甘肃省肃北县七角井钒矿矿床特征及远景预测

张 琳，周子琴

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

1 区域地质概况

大地构造位置处于塔里木板块北东段，北山加里东褶皱带中～南带，星星峡～天仓中～新元古代被动大陆边缘。地层区划隶属塔里木～南疆地层大区，中天山～北山地层分区，马鬃山地层小区。区域内出露地层主要为青白口系野马街组、大豁落山组、寒武系西双鹰山组、奥陶系罗雅楚山组、志留系黑尖山组、公婆泉群、二叠系双堡塘组、新近系苦泉组及第四系全新统[1]。钒矿产出于寒武系西双鹰山组的碳质板岩中。区内褶皱构造较发育，构造线近东西向，其形成时期主要为加里东期，其次为华力西期。区内的侵入岩较发育，分布广泛，主要为加里东期和华力西中期侵入岩。

2 矿床地质特征

2.1 地层特征

矿区地层比较简单，主要为青白口系大豁落山组第四段（Qnd4）、寒武系西双鹰山组（∈x）、奥陶系罗雅楚山组下岩段（Ol1）和第四系全新统（Qh）。

青白口系大豁落山组第四段（Qnd4）分布在矿区的中部以及南部，呈近东西向展布。矿区大体上可分为三个地层，其中中部位置为一套青灰色的大理岩，由透闪性矿物、青灰色条带状矿物及薄层状矿物构成中部矿层，部分地带夹杂着粉砂质矿物及泥硅质矿物；最底层为深灰色的大理岩，硅化型矿物、含碳类矿物、透闪石化矿物、薄层状深灰色矿物共同构成底部矿层。上部主要为细粒变石英砂岩、磁铁石英岩、含磁铁矿透闪石岩。寒武系西双鹰山组（∈x）主要分布在矿区北部、北西部、南西部。地层由下往上可划分为三层：下部为砾状灰岩、粒屑灰岩夹含碳泥硅质板岩，中间自下往上依次为碳质板岩、硅质板岩，厚度大于22m。其中碳质板岩层是主要的含钒矿层位。上部为一套碎屑岩系，主要由粉砂质板岩夹变硅质板岩、石英岩组成。奥陶系罗雅楚山组下岩段（Ol1）主要分布在矿区北部，为灰黑色变质含碳硅质细粒石英砂岩夹数层厚层含砾粗粒石英岩。第四系全新统（Qh）主要分布在矿区中部，为疏松的砂、砾石、砂土及碎石层。

2.2 构造特征

矿区构造以褶皱为主，断裂次之。褶皱发育有七角井复式背斜及七角井南向斜，褶皱对钒矿体影响较大。断层共发育14条，对钒矿体影响较小。

2.3 侵入岩

2.4 蚀变特征

矿区内围岩蚀变较强烈。围岩蚀变的类型有：硅化、绢云母化、绿泥石化、泥化、弱碳酸盐化。

3 矿体特征

矿体赋存在寒武系西双鹰山组的碳质板岩中，矿化带沿七角井复式背斜呈“ε”型展布，长达21km。矿区含矿岩石主要为碳质板岩，部分区域在硅质类矿物的底层活粒屑矿物的顶端分布着一些不均匀的钒矿化。发现钒矿体多达13个，矿体的厚度与地表品位发育良好，具有连续性，较深部位比较稳定，部分矿层在褶皱的影响下有缩小及膨大的倾向，部分地带出现断裂，越往深部矿层品位也随之出现升高趋势。V1号矿体为主矿体，长6.53km，矿体总体走向110°，倾向总体呈北东，倾角一般在17°～68°间，产状总体较稳定，局部变化较大，其倾向随褶皱形态的改变而变化。V1g号工业品位矿体，平均品位V2O5为0.776%，平均厚度10.46m。V1d号低品位矿体，平均品位V2O5为0.380%，厚度4.24m，分布在V1g矿体局部地段的两侧；钒矿体倾向、倾角随褶皱形态而变化（见图1），由于褶皱作用，局部近于水平或直立，产状陡缓变化较大，尤其是在13线，褶皱使钒矿体发生强烈变形，局部发生倒转。

图1 七角井钒矿床19勘探线剖面图

图2 七角井钒矿床13勘探线剖面图

4 矿床成因

矿体赋存在寒武系西双鹰山组下部，岩性自下而上为粒屑灰岩、碳质板岩、硅质板岩，由下往上岩石粒度由粗变细，为一套浅海相碎屑～化学沉积建造。青白口系大豁落山组与寒武系西双鹰山组之间有一个较明显的沉积间断面—角度不整合面，其下部为一套以碳酸盐岩为主的沉积岩层。钒矿主要赋存于黑色碳质板岩中，表明钒是在较稳定的还原环境下形成的。钒的物质来源较丰富，含碳泥质质点吸附海水中的钒元素，形成分布较均匀的含钒碳质页岩。后经变质作用，钒元素相对富集。矿体内及顶底板围岩中普遍含磷，P2O5含量在0.50%～11.76%之间，一般在0.28%～0.96%之间，多呈结核状的磷块岩不均匀分布；其在空间分布上多数分布于碳质板岩的底板及粒屑灰岩的顶板，少部分分布于碳质板岩的中上部，与钒矿体呈现出下磷上钒的分布特征；极少部分分布于硅质板岩的底板。另外，根据七角井钒矿床所处的地理位置及其古沉积环境的研究和方山口磷钒矿的矿床成因对比，推测矿区内矿石中含U，在今后的生产勘查工作中应引起重视。生成含钒矿物钾钒铀矿、磷钙钒矿等均匀散布于浅变质的碳质板岩中。

由此初步认为该矿床是处于海侵初期，陆缘海湾（海盆）—浅海环境中形成的沉积变质型钒矿床。

5 远景预测

钒矿体严格受地层层位控制，经勘查矿床规模已达中型。依据ZK901、ZK802钻孔资料，钒矿层在9线、8线延深已达649.59m和667m（图2），因此钒矿体有可能延深至800米以下，按此深度预测矿区深部找矿前景较好。

矿区矿体及顶底板围岩中P2O5含量在0.50%～11.76%之间，另外矿石中伴生TiO2、WO3、Ni等含量较高（根据方山口钒矿赋矿地层对比研究，推测该矿区矿层含U），尤其是WO3个别样品达工业品位，因此矿区综合找矿前景较好。

区域上东起大豁落，西至方山口寒武系西双鹰山组黑色岩系稳定存在，均发现磷钒铀矿化层，因此，在矿区外围寻找磷钒铀矿床是有前途的。

图3 七角井钒矿床9勘探线剖面图

6 结语

综上所述，七角井钒矿床属于沉积变质型钒矿床。矿体赋存在寒武系西双鹰山组黑色的碳质板岩中，矿区内矿体严格受地层层位控制，深部具有较好的找矿前景。区域上东起大豁落，西至方山口寒武系西双鹰山组黑色岩系稳定存在，均发现磷钒铀矿化层，因此在矿区内综合找矿前景较好。