宜昌暮陽(yáng)溪一帶鎳鉬釩多金屬礦基本特征及找礦意義

趙生貴,李志剛,黃桂珍

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北武漢 430034)

宜昌暮陽(yáng)溪一帶鎳鉬釩多金屬礦基本特征及找礦意義

趙生貴,李志剛,黃桂珍

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北武漢 430034)

宜昌市暮陽(yáng)溪一帶鎳鉬釩多金屬礦,賦存于寒武紀(jì)牛蹄塘組黑色巖系中,為沉積型非晶質(zhì)硫化礦,礦層層位穩(wěn)定,延伸較好,具有良好的找礦前景。

暮陽(yáng)溪;黑色巖系;鎳鉬釩礦;找礦前景

0 引言

宜昌暮陽(yáng)溪鎳鉬釩礦位于黃陵背斜南西早寒武世牛蹄塘組黑色巖系中,是湖北省鄂西地區(qū)及相鄰省份重要的多金屬成礦有利層位[1]。前人在湖北省境內(nèi)長(zhǎng)陽(yáng)、竹山及夷陵區(qū)(原宜昌縣)的石牌村均發(fā)現(xiàn)該層位的礦化現(xiàn)象,但由于工作性質(zhì)、工作目的等原因,未作進(jìn)一步工作;貴州、湘西北等相鄰省份在寒武紀(jì)牛蹄塘組黑色巖系中,相繼發(fā)現(xiàn)了一批大、中型的鎳鉬釩礦床。湖北省鄂西地區(qū)與上述地區(qū)同屬上揚(yáng)子地臺(tái)區(qū),有著相近沉積環(huán)境和相似的巖石地層,水系沉積物測(cè)量顯示宜昌暮陽(yáng)溪一帶黑色巖系中存在鎳鉬釩異常。本次通過(guò)系統(tǒng)勘查工作,在上述地區(qū)牛蹄塘組黑色巖系中找到了同類(lèi)型的鎳鉬釩礦,并基本查明了其礦化特征,實(shí)現(xiàn)了這一地區(qū)該類(lèi)型礦床找礦新突破,對(duì)今后該省找尋該類(lèi)型的礦床具有重要的意義。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

宜昌市夷陵區(qū)暮陽(yáng)溪一帶鎳鉬釩礦位于宜昌市西北約50 km,大地構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)之上揚(yáng)子臺(tái)坪鄂中褶斷區(qū),黃陵背斜的南緣,區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定,含礦巖系呈近東西向展布,呈單斜形式向南東緩傾,巖漿活動(dòng)不發(fā)育。

地層分區(qū)屬揚(yáng)子地層區(qū)黃陵地層小區(qū),地層具有二元結(jié)構(gòu)特點(diǎn),下層為黃陵古老的結(jié)晶基底,上層為南華紀(jì)蓮沱組—寒武紀(jì)覃家廟組的沉積地層,二者呈微角度不整合接觸。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

宜昌市夷陵區(qū)暮陽(yáng)溪一帶鎳鉬釩礦賦存于寒武紀(jì)牛蹄塘組(∈1n)中,與下伏震旦紀(jì)燈影組(Z2∈1d)呈平行不整合接觸,與上覆石牌組(∈1s^)呈整合接觸。根據(jù)其地層發(fā)育特點(diǎn)和巖性組合特征,可分為三個(gè)巖性段:

2.1.1 牛蹄塘組一段(∈1n1)

深灰—灰黑色薄—中層微—粉晶灰?guī)r、含炭泥質(zhì)灰?guī)r。下部夾含炭泥巖,向上泥巖夾層減少,底部灰黃色含礫泥巖夾灰黑色薄層硅質(zhì)巖。與下伏燈影組(Z2∈1d)淺灰色厚層微晶白云巖之間有一層鐵泥質(zhì)風(fēng)化層,二者呈平行不整合接觸。

本段地層厚度為27.80 m,為海侵過(guò)程中淺海相沉積。

2.1.2 牛蹄塘組二段(∈1n2)

下部為深灰—灰黑色塊狀含碳質(zhì)泥巖夾灰黑色頁(yè)片狀含鎳鉬釩及透鏡狀(鍋底狀)灰黑色粉晶灰?guī)r,上部灰—深灰色頁(yè)片狀—薄層粉晶泥質(zhì)灰?guī)r夾頁(yè)片狀泥巖、粉砂質(zhì)細(xì)晶灰?guī)r。

本段炭質(zhì)頁(yè)巖為區(qū)內(nèi)鎳鉬釩礦賦礦層位,巖層中黃鐵礦細(xì)條帶和水平層理發(fā)育,底板為塊狀含碳質(zhì)泥巖,頂板為薄層狀粉晶泥質(zhì)灰?guī)r。

本段厚40 m左右,為滯流陸表海沉積。

2.1.3 牛蹄塘組三段(∈1n3)

主要由灰—深灰色薄層—中層狀泥粉晶灰?guī)r、泥晶球粒灰?guī)r組成,局部可見(jiàn)含生物屑泥粉晶鮞?；?guī)r。偶見(jiàn)海綠石,在層面上普遍夾灰黃色泥灰?guī)r條帶或泥質(zhì)薄膜。成層性良好,具水平波狀層理,頂部見(jiàn)瘤狀構(gòu)造。

本段厚50 m,為碳酸鹽臺(tái)地沉積。

2.2 構(gòu)造

鎳鉬釩含礦巖系分布區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單,地層總體為一平緩單斜構(gòu)造,走向約70°,傾向南東,傾角9°～14°,一般12°左右,次級(jí)褶曲不發(fā)育。

斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為小型北西向脆性逆斷層和北東向脆性正斷層,一般斷距較小,對(duì)礦層影響不大。

2.3 地球化學(xué)與地球物理特征

水系沉積物調(diào)查地化資料表明:沿黃陵斷穹周緣存在一系列呈帶狀展布的鉬、鎳、釩組合異常,其分布范圍總體上與寒武系牛蹄塘組基本吻合,部分地區(qū)出現(xiàn)Ni、V二、三級(jí)異常。水系沉積物中鉬含量一般為5×10-6～20×10-6,Ni、V、Ag異常與鉬異常套合良好,異常形態(tài)基本一致。上述特征顯示這一地區(qū)具有良好的鎳鉬釩找礦前景。

高精度磁測(cè)顯示,鎳鉬釩含礦巖系分布區(qū)磁性異常不明顯,地球物理場(chǎng)屬低緩區(qū)。

3 礦化(床)特征

3.1 礦層特征

本區(qū)鎳鉬釩礦賦存于寒武系牛蹄塘組二段中下部,呈層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀140°～160°∠9°～14°,礦層與頂?shù)装寰收辖佑|關(guān)系,分布連續(xù)穩(wěn)定。鎳鉬釩礦化地質(zhì)體為一套頁(yè)片狀炭質(zhì)泥巖,厚2～3 m,以炭質(zhì)含量高、普遍含泥灰?guī)r結(jié)核及粉末狀黃鐵礦集合體為特征。泥巖中夾數(shù)層紋層狀褐鐵礦化粘土層,粘土層厚1～5 cm,主要由褐鐵礦、粘土質(zhì)組成,偶夾灰?guī)r及黃鐵礦小結(jié)核,結(jié)核直徑不超過(guò)2 cm,風(fēng)化露頭外觀呈紅褐色,較松散。

為了確定鎳鉬釩礦含礦層的層位、巖性,對(duì)牛蹄塘組二段不同層位、不同巖性分層系統(tǒng)刻槽取樣。測(cè)試結(jié)果顯示,上述褐鐵礦化粘土層Mo含量一般>0.1%,最高可達(dá)0.54%,為主礦層;炭質(zhì)泥巖Mo含量在0.02%～0.05%之間,其他僅為0.03%,構(gòu)成主礦層頂?shù)椎呢毜V層。全層Mo平均品位在0.06%左右,Ni品位在0.03%～0.16%之間,V2O5含量一般在0.1%左右,最高可達(dá)0.6%。以主礦層為中心,礦體與頂?shù)装鍑鷰r均呈漸變過(guò)渡關(guān)系,礦體邊界完全由樣品控制,肉眼較難識(shí)別。

礦層沿走向和傾向鉬礦化均較穩(wěn)定,顯示沉積礦床成礦特點(diǎn),但礦層風(fēng)化程度等因素對(duì)礦化強(qiáng)度影響較大,風(fēng)化越強(qiáng),有用組分流失越多,礦石品位顯著降低。這一規(guī)律與貴州、湘西北等地區(qū)同層位已知礦床品位變化特征完全一致。

3.2 礦體特征

為了控制該地區(qū)礦體形態(tài),沿巖層走向布置多條探槽。據(jù)其中10條探槽資料統(tǒng)計(jì),礦體在走向和傾向上分布均較穩(wěn)定,礦體平均厚度為1.34 m,鉬平均品位為0.06%,釩平均品位為0.14%,鎳平均品位為0.06%。礦層厚度與品位呈負(fù)相關(guān),即厚度增大時(shí)礦層品位降低。單工程厚度加權(quán)品位Mo在0.04%～0.20%之間?？刹珊穸葹?.6～1 m,達(dá)到了最低可采厚度和最低工業(yè)品位的要求。

3.3 礦石特征

礦石礦物主要由黃鐵礦和非晶質(zhì)硫化鎳鉬釩礦組成。黃鐵礦呈立方體自形晶產(chǎn)出,鎳鉬釩部分以類(lèi)質(zhì)同像進(jìn)入黃鐵礦晶體中。非晶質(zhì)硫化鎳鉬釩礦,呈微小的粉末狀、膠狀賦存于礦石中。

脈石礦物,主要由微—細(xì)晶白云巖、炭質(zhì)、水云母等組成,白云巖呈他形—半自形粒狀,炭質(zhì)為粉末狀集合體,炭質(zhì)較高,一般可達(dá)30%,炭質(zhì)幾乎渲染大部分白云巖表面。

礦石多具微—細(xì)晶結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu),紋層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造,風(fēng)化后呈頁(yè)片狀。

目前地表所見(jiàn)礦石均為氧化礦石,據(jù)本次檢查取樣經(jīng)驗(yàn),礦石氧化后有用組分大量流失,品位顯著降低。

圍巖蝕變?nèi)?礦層普遍具褐鐵礦化。

4 礦床成因淺析

礦床賦存于寒武系牛蹄塘組二段中下部,礦體產(chǎn)狀與地層一致,呈層狀產(chǎn)出,礦床成因與火山活動(dòng)、熱水溶液有較密切的關(guān)系。湖北省鄂西地區(qū)早古生代雖屬穩(wěn)定地區(qū),但相鄰的湘西北、貴州等地均有這一時(shí)期火山活動(dòng)的記錄,礦源主要來(lái)自海底“黑煙囪”[1]。

控礦因素主要有二點(diǎn):一是層位,礦體賦存于特定的層位(牛蹄塘組二段中下部),礦體和地層產(chǎn)狀一致,層控特征明顯,完全受層位控制;二是巖相古地理環(huán)境,暮陽(yáng)溪在牛蹄塘組二段沉積時(shí)期為滯流海灣環(huán)境,以黃陵穹窿為依托,向西南海水逐漸加深,與外海有一定的物質(zhì)交換。該環(huán)境為一較強(qiáng)的還原環(huán)境,沉積物中所含豐富的炭質(zhì),對(duì)成礦物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附作用,部分炭質(zhì)則直接進(jìn)入有益礦物中,形成獨(dú)立的“炭硫鉬礦”等礦物[2]。鎳鉬釩等有用組分由源區(qū)穩(wěn)定提供,不斷被吸附、沉淀加以富集,最終形成規(guī)模較大的典型沉積成因的層控鎳鉬釩礦床。

5 結(jié)語(yǔ)

暮陽(yáng)溪鎳鉬釩礦位于黃陵背斜以南早寒武世牛蹄塘組黑色巖系中,為典型的沉積型礦(化)床,礦化以鉬礦為主,鎳釩在部分地段達(dá)到邊界品位,形成伴生礦(化)床,與貴州、湘西北牛蹄塘組中所發(fā)現(xiàn)的一系列鎳鉬釩礦床比較,其沉積環(huán)境相同、層位相近[3,4],礦化特點(diǎn)一致,同屬牛蹄塘組炭質(zhì)頁(yè)巖中非晶質(zhì)硫化礦,含礦層位穩(wěn)定。

該地區(qū)牛蹄塘組黑色巖系分布廣泛,且含礦帶向兩側(cè)及深部均仍有延伸,在鄂西及周邊地區(qū)具有很好的代表性。通過(guò)進(jìn)一步工作可望發(fā)現(xiàn)與貴州、湘西北兩省相似的大型鎳鉬釩礦床。

[1] 魏懷瑞,楊瑞東,等.貴州早寒武世黑色頁(yè)巖地球化學(xué)特征及其意義[J].貴州大學(xué)報(bào),2006,23(4):356.

[2] 潘家永,馬東升,陳少華,等.湘西北下寒武統(tǒng)鎳—鉬多金屬富集層鎳與鉬的賦存狀態(tài)[J].礦物學(xué)報(bào),2005,25(3):287.

[3] 樊正烈.貴州鉬礦地質(zhì)特征及找礦前景[J].貴州地礦,2006,23(2):103.

[4] 鮑正襄,萬(wàn)榕江,包覺(jué)敏.湘西北鎳鉬釩礦成礦特征[J].湖北地礦,2001,15(1):14.

(責(zé)任編輯:李 雯)

Basic Characteristics and Prospecting Sign ificance of Nickel-molybdenum-vanadium Polymetallic Ore in the Vicin ity of Muyangxi,Yichang City

ZHAO Shenggui,LI Zhigang,HUANG Guizhen
(Hubei Institute of Geological Survey,Wuhan,Hubei430034)

The nickel-molybdenum-vanadium polymetallic ore in the vicinity of Muyangxi,Yichang city,hosted in Cambrian Niutitang Fm in black rock series,the sedimentary amorphous sulfide mineral.It has formation stability,better extension,good prospecting potential.

Muyangxi;black rock series;nickel-molybdenum-vanadium ore;prospecting potential

P618.6

A

1671-1211(2010)04-0359-03

2010-03-24;改回日期:2010-07-21

趙生貴(1963-),男,工程師,地質(zhì)專(zhuān)業(yè),從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E-mail:51564071@qq.com