底高地之間,形成類潮坪瀉湖地貌——這為礦體形成奠定了一個穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

        (2)贛北地區(qū)氣候濕熱,水體穩(wěn)定,使得藻類繁育飛速——這為礦體提供了足夠有機物源。

        (3)陸源帶著碎屑和各種元素不斷加入,其中多種元素被藻類吸收——這為礦體提供了另一個物源。

        圖4 贛北地區(qū)古地理環(huán)境與黑色巖系形成示意圖

        4 結論

        通過對贛北地區(qū)相關礦床的分析研究認為:

        (1)贛北地區(qū)黑色巖系釩礦含礦性連續(xù)穩(wěn)定。

        (2)釩礦體受寒武系下統荷塘組(王音鋪組)地層控制,且礦體均賦存于層位底部,礦體穩(wěn)定、連續(xù)。

        (3)贛北地區(qū)寒武系在古地理環(huán)境中同處一個類潮坪瀉湖地貌,溫濕條件一致。穩(wěn)定平靜的地貌提供了沉積環(huán)境,適宜的氣候給予了C有機來源,陸源碎屑及其帶來的V、Au、Ag、Pt、Cu、Mo、Pb等等元素,為黑色巖系礦產的形成提供了可能。

        (4)贛北地區(qū)黑色巖系找礦可以寒武系荷塘組(王音鋪組)下段石煤層為地層標志。

        (5)民間多有將石煤做燃料,可以石煤民采窿為找礦直接標志。

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