宜昌黑色巖系成礦初探

陳綠森，張 揚，汪 文

（湖北省地質局第七地質大隊，湖北 宜昌 4430000）

宜昌黑色巖系成礦初探

陳綠森，張 揚，汪 文

（湖北省地質局第七地質大隊，湖北 宜昌 4430000）

文章通過借鑒國內外同類課題的相關研究資料，分析和研究黑色巖系成礦方面的機理，并結合當前國內外同類課題的研究現(xiàn)狀，對黑色巖系金屬礦床資源的變化趨勢進行了預測和分析。在實際研究與分析中，將宜昌地區(qū)黑色巖系成礦方面的研究為重點，分析這一領域的課題。

宜昌；黑色；巖系；成礦；初探

黑色巖系是富含相當豐富的硫化物與有機碳的一種巖礦，它的巖色并非純黑，而是介于灰與黑之間的一種色澤，包括泥質巖、碳酸鹽巖和硅巖和他們經過物理化學性質發(fā)生變化之后而形成不同種類的新的巖礦。該巖系中最常見的是瀝青質和碳質的頁巖，而且其中的礦化的頁巖，其經濟價值逐漸抬升。因此，研究和分析黑色巖系成礦，具有深遠的歷史意義和現(xiàn)實意義。

1 黑色巖系成礦研究的現(xiàn)狀及價值

作為一種符合地球化學、古生態(tài)學與沉積學等方面特征的黑色頁巖，在沒斷絕氧氣的水下有種暗色的泥質巖，富含極高的有機質，總有機碳已經超過1%。不過這方面的巖礦在湖北地區(qū)并非廣泛，僅見于湖南一帶。在湖北境內，尤其是宜昌地區(qū)分布的是其他類型的黑色頁巖。這些黑色頁巖不僅種類也較多，而且伴生多、規(guī)模大、品位高，有一部分礦床品種即便在世界范圍內也是極其重要的。從當前的情況來看，黑色系頁巖的探索已卓有成效地深入開展。現(xiàn)在已基本上對淺層礦物中的化學元素有了一定的了解，對其分布的機制與規(guī)律也有了初步的認識。特別是在與白堊紀相關的礦床形成的研究，已突破了對地球本身的研究，其研究的領域甚至已經涉及到宇宙的其他天體。

根據(jù)取得的研究成果發(fā)現(xiàn)，宜昌黑色頁巖系的形成大多是因為環(huán)境本身已經缺氧，或是因為某種突發(fā)性事件導致了環(huán)境中氧氣的缺失而出現(xiàn)的一種情況。應該說這是一種與生命本身的活動是息息相關的，更與某些化學元素的循環(huán)有著某種關系。這些元素為Ba、U、V、Mo、Ni、Ca、Mn、Fe，也包括S、O、P、N、C等。在地質發(fā)生演變的歷史上，對黑色巖系和相關成礦方面的研究，尤其是生物因素對成礦的影響的研究，對于巖石圈、古生物圈、古水圈和古大氣圈的研究都起到了極大的促進作用。

2 黑色巖系成礦的機理分析

2.1 黑色巖系成礦的化學元素

礦床資源蘊含于黑色巖系之中，曾經有相當長的時間，人們一直認為這些價格只是潛在的而非現(xiàn)實的，因此在實際礦床資源的開發(fā)利用方面，有許多資源都未被開發(fā)出來。但此后，隨著開發(fā)的不斷進行，人們對于黑色巖系的成礦機理的認識，也隨之加深。

上世紀70年代末，關于礦床與黑色巖系方面的研究十分薄弱。有的研究認為有的金屬礦藏，盡管蘊育于黑色巖系之中，但是并意味著黑色巖系直接導致了這些礦床的形成。但是通過對宜昌的礦床進行反復研究對比后卻發(fā)現(xiàn)，至少有20余種元素其成礦也黑色巖系有關，例如鍺、鉈、碲、硒、鉬、鎳、釩、鈾、鋅、鉛、銅、錳、銻、錫、銀、金等，這些元素匯聚而成的礦床資源大多以條狀或帶狀的形式出現(xiàn)。

2.2 黑色巖系成礦的環(huán)境因素

關于黑色巖系這種類型的金屬礦的形成原因，一種說法認為，宜昌歷史上溫暖濕潤的自然環(huán)境，蘊含著生機盎然的植物與其他生物，一些生物的碎屑隨著地表徑流進入湖泊之中，讓湖泊積聚了太多的陸源生物。溫度由于分層現(xiàn)象，加之海水的侵入作用，讓水體的結構漸趨穩(wěn)定。生物的生存對氧氣的消耗，直接導致了湖泊底層始終保持著一種缺失氧氣的狀態(tài)。許多湖泊中一些細微的顆粒開始逐漸沉積下來，這便成為礦床的形成的一個因素。

2.3 黑色巖系成礦的事件因素

黑色巖系相關元素與地質事件的關系是，地質構造出現(xiàn)拉張的情況下，因斷裂而成凹槽。在凹槽的內部，出現(xiàn)高低起伏的地型地勢。加之，地質歷史上發(fā)生環(huán)境的突變現(xiàn)象，都給黑色巖系的成礦創(chuàng)造了條件。特別是這種環(huán)境的變化事件，直接或者間接地導致缺氧狀態(tài)，就為成礦創(chuàng)造了適宜的環(huán)境，以宜昌長陽地區(qū)為例，其鉬釩礦床的成礦，就直接或間接與這種環(huán)境有關。

3 結束語

自上世紀70年代末開始，人們探索黑色頁巖成礦，研究一直持續(xù)不斷地進行著，特別是關于海相的頁巖成礦研究取得了顯著的成果，對沉積的環(huán)境方面展開的研究亦有一定的收獲。從宜昌的情況來看，非金屬與金屬礦床主要產生在古生代，而黑色頁巖基本富含于油氣的礦產之中，最早出現(xiàn)的時間應為中生代。當宜昌處在志留紀、奧陶紀、寒武紀和震旦紀之時，海洋經常處在一種缺少氧氣的狀態(tài)。一些非金屬礦及金屬礦基本上富含于沉積的黑色頁巖之中，而且在湖北宜昌地區(qū)分布明顯。這些黑色頁巖大多含有Mo、Ni、V及一些其他微量元素。就目前的研究情況來看，宜昌在黑色巖系成礦方面的研究比較薄弱，對于海相與湖相頁巖的形成原因，對比性的研究方面亟待加強；在研究的方法上，由于對黑色巖系成因沒有系統(tǒng)性的探索，導致某些研究滯后。特別是應用高分辨率手段進行分析表現(xiàn)為明顯不足。因為沒有這種分析手段，導致有機質在堆積過程中所需要的基本條件，還有有機質堆積的動力學方面因素，都沒有形成理想的研究結果。

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2096-2789（2016）11-0223-01