李家湾钒矿是赋存于牛蹄塘组黑色岩系中的代表性钒矿床,为了查明赋矿黑色岩系的地球化学特征、沉积环境以及钒的富集机理,对牛蹄塘组不同岩性段进行了野外调研、显微岩矿鉴定、全岩XRD矿物成分分析以及主、微量元素地球化学分析,选取典型样品开展了μ-XRF面扫描分析。李家湾矿区的牛蹄塘组黑色岩系分为三个岩性段,主要成分为石英、黏土矿物、白云母和有机质。牛蹄塘组黑色岩系中相对富集V、Mo、Ni、Se、Sb等元素,相对亏损Mn、Co、Sn等元素。V主要在第一岩性段中富集,其含量与Mo、Ni、Se等元素含量呈正相关,可能具有相似的来源和富集过程。李家湾矿区牛蹄塘组黑色岩系形成于中—高盐度、缺氧、弱滞留的浅海环境,成岩成矿物质来源与海底热液活动有关,钒主要以类质同象的形式赋存于黏土矿物中。