黑色巖系中多金屬成礦模式分析
——以滇東北德澤地區(qū)筇竹寺組為例

李銘鯤

（江西省南昌市廣蘭大道418號(hào)東華理工大學(xué)研究生院，江西 南昌 330013）

黑色巖系中富含有多種金屬元素硫化物，目前在世界各地已發(fā)現(xiàn)了許多與黑色巖系建造有關(guān)的工業(yè)礦床或金屬元素堆積層，如U、Mo、Ni、Mn、V、Hg、Sb、W、Pt、Pd、Au等，使黑色巖系礦床成為一種重要的礦產(chǎn)類型，黑色巖系?？尚纬纱笮突虺笮偷V床，如大廠Sn金屬礦、錫礦山Sb礦、臨滄拜賣Ge礦、湘黔交界的貢溪-大河邊重晶石礦床等[1]。因此，對(duì)黑色巖系多金屬元素分析及其成礦作用、礦床成因研究是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的科學(xué)問題，具有重要的基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用意義。

1 黑色巖系多金屬成礦作用

在黑色巖系多金屬成礦元素的賦存狀態(tài)主要有以下三種存在形式，分別是硫化物態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和粘土礦物吸附態(tài)這三種；黑色巖系礦床成因仍未有確切定論，有學(xué)者分別提出了地外成因、海底噴流成因（或熱水成因）、海水成因、火山碎屑成因、生物有機(jī)質(zhì)成因等成因，所以黑色巖系多金屬礦床仍值得進(jìn)一步深入的研究[2]。

作者通過對(duì)黑色巖系礦床的成因部分文獻(xiàn)的分析研究（范德廉等，2004；高軍波等，2011）得悉，其成因主要有以下3種看法。

（1）地外成因，該觀點(diǎn)認(rèn)為金屬元素的富集是由于天體的撞擊所以導(dǎo)致，在黑色巖系中Ir異常的發(fā)現(xiàn)及鉑族元素的分布特征可以佐證這一點(diǎn)，以及在湘西存在著天體撞擊事件的痕跡，該痕跡形成在震旦—寒武系界線上。即“熱鹵水+火山噴發(fā)物+地外物質(zhì)”模式。

（2）熱水(液)成因，認(rèn)為海底熱水(液)沉積成礦作用與金屬元素的異常富集有密切關(guān)系，海底熱水(液)提供了部分金屬元素，認(rèn)為成礦元素來源于富有機(jī)質(zhì)的熱鹵水，即“有機(jī)質(zhì)+熱鹵水”模式。

（3）多種成因復(fù)合而成，認(rèn)為成礦元素是由多種成因?qū)е碌?，大多來自海水的正常沉積、熱水汲取基底地層、生物及其有機(jī)質(zhì)對(duì)元素的富集等等原故，即“其他陸源或海底熱泉等未定型”模式。

在黑色巖系的成礦作用過程，海水成礦作用主要呈現(xiàn)形式為：①提供一些成礦元素。如Mo、V、P、U、S等；②提供了一個(gè)成礦環(huán)境且有利于金屬元素沉淀，使Ni-Mo多金屬在還原環(huán)境中逐步沉淀從而形成多金屬礦床。熱水成礦作用主要表現(xiàn)為：①運(yùn)移并提供成礦元素，如Ni、Ba、Cu、S等元素，使其有利于礦床的形成；②提供熱源，促使有機(jī)質(zhì)成熟，形成烴類物質(zhì)，有利于TSR反應(yīng)的發(fā)生，使S2-與金屬元素結(jié)合形成金屬硫化物礦床。

2 黑色巖系多金屬元素相關(guān)性分析

黑色巖系的多金屬富集層中，有學(xué)者指出與黑色巖系相關(guān)的成礦元素和組分大于25種，包括Sb、Cu、Zn、Sb、Cu、Cd、Sn、Au、PGE、V、U、Th、Mn、P、Ge、Pb、石煤、硫鐵礦、重晶石等。各種元素之間存在著相似或相近的地球化學(xué)特征，如V和Ni的地球化學(xué)行為較為相近，它們之間存在的細(xì)微差別可以用來判別古環(huán)境。Sr和Ba存在一些相關(guān)性，Ba一般由洋底熱液提供，而Sr大多數(shù)會(huì)合散布在碳酸鹽中，另外也有一定量在重晶石中。U元素是一具有典型氧化-還原特征的元素，其在自然界中以獨(dú)立鈾礦物、類質(zhì)同象和分散吸附三種形式存在，在氧化環(huán)境中U元素以U6+的離子或絡(luò)合物發(fā)生遷移，在還原環(huán)境中以U4+與氧離子結(jié)合形成UO2沉積[3]。分析研究區(qū)樣品中U元素與Mo、Ni、V、Pt+Pd間的含量關(guān)系，它們存在較明顯的正相關(guān)性（圖1），由此可判斷研究區(qū)黑色巖系Mo-Ni多金屬元素共生富集是在還原環(huán)境下富集成礦。

圖1 研究區(qū)黑色巖系Mo、Ni、V、Pt+Pd與U相關(guān)性示意圖

圖2 研究區(qū)Mo-Ni多金屬成礦模式圖

3 黑色巖系多金屬找礦靶區(qū)

經(jīng)對(duì)筇竹寺組黑色巖系沉積相、沉積環(huán)境分析，研究區(qū)黑色巖系多金屬成礦有利環(huán)境為淺海陸棚缺氧還原環(huán)境，熱水、生物有機(jī)質(zhì)參與了成礦作用，成礦物質(zhì)主要來自深部的基性-超基性巖漿熱液，部分來自陸源風(fēng)化沉積物。依據(jù)Mo-Ni多金屬的成礦品位、黑色巖系地層出露分布情況，從對(duì)工作區(qū)野外地質(zhì)調(diào)查來看，德澤鄉(xiāng)花山村到熱水村附近有較好的成礦遠(yuǎn)景，前人在該區(qū)域開展了一定礦產(chǎn)勘查工作，本次在花山村附近也發(fā)現(xiàn)黑色巖系多金屬礦層，并且該處筇竹寺組黑色巖系巖層厚度較大，因此將德澤鄉(xiāng)花山村-熱水塘村作為研究區(qū)黑色巖系多金屬找礦靶區(qū)。駕車鄉(xiāng)綠水塘村到龍閘村筇竹寺組黑色巖系巖石出露寬度大，層位延伸穩(wěn)定，目前已發(fā)現(xiàn)黑色巖系多金屬礦層，多處礦化異常點(diǎn)，具有較好的找礦前景，因此該區(qū)也作為研究區(qū)黑色巖系多金屬找礦靶區(qū)。

4 結(jié)論

通過對(duì)黑色巖系多金屬的研究與分析，多金屬礦層成礦物質(zhì)的主要來源是深部的成礦熱液，但是還有部分來自陸源碎屑，在缺氧還原條件下富集成礦，主要經(jīng)歷熱液成礦作用，成礦過程中存在著有生物有機(jī)質(zhì)的配合。成礦背景和成礦作用共同確立了研究區(qū)黑色巖系Mo-Ni多金屬成礦模式（圖2）。

[1] 范德廉，張熹，葉杰等．中國的黑色巖系及其有關(guān)礦床[M]．北京：科學(xué)出版社，2004，3-50．

[2] 馮增昭，彭勇民，金振奎，等．中國南方寒武紀(jì)巖相古地理[J]．古地理學(xué)報(bào)，2001，3(1)：1-18．

[3] 高軍波，魏懷瑞，劉坤等．貴州遵義-納雍-帶寒武系黑色巖系中鋁鎳礦層的沉積特征[J]．地質(zhì)源，2011，(3)：15-23．