云南省屏边县五家寨研究区钒多金属矿地质特征及成矿条件浅析

云南省屏边县五家寨研究区钒多金属矿地质特征及成矿条件浅析

马旭文  白浩晨

内蒙古第二水文地质工程地质勘查有限责任公司，内蒙古自治区鄂尔多斯市  017000

摘要：云南省素有我国“多金属摇篮”之称，本文对云南省屏边县五家寨研究区钒多金属矿地质特征及成矿条件进行系统的分析。认为研究区所处华南褶皱系滇东南褶皱带文山—富宁断褶束薄竹山拱褶，个旧断褶束与文山—富宁断褶束交接部位。区内断裂构造发育，共发现断层13条，以北西向及近南北向为主，次为北东向断裂。研究区内地层主要分布有区内出露地层有第四系、中寒武统田蓬组、下寒武统大寨组、冲庄组、浪木桥组二段三层、浪木桥组二段二层、浪木桥组二段一层、浪木桥组一段和震旦系屏边群。研究区内钒矿体赋存于浪木桥组二段二层下部地层中，钒矿床为浅海陆棚相沉积型钒矿床

关键词：屏边县五家寨；钒多金属矿；浅海陆棚相沉积型；

1区域地质背景

五家寨钒多金属矿研究区所处华南褶皱系(Ⅱ)，滇东南褶皱带，文山—富宁断褶束(Ⅱ1)，薄竹山拱褶(Ⅱ13-1);处于个旧断褶束与文山—富宁断褶束交接部位。

据1：20万区调资料显示，区内出露的地层主要有元古界及古生界，另有零星分布的中生界。元古界可分为下元古界和上元古界震旦系，为一套中、深变质的变粒岩，片麻岩组合体。元古界中寒武系地层在区内分布广泛，其下部主要为碎屑岩建造，中上部逐渐为碳酸盐岩建造。本区奥陶系为浅海的碎屑岩和碳酸盐岩沉积。泥盆系下部以黑色、灰黑色碎屑岩系为主，上部以灰岩、生物灰岩为主。中生界主要出露三叠系，其中部、下部为厚度较大的灰岩、白云岩，上部为含煤的碎屑建造。

本区域内褶皱及断裂构造发育。由于受多次构造运动的干扰和破坏，本区域内褶皱构造多数已残缺不全，构造发育。研究区断裂纵横交错，有北西向、北东向及近东西向断裂，在本区构造隆起部位尚有酸性岩体侵入活动，而北北西向的深大断裂对成矿有明显的控制作用。皂角树铅锌矿、水晶矿及南段热水塘温泉、浪木桥、猫猫头磷矿均受构造控制。

据区调资料显示，区域上岩浆活动较为强烈，从加里东-喜马拉雅期均有，具多期性和长期性；活动上既有喷发，又有侵入。区内岩浆岩促使多金属热液矿床的形成。

研究区V2O5、Ag、Mo、U异常与寒武系下统浪木桥组中所夹黑色含炭泥质板岩相关。2011年3月，云南地矿总公司（集团）组织开展屏边地区钒、银、钼多金属矿重点研究区进行了1：5万土壤地球化学测量工作，圈定出较好异常9个，其中3个V2O5异常分布于五家寨探矿权内，异常编号分别为AP-1（甲）（位于望哨坡-期米矿段）、AP-2（乙）（位于尖包山）、AP-3（乙）（位于上腊梯矿段）, 在2011年地勘工作中,经1：10000、1：2000地质测量及地表槽探工程、钻探工程揭露，含矿层位为寒武系下统浪木桥组二段（1l2），含矿岩性为灰绿色(风化色)粉砂质泥质板岩、灰黑色粉砂质含炭钙质板岩、灰黑色含炭粉砂质泥质板岩等，通过2011年、2012年度勘查工作，在寒武系下统浪木桥组下部地层中找到了具有工业价值和开发前景的钒矿体。

2研究区地质特征

2.1地层

研究区出露地层为震旦系、下寒武统、中寒武统及第四系，由新到老分述如下：

第四系：第四系地层主要出露于地势低洼地带，如南溪河河谷。厚0～20m。

中寒武统田蓬组：该地层在湾塘乡东部出露，岩性为中厚层～块状白云岩或为主。厚度大于70m。

大寨组：该地层出露于二号村、一号村一带。岩性为泥质条带微粒灰岩。与下伏冲庄组呈整合接触。

冲庄组：该地层出露于营盘、坡头、鱼给、下腊梯。岩性为绢云板岩夹灰色薄层状浅变质细粒长石云母石英砂岩为主。厚度为219m。与下伏浪木桥组整合接触。

浪木桥组：

该地层大范围出露望哨坡、期米、上腊梯，为研究区主要钒矿赋矿层位。依据该组岩性、岩相、基本层序及变质程度的差异分为二段。即浪木桥组一段、浪木桥组二段。

震旦系屏边群：该地层在研究区内为较老的地层，主要出露于五家寨研究区西部、西南部、四丘田东部及五号村。上部岩性为灰绿色、灰色千枚状绢云板岩夹多层灰绿色、灰色含砾砂质绢云板岩夹白云质灰岩透镜体；中部及下部为灰绿色 (风化后为紫红、红色)、灰色千枚状绢云板岩。厚度大于206.55m。

2.2构造条件

研究区勘查发现具一定规模的褶皱为望哨坡背斜（B1）、五家寨背斜（B2）与望哨坡向斜（X1、X2）、期米向斜（X3）。区内地表植被发育，农作物和经济作物覆盖面广，残坡积层分布面大，因与当地村民协调难度大，因此，研究区内难以逐个详细查明断裂及褶皱构造特征，研究区内基本查明的地质构造特征分述如下：

研究区褶皱较发育，有编号的褶皱为：五家寨背斜（B2）、望哨坡背斜（B1）及望哨坡向斜（X1、X2）、期米向斜（X3）等。其特征如下：

望哨坡背斜（B1）：位于望哨坡矿段，核部地层为浪木桥组一段，两翼依次为浪木桥组二段一层、浪木桥组二段二层。东翼地层平均产状69°∠38°，东翼受F

4压扭性断层的影响，形成次一级向斜。背斜向北受F2断层破坏而断失于四丘田一带，背斜北端剥蚀较严重，向南为F3断裂破坏而消逝。褶轴向南倾伏，褶轴在研究区内延伸全长约2200m。

五家寨复背斜（B2）：位于研究区中部，核部位于坡头寨-四丘田寨-梁子寨，西翼为望哨坡向斜及背斜，并被F4断层切割，东翼为期米向斜。核部地层为屏边群，两翼地层依次为浪木桥组一段、浪木桥组二段一层和浪木桥组二段二层。背斜轴向近南北转北北西向，两翼基本对称，轴面近于直立，西翼倾角31°～61°，东翼倾角26-65°，因受F4逆断层破坏而断失，褶轴呈波状向南倾伏。背斜向北受F2断层破坏而断失。该背斜轴在研究区延伸全长约3000m。

望哨坡向斜（X1）：位于营盘-望哨坡-高山田山一带，为本区的主要控矿向斜，核部地层为浪木桥组二段二层，两翼均为浪木桥组二段一层和浪木桥组一段，西翼地层平均产状101°∠36°，东翼地层平均产状293°∠33°。向斜轴向近南北向，褶轴向南仰起。南部与北部受F2、F3断层破坏而断失，WV1-1矿体赋存于该向斜中。研究区内全长约2100m。

望哨坡向斜（X2）：位于丫口寨-望哨坡-梁子寨一带，为一浑圆状短轴状向斜，为研究区的次要控矿向斜，核部地层为浪木桥组二段二层，两翼均为浪木桥组二段一层和浪木桥组一段，西翼地层平均产状69°∠38°，东翼地层平均产状275°∠31°。轴向近南北转北东向，褶轴向北仰起，向斜北端剥蚀较严重。WV1-2矿体赋存于该向斜中。褶轴在研究区内延伸全长约2000m。

期米向斜（X3）：位于期米-尖包山-五家寨一带，期米寨附近核部地层为冲庄组,尖包山-五家寨核部地层为浪木桥组二段二层，两翼依次为浪木桥组二段一层、浪木桥组一段、屏边群，西翼地层倾向北东，倾角35-60°，东翼地层倾向北西，倾角35-40°。轴向北北东向，褶轴呈波状起伏，南、北部受F4、F2断层破坏而断失。QV1-1矿体赋存于该向斜中，褶轴在研究区内延伸全长约5200m。

3矿体地质特征

本区赋矿层位具两个含矿层，从上至下分为上含矿层和下含矿层。

上含矿层：为本区主要赋矿层，也是本次重点勘查的对象, 并在本次工作中发现了具有工业价值的钒矿体四条，即：望哨坡矿段、望哨坡矿段、期米矿段、上腊梯矿段。

下含矿层：为本区次要赋矿层，也是本次勘查的次要对象,并在本次工作中发现了钒矿体一条，全区仅望哨坡矿段2个深部钻孔、2个地表工程，全区共计4个工程揭控，其余工程均未见矿。

3.1矿体特征

矿体赋存于浪木桥组二段二层中。圈出工业价值的钒矿体四个，编号分别为：WV1-1、WV1-2、QV1-1、SV1-1，其中WV1-1、WV1-2矿体分布于望哨坡矿段的主含矿层中，QV1-1矿体分布于期米矿段的主含矿层中，SV1-1矿体分布于上腊梯矿段的主含矿层中。

WV1-1（望哨坡矿段）矿体：共有37个工程控制，其中：地表由槽探工程及地表取样钻控制，深部由钻孔工程控制，见矿率89%。矿体地表工程控制最高标高为1337m,深部工程控制最低标高1102m，控制垂深235m。实际控制的工程间距为17-188m×119-128m，168-438m×86-179m，能够满足阶段性圈定和估算332、333类资源量的要求。该矿体总体厚度3.61-29.80m，平均14.67m，厚度变化系数47.01%；V2O5品位0.77-1.25%，平均0.93%，品位变化系数14.42%，属厚度变化稳定、有用组分布均匀类型含炭质板岩型钒矿体。

WV1-2（望哨坡矿段）矿体：共有23个工程控制，其中：地表由槽探、浅井工程控制，深部由钻孔工程控制，见矿率100%，矿体地表工程控制最高标高为1372m,深部工程控制最低标高1207m，控制垂深165m。实际控制的工程间距为100-208m×25-105m；210-383m×62-109m，能够满足本阶段圈定和估算332、333类资源量的要求。该矿体厚度1.21-37.80m，平均9.24m；厚度变化系数78.9%（采用揭穿矿体的工程统计）；V2O5品位0.70--1.56%，平均1.00%，品位变化系数28%，属厚度变化较稳定、有用组份分布较均匀类型含炭质板岩型钒矿体。

3.2矿石质量

从野外观察结合镜下光、薄片鉴定：矿石在地表显灰绿色(风化色)，深部为灰黑色含炭质板岩型钒矿石。金属矿物主要为黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿、黄钾铁矾、金红石、锆石、黄铜矿。脉石矿物为隐晶质粘土矿物、斜长石、石英、炭质、重晶石、白云石、方解石等。经化学分析、磨制光薄片镜下观察、X-射线粉晶衍射分析、人工重砂分析，发现矿石中共有隐晶质、硅酸盐、氧化物、硫酸盐、硫化物、自然元素七类共16种矿物（或组分）存在，其中隐晶质和硅酸盐类矿物占主要部分，氧化物次要，其他矿物较少。

从野外结合镜下观察，矿石构造呈稀疏浸染状、泥质结构、含粉砂泥质结构、板状构造。

照片1：矿石的泥质结构           照片2：矿石的含粉砂泥质结构

选矿试验分析成果显示，矿石中的钒元素主要以类质同象的形式赋存在粘土矿物中，占总钒的80.55%。较难通过物理选矿方法分离、富集钒的载体矿物而达到富集钒的目的。

照片3  含钒绢云母的彩色背散射电子图像   照片4  含钒绢云母的背散射电子图像

在扫描电镜的分析过程中发现，钒元素在绢云母和隐晶质粘土矿物中呈分散的形式分布，从钒元素的分布特征来看，未见富集区域。另外从钒元素赋存的粒度大小来看，其粒径在10微米以下。

本区有益元素Cu（组合样中未作评价）、Ni、Au、等含量较低，均达不到伴生矿利用的要求；Mo、Ag在地表氧化矿中含量较低，但在深部原生矿中略有偏高趋势。有害元素为C、SiO2、Fe、S、P、As、TiO2、Na2O、CaO、K2O、Al2O3、MgO,除SiO2、Al2O3较高外，其余含量均较低（见表2）。

但从多元素分析结果表与《陕西省沉积钒矿地质勘查暂行规定》要求对比可知，本区含：C=4.17%；CaO=0.23%;Al2O3+MgO=11.42%;故,本区从选矿难易程度看,有害元素C、Al2O3、MgO等含量偏高，对钒矿石选冶影响较大。

4矿床成矿条件及成因

成矿时间为寒武纪早期，空间分布严格受寒武系下统硅质岩、粘土岩或炭质粘土岩层位控制，其中普遍含有V、Mo、Ni、Co、Cr、W、Cu、Pb、Zn、Ti、Mn、Ag、Y、P等亲生物元素和与超基性、基性岩有关的元素。因此，认为钒主要来源于前寒武系地层（陆源），尤其是其内的超基性和基性等含钒岩石，在震旦纪末，由于地层隆起，经受较长期风化剥蚀，含矿物质被搬运到海槽中。

本区寒武纪早期海浸时，地壳处于持续缓慢沉降，具有较稳定的沉积环境，主要发育一套厚度不大的滨海至浅海相含钒、磷、铁及其它金属元素的硅质、泥质、有机质到钙镁质碳酸盐沉积物，为海浸沉积旋廻。根据地层沉积旋廻、古生物及岩相厚度、含矿特征等，认为成矿环境是在滨海至浅海、静水还原条件下，气候温湿，生物繁茂时期形成。当时PH值为7.8左右，一般小于7.8，SiO2浓度大于120PPM，沉积了薄层状硅质岩，可能有时PH值大于7.8，所以有薄层状碳酸盐岩夹层存在。来源于生物的有机质经炭化，均匀分布于泥质岩中，形成炭质粘土岩。

五家寨钒矿床沉积了一套含有机质、泥质、硅质岩石组合序列，钒矿体赋存于寒武系浪木桥组二段二层下部含钒黑色岩系中，矿体与岩层产状一致，岩（矿）层层位稳定，成矿元素在地层的分布及空间变化及地层-岩石组合一致，具有同生沉积矿床的地质特征。

综合上述特征，研究区钒矿床为浅海陆棚相沉积型钒矿床。

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作者简介：马旭文，男（1988.01-）汉族，内蒙古自治区乌兰浩特市人，大学本科，工程师，主要从事地质矿产勘查工作。

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