广西上林早泥盆世黑色页岩型大型钒矿床成矿作用研究

The Shanglin vanadium deposit in Guangxi is a exclusive black rock-type large-scale vanadium deposit occurring in the lower-Devonian black shale in China. Its V2O5 reserves is more than 1.5Mt. This Project will aim at the mineralization keys of the Shanglin black rock-type vanadium deposit such as the geological background, Biogenetic mineralization, hot-water sedimentation, ore-forming material source, ore-forming age and origin, etc. By the systematic study of the ore-forming condition, sedimentary rock, identification of rocks and ores, REE-trace element and S-C-Pb-Rb-Sr-Re-Os isotopic geochemistry, and by a comparison with the same type deposits occurring in Lower Cambrian in South China, the mineralization environment, ore-forming material source and origin of the deposit will be found out, and the mineralization model will be established. The study conclusions of this project can provide the new information for the determination of the ore-forming event of the black rock type deposits in Early-Devonian and can be affluent in the mineralization theory of the black rock type deposits. At the same time, this project will study the content, variation, and occurrence of V-PGE-Au-Ag-REE-Ni-Mo in black shale in ore field. This work will help to the exploitation of the deposit.

广西上林钒矿床是国内产于泥盆系黑色岩系中的大型钒矿床的典型矿例。本项目针对上林早泥盆世黑色岩系型大型钒矿床形成的地质背景、生物作用、热水沉积作用、成矿物质来源、成矿时代和矿床成因等科学问题，通过地质观察、沉积岩石学、各种方法的岩矿石鉴定、稀土-微量元素地球化学和S-C-Pb-Rb-Sr-Re-Os等同位素地球化学的系统研究，并与华南下寒武统此类矿床进行全面对比，查明该矿床形成的地质条件，研究热水沉积作用和生物作用对成矿的贡献，确定成矿物质来源，查明矿床成因，建立成矿模式，解决该矿床形成的关键科学问题，为确定泥盆世黑色岩系型成矿事件提供系统的地质地球化学证据，丰富黑色岩系型矿床的成矿理论。同时查明矿区黑色岩系中V-PGE-Au-Ag-REE-Ni-Mo等有用元素的含量、变化特点和存在形式，为矿床的综合利用和提高效益降低成本提供有理论依据。

本课题采用X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜配合能谱分析、焙烧及浸取实验，查明了该矿床的矿物组成、钒的赋存状态。所有能够鉴定的矿物都是微米级，碎屑矿物如石英、磁铁矿等主要来自陆源，伊利石、黄铁矿、银星石及金红石主要是成岩阶段的自生矿物。近80%的钒存在于伊利石中，为钒的开发利用提供了理论依据。多元素分析结果显示，除钒以外，其它多种元素虽有异常，但都达不到工业利用标准。由于该矿床的特殊性，丰富的碳以及As、Hg、Cd、Pb、Th、U等在焚烧和化学处理过程中会对环境造成严重影响，这是该矿床开发利用的不利因素。通过有机碳及碳-硫同位素组成、元素及有机地球化学，结合矿床地质特征，确定了矿床的形成环境为一狭长带状强还原海槽，澡类生物非常发育，对亲生物的钒强烈吸附富集，与沉积物一起沉积形成富碳富钒的黑色岩系，成矿阶段随着伊利石的大量形成，钒重新定位于伊利石中。研究证实，该矿床属于典型沉积矿床，区域热液成矿作用并未对其产生影响，也与海底喷流沉积成矿作用无关。