釩礦資源的地質特點

一、礦床時空分布及成礦規律在世界範圍內，釩礦床的主要成因類型有：1、岩漿成因礦床：包括產於輝長岩體、輝長輝綠岩與大型超基性岩中及產於斜長岩與輝長斜長岩中的晚期岩漿分異釩鈦磁鐵礦礦床。其中的釩均呈類質同象產於釩鈦磁鐵礦或含釩磁鐵礦中。如南非、俄羅斯、美國與加拿大等國都有此類礦床。2、沉積礦床：包括雜色岩系的鉀釩鈾礦、黑色岩系、磷塊岩和石油瀝青岩礦床。其中黑色岩系與磷塊岩中的釩礦在美國占相當重要的地位。3、火山－侵入岩型礦床：主要與富鹼性火山－侵入岩有關。4、其他：包括沉積變質礦床、岩漿變質礦床、濱海砂礦、紅土型粘土礦、殘積－坡積礦床與現代火山渣中的釩礦等等。中國的釩礦床有岩漿型、沉積型和火山岩（玢岩）型。岩漿型礦床在大地構造上位於地台區、地台邊緣或地槽褶皺帶中，呈帶狀分布，受區域深大斷裂控制。在成因和空間上總與各個時代的基性－超基性岩密切有關。見於天山－陰山成礦帶、陝南－鄂西成礦帶與川滇成礦帶。如川西的攀西地區、河北承德地區、陝西漢中地區及湖北鄖陽、襄陽地區都有岩漿型釩礦床產出。這一類型礦床又分為晚期岩漿分異型和晚期岩漿貫入型。沉積型釩礦則受某一定層位地層與岩性的控制。我國這類礦床主要是指黑色岩系中的釩礦。它們多分布於中朝地台、揚子地台與秦嶺－祁連地槽褶系兩側，在塔里木地台、華南褶皺系也有分布。岩性上受震旦紀－早寒武世、志留紀和二疊紀的硅質－碳質岩、鋁（粘）土岩和磷塊岩的控制。目前發現有經濟價值的沉積型釩礦床多產於揚子地台和秦嶺－祁連褶皺系的所謂「下寒武統黑色岩系」（即廣義的「石煤」）中。空間分布上，除了北方的陝、晉、豫諸省有少量出露外，主要見於南方：橫跨川、黔、桂、湘、鄂、浙、皖、贛、粵等省區，特別是浙江－皖南－贛西南－湖南至桂西北一線，分布著連綿1600多km的黑色岩系層。火山－侵入岩中的釩礦主要見於長江中下游寧蕪地區。成因上與侏羅系－白堊系火山侵入岩（玢岩）有關。二、礦床的成因類型中國已探明的具有經濟意義的釩礦成因類型有岩漿型、沉積型和火山岩（玢岩）型。其他類型礦床工作甚少，尚未發現有經濟意義的礦床。（一）岩漿型 包括晚期岩漿分異型與晚期岩漿貫入型兩類，均與基性－超基性岩有關，分布於攀西地區和河北承德地區。攀西地區的釩鈦磁鐵礦產於晚期岩漿分異的輝長岩－橄長岩－橄欖輝長岩組合或輝長岩－輝石岩－橄欖岩組合的層狀岩體中。承德大廟的釩鈦磁鐵礦則產於斜長岩與輝長岩接觸帶或斜長冉破裂帶中。晚期岩漿分異型礦床又分為輝長岩型（攀枝花與太和釩鈦磁鐵礦礦床）、輝長岩－橄長岩－橄欖輝長岩型（白馬、巴洞釩鈦磁鐵礦礦床）、輝長岩－輝石岩－輝橄岩型（紅格釩鈦磁鐵礦礦床）、輝長岩－蘇長岩型（陝西畢機溝、望江山釩鈦磁鐵礦礦床）及輝綠岩型（陝西鐵佛寺－桃園釩鈦磁鐵礦礦床）。河北大廟與黑山的斜長岩－輝長岩－蘇長岩型釩鈦磁鐵礦礦床則是晚期岩漿貫入型的代表性礦床。這兩類礦床中的釩都產於釩鈦磁鐵礦之中。（二）沉積型 主要產於下寒武統黑色頁岩中。黑色頁岩系由黑色碳質頁岩、黑色碳泥質硅質岩和黑色碳質硅岩組成。以含較高的有機碳為特徵，含碳量一般為8%～12%。黑色岩系根據成分可細分為石煤層、磷塊岩層、釩礦層和鎳鉬多元素富集層；通稱為「石煤」。五氧化二釩在各層中含量相差懸殊，一般為0.13%～1.00%，低於0.50%者佔60%（見表1）。釩礦層的岩性序列自下而上為：黑色碳質硅岩－黑色碳質粉砂質頁岩－釩礦層－黑色碳質頁岩。按不同元素組合，可分為含釩、釩鉬、釩鎳、釩鎵、釩鈾、釩鉬鈾、鎳鉬、鎳鉬釩和釩鎘等類型。釩（鋇）硅酸鹽相是海盆中的粘土物吸收釩的產物，與開闊的淺海盆地環境有關；含礦層中的元素來源，既有來自大陸風化殼的陸源碎屑，也可能有熱滷水或海底火山噴發物質（中國科學院地球化學研究所，1981）；釩的成礦作用開始於沉積階段，但主要完成於成岩階段（梁博益，1990）。表1 中國石煤中五氧化二釩品位變化五氧化二釩品位（%）＜0.10.1～0.30.3～0.50.5～1.0＞1.0佔有百分比（%）3.13.133.636.82.8在目前技術經濟條件下，碳質頁岩含五氧化二釩達到0.80%～0.85%以上才具有開採利用價值。黑色岩系中還含有Mo、Co、Ni、Cd、Ag和鉑族金屬等多種元素，因此這些「石煤」既是發熱量低的劣質煤，又是一種低品位的多金屬－貴金屬礦石。釩在黑色岩系中被碳質或粘土礦物所吸附，或呈單礦物（釩雲母）形式存在。（三）火山岩（玢岩）型 產於中－基性玢岩中，礦石以角礫狀、脈狀為特徵。五氧化二釩含在磁鐵礦和赤鐵礦中。三、典型礦區（一）紅格釩鈦磁鐵礦礦床位於四川市鹽邊縣（原屬會理縣），離攀枝花市僅30km。曾稱路枯釩鈦磁鐵礦礦床。分南、北兩礦區，南礦區又分為銅山、馬松林和路枯三個礦段。釩鈦磁鐵礦礦體賦于海西早期基性－超基性岩體中，屬晚期岩漿分異礦床。截止1991年底探明鐵礦石儲量26.7億t。其中工業儲量13.4億t，二氧化鈦儲量3億t，五氧化二釩儲量647萬t，V2O5品位0.25%。含礦岩體依岩性和含礦性的差異，自上而下分為輝長岩、輝岩和橄輝岩三個含礦帶及輝長岩中含礦層、輝長岩下含礦層、輝岩上含礦層、輝岩中下含礦層與橄輝岩五個含礦層。礦體主要賦存於輝岩的兩個含礦層中，其次是橄輝岩含礦層。礦層產狀與岩體產狀一致。礦石物質成分包括金屬氧化物、硫砷化物及脈石礦物三大類。金屬氧化物主要為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、鈦鐵晶石等，其次有鎂鋁尖晶石、釩磁赤鐵礦、鈣鈦礦、銳鈦礦、金紅石、鉻尖晶石等。硫砷化物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦等，次為硫鈷礦、輝鈷礦、紫硫鎳鐵礦、砷鉑礦、毒砂等。脈石礦物主要為輝石、橄欖石、斜長石，次為角閃石、黑雲母、磷灰石。蝕變礦物有綠泥石、蛇紋石與伊丁石等。礦石主要為海綿隕鐵結構與包含結構，浸染狀構造、塊狀構造及斑雜狀構造。從鐵礦的角度看，本礦區是中貧礦，但鐵礦儲量巨大。礦石除含鐵、鈦、釩外、還有鈷、鎳、銅、鉻、錳、鎵、硒、碲、鈮、鉭、磷、硫及鉑族金屬等。但品位都很低。鐵礦石經磁選擴大連續試驗，可獲得TFe49.7%～52%、回收率為72%～84%的釩鐵精礦。鐵（釩）精礦中V2O5品位：南礦區為0.52%～0.58%（平均為0.54%），北礦區為0.65～0.69%（平均為0.66）。回收率達70%以上。含Cr2O3 0.25%～1.19%，有79%的Cr2O3富集於釩鐵精礦中、磁選尾礦還可獲得二氧化鈦、鎳和鈷。（二）百果園釩銀礦床位於湖北省興山縣。構造上位於黃陵背斜的西北端。賦礦地層為震旦系陡山沱組頂部，岩性為黑色頁狀白雲質泥岩夾泥質粉晶白雲岩。礦體形態簡單，呈層狀與圍岩整合產出。含礦層中同時有富釩層和富銀層，間或在釩礦層中有似層狀或透鏡狀的銀礦體。礦體走向與地一致，傾角緩。礦石呈泥質結構，毫米級韻津構造。釩主要含在含釩水雲母中，未見釩的單獨礦物。銀主要含在黃鐵礦中，也有含在輝硒銀礦、輝銀－螺狀硫銀礦、硒銀礦及硫銀鍺礦的含硒變種中。礦石中含硒為0.005%～0.007%。該礦床，目前已勘探完畢，尚未開採。（三）大廟釩鈦磁鐵礦床在河北承德市。位於內蒙古地軸東端的宣化－承德－北票深斷裂帶上。基性－超基性岩侵入於前震旦紀地層中；由晚期含礦熔漿分異出的殘餘礦漿貫入構造裂隙而成礦。50多個鈦磁鐵礦礦體呈透鏡狀、脈狀或囊狀產於斜長岩中或斜長岩接觸部位的破碎帶中，與圍岩界線清楚；輝長岩中的礦體多呈浸染狀或脈狀，與圍岩多呈漸變關係。礦體一般長10～360m，延深數十米至300m。礦石有緻密塊狀和浸染狀兩類。礦石主要成分和釩的品位見下表2。表2 河北大廟釩鈦磁鐵礦礦床各元素百分含量礦石類型TFeTiO2V2O5PS緻密型浸染型42.8421.8211.045.530.390.160.070.930.460.41主要礦石礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦與金紅石等。磁鐵礦與鈦鐵礦呈固溶體分離結構。釩呈類質同象存在於釩鈦磁鐵礦中。礦石平均品位為0.16%～0.39%。鐵精礦中V2O5為0.77%。（四）方山口釩磷鈾礦床這是一個大型的沉積釩礦。位於甘肅省敦煌縣縣城北124km。位於陰山－天山東西向複雜構造帶之北山褶皺帶西端。區內構造呈短軸背斜，背斜核部為薊縣系，兩翼為寒武系。礦體呈透鏡狀、層狀、似層狀產於寒武系地層中，展布穩定，長100～300，厚1～2m。含釩礦體分為含釩碳質粘板岩和含釩碳質千枚岩兩類。V2O5平均品位為0.826%。釩在各類礦物中的分配率：含釩雲母為74.9%，含釩電氣石為11.5%，含釩高嶺石為18.2%，針鐵礦、赤鐵礦為4.1%，其他為1.3%。該礦床既是大型釩礦，又是中型的磷礦和小型的鈾礦：釩（金屬量）125.87萬t，磷礦石1628.21萬t，鈾（金屬量）82.7t。（五）楊家堡釩礦床在湖北丹江口市。為下寒武統淺海（海灣）相沉積礦床。大地構造上位於揚子地台內。區內為楊家堡－唐家山倒轉向斜的北翼，單斜構造由寒武系地層組成，向南傾斜，傾角15°～30°。寒武系地層為一套硅質－粉砂質建造，已變質為板岩。礦層位於下寒武統的中部（見下圖），層位穩定，含礦層厚20～40m,工程式控制制礦層長5000m。

楊家堡釩礦床地質圖與剖面圖1、薄層泥灰岩、厚層灰岩；2、粘土質粉砂質板岩；3、石煤及碳質板岩、粉砂質板岩、硅質板岩（含礦層）；4、厚層硅質岩；5、厚層白雲質灰岩、白雲岩；6、斷層含礦層自下而上分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦層：Ⅰ礦層厚0.9～10m，為硅質岩－粉砂質板岩含礦，V2O5品位為0.7%～1.3%。Ⅱ礦層為主礦層，厚1.4～22.4m，為石煤、硅質岩含礦，V2O5品位0.8%～1.3%。Ⅲ礦層厚1～8m，為碳質板岩含礦，V2O5品位0.7%～1.3%。主要礦石礦物有含釩水雲母、鋇釩雲母、鈣釩榴石、砷硫釩銅礦等。V2O5在單礦物中的含量及V2O5的分配率見下表。伴生有益組分有銅、鎳、鉬、鈷、金、銀、鉑、鈀、釔和鈾等。釩在礦石中呈不同的賦存形態產出；其中50%的釩與伊利石結合，20%的釩含在釩雲母、鉻釩石榴子石中，其餘30%分別有各半與有機質相結合及呈可溶性含釩鹽被吸附（蔡晉強等，1993）。鈾含量一般低於0.003%。表3 我國部分地區石煤中釩的賦存狀態石煤產地含釩礦物礦石中所含礦物重量（%）礦物中V2O5含量（%）V2O5分配率（%）湖北有機質 瀝表A17.4515硅鋁酸鹽類物伊利石7.0050含釩雲母1.981楊家堡硅酸鹽類礦物鈦釩石榴子石16.0016～18鉻釩石榴子石21.538硫化物類礦物砷硫釩銅礦6.592赭石9.37水溶性鹽類2吸附態釩陽離子2釩鉻陰離子10湖北廣石崖含釩水雲母12.553.9789.29碳 質53.026.7石 英17.160.0062.1長 石2.13霞長石、方解石、白雲石6.810.0050.05黃鐵礦3.330.0030.02浙江諸暨含釩雲母17.05.6689.9含釩高嶺石126.57.4含釩石榴子石0.53.61.7浙江安仁釩雲母1.012.8516.4粘 土20.43.2383.6浙江塘塢伊利石41.23.34100浙江鸕鳥破碎風化粉樣橙釩鈣石159.620.8鈣釩榴石0.524.864.5釩鐵礦2.949.550.3粘 土33.71.4817.4塊狀石煤鈣釩榴石2.124.8657.7釩鈦礦1.033.6637.1粘 土31.20.615.4湖南嶽陽高嶺石為主的硅鋁酸鹽70遊離氧化物10～20碳 質少量甘肅方山口含釩雲母類礦物105.579.6含釩高嶺石22.7910.9含釩氧化鐵礦物60.48含釩電氣石18.429.5江西皈大釩雲母0.7837.533.91含釩水白雲母8.534.4143.52含釩鋇水雲母17.010.6512.85磷鋁石0.730.900.81褐鐵礦5.210.261.62石 英51.650.00750.46碳 質5.220.653.94四川某地粘土類礦物52.38碳質27.62硫化物12.38硅酸鹽類礦物7.62資料來源：王永雙、李國良、我國石煤提釩及綜合利用綜述.釩鐵.1993，9（4）：21～30。截止1974年底，累計探明V2O5儲量為：C1級9.25萬t，C2級33.24萬t，C1＋C2級42.49萬t。其中東區C1＋C2級18.93萬t，V2O5平均品位0.902%；西區儲量C2級23.56萬t，V2O5平均品位：地表0.805%，深部0.833%。截止1991年累計探明儲量為85.23萬t，V2O5平均品位為0.84%；另有地質儲量3.6萬t。鹼法水冶試驗使礦石中釩的總回收率達60.5%～63%，產品達到國家二級品要求。目前該礦床為縣辦企業，鹼法水冶土法生產。總回收率達25%～30%，年產1t左右。礦床已懼中型規模。釩礦層層位穩定，縱向和橫向變化不大。區內寒武系下統地層分布廣泛，皆為找誠徵遠景區，有望成為大型釩礦床。（六）凹山含釩磁鐵礦礦床位於馬鞍山地區，是該區一系列產於火山岩（玢岩）的含釩磁鐵礦礦床中的釩礦之一。含礦岩體為侏羅紀－白堊紀的火山－中基性侵入（次侵入）岩體。閃長岩岩體內的含釩礦體長700～900m，寬500m，垂深約400m，走向北東，傾角40°～65°礦石以角礫狀、脈狀為特徵。圍岩蝕變普通，金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物有陽起石、石榴子石、磷灰石、石英與碳酸鹽礦物。探明釩儲量42.29萬t，平均V2O5品位0.22%。長江中下游南京－馬鞍山－當塗地區是我國火山岩－次火山岩（玢岩）型鐵礦集中產出的地區，這裡有大大小小20多個類似的鐵礦，其中都含有一定量的釩；而由它們供應礦石的馬鞍山鋼鐵廠也有一定的選冶釩的技術基礎，釩的品位雖然低，但有條件予以綜合利用。
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