黔东北地区钒矿成矿地质特征及成矿预测.doc

金属矿产黔东北地区钒矿石与围岩稀土元素地球化学特征及其意义舒多友，吴自成，张命桥，叶飞，彭加强( 贵州省地矿局一三地质大队，贵州铜仁 554300)摘 要通过对黔东北地区沉积型钒矿的矿石和围岩样品进行稀土元素含量测试，分析表明本地区含矿岩系中稀土元素含量以 LREE 为主，并且是 HREE 的 1 45 3 09 倍。并对各样品中稀土元素含 量、组成特征及 Ce 、Eu 亏损程度研究，揭示了该区钒矿形成时的沉积环境比矿层顶、底部沉积时期更靠 近陆源区，且钒矿层与矿层顶、底板沉积时因海平面升降导致古地理环境有较大差异。从 REE 与矿石 主要化学组分等相关性分析发现 REE 与粘土、V2 O5 等呈正相关关系，与 CaO、MgO、Fe2 O3 等呈负相关关 系，与 SiO2 的相关性不明显。从 REE 与矿石化学成分之间的关系初步表明了钒矿的形成是受沉积环 境、粘土吸附作用、沉积作用等因素复合的结果。通过与黔北遵义、湖南吉首 张家界一带的钒镍钼铂 族元素成矿环境、成矿物质来源、稀土元素分布等特征进行对比，揭示了本区钒矿的独特之处，为该区首 次从地球化学元素方面深入研究钒矿综合特征特提供了重要的、基础性的参考资料。关键词钒矿 稀土元素 地球化学特征 黔东北地区中图分类号P618 61文献标识码A 文章编号0495 5331(2012)06 1118 11Shu Duo you，Wu Zi cheng，Zhang Ming qiao，Ye Fei，Peng Jia qiang REE geochemicalcharacteristics of vanadium ores and wall rocks in northeastern Guizhou and their geological signifi- canceJ Geology and Exploration，2012，48(6):1118 1128黔东北地区沉积型钒矿主要分布在铜仁地区松桃自治县、铜仁市、江口县、万山特区境内，少量分布 在石阡、印江县和玉屏自治县境内。通过近几年的 地质勘查，分别在松桃中坝、铜仁瓦屋、石阡青阳等 地找到了多个中 大型的钒矿床。矿体具有产出层 位稳定，分布面积大，易开采，地表氧化矿石 V2 O5 品位比深部原生矿石高等特征。钒矿床中有益元素 主要以钒为主，其它钼、镍矿等( 品位、厚度) 均未达 到工业指标。该区在以往开展钒矿地质工作过程中 虽取得了不少找矿成果，提出了一些理论上新的认 识，但专门从沉积环境、成矿物质来源等方面对钒矿 床开展理论研究很少，特别是在稀土元素方面更少。 作者在广泛收集区内已有地质资料基础上，结合黔 北遵义、湖南吉首 张家界一带有关钒、镍钼矿等研Webb，2000; Pattan et al ，2005; Oliver，2006) 应用稀土元素研究海洋沉积环境方面所取得的丰硕成果，特别是 Ce 元素对氧化还原环境敏感度和相继在泥( 页) 岩中应用得到比较成熟的新理论、新发现启迪 下，确定在黔东北地区具有代表性的钒矿床中采集 矿石、围岩样品，分析测试其稀土元素含量，以此作 为加强本区钒矿理论研究的切入点。深入探索本区 钒矿的沉积环境及变化特征、成矿物质来源，并与遵 义、湖南张家界地区钒镍钼矿等进行比较，首次揭示 本区的钒矿形成环境独特之处等，为下一步在本区 加强钒矿理论研究和实现找矿突破提供一定参考。1钒矿地质概况黔东北地区大地构造位置处于上扬子台褶带与究成果和不少学者( Elderfield，1982;Moffett，1990;江南褶皱带接触部位，大部处于上扬子台褶带，经历了武陵、雪峰、加里东、印支、燕山等构造运动的综合Pattan et al ，1990吴 明 清 等，1992; Hoiser，1997;收稿日期2012 03 04;修订日期2012 07 08;责任编辑郝情情。基金项目贵州省地矿局科研项目( 200906) : 黔东北地区钒矿成矿规律与成矿预测研究资助。第一作者舒多友( 1968 年 ) ，男，1993 年毕业于成都理工大学，地质高级工程师，现从事基础地质、矿产地质、环境地质。E mail:sdy622 sina com。作用( 贵州省地矿局，1987) ，强烈挤压、剪切作用使区内断裂、褶皱构造十分发育，形成一系列以北北东 和北东向展布的复式褶皱和断裂组成基本格架，局 部发育近东西向断裂构造。区内出露地层有晚元古 界青白口系清水江组( Qbq) 、南华系( Nh) 、震旦系 ( Z) 、早古生界寒武系( ) 、奥陶系( O) 和少量中生界白垩系( K) 。但区内钒矿仅产在下寒武统九门 冲组(1 jm) 底部黑色炭质页岩、粘土岩中，呈北东 向分布( 图 1 ) 。钒矿体呈层状、似层状顺层产出。 矿石矿物组分主要为粘土矿物( 含钒伊利石) ，占60% 80% ; 其次为石英，约占 18% ; 白云石约 3% ; 炭质为 5% 10% ，其它碎屑如磷灰石、黄铁矿、方 解石、胶磷矿等约 3% 。单个矿体长 300 1200 m， 斜向延深在 600 m 以上，厚度变化较大，多为0 67 4 12 m，倾角 15 29，地表氧化矿石 V2 O5 含量一 般 0 59% 1 27% ，单件样品最高可达 2 83% 。原 生矿石品位 0 49% 0 90% 。主要伴生矿为钼、镍矿，Mo 矿品位一般为 0 016% 0 022% ，单件样品最高 0 259% ; Ni 矿品位一般为 0 003 0 015% ，单 件样品最高 0 054% ，品位较低，均未达工业指标要 求。局部受层间断裂影响，绕曲发育，岩石破碎，对 钒矿体的连续性影响较大。钒矿层及主要矿床分布 详见图 1。稀土元素特征22. 1 样品采集、分析方法及结果样品按含矿岩系下伏地层( 留茶坡组硅质岩) 矿层( 黑色粘土岩) 矿层顶板( 炭质页岩) 分别 采集于具代表性的松桃中坝、铜仁坝黄、石阡青阳 3 个钒矿床，共 7 件样品。样品分别由贵州省地质矿 产中心实验室和黔东地矿测试中心进行测试。样品 按规范要求经过破碎到 200 目并缩分后，2011 年 10 月 16 日由贵州省地质矿产中心实验室用 X2 型等 离子光谱( ICP MS) 对其中的稀土元素进行了系统图 1 黔东北地区区域地质简图及钒矿床(点)分布图Fig 1 Simplified map showing regional geology and vanadium deposits (occurrences)in northeastern Guizhou1 白垩系; 2 志留系; 3 奥陶系; 4 寒武系; 5 青白口系 震旦系; 6 正断层; 7 逆断层; 8 性质不明断层;9 地层界线; 10 钒矿床( 点) ; 11 采样地点及编号1 Cretaceous; 2 Silurian; 3 Ordovician; 4 Cambrian; 5 Qingbaikou system Sinian; 6 normal fault; 7 reverse fault;8 fault of unknown nature; 9 stratigraphic boundary; 10 V deposit( occurrence) ; 11 sample and number地质与勘探2012 年的分析，得出的结果经检查误差小于 3% 。主要化学成分含量 2011 年 10 月 26 日由贵州省地矿局黔 东地矿测试中心采用 X 荧光光谱仪分析，误差小于3% ，其分析结果见表 1。各样品采集层位及典型矿 床地质剖面图详见图 2。2 2稀土元素的地球化学特征 REE: 从样品测试结果表明，围岩与矿石( 1)相差较大，钒矿层的稀土元素含量为 201 57 10 6 10 6 ( 平均208 22 10 6 ) ，均高于矿层219 74表 1 黔东北地区钒矿的主要化学成份(wB / %)和稀土元素(wB /10 )分析结果表 6Table 1 Main chemical components (wB / %) and REE (wB /10 ) contained in vanadium oresin northeastern Guizhou 6样品编号XH50XH55XH51XH60XH53XH52XH57岩性V2 O5SiO2AI2 O3CaO MgO K2 O Na2 OFe2 O3TiO硅质岩0 0895 400 980 290 180 100 02硅质岩0 0696 100 770 210 220 090 02钒矿层( 粘土岩)1 0566 086 421 460 602 910 92钒矿层( 粘土岩)1 1067 215 972 010 911 050 27钒矿层 ( 粘土岩)0 9265 416 091 440 660 320 17页岩0 2362 105 901 730 930 930 07页岩0 1963 036 101 790 981 220 090 930 804 495 504 014 984 830 030 050 120 730 380 300 19La5 312 735 733 930 119 922 6CePr Nd Sm Eu Gd Tb Dy8 001 304 911 000 311 000 21 4521 003 303 232 600 622 100 341 9671 009 304 736 201 475 500 945 9363 009 101 537 001 636 200 805 4868 008 500 565 301 364 900 805 5243 005 801 673 700 823 100 533 4942 005 400 604 000 873 600 644 05Ho0 310 361 181 591 630 710 83Er1 001 103 604 023 902 302 50Tm0 170 170 610 660 470 380 43Yb1 121 083 913 152 902 502 78LuY REE LREE HREELREE / HREE ( La / Yb) N CeEu0 218 9035 1920 8114 361 450 460 660 1810 0070 7153 4217 293 091 140 710 6739 77219 74158 0061 742 560 880 840 6035 41203 46145 8457 622 531 040 780 4337 90201 57143 1258 452 451 010 920 4321 80129 8194 5735 242 680 770 870 4827 70138 4895 4743 012 220 790 451 351 161 111 101 081 061 01图 2 漾头钒矿区 6 线地质剖面略图Fig 2 Geological profile along prospecting line No 6 in the Yangtou ore district1 灰岩; 2 粉砂质页岩; 3 炭质粘土岩; 4 钒矿层; 5 磷矿层; 6 硅质岩; 7 白云岩1 limestone; 2 silty shale; 3 charcoal clay stone; 4 vanadiumore horizon; 5 phosphorus ore horizon; 6 silicalite; 7 dolomite顶、底板 ( 围 岩) 的 含 量 35 17 10 6 138 48 明矿石形成时古地理环境变化较小，但矿石、围岩以及上下围岩之间的古地理环境都有一定的区别。在 雪峰运动之后，加里东运动之前，本区地壳处于相对 稳定情况下，同一地方这种含量的差异可能是因海 平面升降引起沉积环境发生改变的结果。10 6 ( 平均 74 83 10 6 ) 。矿层稀土总含量与我国 10 6南方早寒武世黑色岩系的( 144 73 226 70)( 中国地质科学院地球化学开放研究实验室，1997)和北美页岩的 200 10 6 ( Haskin et al，1984 ) 相近; 矿层底板( 硅质岩) 稀土含量较低。从稀土元素分 馏程度分析，围岩的 LREE 平均值为 52 85 10 6 ， 而矿石平均值为 148 99 10 6 。稀土的含量及变 化反映了钒矿石形成的沉积环境比围岩相对靠近陆 源区。因稀土元素被搬运到沉积盆地 ( 或浅海斜 坡) 以后，LREE 和中稀土元素容易被粘土吸附( 王 中刚等，1989) ，在靠近盆地边缘首先沉积下来，相 对富集了 LREE。随着水体的加深，轻、中稀土元素 含量逐步减少，而 HREE 相对富集，从而形成靠近 盆地中心 HREE 含量相对较高而 LREE 含量相对较 低的特征( 王中刚等，1989) 。从岩性方面也明显体 现这一特征，底部硅质岩、不连续的磷矿层是深水离 岸较远的沉积物，与上覆钒矿层呈假整合接触关系， 表明遭受过剥蚀。矿层之上为炭质页岩、粉砂质粘 土岩、灰岩组合，显示沉积环境处于能量相对较低的 浅 中海相沉积物特征。同样显示了与稀土元素总 体含量分布相吻合的沉积环境 即矿层形成的沉积 环境比其顶、底部沉积时期更靠近陆源区。( 3 ) ( La / Yb ) N :该 区 的 ( La / Yb ) N 围 岩 为0 46 1 14，平均 0 79，矿石为 0 88 1 04，平均0 98，矿层顶部的( La / Yb)基本一致，下部的( La /NYb) N 有一定的变化，而矿石总体 ( La / Yb ) N 较 稳 定，同样显示出矿石形成时的古地理与上下可能有 一定的差异，并且上下地层之间形成时期的古地理 环境也不完全一致。( 4)Ce 值: 用 Ce 方法来研究泥( 页) 岩氧化还原环境是目前使用较多的方法之一，并且取得了良好效果。围岩的 Ce 平均为 0 67，矿石的 Ce 值为 0 78 0 92，平均 0 85，均呈明显的 Ce 负异常。亏损 Ce 是多数海相沉积物的共同特征( 王中刚等，1989) ，该区 Ce 值及 Ce 的分布特征表明矿区的围岩和矿石均是海相沉积产物，而且从盆地边缘向中 心，Ce 亏损越来越大，Ce 变化较大，也反应了该区 古地环境在不断的变化。该区普遍的负异常特征是 当时该区水体深度明显大于北美页岩形成时水体深 度表现。但钒矿石形成时期比上、下地层形成时水 体深度相对要浅，与陆源相对近一些，这与该区的岩 相古地理( 图 3) 基本一致。( 2)LREE / HREE: 该区围岩的 LREE / HREE 平均值为 2 40，矿石平均值 2 51，矿层下部的硅质岩LREE 比较接近，上部的炭质页岩 LREE 含量也比 较接近，但上下部的差异较大，达 1 8 4 8 倍，而矿 石的 LREE 富集程度相对较高，并且也比较接近，说Eu 值: 通过测试值与北美页岩进行标准( 5)化。Eu 值总体变化较 大，其 中 围 岩 的 Eu 值为 1 01 1 35，平均 1 15，矿石的 Eu 值为 1 07 地质与勘探2012 年图 3 贵州早寒武世九门冲组早期古地理格局(据张应文等，2008)Fig 3 Map showing paleogeographic pattern of the Early Cambrian Jiumenchong Formation in Guizhou Province (after Zhang et al ，2008)图 4 黔东北地区钒矿稀土元素分布模式Distribution patterns of REE of vanadium ores in northeastern GuizhouFig 4 剥蚀区; 1 后滨 前滨; 2 近滨 远滨;K O) 代表其在矿石中的含量来分析与 REE 含量112的关系，显示出， REE 与粘土呈正相关关系( 图5 b) ，二者相关系数为0 87 ，而LREE与粘土的相关 性更 为 明 显，其 相 关 性 为 0 91 ( 表 2 ) 。 粘 土 与 HREE 相关性稍弱一些，相关系数为 0 69。SiO2 与 REE、LREE 的相关性不明显，仅与 HREE 显现出2 斜坡相; 3 盆地相 erosion area; 1 backshore foreshore; 2 near11shore far shore; 2 slope; 3 basinal facies1 11，平均 1 10，均显正异常。根据从盆地边缘向中心，Eu 亏损程度较低的特征推测该区矿石比围岩 更靠近海岸方向的古地理环境。一定的负相关性，相关系数为 0 33。CaO、MgO、Fe O 与 REE、LREE、HREE 均呈现出负相关关系2 3( 图 5d、e、f) ，相反与 V O 、AI O 之间呈正相关关2 3稀土元素的分配模式稀土元素标准化采用 L A Haskin 等( 1984 ) 的2 52 3系( 图 5a、c)表 2 矿石稀土参数与主要化学成分的相关性 Table 2 Correlation between vanadium ore REE parameters and main chemical components40 个北美页岩组合的平均值，从图 4a 表明，矿层顶、底部围岩的稀土元素含量均低于北美页岩，硅质 岩( XH50、XH55 ) 变化较大，XH50 向左倾斜、XH55 总体向右倾斜。Ce 有相对亏损现象，而 Eu 相对显 现正异常特征。总体显示围岩形成时水体深度比北 美页岩形成的水体深度大，但相对底部的硅质岩形 成时深度比矿层顶部炭质页岩形成深度又要大得 多。图 4 中 HREE 包含了 Y 的含量，其分布曲线总 体较平缓，略向右倾斜，Ce 有亏损现象，而 Eu 呈正 异常，矿石的这种稀土元素分布特征，预测是矿层形 成期间沉积环境中沉积物与水体介质有一个较复杂 的变化过程。化学成分 REELREEHREEAl2 O3SiO2( Al2 O3 + SiO2 + K2 O + Na2 O)CaO0 300 290 32 0 050 03 0 330 870 910 69 0 39 0 31 0 63MgOFe2 O3V2 O5 0 35 0 100 34 0 28 0 030 41 0 60 0 380 06与成矿元素之间的关系从表 2 表明，钒矿层 REE 与 V O 的相关性3. 2稀土元素与主要化学成份之间的相关性32 5为 0 34 。V2 O5 相对与 LREE 正相关关系更明显一 些，相关系数为 0 41，而与 HREE 的相关关系不明3. 1与矿石矿物化学成份的关系用粘土主要化学成分( SiO2 +Al2 O3 + Na2 O +图 5 黔东北地区钒矿稀土元素与主要化学成份及成矿元素 V 之间的关系Fig 5 Relationships between vanadium ore REE and main chemical ingredients and the ore forming element V显，相关系数仅为 0 06。用、沿深大断裂带活动的热水溶液和陆源碎屑物等( 梁有彬等，1995; 李有禹，1997; 鲍正襄等，2001; 易 发成等，2004 ) 向新形成的海盆、斜坡及深水陆棚 ( 李忠雄等，2004; 张伦尉等，2007; 马莉燕等，2010 ) 等地段扩散，在缺氧的环境下，于寒武系下统底部形 成了不同岩性组合的黑色岩系( 张仕容，1987; 李有 禹，1997; 鲍正襄等，2001; 舒多友等，2011 ) ，为矿床 的形成提供了物质基础。由海底喷气、喷流作用和 陆源带来的钒、镍、钼、铂族等金属离子在生物、热讨论通过对该区钒矿床稀土元素研究，最终要解决 的一个重要问题是成矿物质来源及成矿环境，同时 在区域上该层位普遍分布的镍钼铂族矿产与钒矿之 间的关系，其稀土元素分布有何异同点。大量事实 表明，沉积环境是决定海洋中氧化还原条件最重要 的因素之一，并直接关系到海洋生物的分布、活动和 演化，更关系到各种元素在海洋中的循环、分异和富 集( Kaiho，1992; Isozaki，1997; Canfield et al ，1998; Bratton et al ，1999; Kaiho et al ，1999; Turgeonet al ，2006) 。海水中各化学元素溶解度相差极大， 容易造成分异，并在沉积物中有所反映，在利用矿物 主量和微量元素、生物标志化合物判断沉积环境和4液、海水等综合作用下( 鲍正襄等，2001，李胜荣等，1995; 张应文等，2008) ，发生迁移、富集和化学等作用，在缺氧滞流的还原环境中( 肖加飞等，2006) ，以 不同的赋存状态在不同地区形成了各种不同类型的矿床( 单一钒矿床、钒镍钼矿床、钒镍钼铂族矿床) 。各类矿床在区域上的特征总结见表 3。从表 3 可知，在黔东北、黔北遵义、湖南吉首 张家界地区目前发现的所有钒矿均产在寒武系下统 底部的黑色岩系中，但在镍钼铂族元素含量上有很成矿物质来源的同时( Jones et al ，1994;Scheffleret al ，2006 ; Tribovillard et al ，2006 林 治 家 等，2008) ，稀土元素也是十分重要手段之一。在此以 本区钒矿床综合特征和黔北遵义地区、湖南吉首 张家界一带钒镍钼铂族矿进行对比讨论。大区别，主要表现为黔东北地区只具工业价值钒矿，而镍钼矿、铂族元素含量无工业价值; 在黔北遵义地区具多个工业价值钒矿、钼镍矿，而铂族元素含量无 工业价值; 在湖南吉首张家界地区具有工业价值 钒矿、钼镍矿较多，并在张家界天门山发现了具工业 价值的铂、钯、稀土矿床。各地岩性组合不同、沉积 的环境不同，矿物质赋存方式也不同( 钒以类质同 类赋存于云母中，钼赋存在碳硫钼矿、黄铁矿中，镍( 1)本区钒矿的形成环境和物质来源与区域上同层位的镍钼矿床、铂族元素矿的关系新元古代末期早寒武世早期是 Rodinia 超大 陆解体时期，地球上各大陆表现出地极漂移( TPW)90事件( Kirschvink et al ，2003 ) ，造成扬子海域地 壳大量扩张以及大陆内部强烈的拉张作用和火山， 构造活动频发( 刘光昭等，2008 ) ，引发海底喷流作赋 存在方( 针) 硫镍矿、胶状黄铁矿中) ( 潘家永等，地质与勘探2012 年表 3 下寒武系钒、镍、钼、铂族元素(铂、钯)在区域上分布及特征简述Table 3 Regional distribution and characteristics of elements vanadium，nickel，molybdenum and platinum group elements(platinum，palladium) in the Lower Cambrian区域名称地层名称及代号岩性组合( 从上至下)钒、镍、钼、铂族元素( 铂、钯) 含量及主要矿体沉积环境物质来源V2 O5 : 0 59 2 83%Ni: 0 003 0 054% Mo: 0 016 0 026%Pt: 0 007 0 01 10 6Pd: 0 004 0 009 10 6仅钒具工业矿体灰岩炭质页岩 含钒粘土岩炭质页岩( 或薄层磷块岩)底部留茶坡组( Lc) 硅质岩以海底深大断裂的热水、热气( 热液喷口) 为主九门冲组斜坡 相 缺 氧 滞流的还原环境黔东北地区(jm)1炭质泥岩镍钼矿层 炭质泥岩 粘土岩磷块岩及磷质白云岩 古风化壳底部灯影组( Z2 d) 白云岩V O : 0 51 1 47%2 5Ni: 0 052 6% ，Mo: 0 048 8 55% ，;Pt: 0 018 0 45 10 6Pd: 0 042 0 74 10 6钒、镍、钼具工业矿体台地相缺氧滞流的还原 环境以海底深大断裂的热水、热气( 热液喷口) 为主牛蹄塘黔北遵义地区组(l)1V2 O5 : 0 08 1 48%Ni: 0 17 7 03% ，Mo: 0 35 8 17% ;Pt: 0 021 0 434 10Pd: 0 015 0 494 10粉砂质炭质页岩炭质页岩 镍钼矿层 含磷结核层及硅质页岩 磷块岩牛蹄塘组(l) 或1木昌组海 底 深 大 断 裂 的 热水、热气 ( 热液喷口) 为主、并有陆源碎屑、 海水来源的参与深水陆棚相缺氧滞流的 还原环境湖南吉首张家界一线 6 6(mc)钒镍 钼 矿、铂钯矿具工业矿 体，局部具稀土矿体1底部灯影组( Z d) 白云岩22005; 刘玉红等，2008 ) ，成矿物质来源为多元的特征。另一重要特征为该套含矿岩系下覆地层为灯影 组白云岩时，有镍钼矿产出，一旦相变为较厚的硅质 岩时，则无工业价值的镍钼矿层存在，取而代之的是 单一钒矿出现，具有 Ni、Mo 在一定程度上与 V 呈反 消长关系的特征( 鲍振襄，1990) 。是如何形成这一 规律，有待以后进一步的研究。( REE) 总含量依次为含量少较高高的变化趋势，到张家界一带镍钼矿床 中，含量达到极大值 ( 3336 25 10 6 ) ，但在湖南单一的钒矿床中 REE 含量又要比贵州低一些。 Y 含量在各地的含量 相对都比 较 高，在湖南镍钼矿床中突增到 189 10 6 1230 4 10 6 ，平 均 值 达 593 8 10 6 。 遵义地区比黔东北、湖南地区的 Ce 总体亏损小，Eu 总体亏损稍大，说明遵义地区的水体深度比 黔东北、湖南吉首 张家界地区要浅( 更距滨岸近) 一些，这一结论与早寒武世从南东向北西海侵形成 的古地理格局是相吻合的。 在分布模式上，经北 美页岩标准化后的分布模式表现为: 含钒黑色岩系 方面，黔东北地区 REE 分布曲线总体较平缓，略向 右倾斜，Ce 有亏损现象，而 Eu 呈正异常，遵义( 金 沙) 地区总体较平缓为帽形，略向右倾斜，Ce 为负异 常，Eu 为正异常( 肖加飞等，2006) ; 湖南吉首张家 界一带，主要为平缓型，弱的帽状形态，Ce 为负异 常，Eu 为正异常( 游先军等，2009) ; 在湖南镍钼矿床 方面有富轻稀土的向右陡倾斜曲线，Ce、Eu 明显亏 损 型( 梁有彬等，1995 ) 和向右缓倾斜，弱富轻稀土( 2)本区钒矿稀土元素特征与遵义、湖 南 吉首张家界一带钒矿的区别及意义通过多位学者对遵义地区( 松林小竹、金沙、余 庆菜园) 产于寒武系下统牛蹄塘组钒镍钼矿层和湖 南吉首张家界地区( 天门山、后坪、桃子园，柑子 坪、大坪、双溪钒矿) 钒镍钼矿层稀土元素进行研 究，已取得了深入的成果。总结分析各区之间含量 变化，其变化特征见表 4 ( 杨瑞东等，2005; 袁宏等，2007) 。从表 4 可知，不同地段 REE 含量变化有不同特 点。 随着不同地段出现矿产的不同变化: 即黔东 北单一的钒矿床黔北遵义地区钒镍钼矿床吉首 张家界地区以镍钼矿为主，钒矿为辅，则稀土元素表 4 黔东北、遵义、湖南吉首 张家界一带钒、镍钼矿层稀土元素的含量特征表Table 4 REE contents of vanadium，nickel and molybdenum ore horizons around northeasternGuizhou province，Zunyi，Jishou Zhangjiajie of Hunan province分布地区黔东北地区遵义地区( 钒矿)湖南吉首 张家界地区矿床类型稀土元素钒矿镍钼钒矿区间值钒矿镍钼矿区间值区间值平均值平均值区间值平均值平均值La0 11 5 933 2635 8 48 440 3313 5 33 9224 21101 492 2255CePr Nd Sm Eu Gd Tb Dy63 718 5 9 30 22 4 735 3 7 01 25 1 344 9 5 50 80 0 945 48 5 93 5 64678 992 166 171 295 330 85 0 74 1 360 95 8 9458 1 70 86 83 8 7129 36 95 45 8 481 07 1 72 68 6 671 124 9361 538 0734 137 181 466 250 39 1 562 87 10 220 9 55 245 4 6 8422 3 26 23 27 7 360 54 2 62 74 7 760 875 8340 86 1823 775 031 344 932 87 15 8816 4 104 12136 513 519 6 102 4682 6 492 3315 5 87 424 09 18 9418 6 107 298 1851 41286 1753 09245 4644 579 7954 16Ho1 18 1 63 1 470 77 1 821 200 69 2 281 303 48 22 1110 92Er3 6 4 023 843 2 5 334 272 27 6 633 899 19 58 128 7Tm0 47 0 660 580 48 0 780 630 38 1 160 661 29 7 133 69Yb2 90 3 913 322 81 4 853 802 51 7 164 316 99 81 7934 29LuY REE LREE HREELREE / HREE ( La / Yb) N CeEu0 43 0 6735 12 39 40201 57 219 74143 12 158 0057 62 61 742 45 2 560 88 1 04 0 980 78 0 920 5737 47208 26148 9959 272 511 15 1 270 850 39 0 5425 44180 238137 25 173 5342 75 75 442 68 3 201 210 75 0 820 4734 87213 6152 7160 892 860 18 2 440 770 4 1 0425 43 80 9152 52 194 6575 96 122 1135 68 118 690 64 3 421 240 52 0 800 6245 44168 32101 3466 962 110 58 1 400 710 87 4 58189 1230 4418 48 3336 25358 79 1704 8559 69 1631 41 04 6 011 050 50 0 662 39593 8497 5293 99603 874 060 580 99 1 211 160 99 1 131 100 78 1 511 060 98 1 241 18Ce、Eu 弱亏损型( 李有禹，1997 ) 两种类型。铂族元素矿床: 经球粒陨石标准化的分布曲线模式表显出 遵义与湖南地区均呈“V”字型，但遵义地区主要以 亏损 Ir 为主，其次为 Rh。而湖南吉首张家界一线 主要以亏损 Ru 为主，其它不明显( 梁有彬等，1995; 易发成等，2004 ) 。其代表的沉积环境都为还原环 境，但沉积相和物源是有区别的，见表 3。( 2)该区稀土元素分布曲线总体较平缓，略向右倾斜，Ce 有亏损现象，而 Eu 呈正异常，预测是矿层形成期间沉积环境中沉积物与水体介质有一个较 复杂的变化过程。硅质岩的稀土元素分布曲线起伏 较大，略向左倾斜，重稀土元素相对富集一些。Ce有较微弱 亏 损，而 Eu 为 正 异 常 特 征 ( 据 袁 宏 等，2007; 杨瑞东等，2005，论文成果与本区数据综合统计) 。结论( 1)5( 3)该区 REE 主要由粘土吸附后以搬迁方式该区通过钒矿层与围岩的地球化学研究表进行聚集为主，SiO2 与 REE、LREE、HREE 的负相关明，在相对稳定的地质构造背景下，预测矿石形成的沉积环境比围岩相对靠近陆源区。钒矿层、矿层上 部页岩、底部硅质岩稀土元素变化特征表明有可能 是海平面不间断性升降造成古地理环境不断变化改 变的结果。性表 明 SiO2 对 REE 元素具有一定的 稀 释 作 用。REE 与 V2 O5 呈正相关关系，其特征表明该区钒矿的形成与沉积环境有密切关系( 4)本区与黔北遵义、湖南吉首张家界一的钒镍钼铂族矿都是在还原环境中形成，但黔东北地地质与勘探2012 年区以斜坡相为主，遵义以台地相为主，湖面以深海陆棚相为主形成，其成矿物质来源均以海底深大断裂 的热水、热气( 热液喷口) 为主，而湖南吉 张家界 一线兼有陆源碎屑、海水来源的参与。区域上具岩 性组合、沉积环境，矿物质赋存方式不同的特点。当 矿层下伏地层岩性为白云岩时，出现钒镍钼矿，相变 为较厚的硅质岩时，仅产单一钒矿床，钒与镍钼有反 消长关系的规律。( 5) 通过稀土元素 ( REE ) 分析表明，从黔东 北黔北遵义湖南吉首至张家界一线呈现出逐渐 增高的特征，最大含量在湖南的镍钼矿床中。但在 单一的钒矿床中，湖南一线又比贵州境内低一些。 遵义地区的水体深度比黔东北、湖南吉首张家界 地区要浅( 更距滨岸近) 一些，这一结论与早寒武世 从南东向北西海侵形成的古地理格局是相吻合的。German C R，Elderfield H 1990 Application of the Ce anomaly as apaledepositdox indicator: the ground rulesJ Paleoceanography，5( 5) : 823 833Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources 1987 Regional Geol- ogy of Guizhou ProvinceM beijing: Geological Publishing House:555 575( in Chinese)Haskin L A，Frey F A ，Schmitt R A 1996 Meteoritic，solar and terrestrial rare earth disyributionA Seredin V V Rare Earth Element bearing Coals from the Russian Far East DepositsC Int J Coal Geology，30( 1 2) : 101 128Holser W T 1997 Evaluation of the application of rare earth elements to paleoceanographyJ Palaeo，132: 309 322Isozaki Y 1997 Permiarr Triassic boundary superanoxia and strati fied superocean: Records from lost deep seaJ Science，276: 235 238Jones B，Manning D A C 1994 Comparison of geochemical indices used for the interpretation of palaedepositdox conditions in ancient mud- stonesJ Chemicail Geology，111: 111 128Kaiho K 1992 Global changes of paleogene aerobic / anaerobic benthic foraminifera and deep sea circulation J palaeoceanography palaeoclimatology palaeoecology，83: 65 83Kaiho K，Kajiwara Y，Tazaki K 1999 Ueshima M，Takeda N，Kawah H， Arinobu T，Ishiwatari R，Hirai A，Lamolda M A Oceanic primary productivity and dissolved oxygen levels at the Cretaceous