貴州省納雍縣偏坡寨礦區鉬多金屬礦地質特征及找礦前景

司乃欣，孔凡明，張亞軍，苗寶，王建

(1.山東省煤田地質局第四勘探隊，山東 濰坊 261206；2.山東泰山資源勘查有限公司，山東 濟南 250013；3.山東省魯南地質工程勘察院，山東 兗州 272100；4.江蘇省第二地質大隊，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)和有機質較多為特征的滯水海盆或淺海相的暗色泥頁巖、硅質巖組合[1]。中國南方下寒武統黑色巖系素有“多元素富集層”之稱，富含V，U，P，REE，Mo，PGE等元素[2]。貴州鉬礦產出層位為下寒武統牛蹄塘組底部“磷塊巖之上的金屬層”[3]。含礦巖石巖性組合較復雜，主要由硅質磷塊巖、砂屑狀黃鐵礦黏土巖、高炭質磷片狀頁巖夾磷質結核、炭質黏土巖夾磷質透鏡體、粉砂質黏土巖等組成[4]。貴州鉬礦床(點)的類型有:含鉬鎳硫化物“金屬層”型、含鉬鎳釩炭質頁巖型、鉬鈾碳酸鹽巖型及次生型。礦體雖呈薄層狀，但礦石品位高，質量優，規模大，經濟意義較大(圖1)。

偏坡寨礦區位于納雍縣城南東方向直線距離14km處，公路里程約32km，行政區劃屬貴州省畢節市納雍縣居仁街道辦事處所轄。通過對納雍縣偏坡寨礦區鉬多金屬礦進行詳查工作，在礦區內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告，2018年。。該文在充分收集區內各類資料進行分析的基礎上，對礦區地質特征和礦床成因深入研究，并對礦層性質進行了評價，希望為今后尋找沉積型鉬礦提供基礎資料。

1 區域地質

1.1 地層

偏坡寨鉬礦區處于揚子準地臺—黔北臺隆—遵義斷拱—貴陽復雜變形區—野物壩背斜的NW翼，背斜軸部大多由寒武紀地層組成，地層傾角普遍平緩，派生和次生斷裂較發育[4]。區域巖石地層屬貴州省上揚子地層分區黔中地層小區，地層由老至新有震旦紀上統燈影組、寒武紀下統牛蹄塘組、明心寺組、馬平組、二疊紀中統梁山組、棲霞組、茅口組、龍潭組、三疊紀下統夜郎組及第四紀等地層，含礦地層為牛蹄塘組。牛蹄塘組分布于納(雍)-織(金)穹形復式背斜核部，多在溝谷兩岸出露[5]。下部為粉砂質泥巖、炭質泥巖、磷塊巖、鎳鉬礦層，上部為頁巖、炭質泥(頁)巖。

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

1.2 構造

偏坡寨礦區位于揚子陸塊南部被動邊緣褶皺帶納(雍)-織(金)寬緩褶皺區。納(雍)-織(金)穹形背斜，為區域最大的褶皺構造，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翼經核部逐漸轉向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，伴有次級褶皺構造，分布在礦區東南邊緣為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。區域內NW翼次級構造為龍場背斜，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育。龍場背斜核部出露地層為寒武紀下統，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(復式)背斜核部[6]。

1.3 巖漿巖

區域巖漿活動主要為晚二疊世時期(印支中期)基性巖漿噴溢活動及淺層侵入，形成了分布于該區及云南、貴州、四川接壤的廣大面積的峨眉山玄武巖臺地，區內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，杏仁氣孔局部發育，局部地段有火山角礫巖，集塊巖和凝灰巖。

1.4 含礦巖系特征

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

1—第四系；2—二疊紀茅口組；3—二疊紀棲霞組；4—二疊紀梁山組；5—石炭紀黃龍組；6—寒武紀明心寺組；7—寒武紀牛蹄塘組；8—震旦紀燈影組；9—殘坡積物；10—灰巖；11—炭質頁巖；12—亮晶白云巖；13—泥巖；14—粉砂質泥巖；15—白云巖；16—實測或推測地質界線；17—不整合界線；18—鉬礦層及編號；19—斷層及編號；20—產狀圖2 偏坡寨鉬多金屬礦區9-9'勘探線剖面圖

含礦巖系由上至下敘述如下：①黑色、灰黑色炭質泥巖，結構致密，夾砂質泥巖，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深灰色含硅碳質粉砂巖、泥巖、頁巖，厚0.25～0.50m。④含磷碳質泥巖、頁巖(硅質磷礦巖)，厚1.0～5.20m。⑤黃褐色鐵質黏土，厚0.30～0.50m。

2 礦層地質特征

礦區內圈定Ⅰ礦體1個，為盲礦層。礦層賦存于寒武紀下統牛蹄塘組下段黑色炭質頁巖、炭質泥巖及硅質磷塊巖等深水相硅泥沉積建造中，礦體下距震旦紀上統燈影組白云巖頂部10～15m。礦層分布于野物壩向斜的兩翼，其形態、規模、產狀、分布嚴格受向斜構造控制。

礦體形態簡單、完整，無分叉合并現象，呈極薄的層狀，礦床在礦區內以緩波狀褶皺形式產出，工程控制走向長3085m，傾向延深360.60～1551.20m。礦體賦存標高+774.04m～+1435.00m，埋深19.00～769.80m，其埋深由NE向SW方向逐漸增大。

礦體總體產狀受野物壩向斜、窯上背斜及F1，F2斷層的影響產狀變化較大。礦區北部的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，礦層呈單斜產出，產狀比較穩定，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，厚度變化系數為59.31%，小于60%，屬厚度變化穩定的礦床。礦體中心部位厚度較大，ZK901孔達0.12m，向兩側略有變薄。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%。

礦區鉬礦以輝鉬礦為主，占全礦區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%。礦區內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

據貴州省納雍、織金縣水東—中寨鉬礦詳查報告整理。

3.2 礦石化學成分

3.2.1 主要有用組分

根據基本分析和組合分析結果統計，礦石含Mo 0.155%～5.72%，平均3.12%，品位變化系數為59.32%；Ni 0.211%～7.55%，平均3.79%，品位變化系數為59.18%；Cu 0.49%～0.067%，平均0.16%，品位變化系數為59.96%；Zn 0.026%～8.46%，平均3.94%，品位變化系數為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，但均未達獨立礦產工業品位。

3.2.2 微量元素含量

礦石經組合分析、全分析、光譜分析，除銅、鎳、鋅外，其他元素均達不到伴生元素綜合利用的工業指標，礦石微量元素數據見表2。

表2 礦石微量元素(×10-6)

據貴州大學資環學院試驗室化驗報告整理。

3.3 礦石類型

3.3.1 礦石結構構造

礦石主要結構為自形粒狀、自形微粒狀、他形顯微粒狀、他形微粒狀等結構。構造主要為條帶狀構造，其次為碎屑狀、竹葉狀構造、疊層構造、滑動角礫構造等。

條帶狀構造根據礦物的共生組合和產出特征可進一步劃分為：

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

(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)紅砷鎳礦呈細條帶分布于礦石中(圖5)。

圖5 礦石中紅砷鎳礦細條帶構造

3.3.2 礦石類型

礦區內礦石為原生礦石，礦石為深灰—黑色炭質泥、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泥巖，礦石工業類型為含鎳銅鋅的鉬多金屬礦石。

4 礦床成因

4.1 礦床特征規律

4.1.1 礦化富集特征

礦區內下寒武統牛蹄塘組含礦層厚度為50.0～99.60m，鉬鎳鋅元素多數富集在牛蹄塘組炭質黏土巖層的中下部，距底界10.90～17.60m的范圍富集成礦；礦體含黃鐵礦較多，浸染狀產出，宏觀不見黃鐵礦的炭質黏土巖一般不含鉬礦；礦體底板常見炭質灰巖或白云巖，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 礦層區域變化情況

偏坡寨礦區周邊已經詳查工作的礦區有2個，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。礦區含礦層均為寒武紀下統牛蹄塘組，礦石類型均為含輝鉬礦炭質泥巖。經過對比分析，認為礦體平均厚度變化較小，最大的是水東龍井邊礦區，為0.056m，最小的是偏坡寨礦區，為0.043m，表明在東西方向上水東龍井邊礦區為中心，厚度較大，向東西兩側厚度有變小趨勢；鉬平均品位變化較大，品位最高的是水東龍井邊礦區，為5.17%，最小的是水東—中寨礦區，為1.48%，表明在東西方向上水東龍井邊礦區為中心，品位較高，向東西兩側品位有變貧趨勢(表3)。

表3 礦層區域變化情況

①根據貴州省納雍縣水東龍井邊鉛鋅鉬多金屬礦詳查地質報告，2008年。

②根據貴州省納雍、織金縣水東—中寨鉬礦詳查報告，2015年。

4.1.3 找礦標志

(1)牛蹄塘組下部黑色炭質黏土巖是重要的找礦標志之一。

(2)浸染狀黃鐵礦物較多，以小斑點、團塊、短條狀大致順層發育，但不連續的形態間雜黑色硅質細小碎屑狀短條、團斑，與鉬鎳關系十分密切。當黃鐵礦物大量聚集成塊狀、透鏡狀、寬條帶或細線狀比較規整的順層分布時，往往鉬品位低或無礦。

(3)礦石多較堅硬、致密，手感較重，巖性多為炭質黏土巖(頁巖)或含硅質白云巖或白云質硅質巖。

因此，該類型的礦床主要以時代、層位、巖性特征作為主要找礦標志。

4.2 礦床成因

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

成礦物質來源具有多樣性，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-早白堊世大規模巖漿活動，殼?；旌显磦サ律交◢弾r漿活動導致成礦流體活動成因不同[12]。海底火山噴氣中的成礦元素溶解海水中隨洋流帶來，在含有大量有機碳的還原環境中，在溫度、壓力、酸堿度發生改變條件下，鉬鎳鋅等金屬元素富集形成本礦床。區域天鵝山鎳鉬礦層的有機硫值可達13.5%，有機硫的大量富集主要與底棲藻有關[13]。海底火山噴發中的成礦元素可能是該類型礦床成礦元素的主要物質來源，其余的可能是形成鉬鎳鋅多金屬礦床的次要物質來源。

較深的封閉斜坡相海盆環境相對穩定，生物相當發育，有機質十分豐富的還原—強還原沉積環境，形成了該礦床含石灰質、白云質—黏土巖相，生物死亡分解產生大量硫化氫氣體，造成海底為一種強酸性還原環境，鉬、鎳、鋅、鐵等元素在這種環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，較深的海洋封閉環境，生物死亡和對金屬元素的吸收，形成成礦的物理化學條件改變，是鉬鎳鋅等富集成礦的主要控制因素[16]。

貴州大學高軍波等[17-18]研究表明，在礦層下部發現一套熱水成因的粗晶灰巖，下部見較多的熱水成因的透鏡狀、柱狀、結核狀碳質體等構造標志，這些特征反映出該地區鉬鎳礦疊加了熱水(液)噴流沉積作用成礦。

5 結論

(1)偏坡寨礦區鉬礦層賦存于寒武紀下統牛蹄塘組下段黑色炭質頁巖、炭質泥巖及硅質磷塊巖等深水相硅泥沉積建造中,其形態、規模、產狀、分布嚴格受向斜構造控制。

(2)偏坡寨礦區鉬礦以輝鉬礦為主，占全礦區96%以上,有用組分分布均勻，工業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代、層位、巖性特征等作為主要找礦標志。

(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，礦體形態簡單、完整，產狀穩定，建議作為礦山開發建設的首采地段。

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，數據分析由貴州大學資源與環境工程學院實驗人員提供大力幫助，在此一并感謝！