張勤山，謝海林，朱明霞，張金玲

(1. 青海省第五地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810028； 2. 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，青海 西寧 810000)

與黑色巖系有關(guān)的釩錳磷重晶石礦產(chǎn)的資源潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐步顯現(xiàn)，受到了世界各個(gè)國(guó)家的重視，釩礦、重晶石礦是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源，錳礦資源量也較為豐富，磷礦還被列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)名錄，其成礦規(guī)律、成礦預(yù)測(cè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃等研究也深入開展[1-7]。近幾年，陜西、甘肅、河南等地區(qū)也相繼發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量可觀的資源[8-9]。青海省柴達(dá)木盆地及周緣(簡(jiǎn)稱柴周緣)有豐富的礦產(chǎn)資源[10]，尤其是鉀鹽、石棉、金鉛鋅鎳等礦產(chǎn)成為青海省西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源基礎(chǔ)。最近幾年，柴周緣在釩等礦種的勘查突破，進(jìn)一步豐富了礦產(chǎn)資源類型，如大干溝黑色巖系型釩礦床[11]的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了黑色巖系型礦產(chǎn)勘查的突破，改變了青海省無(wú)釩的歷史。本文通過對(duì)柴達(dá)木盆地周緣不同時(shí)代地層的全面梳理，初步總結(jié)黑色巖系的分布、巖性組合等特征，結(jié)合已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))、化探異常，初步總結(jié)成礦規(guī)律，劃分黑色巖型礦產(chǎn)成礦遠(yuǎn)景區(qū)，進(jìn)而指出下一步勘查方向。

1 國(guó)內(nèi)主要黑色巖系型礦產(chǎn)的基本特征

黑色巖系為一套富含硫化物(以鐵的硫化物為主)和有機(jī)質(zhì)(C有機(jī)>l%)的暗色泥質(zhì)巖—硅巖—碳酸鹽巖組合，多屬淺海相的沉積巖系[12-13]，形成于缺氧的還原環(huán)境[14]，其古地理多為陸棚或?yàn)I海、淺海、瀉湖、海灣、島弧地帶，與當(dāng)時(shí)發(fā)生的大規(guī)模大洋缺氧事件及海侵事件關(guān)系密切[15-16]，如震旦紀(jì)—志留紀(jì)大洋缺氧事件形成的黑色巖系是我國(guó)南方釩礦的主要含礦層位，而三疊紀(jì)以來多次發(fā)生的區(qū)域性海侵事件形成的黑色巖系往往多富集油氣礦產(chǎn)。

黑色巖系相關(guān)的礦產(chǎn)多達(dá)25種[13]，資源的分布以我國(guó)南部湖南、貴州、四川等地區(qū)為主，廣泛產(chǎn)出于元古代以來許多層位內(nèi)(見表1)，尤其是早寒武世、晚泥盆世和早、晚震旦世地層中不乏大型—超大型礦產(chǎn)。賦礦層位基本為含碳質(zhì)的頁(yè)巖—板巖及其內(nèi)部層間帶，或與圍巖的過渡帶，上部多出現(xiàn)硅質(zhì)巖且臨近分布厚度相對(duì)較大的灰?guī)r層作為標(biāo)志層，但磷礦較為例外，主要賦存于白云巖中。黑色巖系不僅本身含礦，作為礦源層也為其它類型金屬礦床提供物質(zhì)來源[17]，礦床形成過程中受海水、熱水與生物有機(jī)成礦作用等多種地質(zhì)作用影響，但以早期有機(jī)質(zhì)形成期有用礦物的初步富集及后期成礦過程中有機(jī)質(zhì)的還原作用為主[18]，后期的變質(zhì)和交代作用影響甚微[19-22]，成礦年齡與成巖年齡基本一致。不同礦種礦床的元素組合差異明顯，釩礦、磷礦、鎳鉬礦、鈾礦等礦產(chǎn)綜合利用元素多、附加值大[23]，而錳礦、重晶石礦等元素相對(duì)單一[24]，有用組分呈自然金屬、硫化物、氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、吸附態(tài)等十余種形式產(chǎn)出。脈石礦物以石英、方解石較為普遍，不同的礦產(chǎn)，還存在其它脈石礦物組合，如錳礦還有鐵白云石、白云石、重晶石，釩礦有高嶺土，鎳鉬礦有水白云母、伊利石、絹云母、膠磷礦，磷礦有磷灰石、獨(dú)居石、白云石、玉髓、云母等。

表1 中國(guó)主要黑色巖系型礦床基本特征[15]

2 柴周緣大地構(gòu)造及黑色巖系基本特征

東昆南縫合帶(JAS)，是青藏高原北部，乃至中國(guó)中部一條重要的結(jié)合帶。以縫合帶主斷裂—東昆南斷裂為界，以北為秦祁昆造山系，以南為西藏—三江造山系，研究區(qū)大致范圍以東昆南斷裂為界往北至宗務(wù)隆山—興海拗拉槽(Ⅰ6)北界斷裂宗務(wù)隆—青海南山斷裂以南，東部為共和、興海一帶的青海省內(nèi)廣大區(qū)域內(nèi)，涉及3個(gè)三級(jí)成礦帶9個(gè)四級(jí)成礦帶(見圖1)，共發(fā)現(xiàn)釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))36個(gè)，分布于8個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的黑色巖系中(見表2)。

2.1 東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶(KSPZ)

嚴(yán)格意義上仍然屬于東昆中縫合帶(KZS)的組成部分，組成極端復(fù)雜，構(gòu)造變形十分強(qiáng)烈[25]，不同類型沉積體多以構(gòu)造巖片以不同構(gòu)造樣式堆垛或拼貼在一起。結(jié)晶基底巖系主要由兩部分組成，一類為泥沙質(zhì)碎屑巖—碳酸鹽巖—基性火山巖建造，時(shí)代為古元古代，另一類為新元古代花崗片麻巖。中新元古代、奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)黑色巖系廣泛出露，32號(hào)菜園子溝錳礦點(diǎn)、34號(hào)萬(wàn)寶溝下游西支溝腦錳礦點(diǎn)賦存于中新元古代萬(wàn)寶溝群，30號(hào)大干溝釩鉬礦床賦存于石炭紀(jì)大干溝組，27號(hào)澤立坑磷礦點(diǎn)賦存于奧陶紀(jì)納赤臺(tái)群；古元古代地層在東部溝里一帶分布面積較大，寒武紀(jì)黑色巖系在中部少量分布，侏羅紀(jì)黑色巖系零星出露于西部，尚未發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)。

2.2 昆中陸塊(Ⅰ11)

陸塊內(nèi)古元古代結(jié)晶基底廣泛發(fā)育，以角閃巖相、麻粒巖相變質(zhì)的金水口巖群為主，發(fā)現(xiàn)了28號(hào)都蘭縣金水口錳礦點(diǎn)、31號(hào)格爾木市白日其利溝硫鐵礦點(diǎn)。

圖1 柴周緣黑色巖系、釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))分布及成礦遠(yuǎn)景

中新元古代蓋層分布于陸塊中東部諾木洪以南、巴隆以西地區(qū)，也是黑色巖系型礦產(chǎn)發(fā)現(xiàn)的集中地區(qū)，礦點(diǎn)較多，分別有23號(hào)洪水河(山根果勒)中游磷礦點(diǎn)、24號(hào)都蘭縣洪水河磷礦點(diǎn)、25號(hào)諾木洪冰溝磷礦點(diǎn)、26號(hào)諾木洪河小廟東溝磷礦點(diǎn)；奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)黑色巖系也有分布，33號(hào)格爾木市黑山錳鐵礦點(diǎn)就賦存于奧陶紀(jì)納赤臺(tái)群。

2.3 柴達(dá)木陸塊(Ⅰ9)

是加持在祁漫塔格—都蘭縫合帶(Ⅰ10)與柴北緣縫合帶(Ⅰ8)之間穩(wěn)定的地臺(tái)。陸塊內(nèi)廣泛分布的古元古代金水口巖群/達(dá)肯達(dá)坂群為陸塊之主體，其原巖為一套濱—淺海相活動(dòng)型泥砂質(zhì)—中基性火山巖—碳酸鹽巖沉積組合，鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)有磷錳礦點(diǎn)；中新元古代、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)及侏羅紀(jì)蓋層中均分布有黑色巖系，尤其是侏羅紀(jì)黑色巖系為一套含煤碎屑巖沉積組合，是青海省主要的煤礦賦存層位，其它蓋層中的黑色巖系是釩錳磷重晶石礦的主要含礦巖性，但在該陸塊中尚未發(fā)現(xiàn)黑色巖系型礦點(diǎn)。

2.4 歐龍布魯克陸塊(Ⅰ7)

黑色巖系嚴(yán)格分布在柴北緣縫合帶(Ⅰ8)以北區(qū)域，因該陸塊上發(fā)育了一套比較特殊的基本連續(xù)的南華系—奧陶系穩(wěn)定型蓋層而備受關(guān)注。古元古代達(dá)肯達(dá)坂群自西向東斷續(xù)分布，南華系—奧陶系與其呈角度不整合接觸，寒武系—奧陶系為一套以淺海相為主的沉積蓋層，其他的蓋層比較零星，分布有黑色巖系的蓋層還有石炭系碎屑巖—碳酸鹽巖沉積、侏羅系山麓河湖相含煤碎屑巖沉積。多數(shù)黑色巖系型磷錳重晶石礦點(diǎn)分布在該陸塊中，其中磷礦有1號(hào)、13號(hào)、15～18號(hào)、21～22號(hào)、35～36號(hào)，錳礦有3～10號(hào)、29號(hào)，重晶石礦有11號(hào)、14號(hào)、19～20號(hào)。

表2 柴周緣黑色巖系特征及釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))分布一覽

2.5 宗務(wù)隆山—興海拗拉槽(Ⅰ6)

主體由石炭系—二疊系組成，黑色巖系主要分布在晚石炭世—早二疊世地層中，地層主體部分為典型的濁積巖相沉積體，其中的碎屑巖段巖性組合為灰色、灰綠色長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖、板巖、千枚巖夾白云巖、結(jié)晶灰?guī)r、硅質(zhì)巖、礫巖，應(yīng)有一定的找礦前景。

3 典型礦床特征

3.1 大干溝釩鉬礦床

賦礦地層為奧陶—志留紀(jì)納赤臺(tái)群哈拉巴依溝組，其上巖段、中巖段均發(fā)現(xiàn)釩礦化帶(體)，構(gòu)成了整個(gè)黑色巖系，礦化主要集中在中巖段下部黑色碳質(zhì)板巖夾泥鈣質(zhì)板巖中，黑色碳質(zhì)板巖中尤為富集。共圈出礦體20個(gè)(其中釩鉬礦體19個(gè)、釩礦體1個(gè))，長(zhǎng)度一般在200～3 600 m，真厚度 0.78～12.05 m，V2O5平均品位0.51%～2.92%。礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，以層狀、似層狀為主，局部具有膨大縮小、分支復(fù)合的特點(diǎn)。主礦體長(zhǎng)3 600 m，控制斜深100～388 m，平均真厚度1.59 m，平均品位：V2O50.83%，Mo 0.025%，Pd 0.042 g/t。

通過釩的物相分析、價(jià)態(tài)分析，原礦釩主要為云母類礦物之釩，占67.16%，其次為氧化鐵礦物、高嶺土等礦物之釩，占27.36%，釩主要為粘土礦物吸附形式，部分以碳質(zhì)吸附的形式存在。礦石中主要礦物組成為石英、粘土礦物、碳質(zhì)、黃鐵礦等。實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)，采用加助浸劑90℃酸浸釩流程，在V2O5品位為0.7%時(shí)，獲得釩浸出率88.84%的指標(biāo)，同時(shí)在原礦含Mo 0.024%條件下，Mo浸出率達(dá)到97%，伴生元素回收方面，礦石中的Ga、Se、P2O5隨釩的浸出得到了綜合回收，Ga浸出率73.54%，Se浸出率92.05%、P2O5浸出率81.20%。

3.2 大柴旦鎮(zhèn)錫鐵山重晶石礦床

出露地層為上奧陶統(tǒng)灘間山群，巖性組合為石英綠泥片巖、綠泥石英片巖、絹云綠泥片巖、變英安巖、絹云石英片巖、薄層大理巖。褶皺以單斜構(gòu)造為主，沿走向及傾向均有S型扭曲，南東段形成不明顯的背斜構(gòu)造。分為3個(gè)重晶石礦帶，長(zhǎng)500～900 m，寬一般1～2 m，其中有不連續(xù)的重晶石脈數(shù)條，其中最大的一條長(zhǎng)580 m，寬0.4～1.2 m，最寬3.5 m。礦石類型可分為放射狀板狀礦石和粒狀礦石，主要礦物為重晶石、石英及方解石，共生的金屬礦物有鏡鐵礦、赤鐵礦、偶見孔雀石。含BaSO4一般23.2%～62.1%，最高86%。圍巖蝕變有褐鐵礦化、黃鐵礦化、綠泥石化、絹云母化、赤鐵礦化、綠簾石化等，以褐鐵礦化、綠簾石化為主。

4 時(shí)空分布規(guī)律和遠(yuǎn)景區(qū)劃初步探討

4.1 主要成礦時(shí)代

黑色巖系型礦產(chǎn)主要的成礦作用以早期有機(jī)質(zhì)形成期有用礦物的初步富集及后期成礦過程中有機(jī)質(zhì)的還原作用為主，黑色巖系的形成時(shí)代基本代表了黑色巖系型礦產(chǎn)的成礦時(shí)代，當(dāng)后期構(gòu)造—巖漿作用占據(jù)主導(dǎo)地位，使礦化進(jìn)一步富集時(shí)，成礦類型也應(yīng)有所變化。柴周緣黑色巖系從元古代到侏羅紀(jì)均有成礦，中新元古代、南華紀(jì)—震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)礦床(點(diǎn))數(shù)量最多、最集中。按照成型礦床成礦時(shí)代分析，只分布于奧陶紀(jì)，有兩處礦床，其中大干溝地區(qū)釩礦資源量超過10萬(wàn)t，已為中型規(guī)模，伴生的磷、銀、鉑鈀、硒、鉬也均達(dá)到中型規(guī)模。其它礦點(diǎn)在不同地質(zhì)歷史時(shí)期的數(shù)量分別為：元古代6個(gè)、南華紀(jì)—震旦紀(jì)3個(gè)、寒武紀(jì)15個(gè)、奧陶紀(jì)3個(gè)、石炭紀(jì)6個(gè)。從礦種的賦礦層位來看，釩礦的成礦時(shí)代主要為奧陶紀(jì)、中新元古代薊縣紀(jì)，錳礦的成礦時(shí)代主要為元古代、寒武紀(jì)、石炭紀(jì)，磷礦的成礦時(shí)代主要為古元古代、南華—震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)，重晶石礦的主要成礦時(shí)代為寒武紀(jì)、石炭紀(jì)?？傮w上來看，寒武紀(jì)是柴周緣黑色巖系型礦產(chǎn)的重要成礦時(shí)期，這與我國(guó)南方地區(qū)及陜西、新疆等地區(qū)是一致的；奧陶紀(jì)發(fā)現(xiàn)了柴周緣唯一的釩礦床，該時(shí)期地層分布廣泛，應(yīng)是釩礦重要的成礦期；錳礦在中新元古代萬(wàn)寶溝群有新發(fā)現(xiàn)(尚在勘查中規(guī)模中型)，中新元古代會(huì)成為錳成礦的主要時(shí)代。

4.2 空間分布規(guī)律

釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))具有分布范圍廣且相對(duì)集中的特點(diǎn)，總體上柴周緣南北均有分布(見圖1)。按照大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?，南部以東昆南縫合帶為界，東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶與東昆中縫合帶中新元古代、奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)黑色巖系中發(fā)現(xiàn)4個(gè)礦床(點(diǎn))，東昆中陸塊古元古代結(jié)晶基底及蓋層中均分布黑色巖系及礦床(點(diǎn))7個(gè)，柴達(dá)木陸塊穩(wěn)定地臺(tái)黑色巖系出露最為齊全但尚未發(fā)現(xiàn)釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))，歐龍布魯克陸塊礦床(點(diǎn))數(shù)量最多共23個(gè)。

按照成礦帶劃分，釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))主要分布在2個(gè)三級(jí)成礦帶4個(gè)四級(jí)成礦帶內(nèi)。其中按照礦床(點(diǎn))分布數(shù)量來看，數(shù)量最多的是Ⅳ-24④賽什騰山—阿爾茨托山Pb-Zn-Au-W-Sn(Cu、Co、稀土)成礦帶，其次為Ⅲ-24③柴達(dá)木北緣Pb-Zn-Mn-Cr-Au-白云母成礦帶、Ⅳ-26②伯喀里克—香日德Au-Pb-Zn-Mo—石墨—螢石(Cu、稀有、稀土)成礦帶、Ⅳ-26③東昆侖南部(坳褶帶/增生楔)Cu-Co-Au成礦亞帶。其它成礦帶雖然沒有發(fā)現(xiàn)礦床(點(diǎn))，但分布有大面積黑色巖系及釩錳磷鋇水系異常，如Ⅳ-24①俄博梁Au-Cu-(W、Bi、稀土)成礦帶、Ⅳ-26①祁漫塔格—都蘭Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Au-Mo成礦帶，具有一定找礦前景。

4.3 黑色巖系型釩錳磷重晶石成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃

根據(jù)黑色巖系及其分布范圍，有利的成礦時(shí)代(主要為中新元古代、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì))，已發(fā)現(xiàn)的礦床(點(diǎn))及數(shù)量，釩錳磷鋇水系異常面積及數(shù)量等原則，劃分出黑色巖系型釩錳磷重晶石礦遠(yuǎn)景區(qū)11個(gè)(見圖1)，遠(yuǎn)景區(qū)范圍多數(shù)跨越了青海省潛力評(píng)價(jià)劃分的四級(jí)成礦帶(見表3)界限。按照A、B、C共3個(gè)級(jí)別由高到低對(duì)劃分出的遠(yuǎn)景區(qū)資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中A級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)4個(gè)，B級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)4個(gè)，C級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)。按照礦種分，以錳為主攻方向的遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，以磷為主攻方向的遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，以磷重晶石為主攻方向的遠(yuǎn)景區(qū)1個(gè)，以磷錳為主攻方向的遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)，以釩(錳重晶石)為主攻方向的遠(yuǎn)景區(qū)3個(gè)。

冷湖—魚卡A級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)：長(zhǎng)約200 km，寬約35 km，面積超過7 000 km2；分布1∶25萬(wàn)水系異常3個(gè)、礦床(點(diǎn))9個(gè)；礦種全部為錳，嚴(yán)格分布在寒武紀(jì)灘間山群中，該套地層集中出露于遠(yuǎn)景區(qū)的中西部，面積大且連續(xù)，說明受后期構(gòu)造巖漿活動(dòng)破壞程度低，保存較為完整，另零星見有古元古代及石炭紀(jì)地層；遠(yuǎn)景區(qū)東部灘間山群零星，多被古元古代達(dá)肯達(dá)坂群包圍。成礦時(shí)代：寒武紀(jì)為主，石炭紀(jì)、古元古代次之。主攻礦種：錳為主，磷、重晶石次之。

表3 黑色巖系型釩錳磷重晶石成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分一覽

納赤臺(tái)—大干溝A級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)：長(zhǎng)約200 km，寬約50 km，面積超過10 000 km2；分布1∶25萬(wàn)水系異常5個(gè)、礦床(點(diǎn))5個(gè)；礦種為釩、錳、重晶石。釩達(dá)到中型礦床規(guī)模，是青海省黑色巖系型礦產(chǎn)突破最大的金屬礦種，含礦層位為奧陶紀(jì)納赤臺(tái)群(圖1顯示為石炭紀(jì)，有爭(zhēng)議)，該套地層在遠(yuǎn)景區(qū)中西部大面積出露；錳礦點(diǎn)數(shù)量最多，含礦層位以中新元古代萬(wàn)寶溝群為主，其次為奧陶紀(jì)納赤臺(tái)群，萬(wàn)寶溝群分布在遠(yuǎn)景區(qū)中部、東部，面積較大且連續(xù)。成礦時(shí)代：奧陶紀(jì)、中新元古代。主攻礦種：釩為主，錳、磷、重晶石次之。

5 結(jié) 論

1)我國(guó)黑色巖系及相關(guān)礦產(chǎn)主要集中分布在南方湖南、貴州等省份，近幾年新疆、甘肅、陜西陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了資源量可觀的黑色巖系型礦產(chǎn)，有望改變這一分布格局。青海省自大干溝釩礦發(fā)現(xiàn)以來，黑色巖系型礦產(chǎn)資源潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值也將會(huì)隨之顯現(xiàn)。

2)柴周緣黑色巖系分布于8個(gè)構(gòu)造單元3個(gè)三級(jí)成礦帶9個(gè)四級(jí)成礦帶8個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)，共發(fā)現(xiàn)釩錳磷重晶石礦床(點(diǎn))36個(gè)。成巖成礦時(shí)代以?shī)W陶紀(jì)、寒武紀(jì)、中新元古代為主，其次為石炭紀(jì)、古元古代，三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)黑色巖系中尚未發(fā)現(xiàn)。含礦巖性組合為含碳質(zhì)的頁(yè)巖—板巖及其內(nèi)部層間帶，或與圍巖的過渡帶，以硅質(zhì)巖、灰?guī)r層作為標(biāo)志層(磷礦相對(duì)較為例外，主要分布在白云巖中)。

3)以黑色巖系及其分布范圍、有利的成礦時(shí)代、已發(fā)現(xiàn)的礦床(點(diǎn))及數(shù)量，釩錳磷鋇水系異常面積及數(shù)量等為劃分原則，劃分出黑色巖系型釩錳磷重晶石礦遠(yuǎn)景區(qū)11個(gè)，其中A級(jí)4個(gè)，B級(jí)4個(gè)，C級(jí)3個(gè)，A級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)有望發(fā)現(xiàn)中—大型礦床。