大豐釩礦位於上林縣境內，跨西燕鄉、大豐鎮及明亮鄉3個鄉鎮。全長33km，寬約1km，面積約40km2。區域構造環境屬於右江海西-印支期裂陷海(Ⅲ級)的桂西斷陷(Ⅳ級)。礦床處於受南丹-昆侖關斷裂帶控制的丹池裂陷槽內，礦區位於裂陷槽南段。該礦床由廣西第七地質隊於1979年發現，後經該隊及廣西壯族自治區第四地質隊勘查，至1987年已查明為壹大型釩礦床。
壹、礦區地質
1.巖相古地理特征
誌留紀末，由於廣西運動的影響，揚子板塊與華夏板塊聚合，形成了統壹的中國南方板塊，華南造山帶的形成，結束了中國南方主要板塊的活動過程，從此進入板內活動階段。板內活動以張裂作用為主，伴隨明顯的走滑運動。礦區位於桂中大明山東側北西向的南丹-昆侖關深斷裂帶上，該斷裂為同沈積拉張斷裂，正是該同沈積斷裂控制了丹池裂陷槽的形成及裂陷盆地中沈積相的分異和演化。
本區泥盆紀沈積初期所處古地理環境(圖3-17)是:北為江南古陸，東南為雲開古陸，南部為欽州舌形海槽，西為桂西古陸。
圖3-17 大明山地區泥盆系沈積初期所處古地理位置示意圖1—工作區;2—古陸(古島);3—海槽;4—濱淺海;5—海侵方向
廣西運動後，海水自欽州海槽向北東方向緩慢入侵，早泥盆世蓮花山期，海水由南西進入本區，本區處於潮坪相帶與潮下帶-半局限盆地相帶的過渡地帶。沈積物為粗粒碎屑巖-細碎屑巖組合的濱岸碎屑沈積。至那高嶺期，海域擴大。郁江期時則為早泥盆世普遍性海侵時期，本區已完全屬於潮下帶-半局限盆地環境，沈積物巖性為巖屑砂巖、粉砂質泥巖及泥巖組合。
早泥盆世晚期的塘丁期及早納標期，為廣西泥盆紀早期重要的地殼劇烈拉張期，海侵擴大，巖相古地理發生明顯變化，相帶分異明顯，出現了與北西向同生斷裂活動密切相關的南丹臺溝，本區即屬於南丹臺溝(圖3-18)，由灰黑色炭質泥巖夾薄層矽質巖及泥晶灰巖組成，發育微細水平層理、波狀層理，生物為竹節石、菊石、三葉蟲等。上林釩礦即產於塘丁組中下部層位的炭質泥巖中。
中泥盆世早期，繼承了塘丁期、早納標期的沈積環境，礦區仍為臺溝環境，沈積物巖性為灰黑色泥巖夾矽質泥巖及泥晶灰巖透鏡體。
中泥盆世晚期—晚泥盆世早期為廣西泥盆紀時地殼又壹次劇烈拉張期，海侵擴大、海水加深，是自泥盆紀以來最大的海侵期。該區繼續保持臺溝環境，巖性為矽質巖-泥巖-泥晶灰巖組合(羅富組)及矽質巖-矽質泥巖組合(榴江組)，生物以竹節石為主。
到晚泥盆世又發生海退，雖然沈積環境仍為臺溝，但巖性已為條帶狀、扁豆狀灰巖取代。
至早石炭世，地殼再次拉張沈陷，海侵擴大，進入石炭紀演化階段。
2.地層
礦區出露地層有下泥盆統郁江組及塘丁組，中泥盆統納標組及羅富組，上泥盆統榴江組，第四系全新統桂平組。下泥盆統塘丁組下部是本區主要的含釩層位。
(1)下泥盆統郁江組(D1y)
為礦區出露的最老地層，分布於大明山腳。底部為淺灰色中厚層細粒巖屑石英砂巖，其成分成熟度、結構成熟度較高，具大型交錯層理和沖洗層理。下部為淺灰色中層粉砂質泥巖、泥巖。上部為黃綠-黃褐色薄-中層泥巖、含粉砂質泥巖、泥質粉砂巖。上部地層地表為灰黃色、紫紅色粉砂質絹雲母泥巖(局部夾生物碎屑泥質灰巖)，頂部常夾深灰色生物碎屑微晶灰巖薄層或透鏡體，發育水平層理、浪成波痕。在深部，郁江組頂部主要為壹套含生物碎屑的泥質灰巖，局部為含矽質條帶灰巖、灰巖，間夾泥巖薄層。厚232～653m。
圖3-18 大明山地區早泥盆世塘丁期巖相古地理示意圖
(據吳詒等，1987)
(2)下泥盆統塘丁組(D1t)
是本區的含礦地層，巖性為黑色炭質泥巖夾含炭矽質巖。根據含炭矽質巖夾層的多寡，本組地層又分為上、中、下3部分。其中以中部含炭矽質巖較多。
塘丁組下部:是本區的主要含釩層位。因風化程度不同，地表與中深部的巖石特征有差異。地表以灰黃色、黃色、紫黃色風化泥巖為主，局部為灰黑色。該層地表風化程度不壹，風化地段炭質已部分或全部流失，巖石顏色變淺。未風化的地段仍出露黑色的炭質泥巖。風化深度壹般為0～19m。中深部以炭質泥巖為主，夾少量含炭矽質巖或泥質灰巖。炭質泥巖呈黑色，質軟，含水分多，可塑性強，可見浸染狀、星點狀、小團塊狀黃鐵礦分布。含炭矽質巖呈黑色、灰黑色，向上矽質巖有增多的趨勢。泥質灰巖呈灰黑色，含生物碎屑及星點狀、小團塊狀黃鐵礦。泥質灰巖夾層的層數不定，厚度不等，單層厚0.10～10cm，層數最多達20層。經鉆探證實，由淺及深，泥質灰巖夾層的層數增多，厚度增大;炭質泥巖有逐漸相變成灰巖的趨勢，釩礦化也隨相變而減弱。
塘丁組中部:地表為灰黃色、灰黑色泥巖夾矽質巖。深部為炭質泥巖夾含炭矽質巖，或含炭矽質巖與炭質泥巖互層，局部夾泥質灰巖。含炭矽質巖為細粒結構、薄層構造;含少量星點狀黃鐵礦。
塘丁組上部:地表為黃色、灰黃色泥巖。深部為炭質泥巖，局部夾少量含炭矽質巖。炭質泥巖巖性與塘丁組中、下部炭質泥巖相似，但含炭、含水分較少，巖性稍硬，釩含量很低(V2O5＜0.3%)。
總的來看，塘丁組以炭質泥巖為主，中部夾有含炭矽質巖。含炭矽質巖呈條帶狀、小扁豆狀，沿走向、傾向變化均很大，在中部相對集中，但向上、向下分布範圍可寬、可窄、時疏、時密，無規律可循。當矽質巖條帶密集且分布範圍大時，炭質泥巖就相對減少、變薄，釩礦化通常變差，礦體變薄以致尖滅。此外，塘丁組的炭質泥巖、含炭矽質巖向深部逐漸相變為泥質灰巖、矽質灰巖、泥巖。厚22.09～129.39m。與下伏郁江組整合接觸。
(3)中泥盆統納標組(D2n)
巖性以灰-灰黑色薄-中層泥巖、含炭泥巖為主，局部夾少量矽質泥巖及泥質灰巖薄層。見黃鐵礦呈星點狀、小團塊狀分布，底部含量較高。納標組底部與塘丁組頂部巖性相似，為連續沈積，呈漸變過渡，因此，無明顯標誌層區分。厚31.46～128.62m。與下伏塘丁組整合接觸。
(4)中泥盆統羅富組(D2l)
矽質巖、含泥矽質巖夾泥巖、矽質泥巖、矽質頁巖。灰色、灰黃色、黃褐色，矽質巖為微粒結構，薄層狀構造為主，水平層理、水平互層層理發育。泥巖夾層底部較多。在深部，矽質巖為灰色、灰黑色，局部含有少量炭質。厚28.91～57.97m。與下伏納標組整合接觸。
(5)上泥盆統榴江組(D3l)
矽質巖夾矽質泥巖。黃色、灰色，微粒結構，薄-中層狀構造。底部夾1～3層含錳矽質巖，錳質經次生富集後，常形成小型淋濾堆積型錳礦。厚度大於168.07m。與下伏羅富組整合接觸。
(6)全新統桂平組(Qhg)
下部為砂礫石，上部為亞黏土、砂質黏土。厚度為0～15.6m。與下伏地層不整合接觸。
3.構造
礦區位於大明山復式背斜的北東翼。大明山背斜軸向北西，長60km，寬10～17km，軸面近直立，軸線呈波狀彎曲。核部由上寒武統黃洞口組和下奧陶統六陳組復理石-類復理石的砂頁巖及少量加裏東期火山巖和侵入巖組成，兩翼由泥盆系、石炭系、二疊系的砂泥巖、矽質巖、碳酸鹽巖及少量的火山巖、侵入巖組成。
礦區位於大明山背斜北東翼，除次級褶皺筆架山鼻狀背斜外，壹般構造不發育，總體上為壹單斜構造，巖層走向300°～330°，傾向北東，傾角較緩，壹般20°～35°。
筆架山鼻狀背斜見於礦區南側筆架山—羅勘壹帶，背斜呈短軸狀，平面形態似“鼻狀”，軸向近東西，向東傾伏;兩翼對稱，其地層傾角14°～35°。核部地層為下泥盆統砂泥巖、炭質泥巖、含炭矽質巖;兩翼地層為中泥盆統—二疊系砂泥巖、矽質巖、灰巖等。受其影響，該地段地層走向呈“3”字形彎曲，並發育壹些波及不深的小褶曲。
區域上斷裂發育，以北西向斷裂規模最大。北西向區域性深大斷裂有楊圩-樟木坪斷裂(屬南丹-昆侖關斷裂帶的壹部分)、楊三-天馬斷裂(屬田林-巴馬斷裂帶的壹部分)。兩條斷裂均屬區域性同沈積斷裂，早期具張性，後期具壓扭性，其活動始於華力西期，強烈活動於印支期，燕山期繼續活動，導致丹池裂陷盆地及南丹臺溝的形成，以及昆侖關巖體的侵入和馬頭斷陷盆地的形成。
礦區內斷裂構造不發育，可見壹些小斷裂和層間破碎帶。
斷裂規模壹般不大，長350～450m，寬5～40m，多為扭性和壓扭性的逆斷層。部分斷層構造對釩礦體起破壞作用，破壞了礦層的連續性。
層間破碎帶主要出現在99～213線，位於郁江組與塘丁組、塘丁組與納標組分界面及其附近，少數位於礦層中(表3-7)。寬度壹般為0.30～1.56m，破碎帶中多有石英脈或方解石脈充填。礦層中如果發育層間破碎帶，破碎帶部位釩礦化變弱。
表3-7 礦區部分層間破碎帶發育情況壹覽
二、礦床地質
(壹)礦體特征
大豐釩礦區，控制釩礦化長度33km，除北部463線、383線，南部240線、440線、506線未見礦外，其余地段均有釩礦體存在。控制工業礦體7個(圖3-19)，總長度26.95km。
釩礦體賦存於塘丁組(D1t)中下部，礦層底板距郁江組(D1y)頂界0～17m，壹般為2～8m。礦體平面上呈長條狀、條帶狀，剖面上呈層狀、似層狀產出，礦體產狀與巖層產狀基本壹致，走向北西—北北西，略呈“3”字形展布(圖3-19，圖3-20)。傾向北東—北北東，傾角緩，為10°～40°，壹般為20°～35°。其中③號礦體規模最大，長14.34km(349～208線)，礦體連續，礦體厚1.06～28.29m，平均厚15.21m。礦層出露地表，延深200～780m;V2O5品位為0.718%～1.804%(單工程平均)，平均品位為1.061%，品位變化系數(Vc)為0.27。礦體沿走向、傾向厚度和品位變化不大;礦體主要位於50～150m標高之間，最低見礦標高為-40.24m，礦層夾石少。③號礦體為礦區主礦體，礦體長度占全區礦體總長度的53%，V2O5儲量占全礦區總儲量的70%，其余各礦體特征見表3-8。
圖3-19 西燕-巷賢礦區釩礦體分布圖(據廣西壯族自治區第四地質隊，2003)
表3-8 礦體特征壹覽
圖3-20 西燕-巷賢礦區釩礦233勘探線剖面(據廣西壯族自治區第四地質隊，2003)
(二)礦石特征
1.礦石類型
按礦石的自然類型劃分，分為氧化礦石和原生礦石。
氧化礦石主要分布於中部(199～159線)地勢較高的山頭，出露最大標高170m，工程揭露最低氧化標高148.3m，高差21.7m。工程揭露的氧化礦深度為0～11.9m。氧化礦石呈黃色、褐黃色、灰白色、灰色和深灰色，風化越強顏色越淺，局部含較多的褐鐵礦。氧化礦石炭質流失，泥質含量增高，V2O5品位相對較高。
原生礦石:分布於中深部，於地勢低的部位直接出露地表。控制斜深200～710m，最低見礦標高為-40.24m。礦石呈灰黑-黑色，炭質成分較高，發育大量浸染狀、星點狀、團粒狀黃鐵礦，呈他形-自形晶，均勻-不均勻分布於礦石中。
根據礦石的物質成分及含量又可分為3類:炭質泥巖礦石、矽質炭質泥巖礦石、黏土炭質泥巖礦石，以炭質泥巖礦石為主。此外，還有少量含炭矽質巖、含鈣炭質泥巖、泥質灰巖等礦石類型，但在這些類型的礦石中V2O5含量壹般僅達邊界品位。
2.礦石的礦物成分
礦石的礦物成分較簡單，主要礦物成分為伊利石(含量66%左右)及炭質(含量15%，以有機質為主)，次要礦物成分為石英(含量8%左右)、黃鐵礦(5%左右)、絹雲母及高嶺石，少-微量礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、方解石、石榴子石、金紅石、電氣石、磷灰石、鋯石及白鈦石等。礦石中未發現釩的獨立礦物。
伊利石是礦石中最主要的礦物，其結晶細小，主要為隱晶-顯微鱗片狀、細小針狀，粒度壹般為0.001mm×0.02mm至0.06mm，少數粒度大者為後期蝕變絹雲母及白雲母，粒度可達(0.01～0.02)mm×0.1mm及0.04mm×0.1mm。可見伊利石與黏土礦物組成的席狀交織結構。伊利石的化學成分分析結果見表3-9。
表3-9 伊利石多項分析
由表3-9可知，礦區內伊利石為貧鉀、富水的鋁矽酸鹽礦物，其釩含量較高，為原礦石平均品位(1.13%)的兩倍，與釩礦化關系密切，是區內礦石中釩的最主要載體。
礦區內石英有兩種產出形態，壹為原巖中的碎屑石英，另壹為後期矽化石英。碎屑石英呈他形、次棱角狀-次渾圓狀，明顯均勻地分散於黏土礦物中，粒度較均勻，壹般為0.02～0.08mm，大者0.1mm(較少見);而後期石英則明顯地呈不均勻狀態產於礦石中，呈星散狀產出，或呈不規則狀、細脈狀、團塊狀產出，其粒度較細，壹般為0.01～0.04mm，大者達0.06～0.12mm或0.1mm×0.24mm，矽化石英中見黃鐵礦、綠泥石伴生，偶見磷灰石伴生。
3.礦石的化學成分
礦區氧化礦石及原生礦石化學組分含量見表3-10和表3-11。
表3-10 氧化礦石多項分析
表3-11 原生礦石的化學成分多項分析
*1cal=4.1855J
礦石中主要有用組分為V2O5，在原生礦石中V2O5為1.13%，氧化礦石中V2O5含量稍高，達1.37%，V2O5單樣含量為0.5%～2.248%，常見變化範圍多為0.988%～1.331%，全區平均品位為1.061%。礦石中其他組分主要為SiO2(48.10%～64.87%)、Al2O3(11.88%～17.63%)、總C(在原生礦石中達14.90%)、TFe2O3(4.26%)，此外，原生礦石中含S較高，達4.04%，總體上是富Si、Al、C，貧Ca、Mg;礦石化學成分的另壹特征是隨空間的不同而變化，V2O5、總C、泥質含量自北往南由低到高，這種變化特征與礦區西北以碳酸鹽巖沈積為主、東南以碎屑巖沈積為主是壹致的。
礦石中伴生有用組分為總碳及銀。釩礦石中含碳總量為14.9%，測定其發熱量為818～1688cal/g，平均為1256cal/g，已達石煤要求。銀在氧化礦石中含量小於2×10-6，無綜合利用價值，但原生礦石中含Ag大於5×10-6，單工程組合樣最高達170×10-6，礦體平均為13.4×10-6，已達綜合利用價值。
有害元素為S、As。S在原生礦石中含量為4.04%，As小於0.01%，含量均較低，對礦石的選冶性能影響不大。
4.礦石結構構造
(1)礦石結構
主要有泥質結構、顯微鱗片-泥質結構、隱晶-泥質結構、微-細粒結構及生物碎屑泥質結構，局部見席狀交織結構。
泥質結構、顯微鱗片-泥質結構:普遍存在於本區炭質泥巖礦石中，黑色泥炭質均勻分布，伊利石呈顯微鱗片狀，具定向排列，並見伊利石與黏土礦物組成的席狀交織結構。大小為0.004～0.10mm。
隱晶-泥質結構:鏡下見黑色泥炭質的基底上散布著少量的隱晶質黏土礦物。
微-細粒結構:主要存在於含炭矽質巖中，石英重結晶呈不規則微-細粒狀，壹般為0.01～0.04mm，大者達0.1mm，粒間呈鑲嵌接觸。
生物碎屑泥質結構:礦石中富含生物碎屑，最高含量占45%，生物碎屑主要為竹節石，次為腕足類、雙殼類。大者可達3.5cm，小者小於1mm。大部分生物碎屑由泥質、少量矽質組成，有的因風化流失而呈孔洞狀，溶孔呈塔尖狀、長條狀、橢圓狀或不規則狀，其中有的被黃鐵礦、褐鐵礦充填。不均勻散布。
(2)礦石構造
主要有薄層狀構造、皺紋狀、顯微皺紋狀構造、紋層-條帶狀構造、孔洞狀構造及脈狀、團塊狀構造。
薄層狀構造:普遍存在於本區礦石中，組成礦石的泥巖與含炭矽質巖呈薄層狀相間產出，單層厚1～5cm，層間整合接觸。
皺紋狀、顯微皺紋狀構造:微細的黏土礦物呈顯微皺紋狀分布於泥炭質中構成顯微皺紋狀構造;或生物碎屑呈皺紋狀分布於泥炭質中，構成皺紋狀構造。
紋層-條帶狀構造:由石英組成的矽質條紋或條帶與巖石中伊利石定向排列的條紋、條帶相間排列組成，矽質條紋寬0.1～1.4mm。
孔洞狀構造:礦石中富含的生物化石及生物碎屑因風化淋失而呈孔洞狀，其中有的被赤鐵礦或褐鐵礦充填。
脈狀、團塊狀構造:石英、方解石、黃鐵礦礦物集合體呈細脈狀或大小不壹的團塊狀，不均勻地分布於礦石中。
5.釩的賦存狀態
經研究未發現釩的獨立礦物，說明釩是呈分散狀態存在的。前已述及，伊利石為釩的主要載體礦物。
原礦經焙燒去炭，再用水和酸浸泡，結果水浸釩析出率僅2.25%;酸浸釩析出率為13.5%。經計算釩與炭的相關系數(r)為0.47。說明釩與炭關系不太密切。
因黏土礦物是壹種良好的吸附體，對原礦進行水浸、酸浸試驗。水浸釩析出率僅2%;酸浸釩析出率小於10%，Al2O3析出率小於7%，K2O析出率小於2%。結果表明伊利石吸附的釩也很少，絕大部分釩未被分解析出。
用氫氟酸溶礦可以破壞伊利石的晶格，結果是釩與鋁的析出率均達到80%以上，其中釩幾乎全部析出，釩、鋁、鉀的析出量成正消長關系，V2O5/Al2O3比值穩定，釩與鋁的相關系數(r)為0.7，說明釩與鋁關系密切。
綜上述可知，當伊利石基本未被破壞時，鋁、鉀、釩基本不轉入溶液，釩析出率很低。當伊利石被溶解時，釩則隨鋁、鉀同時進入溶液，而且隨著HF濃度的增高，伊利石被溶解得越充分，釩的析出越完全。因此可以認為，礦石中的釩絕大部分是以類質同像形式替代鋁而存在於伊利石的晶格中，僅少量的釩為炭質及黏土礦物吸附。
(三)圍巖蝕變及熱水沈積巖
礦區圍巖蝕變主要為矽化、黃鐵礦化，次有方解石化、綠泥石化和絹雲母化。
矽化與熱水沈積作用有關。可以認為，當熱水作用的矽化強烈時就形成了礦區的矽質巖，當熱水蝕變作用弱時，就形成了壹般的矽化。前已述及，矽質巖以塘丁組(D1t)中部較發育，釩礦主要產於塘丁組下部，該層也有含炭矽質巖產出，表明釩礦體上下盤圍巖中都有矽質巖，但以上盤更發育。含炭矽質巖為黑-灰黑色，細粒鑲嵌狀結構，微-薄層狀構造、紋層-條帶狀構造，成分以石英為主，少量泥質、炭質及星點狀黃鐵礦。而矽化則呈細脈狀、不規則細脈狀、團塊狀及浸染狀產出。石英細脈可見呈追蹤張裂狀，脈細者寬僅0.05mm左右，寬者可達0.1～1.0m，如層間破碎帶所見(表3-7)。石英粒度壹般為0.01～0.08mm，大者達0.1～0.25mm。呈他形粒狀、鑲嵌狀產出。石英集合體中常有黃鐵礦伴生，還有少量綠泥石、絹雲母與之伴生，偶見磷灰石、白雲母伴生。層間破碎帶產出的石英脈同樣，既有產於礦體下盤，如郁江組(D1y)與塘丁組(D1t)界線附近者，也有產於礦層上盤者，且與矽質巖壹樣，礦層上盤相對更發育。
黃鐵礦化較矽化弱，但較常見，主要表現為黃鐵礦在巖石中呈浸染狀產出，少量黃鐵礦集合體呈不規則脈狀、小團塊狀，並見石英-黃鐵礦細脈穿插於巖石中。黃鐵礦呈他形-半自形或半自形-自形粒狀，鏡下見多為四邊形或多邊形切面，部分黃鐵礦已氧化成褐鐵礦。粒度壹般為0.01mm至0.1mm×0.2mm，大者達1mm。無論是浸染狀還是脈狀黃鐵礦，均與石英關系密切，二者緊密***生。
方解石化表現為方解石呈細脈狀、不規則脈狀、團塊狀產於層間破碎帶中。綠泥石化則為綠泥石呈小團塊產出，並常與矽化石英伴生。絹雲母化僅局部見及。
三、礦床成因
關於上林大豐釩礦區礦床成因類型前人做過壹些工作，廣西壯族自治區第四地質隊1987年提出為炭質、矽質頁巖中沈積型釩礦床的認識，後於2003年又提出是產於淺海槽盆相近陸帶的沈積-成巖型同生沈積礦床，郜兆典(2000)提出為海相熱水沈積礦床。作者通過工作，也認為本區釩礦為海相熱水沈積礦床，其依據如下:
1)海相熱水沈積礦床壹般產於拉張環境，常與裂谷、裂陷槽等構造環境有關，礦床產於受同沈積斷裂控制的次級盆地中，而沈積盆地的最大拉張裂陷期是熱水沈積成礦活動的最有利時期。上林釩礦產於右江裂谷盆地的丹池裂陷槽中，並受南丹-昆侖關區域性同沈積斷裂帶的控制，成礦環境有利。吳詒等(1987)的研究指出，廣西在泥盆紀時以早泥盆世晚期塘丁期至中泥盆世早期及晚泥盆世早期為地殼劇烈拉張活動期。因而這兩個時期也是區內海底熱水噴流沈積成礦的最有利時期。事實上區內釩礦就賦存於早泥盆世的塘丁組中，是熱水沈積成礦最有利的時期。
2)塘丁組中見有鈣屑濁積巖，發育粒序層理及各種重力流滑動構造，在郁江組與上覆塘丁組界面附近發育層間破碎帶等現象表明有同沈積構造活動發生，正是這種同沈積斷裂構造控制了海盆及海盆中次級窪陷的形成以及礦體的分布。因此區內發育的同沈積斷裂構造是區內熱水沈積成礦的構造標誌。
3)塘丁組巖性為黑色炭質泥巖夾含炭矽質巖。其中矽質巖具微-細粒結構、微-薄層狀構造、紋層狀、條帶狀構造，具熱水沈積巖特征。釩存在於炭質泥巖中。這種含釩高炭質泥巖與含炭矽質巖組合，特別是矽質巖的產出，為熱水沈積成礦作用在巖石學上的標誌。
4)區內釩礦呈層狀、似層狀產出;礦石具薄層狀、皺紋狀、紋層狀構造;礦體與含炭矽質巖密切伴生;圍巖蝕變較弱，有矽化及弱的方解石化、黃鐵礦化，在礦體頂、底板均見及，但以底板稍強，如底板巖石普遍發育團塊狀及浸染狀黃鐵礦，而矽質巖可看作是強烈矽化的產物，以礦體上盤較發育。這些特征是本區熱水沈積成礦的礦床學標誌。
5)根據戈爾德施密特的元素地球化學分類，鋁和釩同是巖石圈中的親石元素，與氧都有較強的親和力。釩在元素周期表中屬第五族元素，但在自然界裏可以呈V3+、V4+、V5+出現。上林釩礦區富有機碳和黃鐵礦，生物主要為浮遊生物，反映了當時的沈積環境屬於相對封閉及較強的還原環境，因而釩可以呈V3+的形式穩定存在，為V和Al的類質同像替代創造了條件，因為V3+和Al在晶體化學性質上有許多相近之處(表3-12)。
表3-12 V和Al晶體化學性質比較
由於上述性質的相近，特別是離子半徑差別較小，更有利於二者之間類質同像的進行。當深部含釩熱水上湧到達海底相對封閉的窪地時，釩就呈V3+形式存在，並以類質同像形式代替Al3+進入晶格，形成了含釩的黏土礦物———含釩伊利石。最後在窪陷中富集呈層狀、似層狀產出的大型釩礦床。