閆友誼

(中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長(zhǎng)沙410004)

湘西北寒武系沉積型鎳鉬礦成礦物質(zhì)來源

閆友誼

(中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長(zhǎng)沙410004)

湘西北寒武系含礦豐富，在寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組黑色巖系中賦存有磷礦、石煤、釩礦、鈾礦，并有有色金屬鉬、鎳礦及鉑族元素礦物聚集。通過分析總結(jié)前人成果資料，探究鎳鉬礦成礦地質(zhì)環(huán)境條件是在低溫環(huán)境、有微生物參與及強(qiáng)還原環(huán)境中同生沉積，對(duì)寒武系沉積型鎳鉬礦成礦物質(zhì)來源提出了明確的看法,即成礦物質(zhì)來源于海底噴流-熱水。

鎳鉬礦；牛蹄塘組；莓球狀黃鐵礦；微生物；熱液硫化物；海底噴流；成礦物質(zhì)來源；湖南

0 引 言

鎳鉬礦是重要的國家戰(zhàn)略金屬資源，工業(yè)用途廣泛。鎳鉬礦中一般含有稀土元素、鉑族元素，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并有成熟的技術(shù)可綜合回收利用(陳華勇等，2001)。采用加鈣氧化焙燒-低溫硫酸化焙燒-水浸處理工藝,可以將鎳鉬礦中的鎳、鉬同時(shí)回收,回收率分別達(dá)到92%、96%以上，且無SO2氣體污染(王明玉等，2012)。

我國鉬礦資源豐富，儲(chǔ)量位居世界第二,約占世界鉬總資源儲(chǔ)量的25%(黃凡等，2014)，已探明儲(chǔ)量的鉬礦區(qū)222處，資源儲(chǔ)量超過840萬t，資源集中于我國中東部地區(qū)，以河南省居首，約占30.1%，其次為陜西、吉林，以斑巖型鉬礦資源為主，但海相沉積型鉬礦資源偏少。

我國鎳礦資源相對(duì)貧乏(上海期貨交易所,2014)，發(fā)現(xiàn)鎳礦床(點(diǎn))339處，已查明鎳礦產(chǎn)地約135處，基礎(chǔ)儲(chǔ)量約282萬t，僅占世界鎳總資源儲(chǔ)量的4%。我國鎳礦資源以巖漿型為主，海相沉積型較少，貴州遵義松林地區(qū)(含新土溝礦段)寒武系黑色頁巖中鎳鉬礦(杜小全等，2011)探明的鉬金屬資源量約28.47萬t、鎳金屬資源量17.32萬t，預(yù)測(cè)潛在資源量鉬約56.84萬t、鎳約27.86萬t；湘西北張家界地區(qū)黑色頁巖系中預(yù)測(cè)鉬的潛在資源量為5 220萬t、鎳的潛在資源量為4 515萬t。

我國鎳鉬礦地質(zhì)成因復(fù)雜。鉬礦床成因類型(杜小全等，2011)分為斑巖型、矽卡巖型、熱液脈型和沉積(變質(zhì))型。斑巖型鉬礦占鉬總資源量的85.75%,矽卡巖型占8.83%，熱液脈型占2.79%，沉積(變質(zhì))型僅占2.63%。鎳礦床成因類型(孫濤等，2014)有巖漿型、海相沉積型和風(fēng)化殼型3種，分別占我國鎳總資源量的93%、2%、5%。研究沉積型鎳鉬礦床地質(zhì)成因，對(duì)我國沉積型鎳鉬礦資源的找礦突破具有重要意義。

海相沉積型鎳鉬礦賦存于早寒武世牛蹄塘組底部黑色頁巖系中(施春華等，2012)，該層位的黑色頁巖系在全球范圍內(nèi)可以對(duì)比，但這種黑色頁巖系中鎳、鉬共生、共同具有工業(yè)價(jià)值的礦床不多見。其成因觀點(diǎn)多樣有火山碎屑、海水、熱水、多源，典型實(shí)例如貴州遵義新土溝鎳鉬礦、湘西北張家界慈利縣卓家山鎳鉬礦、張家界永定區(qū)三岔鎳鉬礦等(表1)。探討其成礦物質(zhì)來源，對(duì)研究該類型鎳鉬礦床成因有重要價(jià)值并可指導(dǎo)找礦。

表1 我國鎳鉬礦地質(zhì)成因類型及實(shí)例Table 1 Geological genetic types and examples of China′s Ni-Mo deposits

注:資料來源于葉會(huì)壽等，2006；田斌，2008；王立社等，2010；徐金祥等，2013；黃凡等，2014；李德東等，2014；孫濤等，2014；張瑞軍等，2015

1 區(qū)域地質(zhì)背景

湘西北鎳鉬礦成礦帶(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1988)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東南緣與江南(古陸)地軸結(jié)合區(qū)域的武陵過渡帶。區(qū)域地層主要分布為板溪群、震旦系、寒武系下統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)、奧陶系。

湘西北鎳鉬礦成礦帶分布的區(qū)域構(gòu)造位于近北東向的古丈復(fù)背斜的中段及北東段傾伏端，張家界—溪口—慈利北東向區(qū)域深大斷裂(澧南斷裂)的南東側(cè)(圖1)。

次一級(jí)構(gòu)造位置為天門山向斜、卓家山背斜，在天門山向斜的南北兩翼及南西、北東揚(yáng)起端，發(fā)現(xiàn)有后坪、大坪、三岔等礦區(qū)(點(diǎn))。湘西北鎳、鉬礦產(chǎn)地未發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)。

圖1 湘西北鎳鉬礦成礦帶區(qū)域地質(zhì)略圖1-白堊系上統(tǒng)；2-奧陶系；3-寒武系下統(tǒng)；4-寒武系中、上統(tǒng)；5-志留系；6-板溪群；7-逆斷層；8-逆掩斷層Fig.1 Regional geological sketch map of the Ni-Mo metallogical belt in northwestern Hunan Province

2 礦區(qū)地質(zhì)條件

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有板溪群五強(qiáng)溪組(Pt3Bw)紫紅色粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖，震旦系下統(tǒng)南沱組(Z1n)冰磧礫泥巖、冰磧礫砂巖，上統(tǒng)陡山沱組(Z2d)炭泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)硅質(zhì)磷塊巖、燈影組(Z2dn)灰?guī)r、白云巖，寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(木昌組)(C-1n)、杷榔組(C-1p)鈣質(zhì)泥質(zhì)頁巖、清虛洞組(C-1q)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖，寒武系中、上統(tǒng)(C-2+3)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖及第四系坡積沖積物。

與本次研究緊密相關(guān)的含礦層牛蹄塘組(C-1n)詳述如下(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405隊(duì)，2001；中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，2008)。

寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(木昌組)(C-1n)地層為鎳鉬釩的含礦層。

該組底部是0～0.5 m厚的深灰色-黑色薄層硅質(zhì)磷塊巖、含硅質(zhì)結(jié)核和磷結(jié)核炭質(zhì)頁巖或硅質(zhì)巖，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%～28%，與下伏地層燈影組呈整合關(guān)系。

下部為黑色板狀炭質(zhì)頁巖與黑色鱗片狀炭質(zhì)頁巖(鎳鉬礦主礦層)，呈鱗片狀特征，富含磷質(zhì)、硅質(zhì)、黃鐵礦等結(jié)核，層理明顯，鱗片呈瀝青光澤，疏松易碎成粉砂或粉末狀，局部見白云石細(xì)脈。黑色頁巖中普遍含鎳鉬礦和星點(diǎn)狀粗細(xì)粒黃鐵礦。

中部為薄層狀黑色板狀炭質(zhì)頁巖，呈薄層狀或板狀構(gòu)造，層理清晰，巖性硬，與下伏鱗片狀黑色炭質(zhì)頁巖界線明晰，主要含有鎳鉬礦、黃鐵礦。其中晶粒狀黃鐵礦呈集合體或細(xì)線狀斷續(xù)分布于黑色頁巖。該層炭質(zhì)含量高，俗稱為“石煤層”，層厚1～2 m，為鎳鉬礦的貧礦層。石煤層往上頁巖中炭質(zhì)呈降低趨勢(shì)。該組厚度55～305 m，與上伏地層杷榔組鈣質(zhì)泥質(zhì)頁巖呈整合關(guān)系。

2.2 構(gòu)造

鎳鉬礦礦區(qū)位于古丈復(fù)背斜次一級(jí)褶皺中，構(gòu)造軸線方向近北東。礦區(qū)內(nèi)以褶皺構(gòu)造為主，卓家山背斜軸向北北東，核部地層為板溪群，兩翼地層依次為震旦系和寒武系。天門山向斜軸向北東35°～45°,核部地層為寒武系中統(tǒng)，兩翼地層依次為寒武系下統(tǒng)、震旦系。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，有幾條走向近北東—北東東的小規(guī)模壓扭性斷裂分布在各礦區(qū)，對(duì)震旦系、寒武系地層和含礦層有切割錯(cuò)位及擠壓破碎作用，但與成礦作用無關(guān)。

2.3 巖漿活動(dòng)與變質(zhì)作用

礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)，出露板溪群地層屬輕度變質(zhì)巖石，與研究區(qū)鎳鉬礦沒有直接聯(lián)系。

2.4 區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)

震旦系陡山沱組賦存磷塊巖礦床，寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組黑色巖系中賦存有Mo、Ni、Cu、Co、鉑族等多種元素礦物聚集以及磷礦、石煤、煤礦、石灰?guī)r、釩、鈾礦等。其中，V2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.010%～0.70%，U質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.014%～0.34%。

3 礦床地質(zhì)條件

3.1 礦體賦存形態(tài)、厚度、產(chǎn)狀

鎳鉬礦礦層產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(木昌組)底部，含礦層上覆巖層為該組下部黑色板狀炭質(zhì)頁巖，即礦層頂板；含礦層下伏巖層為燈影組薄—中厚層白云巖，即礦層底板(圖2、表2)。鎳鉬礦礦體呈較薄的似層狀或扁豆?fàn)睢⑼哥R狀產(chǎn)出，礦體不連續(xù)，時(shí)有尖滅，其產(chǎn)狀與頂?shù)装瀹a(chǎn)狀一致。

鉑和鈀有強(qiáng)烈的親硫性(梁有彬等，1995)，鎳鉬礦層也是鉑和鈀的礦層，鎳鉬礦石中鉑和鈀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其頂?shù)装逯辛颉K鈀含量低。其礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與鎳鉬礦體一致。

卓家山礦區(qū)礦層厚度較薄，為0.20～1.60 m，厚度變化大；大滸礦區(qū)(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局403隊(duì)，2010)礦層厚度較薄，一般為0.16～1.57 m，厚度變化較大；三岔礦區(qū)礦層厚度0.10～1.25 m；天門山大坪礦區(qū)礦層厚度0.30～1.17 m，變化也較大。

3.2 礦石礦物成分

主要礦石礦物是MoS2集合體及黃鐵礦、二硫鎳礦、輝鎳礦，次要礦石礦物為針鎳礦、輝砷鎳礦、砷黝銅礦、黃銅礦、閃鋅礦、輝銅礦、黝銅礦、方鉛礦、銅藍(lán)等。潘家永等(2005)對(duì)湘西北三岔鎳鉬富集層中的鎳鉬礦石進(jìn)行了電子探針研究，鎳主要以上述含鎳獨(dú)立礦物及細(xì)粒膠狀黃鐵礦存在，鉬以“碳硫鉬礦”的集合體形式存在。

圖2 卓家山鎳鉬礦區(qū)3線地質(zhì)剖面圖1-寒武系下統(tǒng)木昌組；2-震旦系上統(tǒng)燈影組；3-炭質(zhì)頁巖；4-白云巖；5-鎳鉬礦體；6-采樣位置及編號(hào)；7-產(chǎn)狀；8-Mo品位(%)、Ni品位(%)/厚度(m)Fig.2 Geological cross-section along the prospecting line No.3 in the Zhuojiashan Ni-Mo mine

樣品編號(hào) 采樣位置/m起止樣長(zhǎng)/m厚度/m質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%Mo Ni V2O5 P2O5 TC?11?H10．700．800．200．190．300．070TC?H20．801．101．000．940．250．010TC?H34．654．950．650．610．0100．010ZK301?H147．9248．030．110．100．0100．0100．01017．53ZK301?H247．4247．920．500．470．500．520．22ZK301?H346．4047．421．020．960．0100．0100．040ZK301?H445．4046．401．000．940．0100．0100．040ZK301?H544．4045．401．000．940．0100．0100．040

黃鐵礦 (FeS2)：細(xì)粒狀和粗粒狀立方晶形，呈星點(diǎn)狀分布于礦石中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1%。鏡下發(fā)現(xiàn)草莓球狀黃鐵礦和管狀生物化石，其部分殼管內(nèi)充填黃鐵礦，對(duì)沉積環(huán)境具有指示意義。

硫鉬礦(MoS2)：礦石中主要礦物為鉬礦物，鐵灰色，膠狀結(jié)構(gòu)，性脆，硫鉬礦與黃鐵礦緊密共生，混雜有瀝青質(zhì)，呈碎屑狀或條帶狀形態(tài)。

二硫鎳礦(NiS2)：呈球粒、球柱集合體，與黃鐵礦連生。部分呈他形晶粒，粒度細(xì)小，一般在0.05 mm以下。

輝鎳礦(Ni3S4)：銀白色，球粒狀或他形晶粒狀，但大多數(shù)與細(xì)粒黃鐵礦混生在一起，呈現(xiàn)黃白色膠狀。

脈石礦物：主要有黏土礦物及水云母、膠磷礦、白云石，其次為方解石、石英、玉髓、重晶石、瀝青、磷灰石、綠泥石、螢石、褐鐵礦等。

3.3 礦石化學(xué)成分

卓家山和三岔礦區(qū)鱗片狀頁巖型、板狀頁巖型鎳鉬礦石主要化學(xué)成分見表3，顯示SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,鎳鉬礦品位見表4(賀令邦等，2011)。

表3 研究區(qū)鎳鉬礦石主要化學(xué)成分Table 3 Main chemical composition of the Ni-Mo ores in the study area

表4 慈利—張家界鎳鉬礦各礦區(qū)礦石品位Table 4 Ore grade variations of Ni-Mo deposits in Cili-Zhangjiajie

礦區(qū)內(nèi)鎳、鉬礦石品位變化較大，不均勻；自東往西(慈利—張家界)品位有增加趨勢(shì)。

3.4 礦石自然類型

卓家山礦區(qū)礦石類型主要有5種。

(1) 鱗片狀炭質(zhì)頁巖型礦石：黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，鱗片狀或頁片狀構(gòu)造，主要為硫化鎳礦物(1%～2%)，鉬集合體(1%～2%)，其他為炭泥質(zhì)、黏土礦物、石英等，是區(qū)內(nèi)的主要礦石類型。

(2) 金屬硫化物型礦石：灰黃、鉛灰色，薄板狀或條帶狀構(gòu)造。礦物成分主要為鉬集合體(1%～5%)，硫化鎳礦物(1%～2%)和膠狀黃鐵礦(15%～25%)，含磷質(zhì)-硅質(zhì)結(jié)核(50%左右)、黏土礦物(20%～30%)等。金屬礦物多呈粒狀嵌布，常呈厚約1 cm的條帶分布于鱗片狀炭質(zhì)頁巖中，構(gòu)成工業(yè)礦體，是礦區(qū)富礦石。

(3) 板狀炭質(zhì)頁巖型礦石：黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。主要由炭泥質(zhì)(88%～95%)、硫化鎳礦物(<1%)、鉬集合體(<1%)和黃鐵礦(5%～10%)組成，屬貧礦石。

(4) 磷塊巖型礦石：膠狀結(jié)構(gòu)，塊狀或條帶狀構(gòu)造，主要由膠磷礦及白云石、黏土礦物、石英、綠泥石、褐鐵礦等組成，部分含少量的鎳鉬硫化礦物，含Mo 0.010%～0.11%、Ni 0.010%～0.13%、V2O50.010%～0.70%，個(gè)別樣品含V2O5達(dá)1.79%。

(5) 褐鐵礦型礦石：屬不發(fā)育的氧化帶次生淋濾礦石，僅局部偶見。褐紅色，膠狀結(jié)構(gòu)，多孔狀構(gòu)造。

天門山三岔礦區(qū)的礦石自然類型(賀令邦等，2011)與卓家山礦區(qū)類似：(1) 炭質(zhì)頁巖型鎳鉬礦石：黑色含炭質(zhì)高，偶有鱗片狀，見星散狀黃鐵礦，少量磷結(jié)核；(2) 白云質(zhì)炭質(zhì)頁巖型鎳鉬礦石：黑色，層紋平直，含斷線狀黃鐵礦、泥質(zhì)白云巖，可見鎳鉬礦條帶、塊狀構(gòu)造，含少量磷結(jié)核；(3) 含磷結(jié)核炭質(zhì)頁巖型鎳鉬礦石：黑色，松散鱗片狀、易碎，含磷結(jié)核較多；金屬硫化礦呈斑點(diǎn)狀、星散狀，該類型是主要礦石；(4) 炭質(zhì)硅質(zhì)磷塊巖型鎳鉬礦石：黑色，塊狀，較硬，多為貧礦石。

4 巖相古地理環(huán)境

從礦區(qū)地層層序和巖性組合來看，早寒武世早期(牛蹄塘期)木昌期，底部夾黑色薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)磷塊巖，往上沉積了炭質(zhì)頁巖與黑色鱗片狀炭質(zhì)頁巖、局地有鎳鉬等多種硫化物礦物聚集，黑色板狀炭質(zhì)頁巖往上炭質(zhì)含量愈來愈低，上部為灰綠色頁巖夾鈣質(zhì)頁巖及泥灰?guī)r；至早寒武世杷榔期為灰色中厚層狀泥灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r，指示早期海水深而寧靜，為深水陸棚，后期為淺水陸棚。黑色炭質(zhì)頁巖普遍含斑點(diǎn)狀或星散狀黃鐵礦，脈石礦物中發(fā)現(xiàn)瀝青斑點(diǎn)，顯示海水溫度較低及海洋缺氧還原環(huán)境。沉積介質(zhì)經(jīng)歷了弱堿性—酸性、還原性—強(qiáng)還原性的變化過程(有機(jī)質(zhì)含量從磷塊巖到鎳鉬礦層增加了10倍)。研究張家界天門山大坪、后坪、三岔礦區(qū)剖面(鄭世雯，2014)，發(fā)現(xiàn)牛蹄塘組存在海綿骨針化石、管狀化石、藻類化石組合及微小的細(xì)菌結(jié)構(gòu)，部分管狀化石中管內(nèi)有黃鐵礦充填，藻類化石多以團(tuán)粒和微細(xì)粒黃鐵礦形成草莓球狀黃鐵礦。

早寒武世早期，隨著南沱期氣候變暖，冰山消融，海平面上升，揚(yáng)子海向南東方向海侵，湘西北武陵山過渡帶屬于陸棚前緣斜坡相區(qū)，在相對(duì)滯流的深水區(qū)域形成了缺氧還原環(huán)境(圖3)，也為厭氧低等生物的大量繁殖和金屬硫化物的形成提供了場(chǎng)所。

圖3 湘西北武陵過渡帶巖相古地理略圖1-大陸地殼；2-地幔；3-盆地炭硅質(zhì)沉積；4-地臺(tái)碳酸鹽巖沉積；5-遠(yuǎn)岸泥質(zhì)沉積；6-鎳、鉬、釩礦Fig.3 Lithofacies palaeogeographic sketch of the Wuling transitional zone in northwestern Hunan Province

5 成礦物質(zhì)來源

湘西北早寒武世鎳鉬礦體呈似層狀或扁豆?fàn)?、透鏡狀，產(chǎn)狀與地層一致，產(chǎn)出嚴(yán)格受含礦層位牛蹄塘組(木昌組)地層控制，構(gòu)造以褶皺為主，斷裂構(gòu)造對(duì)鎳鉬礦礦床無后期改造作用，區(qū)內(nèi)無巖漿熱液活動(dòng)，礦石物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造具沉積礦床地質(zhì)特征，鎳鉬礦床屬沉積成因。

含礦層中的石煤是由低等生物(藻類、菌類、海綿骨針等)的遺骸在深水還原條件下腐爛成泥、緩慢下沉堆積而成巖；磷礦是黏土礦物和C元素吸附海水中的磷質(zhì)在還原環(huán)境中沉積成；Mo、Ni、V、Cu和鉑族等多種元素則以硫化物、硫砷化合物等形式在有微生物參與的情況下及強(qiáng)還原環(huán)境中同生沉積而成。

鎳鉬礦同生沉積有黃鐵礦，粗粒硫化物階段是沉積早期由海水和熱水中的HS-與Fe結(jié)合，在適宜溫度、過飽和度 (硫逸度高) 大的條件下形成；細(xì)粒硫化物階段細(xì)粒狀或莓球狀黃鐵礦(掃描電鏡下細(xì)粒黃鐵礦間可見莓球狀核心20 μm)主要形成于海水及其沉積物中，是在微生物或細(xì)菌參與下對(duì)有機(jī)質(zhì)球粒的充填、交代而成，莓球狀黃鐵礦多被認(rèn)為是生物和熱水成因，其集合體周圍主要由黏土礦物(伊利石、綠泥石等)及細(xì)粒金屬硫化物和有機(jī)質(zhì)附著，莓球體黃鐵礦又顯示在膠體溶液中生成的特點(diǎn)。海侵時(shí)期海水的間歇性注入、滯流的海水和一定范圍內(nèi)熱鹵水的介入為黃鐵礦的形成提供了介質(zhì)液體(江永宏等，2010)。

湘西北鎳-鉬-釩多金屬礦床在有機(jī)質(zhì)(生物地球化學(xué))參與下形成，有機(jī)質(zhì)為多金屬元素的載體，發(fā)生了有機(jī)成礦作用(羅衛(wèi)等，2007)。早寒武世早期富含微生物的鹽類海水注入沉積盆地(可能還伴有海底噴流作用)，浮游藻類等微生物不斷繁殖并造硫聚礦。對(duì)鎳鉬礦成礦物質(zhì)來源認(rèn)識(shí)局限于海水，海底噴流熱水不是主導(dǎo)。

按照海底噴流熱水雙擴(kuò)散對(duì)流循環(huán)模式(圖4)，噴口之下發(fā)生了以充填和交代為主的成礦作用，噴口之上發(fā)生了以混合和沉積為主的成礦作用(趙靜等，2015)。海底噴流作用使富含礦物質(zhì)元素的熱水溶液沿?cái)嗔淹ǖ郎嫌?，造成海底噴流口附近有大量微生物存在，以熱液硫化物為“食”，生命活?dòng)造成流體中某些物質(zhì)的遷移、富集和沉淀。

圖4 海底噴流熱水作用雙擴(kuò)散對(duì)流循環(huán)模式Fig.4 Double-diffusive convection model of submarine exhalation hydrothermal fluids

海底噴流作用具有突發(fā)性、間歇性特點(diǎn)，湘西北寒武系牛蹄塘組(木昌組)鎳鉬礦礦層厚度不穩(wěn)定、不連續(xù)，礦石品位變化較大，礦石礦物普遍存在同生沉積的黃鐵礦及生物成因的莓球狀黃鐵礦，成礦溫度一般為100～240 ℃低溫。而湘西北早寒武世牛蹄塘(木昌)期屬陸棚前緣的深水缺氧還原沉積環(huán)境，礦石礦物中還含有細(xì)菌及微生物化石，次要礦物中含砷黝銅礦、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、銅藍(lán)，指示海底噴流口熱水溫度較低，并富有Cu元素和存在以熱液硫化物為食的微生物信息。對(duì)湘黔早寒武世的硅質(zhì)巖生成環(huán)境進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)(江永宏等，2005)，湖南三岔硅質(zhì)巖的氧同位素不僅與美國阿拉斯加德龍山海底噴流沉積的氧同位素組成接近,與湘西北慈利的層狀硅巖變化區(qū)間(18.12‰～22.55‰)和中國秦嶺鳳太硅巖變化區(qū)間(18.74‰～22.05‰)亦吻合,硅質(zhì)巖與鎳鉬礦沉積時(shí)期相近的硅質(zhì)巖來源于噴流熱水。

6 結(jié) 論

(1) 湘西北寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(木昌組)沉積型鎳鉬礦成礦物質(zhì)來源不是來源于陸源碎屑、海底火山碎屑、鹽類海水。

(2) 湘西鎳鉬礦成礦地質(zhì)特征與海底噴流熱水沉積的基本特征相符，成礦物質(zhì)來源于富含Ni-Mo-V等多金屬元素的海底基底深大斷裂中噴出的噴流-熱水。

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Ore-forming materials source of the Cambrian sedimentary nickel-molybdenum deposits in northwestern Hunan Province

YAN Youyi

(Hunan Geological Exploration Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau, Changsha 410004, Hunan, China)

The Cambrian strata contain abundant ore resources, of which the Lower Cambrian Niutitang Formation black rock series hosts a large number of phosphate ores, stone coal, vanadium and uranium ores and also contains nonferrous metals of Mo, Ni and platinum group minerals. With the analysis of the previous data, this work considered that the metallogenic geological environment of these Ni-Mo deposits was low-temperature, involving microorganism and strong reducing environment. We also put forward a clear view of the ore-forming materials source of the Cambrian sedimentary Ni-Mo deposits, namely derived from submarine exhalation hydrothermal fluids.

Ni-Mo ore; Niutitang Formation; framboidal pyrite; microorganism; hydrothermal sulfide; submarine exhalation; source of ore-forming materials; Hunan Province

10.3969/j.issn.1674-3636.2016.04.560

2016-06-29；

2016-07-10；編輯：陸李萍

中化地質(zhì)礦山總局礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)地質(zhì)勘查項(xiàng)目“湖南省慈利縣卓家山礦區(qū)鎳鉬礦普查”(中化地礦地發(fā)200780號(hào))

閆友誼(1965— ),男,高級(jí)工程師,地質(zhì)調(diào)查與勘探專業(yè),從事礦產(chǎn)地質(zhì)普查與勘探工作,E-mail: yyy1095@163.com

P611.2+2； P618.6

A

1674-3636(2016)04-0560-07