罗清威1,李明2,王昊1,张克川1,张全傅1,余文丽1,黄亚3,周亚丽1,尹润森1
1.河南省第七地质大队有限公司,河南郑州450016;
2.河南省第一地质矿产调查院有限公司,河南洛阳471023;
钒矿资源是我国的重要战略性矿产资源之一。河南省作为矿产资源大省,其钒矿资源禀赋优越,但受限于特殊地理位置和复杂成矿机制,其开发利用程度长期偏低。本文通过资料收集及综合研究,系统分析了典型矿床特征,梳理了河南省钒矿成矿规律,构建了成矿模式,揭示了制约资源开发关键因素,为扩大找矿成果、优化勘查布局及提升资源利用效率提供了科学依据。研究表明:(1)河南省钒矿主要赋存于青白口纪-寒武纪黑色岩系中;(2)成矿物质来源主要有陆源碎屑物和热液喷流作用带来的深部富钒物质等;(3)成矿作用呈现"沉积预富集-热液再活化-表生改造"三阶段特征;(4)资源分布受古陆边缘裂陷盆地控制,矿床类型以沉积变质型和沉积型为主。研究成果深化了华北板块南缘钒成矿系统的理论认识,为河南省制定钒矿资源开发规划、实现资源优势转化提供了决策支撑,对保障国家战略资源安全具有重要现实意义。
关键词:钒矿 资源特征 成矿规律 开发利用 河南省
罗清威,李明等. 河南省钒矿资源禀赋特征及成矿规律分析. 地质与勘探, 2025, 61(4): 740-750.
本文概述了钒矿资源的利用现状和应用前景,通过对河南省钒矿资源禀赋特征、成矿规律及找矿前景的探讨分析,系统梳理了河南省钒矿资源的勘查成果,分析其成矿规律、成因类型及资源潜力。旨在为河南省钒矿资源的合理勘查、开发与利用提供科学依据和参考。河南省共查明钒矿矿产地16处,其中大型矿床2处,中型矿床4处,整体勘查程度较高。典型矿床包括淅川县西簧钒矿、淅川县老君垭钒矿及内乡县黄金坡钒矿等。
按矿床成因类型,河南省钒矿主要分为滨海至浅海沉积型和浅海陆源碎屑沉积变质型。矿石类型以(含炭)硅质岩型、泥页岩型和粘土岩型为主。
图1 河南省钒矿查明资源量勘查程度构成图
河南省查明的16处钒矿床,矿石品位0.16%~1.46%,平均品位0.76%。

图2 河南省钒矿查明资源量累计吨位-品位曲线图
河南省钒矿资源整体开发利用程度不高,主要是由于河南省钒矿资源中已查明资源量的90%位于南阳市淅川县和内乡县。

河南省16处已查明的钒矿床,虽然开发利用程度不高,但其整体工作程度较高,累计查明钒矿资源量矿石量48335万吨。
图3 淅川县老君垭钒矿典型剖面图(据马雁飞等,2022修改)
图4 淅川县西簧钒矿地质简图
图5 卢氏县菠菜沟钒矿典型剖面图
河南省钒矿资源主要分布在豫西南地区,类型以沉积型钒矿为主,主要赋存于一系列黑色岩系中,因此其成矿时代与主要赋矿地层的成岩时代一致,主要为青白口纪和寒武纪。
图6 河南省钒矿床成矿时代及资源量分布图
根据大地构造单元、成矿特征及矿产分布规律,结合地层、构造、岩浆岩等地质因素和成矿时代的差异,可以将钒矿资源在河南省的分布划分为两个主要的成矿区带:一是华北陆块南缘的卢氏-栾川成矿区带,该成矿区带成矿时间为新元古代早期,这一时期稳定的沉积环境,为发育富钒元素的粘土质沉积地层提供了较为有利的条件;二是南秦岭造山带东段淅川-内乡成矿区带,主要分布在荆紫关-师岗复向斜两翼,成矿时代为早寒武纪时期,空间上严格受寒武系下统地层控制。
图7 河南省钒矿成矿带分布图①
研究表明,钒矿床的成矿物质钒元素来源主要有两个:一是早先形成的含有钒元素的岩石在地壳隆起后,经风化剥蚀形成富钒元素的碎屑物质,后由于构造运动使得地壳缓慢下沉,形成了较为稳定的沉积环境,早期风化剥蚀的碎屑物质经过沉积作用,为成矿物质来源奠定了基础;二是裂陷构造作用为地壳深部成矿物质上升提供了通道,喷流作用带来的富含成矿元素的物质受到来自陆源的细粒碎屑物质的强烈吸附作用,使成矿物质进一步富集,形成赋矿地层(张复新等,2009;胡能勇等,2010;王立社等,2012;李自民等,2013;卢清月,2013;施春华等,2013;张振生等,2014;彭江波,2022)。
河南省钒矿主要分布在豫西南地区的黑色岩系中,成矿时代主要为青白口纪和寒武纪。热水作用在黑色岩系矿床的成矿过程中具有十分重要的意义;生物作用同样在矿床形成过程中起到了重要作用。矿床的形成过程可划分为三个阶段:沉积预富集阶段-热液再活化阶段-表生改造阶段。
图8 钒多金属矿床成因模式示意图(据丁建华等,2019修改;施春华等,2022修改)
河南省地理位置特殊,具备良好的成矿地质条件依据河南省钒矿资源特征,结合其成矿时代、大地构造位置、赋矿岩系及成矿特征等,建议下一步找矿工作在卢氏县、栾川县前期矿区勘查成果的基础上开展外围及深部找矿,扩大找矿成果,为钒矿资源的开发利用奠定基础。
(1)河南省钒矿资源位居全国第6位,共有查明矿区16处,其中大型2处,中型4处,整体勘查程度较高。按照其成因类型可分为沉积型矿床和沉积变质型矿床,矿石类型以(含炭)硅质岩型、泥页岩型和粘土岩型为主。受环境问题等多种因素制约,河南省钒矿资源整体开发利用程度不高。
(2)纵观河南钒矿的地质特征和分布规律,钒矿床的产出具有较明显的地层控矿规律,主要赋矿层位为栾川群煤窑沟组和寒武系下统水沟口组。其中在卢氏-栾川一带发现的钒矿矿床,其矿(化)体主要赋存于栾川群煤窑沟组;内乡-淅川一带的钒矿矿床,其矿(化)体主要赋存于寒武系下统水沟口组。成矿作用主要包括陆源物质遭受风化、搬运及沉积作用,在后期的构造演化过程中,结合生物作用和热水作用下形成了赋矿的黑色岩系。因此,认为钒矿成矿物质来源主要两方面:一方面为陆源碎屑物再生物作用下发生沉淀富集;另一方面为热液喷流作用带来的深部富钒物质。根据其典型矿床特征表明矿床的形成过程可划分为沉积预富集-热液再活化-表生改造三个阶段。
(3)河南省钒矿资源位于华北陆块、秦岭构造带与扬子陆块拼贴、碰撞的过渡地带,成矿区位优势明显,具有良好的找矿前景。但是,目前已查明资源量的大中型钒矿多位于丹江水库附近,且目前技术条件的采选方法对环境会产生一定的影响,因而导致河南省钒矿资源整体利用程度不高。因此,建议一方面围绕远离自然保护区的卢氏-栾川一带前期勘查成果的基础上开展外围及深部找矿,扩大找矿成果;另一方面加强对采选技术的创新研究,尽可能减少或避免由矿床开采对环境造成的影响和破坏,实现钒矿的高质量开发利用。
① 河南省地质矿产局. 1989. 河南省区域地质志[M].