司乃欣，孔凡明，張亞軍，苗寶，王建

(1.山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊(duì)，山東 濰坊 261206；2.山東泰山資源勘查有限公司，山東 濟(jì)南 250013；3.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100；4.江蘇省第二地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 常州 213022)

0 引言

黑色巖系是一套含硫化物(以黃鐵礦為主)和有機(jī)質(zhì)較多為特征的滯水海盆或淺海相的暗色泥頁巖、硅質(zhì)巖組合[1]。中國南方下寒武統(tǒng)黑色巖系素有“多元素富集層”之稱，富含V，U，P，REE，Mo，PGE等元素[2]。貴州鉬礦產(chǎn)出層位為下寒武統(tǒng)牛蹄塘組底部“磷塊巖之上的金屬層”[3]。含礦巖石巖性組合較復(fù)雜，主要由硅質(zhì)磷塊巖、砂屑狀黃鐵礦黏土巖、高炭質(zhì)磷片狀頁巖夾磷質(zhì)結(jié)核、炭質(zhì)黏土巖夾磷質(zhì)透鏡體、粉砂質(zhì)黏土巖等組成[4]。貴州鉬礦床(點(diǎn))的類型有:含鉬鎳硫化物“金屬層”型、含鉬鎳釩炭質(zhì)頁巖型、鉬鈾碳酸鹽巖型及次生型。礦體雖呈薄層狀，但礦石品位高，質(zhì)量優(yōu)，規(guī)模大，經(jīng)濟(jì)意義較大(圖1)。

偏坡寨礦區(qū)位于納雍縣城南東方向直線距離14km處，公路里程約32km，行政區(qū)劃屬貴州省畢節(jié)市納雍縣居仁街道辦事處所轄。通過對納雍縣偏坡寨礦區(qū)鉬多金屬礦進(jìn)行詳查工作，在礦區(qū)內(nèi)圈定中型鉬多金屬礦1處，提交(332+333)鉬金屬資源量12082t，并伴生鎳金屬量14535t，銅金屬量626t，鋅金屬量15116t(1)山東泰山資源勘查有限公司，貴州省納雍縣華攏鉬多金屬礦詳查報(bào)告，2018年。。該文在充分收集區(qū)內(nèi)各類資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對礦區(qū)地質(zhì)特征和礦床成因深入研究，并對礦層性質(zhì)進(jìn)行了評價(jià)，希望為今后尋找沉積型鉬礦提供基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

偏坡寨鉬礦區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)—黔北臺(tái)隆—遵義斷拱—貴陽復(fù)雜變形區(qū)—野物壩背斜的NW翼，背斜軸部大多由寒武紀(jì)地層組成，地層傾角普遍平緩，派生和次生斷裂較發(fā)育[4]。區(qū)域巖石地層屬貴州省上揚(yáng)子地層分區(qū)黔中地層小區(qū)，地層由老至新有震旦紀(jì)上統(tǒng)燈影組、寒武紀(jì)下統(tǒng)牛蹄塘組、明心寺組、馬平組、二疊紀(jì)中統(tǒng)梁山組、棲霞組、茅口組、龍?zhí)督M、三疊紀(jì)下統(tǒng)夜郎組及第四紀(jì)等地層，含礦地層為牛蹄塘組。牛蹄塘組分布于納(雍)-織(金)穹形復(fù)式背斜核部，多在溝谷兩岸出露[5]。下部為粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、磷塊巖、鎳鉬礦層，上部為頁巖、炭質(zhì)泥(頁)巖。

1—震旦系；2—下寒武紀(jì)牛蹄塘組；3—中上寒武系；4—鉬鎳硫化物金屬區(qū)；5—鉬鈾碳酸鹽巖區(qū)；6—含鉬鎳碳質(zhì)頁巖區(qū)；7—含鉬鐵礦區(qū)；8—鋅鉬礦遠(yuǎn)景區(qū)；9—偏坡寨礦區(qū)圖1 貴州鉬礦區(qū)域分布圖及找礦遠(yuǎn)景區(qū)圖

1.2 構(gòu)造

偏坡寨礦區(qū)位于揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶皺帶納(雍)-織(金)寬緩褶皺區(qū)。納(雍)-織(金)穹形背斜，為區(qū)域最大的褶皺構(gòu)造，長約30km，寬20km，軸向NE，核部出露震旦系、寒武系，兩翼依次為寒武系、石炭系、二疊系、三疊系等。背斜兩端往SW,NE傾伏，石炭系、二疊系、三疊系由SE翼經(jīng)核部逐漸轉(zhuǎn)向NW翼出露。核部地層傾角3°～15°，平緩開闊伴有NE向平緩的舒緩波狀褶皺。SE翼地層傾角變陡，伴有次級褶皺構(gòu)造，分布在礦區(qū)東南邊緣為NE向大坡上-老鷹巖背斜，往外則為三塘-中寨向斜，主要出露二疊系、三疊系。區(qū)域內(nèi)NW翼次級構(gòu)造為龍場背斜，NE向延伸，受走向斷層切割，其SE翼多被破壞，其NW翼則比較完整開闊，并有更次級的褶皺發(fā)育。龍場背斜核部出露地層為寒武紀(jì)下統(tǒng)，往NW翼部逐次出露石炭系、二疊系、三疊系。鉬、鎳、鋅多金屬礦主要分布于穹形(復(fù)式)背斜核部[6]。

1.3 巖漿巖

區(qū)域巖漿活動(dòng)主要為晚二疊世時(shí)期(印支中期)基性巖漿噴溢活動(dòng)及淺層侵入，形成了分布于該區(qū)及云南、貴州、四川接壤的廣大面積的峨眉山玄武巖臺(tái)地，區(qū)內(nèi)有少量侵入于茅口組的輝綠巖小巖體。玄武巖主要為拉斑玄武巖，杏仁氣孔局部發(fā)育，局部地段有火山角礫巖，集塊巖和凝灰?guī)r。

1.4 含礦巖系特征

含礦巖系為下寒武統(tǒng)牛蹄塘組，巖性主要為黑色炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)泥巖及硅質(zhì)磷塊巖[7]，厚度一般為45～70m。鉬多金屬礦賦存于牛蹄塘組底部，震旦紀(jì)上統(tǒng)燈影組地層之上10～15m(平均約12m)。礦體底板多為灰色薄至中厚層狀粗晶灰?guī)r，少數(shù)為黑色炭質(zhì)頁巖，含結(jié)核磷塊巖，頂板多為黑色炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)泥巖夾少量鈣質(zhì)砂巖。在鉬多金屬礦層之下0.25～0.50m為硅質(zhì)磷礦巖(圖2)。

1—第四系；2—二疊紀(jì)茅口組；3—二疊紀(jì)棲霞組；4—二疊紀(jì)梁山組；5—石炭紀(jì)黃龍組；6—寒武紀(jì)明心寺組；7—寒武紀(jì)牛蹄塘組；8—震旦紀(jì)燈影組；9—?dú)埰路e物；10—灰?guī)r；11—炭質(zhì)頁巖；12—亮晶白云巖；13—泥巖；14—粉砂質(zhì)泥巖；15—白云巖；16—實(shí)測或推測地質(zhì)界線；17—不整合界線；18—鉬礦層及編號；19—斷層及編號；20—產(chǎn)狀圖2 偏坡寨鉬多金屬礦區(qū)9-9'勘探線剖面圖

含礦巖系由上至下敘述如下：①黑色、灰黑色炭質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)致密，夾砂質(zhì)泥巖，厚2.54～16.40m。②鉬多金屬礦層厚0.01～0.12m，平均0.04m。品位Mo 0.155%～5.72%，Ni 0.211%～7.55%，Cu 0.07%～0.49%，Zn 0.43%～8.46%，Pb 0.063%～0.093%，Ag (1.66～5.38)×10-6。③深灰色含硅碳質(zhì)粉砂巖、泥巖、頁巖，厚0.25～0.50m。④含磷碳質(zhì)泥巖、頁巖(硅質(zhì)磷礦巖)，厚1.0～5.20m。⑤黃褐色鐵質(zhì)黏土，厚0.30～0.50m。

2 礦層地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)圈定Ⅰ礦體1個(gè)，為盲礦層。礦層賦存于寒武紀(jì)下統(tǒng)牛蹄塘組下段黑色炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)泥巖及硅質(zhì)磷塊巖等深水相硅泥沉積建造中，礦體下距震旦紀(jì)上統(tǒng)燈影組白云巖頂部10～15m。礦層分布于野物壩向斜的兩翼，其形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、分布嚴(yán)格受向斜構(gòu)造控制。

礦體形態(tài)簡單、完整，無分叉合并現(xiàn)象，呈極薄的層狀，礦床在礦區(qū)內(nèi)以緩波狀褶皺形式產(chǎn)出，工程控制走向長3085m，傾向延深360.60～1551.20m。礦體賦存標(biāo)高+774.04m～+1435.00m，埋深19.00～769.80m，其埋深由NE向SW方向逐漸增大。

礦體總體產(chǎn)狀受野物壩向斜、窯上背斜及F1，F(xiàn)2斷層的影響產(chǎn)狀變化較大。礦區(qū)北部的1線礦層受窯上背斜控制，走向NNE，西翼傾向281°，傾角19°，東翼傾向101°，傾角23°。2～5線礦層呈寬緩的向斜，走向NNE，西翼傾向101°，傾角24°～37°，東翼傾向281°，傾角11°～39°。自7線向南西方向至12線，礦層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀比較穩(wěn)定，傾向315°左右，傾角3°～16°，平均12°左右。

礦體最小厚度0.01m，最大厚度0.12m，平均0.043m，厚度變化系數(shù)為59.31%，小于60%，屬厚度變化穩(wěn)定的礦床。礦體中心部位厚度較大，ZK901孔達(dá)0.12m，向兩側(cè)略有變薄。沿傾向隨著深度的加大，厚度略有變小趨勢，礦體沿走向厚度變化見圖3。

礦石Mo品位一般在0.155%～5.72%，平均品位3.12%，品位變化系數(shù)為69.65%，屬有用組分分布均勻的礦床。品位沿走向變化不大，礦體北端品位略高于南端；沿傾向方向品位略有增高趨勢(勘探線礦體品位、厚度變化見圖4)。礦石伴生鎳平均品位3.80%、鋅平均品位3.95%、銅平均品位0.16%。

1—品位變化曲線；2—厚度變化曲線圖3 礦體沿走向礦體品位、厚度變化曲線圖

1—品位變化曲線；2—厚度變化曲線圖4 Ⅰ礦體7，9勘探線礦體品位、厚度變化曲線圖

3 礦石質(zhì)量

3.1 礦石的礦物成分

礦石礦物主要為輝鉬礦、輝鎳礦、紅砷鎳礦、紫硫鎳鐵礦、硫鉬礦及針鎳礦、二硫鎳礦等[8]。脈石礦物主要為石英、黃鐵礦、白鐵礦等[9]。主要成分含量炭質(zhì)45%～55%，黃鐵礦15%～30%，石英、巖屑5%～30%，針鎳礦5%，白云母1%～2%，玉髓1%～5%。

礦區(qū)鉬礦以輝鉬礦為主，占全礦區(qū)96%以上。鎳礦以硫化鎳為主，占77%以上。鎳礦硫化鎳分別為43%，65%，36%；硅酸鎳分別為27%，12%，44%。礦區(qū)內(nèi)鉬礦體基本上未出露地表，鉬、鎳礦以硫化礦為主，含鉬礦物中各組分含量見表1。

表1 礦石物相分析

據(jù)貴州省納雍、織金縣水東—中寨鉬礦詳查報(bào)告整理。

3.2 礦石化學(xué)成分

3.2.1 主要有用組分

根據(jù)基本分析和組合分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，礦石含Mo 0.155%～5.72%，平均3.12%，品位變化系數(shù)為59.32%；Ni 0.211%～7.55%，平均3.79%，品位變化系數(shù)為59.18%；Cu 0.49%～0.067%，平均0.16%，品位變化系數(shù)為59.96%；Zn 0.026%～8.46%，平均3.94%，品位變化系數(shù)為68.08%。因此礦石屬于有用組分分布均勻的礦石。伴生鎳、鋅礦品位一般比鉬稍高，伴生銅品位較低，但均未達(dá)獨(dú)立礦產(chǎn)工業(yè)品位。

3.2.2 微量元素含量

礦石經(jīng)組合分析、全分析、光譜分析，除銅、鎳、鋅外，其他元素均達(dá)不到伴生元素綜合利用的工業(yè)指標(biāo)，礦石微量元素?cái)?shù)據(jù)見表2。

表2 礦石微量元素(×10-6)

據(jù)貴州大學(xué)資環(huán)學(xué)院試驗(yàn)室化驗(yàn)報(bào)告整理。

3.3 礦石類型

3.3.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要結(jié)構(gòu)為自形粒狀、自形微粒狀、他形顯微粒狀、他形微粒狀等結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造，其次為碎屑狀、竹葉狀構(gòu)造、疊層構(gòu)造、滑動(dòng)角礫構(gòu)造等。

條帶狀構(gòu)造根據(jù)礦物的共生組合和產(chǎn)出特征可進(jìn)一步劃分為：

(1)自形細(xì)粒黃鐵礦條帶，以黃鐵礦為主，呈自形微細(xì)粒，形成條帶狀分布之晶鏈或結(jié)合體，伴生少量的他形微細(xì)粒閃鋅礦。

(2)他形顯微粒狀黃鐵礦條帶，富含鎳鉬礦物，常見微細(xì)粒紫硫鎳鐵礦以及少量針鎳礦與之共生。

(3)他形顯微粒狀黃鐵礦條帶，平行或斜交層理，局部呈樹枝狀，含少量鎳鐵礦。

(4)紅砷鎳礦呈細(xì)條帶分布于礦石中(圖5)。

圖5 礦石中紅砷鎳礦細(xì)條帶構(gòu)造

3.3.2 礦石類型

礦區(qū)內(nèi)礦石為原生礦石，礦石為深灰—黑色炭質(zhì)泥、頁巖。主要礦石礦物有紅砷鎳礦、紫硫鎳鐵礦、硫鉬礦、輝鉬礦、輝鎳礦等，礦石自然類型為含輝鉬礦炭質(zhì)泥巖，礦石工業(yè)類型為含鎳銅鋅的鉬多金屬礦石。

4 礦床成因

4.1 礦床特征規(guī)律

4.1.1 礦化富集特征

礦區(qū)內(nèi)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組含礦層厚度為50.0～99.60m，鉬鎳鋅元素多數(shù)富集在牛蹄塘組炭質(zhì)黏土巖層的中下部，距底界10.90～17.60m的范圍富集成礦；礦體含黃鐵礦較多，浸染狀產(chǎn)出，宏觀不見黃鐵礦的炭質(zhì)黏土巖一般不含鉬礦；礦體底板常見炭質(zhì)灰?guī)r或白云巖，厚0.2～1.0m；礦體厚度一般0.02～0.06m，局部膨大為0.12m。

4.1.2 礦層區(qū)域變化情況

偏坡寨礦區(qū)周邊已經(jīng)詳查工作的礦區(qū)有2個(gè)，其東鄰為水東龍井邊鉬多金屬礦及納雍、織金縣水東-中寨鉬礦。礦區(qū)含礦層均為寒武紀(jì)下統(tǒng)牛蹄塘組，礦石類型均為含輝鉬礦炭質(zhì)泥巖。經(jīng)過對比分析，認(rèn)為礦體平均厚度變化較小，最大的是水東龍井邊礦區(qū)，為0.056m，最小的是偏坡寨礦區(qū)，為0.043m，表明在東西方向上水東龍井邊礦區(qū)為中心，厚度較大，向東西兩側(cè)厚度有變小趨勢；鉬平均品位變化較大，品位最高的是水東龍井邊礦區(qū)，為5.17%，最小的是水東—中寨礦區(qū)，為1.48%，表明在東西方向上水東龍井邊礦區(qū)為中心，品位較高，向東西兩側(cè)品位有變貧趨勢(表3)。

表3 礦層區(qū)域變化情況

①根據(jù)貴州省納雍縣水東龍井邊鉛鋅鉬多金屬礦詳查地質(zhì)報(bào)告，2008年。

②根據(jù)貴州省納雍、織金縣水東—中寨鉬礦詳查報(bào)告，2015年。

4.1.3 找礦標(biāo)志

(1)牛蹄塘組下部黑色炭質(zhì)黏土巖是重要的找礦標(biāo)志之一。

(2)浸染狀黃鐵礦物較多，以小斑點(diǎn)、團(tuán)塊、短條狀大致順層發(fā)育，但不連續(xù)的形態(tài)間雜黑色硅質(zhì)細(xì)小碎屑狀短條、團(tuán)斑，與鉬鎳關(guān)系十分密切。當(dāng)黃鐵礦物大量聚集成塊狀、透鏡狀、寬條帶或細(xì)線狀比較規(guī)整的順層分布時(shí)，往往鉬品位低或無礦。

(3)礦石多較堅(jiān)硬、致密，手感較重，巖性多為炭質(zhì)黏土巖(頁巖)或含硅質(zhì)白云巖或白云質(zhì)硅質(zhì)巖。

因此，該類型的礦床主要以時(shí)代、層位、巖性特征作為主要找礦標(biāo)志。

4.2 礦床成因

納雍偏坡寨礦區(qū)是華南寒武紀(jì)黑色頁巖多金屬成礦帶的一個(gè)組成部分，由海底噴流系統(tǒng)從海底鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖中萃取物質(zhì)與下伏富Mo-Re-(Cu)巖漿房提供成礦能源和部分物源共同作用的結(jié)果，區(qū)域黑色頁巖由正常沉積作用形成[10]，為典型的還原環(huán)境海相沉積物[11]。

成礦物質(zhì)來源具有多樣性，深海熱水流體、海底火山噴氣、陸源碎屑、海洋生物屑等均可能是成礦元素的多種來源，這與山東膠東東部中生代晚侏羅世-早白堊世大規(guī)模巖漿活動(dòng)，殼?；旌显磦サ律交◢弾r漿活動(dòng)導(dǎo)致成礦流體活動(dòng)成因不同[12]。海底火山噴氣中的成礦元素溶解海水中隨洋流帶來，在含有大量有機(jī)碳的還原環(huán)境中，在溫度、壓力、酸堿度發(fā)生改變條件下，鉬鎳鋅等金屬元素富集形成本礦床。區(qū)域天鵝山鎳鉬礦層的有機(jī)硫值可達(dá)13.5%，有機(jī)硫的大量富集主要與底棲藻有關(guān)[13]。海底火山噴發(fā)中的成礦元素可能是該類型礦床成礦元素的主要物質(zhì)來源，其余的可能是形成鉬鎳鋅多金屬礦床的次要物質(zhì)來源。

較深的封閉斜坡相海盆環(huán)境相對穩(wěn)定，生物相當(dāng)發(fā)育，有機(jī)質(zhì)十分豐富的還原—強(qiáng)還原沉積環(huán)境，形成了該礦床含石灰質(zhì)、白云質(zhì)—黏土巖相，生物死亡分解產(chǎn)生大量硫化氫氣體，造成海底為一種強(qiáng)酸性還原環(huán)境，鉬、鎳、鋅、鐵等元素在這種環(huán)境中與硫化氫化合形成金屬硫化物沉淀、富集，這亦是鉬鎳鋅多金屬硫化物礦床形成的主要控制作用之一[14-15]。因此，較深的海洋封閉環(huán)境，生物死亡和對金屬元素的吸收，形成成礦的物理化學(xué)條件改變，是鉬鎳鋅等富集成礦的主要控制因素[16]。

貴州大學(xué)高軍波等[17-18]研究表明，在礦層下部發(fā)現(xiàn)一套熱水成因的粗晶灰?guī)r，下部見較多的熱水成因的透鏡狀、柱狀、結(jié)核狀碳質(zhì)體等構(gòu)造標(biāo)志，這些特征反映出該地區(qū)鉬鎳礦疊加了熱水(液)噴流沉積作用成礦。

5 結(jié)論

(1)偏坡寨礦區(qū)鉬礦層賦存于寒武紀(jì)下統(tǒng)牛蹄塘組下段黑色炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)泥巖及硅質(zhì)磷塊巖等深水相硅泥沉積建造中,其形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、分布嚴(yán)格受向斜構(gòu)造控制。

(2)偏坡寨礦區(qū)鉬礦以輝鉬礦為主，占全礦區(qū)96%以上,有用組分分布均勻，工業(yè)類型為含鎳銅鋅的鉬多金屬礦石。

(3)該類型的礦床主要以時(shí)代、層位、巖性特征等作為主要找礦標(biāo)志。

(4)偏坡寨鉬礦礦體埋藏相對較淺，厚度相比較厚，品位相對較高，礦體形態(tài)簡單、完整，產(chǎn)狀穩(wěn)定，建議作為礦山開發(fā)建設(shè)的首采地段。

致謝：在詳查工作及成文中得到了宋雙喜研究員和朱淑云工程師的幫助，數(shù)據(jù)分析由貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)人員提供大力幫助，在此一并感謝！