宜昌黑色巖系成礦初探

陳綠森，張 揚(yáng)，汪 文

（湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，湖北 宜昌 4430000）

宜昌黑色巖系成礦初探

陳綠森，張 揚(yáng)，汪 文

（湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，湖北 宜昌 4430000）

文章通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外同類課題的相關(guān)研究資料，分析和研究黑色巖系成礦方面的機(jī)理，并結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題的研究現(xiàn)狀，對(duì)黑色巖系金屬礦床資源的變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析。在實(shí)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(diǎn)，分析這一領(lǐng)域的課題。

宜昌；黑色；巖系；成礦；初探

黑色巖系是富含相當(dāng)豐富的硫化物與有機(jī)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(zhì)巖、碳酸鹽巖和硅巖和他們經(jīng)過(guò)物理化學(xué)性質(zhì)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(jiàn)的是瀝青質(zhì)和碳質(zhì)的頁(yè)巖，而且其中的礦化的頁(yè)巖，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐漸抬升。因此，研究和分析黑色巖系成礦，具有深遠(yuǎn)的歷史意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1 黑色巖系成礦研究的現(xiàn)狀及價(jià)值

作為一種符合地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)與沉積學(xué)等方面特征的黑色頁(yè)巖，在沒(méi)斷絕氧氣的水下有種暗色的泥質(zhì)巖，富含極高的有機(jī)質(zhì)，總有機(jī)碳已經(jīng)超過(guò)1%。不過(guò)這方面的巖礦在湖北地區(qū)并非廣泛，僅見(jiàn)于湖南一帶。在湖北境內(nèi)，尤其是宜昌地區(qū)分布的是其他類型的黑色頁(yè)巖。這些黑色頁(yè)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(nèi)也是極其重要的。從當(dāng)前的情況來(lái)看，黑色系頁(yè)巖的探索已卓有成效地深入開(kāi)展。現(xiàn)在已基本上對(duì)淺層礦物中的化學(xué)元素有了一定的了解，對(duì)其分布的機(jī)制與規(guī)律也有了初步的認(rèn)識(shí)。特別是在與白堊紀(jì)相關(guān)的礦床形成的研究，已突破了對(duì)地球本身的研究，其研究的領(lǐng)域甚至已經(jīng)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(yè)巖系的形成大多是因?yàn)榄h(huán)境本身已經(jīng)缺氧，或是因?yàn)槟撤N突發(fā)性事件導(dǎo)致了環(huán)境中氧氣的缺失而出現(xiàn)的一種情況。應(yīng)該說(shuō)這是一種與生命本身的活動(dòng)是息息相關(guān)的，更與某些化學(xué)元素的循環(huán)有著某種關(guān)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(zhì)發(fā)生演變的歷史上，對(duì)黑色巖系和相關(guān)成礦方面的研究，尤其是生物因素對(duì)成礦的影響的研究，對(duì)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(jìn)作用。

2 黑色巖系成礦的機(jī)理分析

2.1 黑色巖系成礦的化學(xué)元素

礦床資源蘊(yùn)含于黑色巖系之中，曾經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，人們一直認(rèn)為這些價(jià)格只是潛在的而非現(xiàn)實(shí)的，因此在實(shí)際礦床資源的開(kāi)發(fā)利用方面，有許多資源都未被開(kāi)發(fā)出來(lái)。但此后，隨著開(kāi)發(fā)的不斷進(jìn)行，人們對(duì)于黑色巖系的成礦機(jī)理的認(rèn)識(shí)，也隨之加深。

上世紀(jì)70年代末，關(guān)于礦床與黑色巖系方面的研究十分薄弱。有的研究認(rèn)為有的金屬礦藏，盡管蘊(yùn)育于黑色巖系之中，但是并意味著黑色巖系直接導(dǎo)致了這些礦床的形成。但是通過(guò)對(duì)宜昌的礦床進(jìn)行反復(fù)研究對(duì)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(guān)，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(guān)于黑色巖系這種類型的金屬礦的形成原因，一種說(shuō)法認(rèn)為，宜昌歷史上溫暖濕潤(rùn)的自然環(huán)境，蘊(yùn)含著生機(jī)盎然的植物與其他生物，一些生物的碎屑隨著地表徑流進(jìn)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(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定。生物的生存對(duì)氧氣的消耗，直接導(dǎo)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(xì)微的顆粒開(kāi)始逐漸沉積下來(lái)，這便成為礦床的形成的一個(gè)因素。

2.3 黑色巖系成礦的事件因素

黑色巖系相關(guān)元素與地質(zhì)事件的關(guān)系是，地質(zhì)構(gòu)造出現(xiàn)拉張的情況下，因斷裂而成凹槽。在凹槽的內(nèi)部，出現(xiàn)高低起伏的地型地勢(shì)。加之，地質(zhì)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(dǎo)致缺氧狀態(tài)，就為成礦創(chuàng)造了適宜的環(huán)境，以宜昌長(zhǎng)陽(yáng)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(guān)。

3 結(jié)束語(yǔ)

自上世紀(jì)70年代末開(kāi)始，人們探索黑色頁(yè)巖成礦，研究一直持續(xù)不斷地進(jìn)行著，特別是關(guān)于海相的頁(yè)巖成礦研究取得了顯著的成果，對(duì)沉積的環(huán)境方面展開(kāi)的研究亦有一定的收獲。從宜昌的情況來(lái)看，非金屬與金屬礦床主要產(chǎn)生在古生代，而黑色頁(yè)巖基本富含于油氣的礦產(chǎn)之中，最早出現(xiàn)的時(shí)間應(yīng)為中生代。當(dāng)宜昌處在志留紀(jì)、奧陶紀(jì)、寒武紀(jì)和震旦紀(jì)之時(shí)，海洋經(jīng)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(yè)巖之中，而且在湖北宜昌地區(qū)分布明顯。這些黑色頁(yè)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(lái)看，宜昌在黑色巖系成礦方面的研究比較薄弱，對(duì)于海相與湖相頁(yè)巖的形成原因，對(duì)比性的研究方面亟待加強(qiáng)；在研究的方法上，由于對(duì)黑色巖系成因沒(méi)有系統(tǒng)性的探索，導(dǎo)致某些研究滯后。特別是應(yīng)用高分辨率手段進(jìn)行分析表現(xiàn)為明顯不足。因?yàn)闆](méi)有這種分析手段，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)在堆積過(guò)程中所需要的基本條件，還有有機(jī)質(zhì)堆積的動(dòng)力學(xué)方面因素，都沒(méi)有形成理想的研究結(jié)果。

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2096-2789（2016）11-0223-01