釩(V)是一種銀白色過渡金屬,具有高熔點、低密度、高硬度及耐酸耐腐蝕等優(yōu)異物化性能,被廣泛應(yīng)用于鋼鐵合金、石油化工、合金冶煉及國防軍工等領(lǐng)域,素有“現(xiàn)代工業(yè)味精”之稱,在現(xiàn)代工業(yè)體系中具有基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的核心地位。2017年,美國、日本等多國及歐盟等組織相繼將釩列為關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄?！笆濉逼陂g,隨著我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展,釩礦資源的戰(zhàn)略定位已實現(xiàn)顯著躍升,從傳統(tǒng)鋼鐵工業(yè)的“添加劑”,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉础⑽磥懋a(chǎn)業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)體系中不可或缺的關(guān)鍵原材料。更是在“十四五”期間,將其提升至戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,成為支撐高端裝備制造、新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展及國防安全等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵礦種。其中,全釩氧化還原液流電池憑借高安全性、超長壽命及環(huán)?？苫厥盏葍?yōu)勢,在新能源儲能、電動汽車及通信系統(tǒng)等行業(yè)中廣泛應(yīng)用,將我國的資源優(yōu)勢、技術(shù)需求和國家戰(zhàn)略結(jié)合在一起,不僅在能源轉(zhuǎn)型中扮演著“穩(wěn)定器”的角色,還在產(chǎn)業(yè)競爭和科技博弈中形成了我國的獨特優(yōu)勢,是支撐未來高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略支點之一。

釩礦通常以含釩礦物或類質(zhì)同象的形式存在,世界V資源總儲量約2 000×10 t,多國均有釩礦分布,但主要分布于中國、澳大利亞、俄羅斯、南非等國。我國V資源總儲量約950×10 t,占世界總儲量的47.50%,位居全球第一。我國釩礦產(chǎn)量占世界釩礦產(chǎn)量的56.70%,在生產(chǎn)和消費端也位于世界第一。

全球含釩礦產(chǎn)主要來源于釩鈦磁鐵礦和黑色巖系兩大類,兩類礦產(chǎn)我國均有分布,其中黑色巖系是我國特有的賦礦類型,其他國家少有分布。我國釩礦具有資源豐富、礦床類型簡單、埋深較淺、資源量大且分布集中等優(yōu)點,但也存在礦石品位低、大中型礦區(qū)相對較少及綜合利用率低等特征。

河南省釩礦資源豐富,賦礦類型為黑色巖系,賦礦地層具有出露面積大、礦體穩(wěn)定及埋藏較淺等特征。但一方面受華北陸塊南緣釩礦帶礦床規(guī)模小、礦體分散、品位較低影響多以共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)出;另一方面受南秦嶺釩礦帶復(fù)向斜南翼位于丹江口水源保護區(qū)、環(huán)境污染及國際市場價格周期波動等因素影響,使得全省釩礦資源整體開發(fā)利用程度不足。

因此,為進一步掌握河南省釩礦資源潛力、探尋新的找礦突破,河南省豫地科技集團河南省第七地質(zhì)大隊有限公司郭榮鑫等系統(tǒng)收集了省內(nèi)釩礦地質(zhì)研究成果,從構(gòu)造演化、地層格架及巖性組合等方面入手,重點分析了釩礦床成礦地質(zhì)背景、賦礦層位、礦床類型、礦床成因、沉積環(huán)境及時空分布規(guī)律等,在此基礎(chǔ)上開展了找礦預(yù)測工作,為該省持續(xù)開展釩礦資源找礦勘探、資源評價以及開發(fā)利用工作提供可靠依據(jù)。

郭榮鑫

一、釩礦資源概述

1、資源概況

河南省釩礦資源位居全國第六位,全省共有釩礦床17個。從礦床規(guī)模上劃分,大型礦床2個,主要為淅川縣石槽溝釩礦、內(nèi)鄉(xiāng)縣大橋—淅川縣上集釩礦等;中型礦床4個,主要為盧氏縣亂石嶺鐵多金屬礦、淅川縣老君埡釩礦等;小型礦床11個,主要包括欒川縣黃土嶺釩礦、淅川縣孔山釩礦等。

河南省釩礦礦產(chǎn)地及資源儲量分布

全省累計查明釩礦資源儲量為477.165 3×10 t。從成區(qū)帶劃分,華北陸塊南緣成礦帶查明儲量為25.152 1×10 t,占全省釩礦總儲量的5.27%;南秦嶺成礦帶查明儲量為452.013 2×10 t,占全省釩礦總儲量的94.73%。從行政區(qū)域上劃分,南陽市淅川縣、內(nèi)鄉(xiāng)縣和方城縣查明儲量為453.434 5×10 t,占全省釩礦總儲量的95.03%,大、中、小型礦床均有分布,但主要集中分布于淅川縣和內(nèi)縣;三門峽市盧氏縣查明儲量為19.566 0×10 t,占全省釩礦總儲量的4.10%,礦床規(guī)模以中、小型為主;洛陽市欒川縣查明儲量為0.034 8×10 t,占全省釩礦總儲量的0.01%,礦床規(guī)模為小型;平頂山市舞鋼市查明儲量為4.130×10 t,占全省釩礦總儲量的0.86%,礦床規(guī)模為小型。

河南省釩礦儲量分布

2、礦床類型及地層特征

我國釩礦按成因類型主要分為沉積型、巖漿型、火山巖型、沉積變質(zhì)型、風(fēng)化殼型及濱海砂礦型6類,其中以沉積型和巖漿型為主導(dǎo)。其中沉積型釩礦床廣泛賦存于黑色巖系中,礦體層位穩(wěn)定,以主礦產(chǎn)產(chǎn)出,呈層狀、似層狀,具厚度大、品位高及層位穩(wěn)定等特點,主要分布于陜西、河南及湖北等省份,典型礦床如河南淅川縣石槽溝釩礦、陜西千家坪釩礦等;巖漿型釩礦床主要產(chǎn)于基性—超基性巖體中,常與釩鈦磁鐵礦伴生產(chǎn)出,具規(guī)模大、品位較低等特點,主要分布于四川、河北及湖南等省份,典型礦床如四川攀枝花紅格釩鈦磁鐵礦、河北大廟釩鈦磁鐵礦等。

河南省釩礦主要分布于華北陸塊南緣與秦嶺造山帶南秦嶺2個成礦區(qū)帶,賦存于新太古代、新元古代沉積變質(zhì)地層及早古生代寒武系沉積地層。在華北陸塊南緣,賦存于新太古界太華群趙案莊組(Arz)的典型礦床為舞鋼市王道行鐵礦,成因類型為沉積變質(zhì)型釩礦床,以鐵礦伴生礦產(chǎn)產(chǎn)出;賦存于新元古界寬坪群謝灣組(Ptx)的典型礦床為方城縣張行莊鐵礦,成因類型為沉積變質(zhì)型釩礦床,以鐵礦伴生礦產(chǎn)產(chǎn)出;賦存于新元古界欒川群煤窯溝組(Ptm)的典型礦床為盧氏縣菠菜溝釩礦、欒川縣黃土嶺釩礦等,以主要礦產(chǎn)或共生礦產(chǎn)產(chǎn)出;另有新元古界官道口群白術(shù)溝組(Ptb)、震旦系東坡組(Zd)等黑色巖系中見釩礦化。在南秦嶺地塊,賦存于下古生界寒武系水溝口組(∈s)的典型礦床為淅川縣石槽溝釩礦、內(nèi)鄉(xiāng)縣大橋—淅川上集釩礦等,成因類型為沉積型釩礦,以單一礦產(chǎn)產(chǎn)出。

河南省釩礦賦存地層及儲量分布

3、勘查現(xiàn)狀

自20世紀60年代起,地質(zhì)工作者在河南省范圍相繼開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、物探、化探、航空磁測與重力測量等基礎(chǔ)性工作,逐步厘清地層構(gòu)造格局與巖漿活動特點,識別出多個地球化學(xué)異常區(qū),建立了較為系統(tǒng)的地質(zhì)框架,直接推動釩礦資源調(diào)查與找礦實踐深入開展,奠定了找釩成效的基礎(chǔ)。

1960年,原河南省地質(zhì)局在內(nèi)鄉(xiāng)、淅川地區(qū)首次識別出寒武系下部沉積型磷釩礦層,標志著河南釩礦勘查工作的正式啟動。1961—2000年,以荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼為重點,開展了一系列的普查及詳查等找礦工作,明確寒武系底部黑色頁巖層富集V、P等元素的特點,提交了西簧、余家莊等多個釩礦床,積累的系統(tǒng)性地質(zhì)資料為全省釩礦成礦規(guī)律歸納和靶區(qū)預(yù)測提供了實證支撐。

2000—2010年,河南省地質(zhì)調(diào)查院在華北陸塊南緣成礦帶盧氏—嵩縣—欒川一帶煤窯溝組地層相繼開展了鉛鋅銀礦及釩礦勘查工作,首次對欒川群煤窯溝組地層進行了較為詳細的劃分,為后續(xù)在該釩礦成礦帶成礦地質(zhì)研究提供了依據(jù);河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院在秦嶺造山帶南秦嶺東段淅川—內(nèi)鄉(xiāng)復(fù)向斜兩翼進行釩礦地質(zhì)普查、詳查等工作,相繼提交了寨溝、后灣等釩礦床,為河南省實現(xiàn)釩礦擴大找礦成果奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2010年至今,隨著國際局勢日益緊張,為保障國家戰(zhàn)略資源供給安全、支撐產(chǎn)業(yè)升級,我國實施了新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動,河南省也相應(yīng)加大了地質(zhì)勘查基金投入,釩礦勘查工作也步入高效發(fā)展階段。淅川縣石槽溝和內(nèi)鄉(xiāng)縣大橋—淅川縣上集等地大型釩礦床、淅川縣西簧和淅川縣老君埡等地中型釩礦床的發(fā)現(xiàn),將本省推至全國釩礦找礦成果前列,夯實了我國高端制造業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)和國防安全的基石。

截至2025年,河南省共探明17個釩礦產(chǎn)地,達到勘探程度的礦區(qū)4個,詳查礦區(qū)7個,普查礦區(qū)6個,其中南陽市淅川縣、內(nèi)鄉(xiāng)縣勘查程度較高,具有礦床規(guī)模大、礦體厚、礦石品位高及資源儲量占比大等特點。

河南省釩礦勘查程度及開發(fā)利用現(xiàn)狀

4、開發(fā)利用現(xiàn)狀

河南省是中國釩礦資源的重要基地,開發(fā)利用歷史悠久、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚,已形成完整的釩產(chǎn)業(yè)鏈。早在1976 年,河南省淅川縣就已進行開采,但受限選冶技術(shù)水平落后,未能得到有效的開發(fā)利用。自2005年開始,在前期系統(tǒng)性勘查基礎(chǔ)上,礦山企業(yè)開始進行規(guī)模化、系統(tǒng)化開采。

河南省釩礦資源不同礦區(qū)的開發(fā)現(xiàn)狀特點差異顯著。例如:方城縣張行莊鐵礦中釩是鐵礦的伴生礦產(chǎn),其開發(fā)利用受品位偏低、難以加工選冶及開發(fā)成本高等多種因素制約;淅川縣廟咀釩礦位于南秦嶺褶皺帶荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜南翼,緊鄰丹江水庫水源地保護區(qū),雖然以主礦種產(chǎn)出、品位高,但焙燒法等傳統(tǒng)選礦工藝會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。2007年,相關(guān)企業(yè)針對河南省釩礦進行了多種加工選冶技術(shù)性能試驗研究,提釩工藝水平和資源利用效率得到很大提升,大幅度提高了釩礦回收率和精礦品位,實現(xiàn)了綠色清潔技術(shù)升級,有效兼顧了經(jīng)濟效益與環(huán)保效益。例如:位于荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼的淅川縣石槽溝釩礦,利用直接酸浸法提釩工藝,V 浸出率高、工藝簡單及污染小,具備較高的工業(yè)推廣價值。

近年來河南省釩礦選礦典型工藝對比

總體來看,河南省釩礦地質(zhì)勘查程度相對較高,近年來選礦工藝研究程度也在不斷提升,但因資源開發(fā)程度不足、環(huán)保要求滯后及國家價格波動,使得礦山企業(yè)經(jīng)濟投入與效益匹配效果不理想;同時受采選流程經(jīng)濟性、環(huán)保性以及新工藝普適性、適用性等多重因素影響,當前多數(shù)釩礦企業(yè)處于停工整頓或待開發(fā)狀態(tài)。因此,加強釩礦地質(zhì)特征、礦床成因及成礦規(guī)律研究,預(yù)測靶區(qū)和勘查可供開發(fā)的礦床,對于確保釩礦資源穩(wěn)定供給意義重大。

二、釩礦地質(zhì)特征

1、礦體主要賦存層位與規(guī)模特征

河南省釩礦賦存于趙案莊組、謝灣組、煤窯溝組、水溝口組等4套地層中。

趙案莊組主要巖石類型為中粒透輝片麻巖、更長角閃片麻巖、鐵鋁榴石更長片麻巖、透輝更長片麻巖及花崗質(zhì)條帶狀混合巖等，釩礦主要賦存于花崗質(zhì)條帶混合巖巖組上部和透輝更長片麻巖巖組內(nèi)。

寬坪群謝灣組主要巖石類型為斜長角閃巖及混合花崗巖等，釩礦主要賦存于斜長角閃巖組內(nèi)。

煤窯溝組可分為上、中、下共3段地層，其中下段主要巖石類型為含鐵白云母細砂巖、黑云石英大理巖、含白云粒石英巖夾變輝長變斑白云片巖、二云片巖及含黑云鉀長鈣質(zhì)云母片巖等；中段為白云巖、含疊層石大理巖夾石英巖及條帶狀條紋狀白云石大理巖等；上段為石英巖、含疊層石大理巖夾鈣質(zhì)片巖、含鐵白云片巖、含碳大理巖、碳質(zhì)板巖、碳硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)千枚巖、碳質(zhì)絹云片巖、絹云石英片巖夾石煤層、白云石大理巖等，釩礦主要賦存于上段碳質(zhì)板巖、碳硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)千枚巖、碳質(zhì)絹云片巖、絹云石英片巖夾石煤層中。

水溝口組可分為上、中、下共3段地層，其中下段主要巖石類型為下部為硅質(zhì)巖、薄層硅質(zhì)巖與黏土巖互層，見含磷、鈣質(zhì)結(jié)核等；中段為碳質(zhì)黏土巖、雜色黏土巖等，局部夾薄層硅質(zhì)巖；上段主要為條帶狀薄層微晶灰?guī)r、紫紅色泥質(zhì)條帶灰?guī)r互層等，中下段硅質(zhì)巖、薄層硅質(zhì)巖與黏土巖互層碳質(zhì)黏土巖、雜色黏土巖等主要賦存巖石。

趙案莊組、謝灣組礦床規(guī)模小，工業(yè)價值意義不大；煤窯溝組礦床規(guī)模較小，具有一定意義的工業(yè)價值，多形成中小型礦床；水溝口組礦床規(guī)模大，多形成大中型礦床，礦體厚度、穩(wěn)定性及工業(yè)價值與所賦存的地層具高度耦合關(guān)系，層位控制意義顯著。

2、礦體產(chǎn)狀與構(gòu)造形態(tài)特征

河南省釩礦體多呈層狀或似層狀產(chǎn)出，局部表現(xiàn)為脈狀或透鏡狀，產(chǎn)狀與賦礦地層一致。趙案莊組與謝灣組賦存礦體受混合巖化作用或晚期巖脈侵入干擾，部分地段礦體受構(gòu)造破壞，形態(tài)相對復(fù)雜，延伸方向不穩(wěn)定。在煤窯溝組與水溝口組地層中，呈層狀或似層狀產(chǎn)出，礦體形態(tài)規(guī)則、連續(xù)性好，部分區(qū)域受地層褶皺影響出現(xiàn)曲折變化，礦層與頂?shù)装宓貙咏缦耷逦蜉^清晰。

3、礦體夾石與圍巖特征

河南省釩礦體夾石與圍巖不盡相同，類型復(fù)雜多變，是礦體延伸與穩(wěn)定性研究的重要依據(jù)。

趙案莊組夾石為磁鐵角閃蛇紋巖、磁鐵輝巖、磁鐵角閃巖、磁鐵金云片巖等，頂板常見條帶狀混合巖、均質(zhì)混合巖、混合花崗巖等，底板巖性為角閃石英巖、鐵鋁榴石金云斜長片麻巖、鐵榴更長角閃片麻巖、鐵榴角閃片麻巖等，礦體與圍巖界線過渡模糊。謝灣組夾石巖性與近礦圍巖一致，以片麻狀黑云母混合花崗巖、片麻狀斜長角閃巖等為主，局部夾“豹皮狀”混合巖、細?；旌祥W長巖等，礦體邊界多不清晰。

煤窯溝組賦礦層中夾石主要包括碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)片巖、石英脈及方解石脈等，頂板巖性多為碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)大理巖及白云質(zhì)大理巖等，底板為碳質(zhì)片巖、絹云石英片巖等，礦體與圍巖界限較清晰。水溝口組夾石主要包括硅質(zhì)巖、雜色泥巖、硅質(zhì)巖夾雜色泥巖及碳質(zhì)泥巖等，夾石見較強礦化，頂板為碳質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r或泥巖等，底板為硅質(zhì)巖、雜色泥巖、碳質(zhì)泥巖、硅質(zhì)白云巖及白云巖等，與含礦層接觸界限清晰。

4、礦石蝕變類型

河南省釩礦體圍巖蝕變主要受接觸變質(zhì)和區(qū)域變質(zhì)作用影響，其釩礦化強度、規(guī)模與圍巖蝕變無必然聯(lián)系。

趙案莊組主要表現(xiàn)出高嶺土化、泥化、蛇紋巖化、泥化、碳酸鹽化及糜棱巖化等，巖石結(jié)構(gòu)破碎，蝕變強度不均；謝灣組多見綠泥石化、黑云母化、黃鐵礦化及鈉黝簾石化等，礦石成分復(fù)雜；煤窯溝組發(fā)育多種蝕變現(xiàn)象，主要為硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、陽起石化及透閃石化等；水溝口組主要蝕變類型為硅化、碳酸鹽化、重晶石化、絹云母化、綠泥石化及黃鐵礦化等，局部見少量褐鐵礦化。

5、礦石品位特點

河南省釩礦礦石品位差異較大，總體表現(xiàn)為華北陸塊南緣成礦帶礦床規(guī)模小、礦體延伸有限、礦石品位低，南秦嶺成礦帶礦床規(guī)模大、礦體延伸穩(wěn)定、礦石品位高。

趙案莊組平均品位為0.17%，為鐵礦伴生礦產(chǎn)，開發(fā)潛力較低。謝灣組平均品位為0.16%，為鐵礦伴生礦產(chǎn)，開發(fā)潛力較低；煤窯溝組平均品位為0.43%~0.89%，低于水溝口組，以主礦產(chǎn)或作為鐵礦共伴生礦產(chǎn)出，具有一定的綜合利用價值。

水溝口組為河南省最主要的賦礦地層，釩礦床平均品位為0.82%~1.46%，以單一或主要礦產(chǎn)形式產(chǎn)出，礦體厚度大、品位高且選礦性能優(yōu)良，具備大中型工業(yè)開采價值。

三、典型釩礦床

1、盧氏縣亂石嶺鐵多金屬礦

盧氏縣亂石嶺鐵多金屬礦區(qū)域上處于華北地臺南緣華熊臺緣凹陷與崤山—魯山拱褶斷束區(qū)中部。主要受黑溝斷裂和瓦穴子斷裂影響，巖漿熱液活動強烈，地層主要由新元古界欒川群、下古生界奧陶系陶灣群、古近系及第四系組成，其中欒川群煤窯溝組為賦礦層位，為碳質(zhì)絹云片巖、黑云角閃片巖等一套黑色巖系。

區(qū)內(nèi)釩礦體賦存狀態(tài)：① 賦存于煤窯溝組碳質(zhì)絹云片巖，破碎帶發(fā)育并嚴格受其控制，圈出1條V礦體，埋深0～220 m，出露標高1 082～1 397 m，形態(tài)呈脈狀、網(wǎng)脈狀、層狀及透鏡狀，礦體走向290°~310°，傾向為15°~25°，傾角68°~83°，礦體沿走向和傾向具膨大窄縮現(xiàn)象，產(chǎn)狀與破碎帶一致。礦體長2 200 m，厚28.99~85.80 m，平均厚49.02 m，品位0.10%~1.15%，平均0.49%。② 賦存于煤窯溝組黑云角閃片巖，其中在Fe、Fe磁鐵礦中見釩礦體，埋深0～115 m，出露標高1 059~1 284 m，形態(tài)呈脈狀、層狀、似層狀及條帶狀。礦體長900~2 100 m，厚2.10~34.24 m，平均厚39.15 m，品位0.10%~0.74%，平均0.46%。礦床達到中型規(guī)模，礦體厚度大，連續(xù)性較好，品位變化相對較大。

盧氏縣亂石嶺鐵多金屬礦區(qū)礦體特征

釩礦石呈灰黑色、黑色，化學(xué)成份主要為SiO、C、V、Ai、Fe等元素，見自形晶粒狀、半自形鑲嵌等結(jié)構(gòu)，網(wǎng)脈狀、角礫狀等構(gòu)造，礦石自然類型包括釩云母型礦石、釩鉛礦型礦石及釩磁鐵礦型礦石等3種，工業(yè)類型為蝕變片巖型、釩磁鐵礦型等，釩以吸附狀態(tài)賦存于黏土礦物和云母中。

2001—2003年、2006—2008年，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊在該礦區(qū)實施了踏勘、普查與詳查等地質(zhì)工作，探明V?O?資源量16.988 0×10 t，平均品位0.46%，礦體平均厚度39.15 m，屬中型礦床。該礦床位于豫西釩礦成礦亞帶，是典型的沉積變質(zhì)型釩礦代表，研究分析該類型成礦地質(zhì)條件為后續(xù)在豫西釩礦成礦亞帶實現(xiàn)找礦突破提供了重要理論依據(jù)。

2、淅川縣石槽溝釩礦

淅川縣石槽溝釩礦區(qū)域構(gòu)造位置屬于秦嶺造山帶東段南秦嶺東段荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼中段，受淅川斷裂帶作用影響，可分為基底與蓋層雙層結(jié)構(gòu)。斷裂帶北側(cè)基底由古元古界—新元古界地層組成，受巖漿及熱液蝕變作用，形成Au、Ag、Cu、Pb、V等多金屬硫化物礦床；斷裂帶南側(cè)蓋層由上震旦統(tǒng)—石炭系地層組成，震旦系形成重晶石礦、寒武系水溝口組形成V、P、Sb、Ag等沉積型礦床。

礦區(qū)出露地層包括新元古界耀嶺河巖群、震旦系陡山沱組與燈影組、寒武系水溝口組與岳家坪組以及新生界第四系，地層總體呈單斜產(chǎn)出，受褶皺構(gòu)造影響明顯，沿走向和傾向表現(xiàn)出波狀彎曲特征。地層走向270°~310°，傾向180°~220°，傾角35°~88°，局部近直立。

淅川縣石槽溝釩礦典型剖面^[12]

釩礦體主要位于水溝口組中下部，地表主要出露雜色泥巖、碳質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖夾泥巖及硅質(zhì)巖等一套黑色巖系，共圈出1條K1礦體，形態(tài)簡單，礦體長16 130 m，出露標高365～876 m，控制最大斜深-631～600 m，厚1.14～24.00 m，平均厚10.21 m，品位0.53%~2.36%，平均品位1.12%。以26勘查線為界可將可分K1礦體為東西2段。西段礦體長11 138 m，傾向174°~222°，傾角55°~88°，局部礦體受地層產(chǎn)狀變化，發(fā)生反傾，傾向356°~27°，傾角67°~86°，厚1.28～24.00 m，平均厚10.44 m，品位0.59%~2.34%，平均品位1.10%。東段礦體長4 992 m，傾向20°~55°，傾角49°~75°，厚1.14～19.44 m，平均厚9.79 m，品位0.53%~2.36%，平均品位1.16%，礦體地表厚度、品位和深部厚度、品位基本一致。

（a）寒武系下統(tǒng)水溝口組

（b）雜色泥巖

（c）硅質(zhì)巖夾薄層泥巖

淅川縣石槽溝釩礦區(qū)野外典型照片

釩礦石為灰白色、灰黑色及雜色等，化學(xué)成分主要為SiO、Ai、BaO等，有用組分為V，發(fā)育碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等，板狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和團窩狀構(gòu)造等。自然類型為（含碳）硅質(zhì)巖與黏土巖型，含釩礦物主要有黏土礦物、釩云母和硫釩銅礦等3種礦物，但釩主要賦存于前2種礦物之中。

2004—2012年，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院先后開展普查與詳查工作，系統(tǒng)圈定資源邊界并完成儲量核實，探明V?O?資源量達173.590 0×104 t，平均品位1.12%，礦體平均厚度10.21 m。該礦床位于南秦嶺東段荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼，在規(guī)模、品位、賦礦穩(wěn)定性和勘查程度等方面均具備典型代表性，列屬河南省釩礦大型礦床，是典型的沉積型釩礦代表，也是今后找礦工作的重點示范區(qū)。

3、淅川縣廟咀釩礦

淅川縣廟咀釩礦區(qū)域構(gòu)造位置屬于秦嶺造山帶東段南秦嶺東段荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜南翼。區(qū)域地層屬秦嶺地層區(qū)南秦嶺分區(qū)淅川地層小區(qū)。區(qū)域構(gòu)造上主要為荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜及兩翼的一系列次級小褶皺組成，褶皺總體走向NWW，南翼北傾，北翼南傾，傾角30°~70°，核部相對較為開闊，即向西低角度翹起的開闊近直立復(fù)式向斜構(gòu)造，層間斷裂發(fā)育。區(qū)域巖漿出露較少，僅在震旦系局部見少量后期輝綠巖脈、花崗巖脈等。

礦區(qū)出露地層包括上震旦統(tǒng)燈影組、下寒武統(tǒng)水溝口組、中寒武統(tǒng)習(xí)家店組及上寒武統(tǒng)蔡溝組等；區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺作用導(dǎo)致局部賦礦地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，寒武系與震旦系接觸的F斷層對含礦巖系起控制作用；區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅局部見少量鈉長斑巖脈出露。

淅川縣廟咀釩礦地質(zhì)簡圖^[33]

釩礦體主要賦存于水溝口組下段一套黑色巖系之中，下段下部巖性主要為含砂礫巖、黏土巖、硅質(zhì)巖及條帶狀硅質(zhì)巖等，共圈出1條K1-1礦體，為主礦體；下段上部巖性主要為灰?guī)r、雜色黏土巖及碳質(zhì)黏土巖等，圈出K1-2、K1-3共2條礦體，其中雜色黏土巖、碳質(zhì)黏土巖及條帶硅質(zhì)巖內(nèi)釩品位較高，而紫紅色泥巖和硅質(zhì)巖釩品位較低。K1-1礦體長2 450 m，走向98°，8線以西地層傾向180°~220°，傾角65°~83°，8線以東受褶皺影響，地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，傾向5°~10°，傾角75°~86°，8線附近地層產(chǎn)狀較陡，近于直立，厚1.32~50.4 m，平均厚5.84 m，品位0.50%~2.10%，平均0.80%，礦體具沿傾向深部出現(xiàn)分支復(fù)合、傾角上陡下稍緩等特征。K1-2礦體長500 m，走向及傾向與K1-1礦體8線以西一致，厚1.28~5.48 m，平均厚3.10 m，品位0.51%~1.69%，平均0.79%。K1-3礦體長100 m，走向及傾向與K1-1礦體8線以西一致，厚1.11~5.37 m，平均厚2.68 m，品位0.54%~1.30%，平均0.77%。

淅川縣廟咀釩礦典型剖面^[33]

釩礦石為灰白色、灰黑色及雜色等，化學(xué)成分主要為SiO、Ai等，有用組分為V；發(fā)育泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、顯微鱗片結(jié)構(gòu)、隱晶—微晶結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造、定向構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造及碎裂構(gòu)造等；釩主要以吸附狀態(tài)賦存于高嶺石及水云母中。

2005—2010年，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院先后開展了普查、詳查等地質(zhì)勘查工作，系統(tǒng)圈定資源邊界并完成儲量估算，探明V?O?資源量達10.140 5×10 t，平均品位0.82%，礦體平均厚4.92 m。該礦床位于南秦嶺東段荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜南翼，在規(guī)模、品位、賦礦穩(wěn)定性和勘查程度等方面均具備典型代表性，列屬河南省釩礦中型礦床，是典型的沉積型釩礦代表，為我省在該成礦帶外圍找礦、擴大資源量具有重要指導(dǎo)意義。

四、成礦環(huán)境及成因類型

1、沉積變質(zhì)型釩礦床

河南省煤窯溝組黑色巖系主要分布于華北地臺南緣、欒川斷裂帶北側(cè)，屬華北板塊南緣釩礦成礦帶。煤窯溝組釩礦床形成受多期次的區(qū)域變質(zhì)作用及地層的綜合控制，成礦具有多階段性、成礦作用復(fù)雜。

研究表明：新元古代早期地殼緩慢沉降，根據(jù)地層沉積旋回、古生物、巖層結(jié)構(gòu)構(gòu)造、含礦特征等，當時盆地屬于堿性還原環(huán)境潟湖湖—濱海相。

早期沉淀階段，浮游生物及植物吸附富釩元素，死亡后形成含釩有機碳和水流攜帶泥沙沉淀至海底，形成含釩碳質(zhì)頁巖。

中期硫化物變質(zhì)階段，形成方鉛礦—黃銅礦—黃鐵礦等多礦物組合。

晚期區(qū)域變質(zhì)階段，含釩碳質(zhì)頁巖經(jīng)吸附作用再次遷移富集，隨著燕山期大規(guī)模巖漿作用使地層破碎，并為釩的活化轉(zhuǎn)移提供空間。

總體來看，成礦時代屬新元古代時期，成因類型為沉積變質(zhì)型礦床，成礦作用經(jīng)沉積—區(qū)域變質(zhì)—后期改造多期次影響。

2、沉積型釩礦床

河南省水溝口組黑色巖系主要分布于南秦嶺東段復(fù)式向斜南北兩翼，屬南秦嶺釩礦成礦帶。黑色巖系結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分析表明其受到長期穩(wěn)定的陸源碎屑物質(zhì)沉積作用；地球化學(xué)元素特征及判別圖解表明，黑色巖系主要形成于大陸邊緣環(huán)境或與大陸邊緣有關(guān)深水盆地環(huán)境中；根據(jù)沉積年代、巖石特征分析及黑色巖系中重晶石、黃鐵礦和磷灰石等礦物特征分析表明，有生物作用和熱液流體作用存在，以上因素限定其形成于大陸邊緣還原性海水成因環(huán)境。

同時早寒武世揚子北緣古秦嶺洋盆還未與華北陸塊碰撞形成如今完整形態(tài)的秦嶺地塊，仍屬于古秦嶺洋盆的一部分，隨著海底熱液噴發(fā)，深部海水富營養(yǎng)化并造成浮游生物的繁盛，與此同時其所處的斜坡環(huán)境與島鏈發(fā)育，較深的水體、循環(huán)性差及生物和有機質(zhì)降解等因素共同作用使碳硅泥質(zhì)等得以沉積建造，海底熱液上升再次運移、富集，隨著SiO過飽和發(fā)生沉淀，最終形成黑色巖系建造。

因此，水溝口組黑色巖系形成于大陸邊緣環(huán)境缺氧還原性的水體，物質(zhì)來源為陸源碎屑、生物作用、海底熱液等多源性影響，最終完成黑色巖系沉積建造。因此，成礦時代屬寒武紀早期，成因類型為濱?！獪\海相沉積型礦床。

南秦嶺水溝口組黑色巖系成因模式^[34-35]

五、成礦區(qū)帶劃分

河南省釩礦從大地構(gòu)造位置來看，屬于華北陸塊南緣華熊臺緣坳陷、秦嶺造山帶南秦嶺2個地塊；從成礦地質(zhì)背景分析屬于華北陸塊南緣盧氏—欒川—南召—方城—舞鋼、南秦嶺淅川—內(nèi)鄉(xiāng)2個成礦區(qū)帶；成因類型劃分為沉積變質(zhì)型、沉積型2種；形成時代主要為新太古代、新元古代及早古生代3個時期；從賦礦地層分析，主要受太華群趙案莊組、寬坪群謝灣組、欒川群煤窯溝組及寒武系水溝口組4套地層控制。因此，將河南省釩礦資源在空間分布上細分為2個成礦亞帶和8個礦集區(qū)。

河南省釩礦成礦區(qū)帶特征

河南省釩礦產(chǎn)地及成礦區(qū)帶分布^[41-42]

1、豫西釩礦成礦亞帶

豫西釩礦成礦亞帶（IV-1）屬于古亞洲成礦域（Ⅰ-4）華北陸塊成礦?。á?14）華北陸塊南緣成礦帶（Ⅲ-63），大地構(gòu)造位置位于華北陸塊南緣華熊臺緣坳陷，主要分布于平頂山市、南陽市、洛陽市及三門峽市等地，包含舞鋼、方城、南召、欒川、盧氏等5個礦集區(qū)，共查明7處釩礦礦產(chǎn)地，其中1處中型、6處小型。

成因類型為沉積變質(zhì)型，形成時代主要為新太古代、新元古代，賦礦地層主要為太華群趙案莊組、寬坪群謝灣組、欒川群煤窯溝組等地層控制。

新太古界太華群趙案莊組、寬坪群謝灣組礦體規(guī)模較小，礦體受巖漿侵入及構(gòu)造作用影響，形態(tài)相對較復(fù)雜，延伸方向不穩(wěn)定，礦床平均品位0.16%~0.17%，查明儲量為5.551 3×10 t，占全省釩礦總查明儲量的1.16%，以鐵礦伴生礦產(chǎn)，開發(fā)潛力較低。

新元古界煤窯溝組為該成礦亞帶的主要賦礦地層，煤窯溝組賦礦巖石為碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)片巖等黑色巖系，受層位控制明顯，礦體數(shù)量較多、礦體厚度較大、連續(xù)性相對較好、形態(tài)相對規(guī)則，礦床平均品位0.43%~0.89%，查明儲量為19.600 8×10 t，占全省釩礦總查明儲量的4.11%，多形成小型—中型規(guī)模，以主礦產(chǎn)或作為鐵礦共伴生礦產(chǎn)出，整體雖屬低品位類型，可通過優(yōu)化選冶工藝，通過浮選、酸浸等先進選礦工藝提升資源利用率，最大化資源經(jīng)濟價值。

2、南秦嶺東段復(fù)向斜釩礦成礦亞帶

南秦嶺東段荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜釩礦成礦亞帶（IV-2）屬于秦祁昆成礦域（Ⅰ-2）秦嶺—大別成礦?。á?7）南秦嶺成礦帶（Ⅲ-66B），大地構(gòu)造位置位于秦嶺造山帶南秦嶺地塊東段，主要分布于南陽市，包含內(nèi)鄉(xiāng)、淅川等3個礦集區(qū)，共查明10處釩礦礦產(chǎn)地，其中2處大型、3處中型、5處小型。

成因類型為沉積型，形成時代為早古生代，賦礦地層受早古生界下寒武統(tǒng)水溝口組地層嚴格控制，賦礦巖石為雜色泥巖、碳質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖等黑色巖系，礦體數(shù)量較少但礦體厚度大、連續(xù)性好、形態(tài)穩(wěn)定且規(guī)則，礦床平均品位介于0.82%~1.46%，品位高，查明儲量為452.013 2×10 t，占全省釩礦總查明儲量的94.73%。以單一礦產(chǎn)形式產(chǎn)出，多形成大中型礦床，選礦性能優(yōu)良，工業(yè)開采價值較高。

六、找礦預(yù)測

1、黃金坡—鄭營找礦靶區(qū)

黃金坡—鄭營找礦靶區(qū)位于內(nèi)鄉(xiāng)縣黃金坡至鄭營一帶，隸屬內(nèi)鄉(xiāng)礦集區(qū)（Ⅴ-6），西側(cè)鄰接黃金坡釩礦區(qū)。區(qū)域上位于荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼，出露地層包括震旦系、寒武系、奧陶系和第四系，賦礦層位嚴格受控于水溝口組中、下段（∈_1s^1-2）地層控制，主要巖石類型下段為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾泥巖，中段為雜色泥巖夾少量硅質(zhì)巖、雜色泥巖等一套黑色巖系組合。

通過地表追索及施工槽探工程，發(fā)現(xiàn)水溝口組地層延伸約3 500 m，總體呈NWW走向展布，局部呈波狀彎曲，傾向29°～42°，傾角63°～83°；厚0.89～14.42 m，平均2.48 m；品位0.50%～1.00%，平均0.71%，預(yù)估V推斷資源量11.33×10 t，預(yù)期可提交1處中型釩礦礦產(chǎn)地。

黃金坡—鄭營釩礦找礦靶區(qū)地質(zhì)特征

（a）寒武系下統(tǒng)水溝口組

（b）雜色泥巖

（c）硅質(zhì)巖與雜色泥巖互層

黃金坡—鄭營釩礦找礦靶區(qū)野外典型巖性照片

4.2 獅子溝—大泉溝找礦靶區(qū)

獅子溝—大泉溝找礦靶區(qū)位于淅川縣獅子溝至大泉溝一帶，屬淅川礦集區(qū)（Ⅴ-7），北鄰石槽溝釩礦區(qū)、南鄰老君埡釩礦區(qū)及寨溝釩礦區(qū)。區(qū)內(nèi)地層以震旦系、寒武系、奧陶系等地層為主，賦礦層位嚴格受控于水溝口組中、下段（∈_1s^1-2）地層控制，主要巖石類型下段為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾泥巖，中段為雜色泥巖夾少量硅質(zhì)巖、雜色泥巖及碳質(zhì)泥巖等一套黑色巖系組合。

該靶區(qū)成礦受將軍寨—朝陽洞次級背斜與水溝口組雙重控制，礦區(qū)構(gòu)造格架使北部南傾賦礦地層在背斜兩翼重復(fù)出現(xiàn)，局部出露于地表，構(gòu)成“孤島狀”分布格局。

通過地表追索及施工槽探工程揭露，發(fā)現(xiàn)背斜展布長約6 500 m，背斜南北兩翼產(chǎn)狀差異顯著，南翼傾向170°～190°，傾角10°～42°，北翼反傾向，傾向340°～10°，傾角10°～15°，礦體厚3.58～14.33 m，平均厚7.39m，V品位0.03%～4.57%，平均品位0.90%，預(yù)估V2O5推斷資源量120.47×10 t，預(yù)期提交1處大型釩礦床。

獅子溝—大泉溝釩礦找礦靶區(qū)地質(zhì)特征

獅子溝—大泉溝釩礦找礦靶區(qū)實測地質(zhì)剖面

3、柳林溝—菩薩堂找礦靶區(qū)

柳林溝—菩薩堂找礦靶區(qū)位于淅川縣荊紫關(guān)鎮(zhèn)柳林溝至菩薩堂一帶，屬于淅川礦集區(qū)（Ⅴ-7），東鄰接西簧釩礦區(qū)。

區(qū)域位于荊紫關(guān)—師崗復(fù)向斜北翼，地層包含震旦系、寒武系、奧陶系及第四系等，賦礦層位嚴格受控于水溝口組中、下段（∈_1s^1-2）地層控制，主要巖石類型下段為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾泥巖，中段為雜色泥巖夾少量硅質(zhì)巖、雜色泥巖等一套黑色巖系組合。

通過地表追索及施工槽探工程，礦（化）體整體展布方向近EW向，呈局部為波狀彎曲，傾向178°～243°，傾角54°～81°，局部礦體受地層反傾影響，傾向5°～7°，傾角21°～80°，延伸約4 200 m，礦體厚1.68～7.82 m，平均厚5.61 m，品位0.59%～1.48%，平均品位0.92%，賦礦層位穩(wěn)定性較好，預(yù)估V推斷資源量17.91×10 t，預(yù)期可提交1處中型釩礦床。

柳林溝—菩薩堂釩礦找礦靶區(qū)地質(zhì)特征

參考文獻（略）。

《金屬礦山》簡介

《金屬礦山》由中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國金屬學(xué)會主辦，主編為中國工程院王運敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國科技論文統(tǒng)計源期刊（中國科技核心期刊）、中國精品科技期刊（F5000頂尖學(xué)術(shù)論文來源期刊）、中國百強報刊、RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊（A）、中國期刊方陣雙百期刊、國家百種重點期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國化學(xué)文摘（CA）、美國劍橋科學(xué)文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)數(shù)據(jù)庫（JST）等世界著名數(shù)據(jù)庫收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機電與自動化、安全環(huán)保、礦山測量、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重大學(xué)術(shù)價值或工程推廣價值的研究成果，優(yōu)先報道受到國家重大科研項目資助的高水平研究成果。

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