黑色巖系中多金屬成礦模式分析
——以滇東北德澤地區筇竹寺組為例

李銘鯤

（江西省南昌市廣蘭大道418號東華理工大學研究生院，江西 南昌 330013）

黑色巖系中富含有多種金屬元素硫化物，目前在世界各地已發現了許多與黑色巖系建造有關的工業礦床或金屬元素堆積層，如U、Mo、Ni、Mn、V、Hg、Sb、W、Pt、Pd、Au等，使黑色巖系礦床成為一種重要的礦產類型，黑色巖系常可形成大型或超大型礦床，如大廠Sn金屬礦、錫礦山Sb礦、臨滄拜賣Ge礦、湘黔交界的貢溪-大河邊重晶石礦床等[1]。因此，對黑色巖系多金屬元素分析及其成礦作用、礦床成因研究是地質學領域一個重要的科學問題，具有重要的基礎理論和實際應用意義。

1 黑色巖系多金屬成礦作用

在黑色巖系多金屬成礦元素的賦存狀態主要有以下三種存在形式，分別是硫化物態、有機物結合態和粘土礦物吸附態這三種；黑色巖系礦床成因仍未有確切定論，有學者分別提出了地外成因、海底噴流成因（或熱水成因）、海水成因、火山碎屑成因、生物有機質成因等成因，所以黑色巖系多金屬礦床仍值得進一步深入的研究[2]。

作者通過對黑色巖系礦床的成因部分文獻的分析研究（范德廉等，2004；高軍波等，2011）得悉，其成因主要有以下3種看法。

（1）地外成因，該觀點認為金屬元素的富集是由于天體的撞擊所以導致，在黑色巖系中Ir異常的發現及鉑族元素的分布特征可以佐證這一點，以及在湘西存在著天體撞擊事件的痕跡，該痕跡形成在震旦—寒武系界線上。即“熱鹵水+火山噴發物+地外物質”模式。

（2）熱水(液)成因，認為海底熱水(液)沉積成礦作用與金屬元素的異常富集有密切關系，海底熱水(液)提供了部分金屬元素，認為成礦元素來源于富有機質的熱鹵水，即“有機質+熱鹵水”模式。

（3）多種成因復合而成，認為成礦元素是由多種成因導致的，大多來自海水的正常沉積、熱水汲取基底地層、生物及其有機質對元素的富集等等原故，即“其他陸源或海底熱泉等未定型”模式。

在黑色巖系的成礦作用過程，海水成礦作用主要呈現形式為：①提供一些成礦元素。如Mo、V、P、U、S等；②提供了一個成礦環境且有利于金屬元素沉淀，使Ni-Mo多金屬在還原環境中逐步沉淀從而形成多金屬礦床。熱水成礦作用主要表現為：①運移并提供成礦元素，如Ni、Ba、Cu、S等元素，使其有利于礦床的形成；②提供熱源，促使有機質成熟，形成烴類物質，有利于TSR反應的發生，使S2-與金屬元素結合形成金屬硫化物礦床。

2 黑色巖系多金屬元素相關性分析

黑色巖系的多金屬富集層中，有學者指出與黑色巖系相關的成礦元素和組分大于25種，包括Sb、Cu、Zn、Sb、Cu、Cd、Sn、Au、PGE、V、U、Th、Mn、P、Ge、Pb、石煤、硫鐵礦、重晶石等。各種元素之間存在著相似或相近的地球化學特征，如V和Ni的地球化學行為較為相近，它們之間存在的細微差別可以用來判別古環境。Sr和Ba存在一些相關性，Ba一般由洋底熱液提供，而Sr大多數會合散布在碳酸鹽中，另外也有一定量在重晶石中。U元素是一具有典型氧化-還原特征的元素，其在自然界中以獨立鈾礦物、類質同象和分散吸附三種形式存在，在氧化環境中U元素以U6+的離子或絡合物發生遷移，在還原環境中以U4+與氧離子結合形成UO2沉積[3]。分析研究區樣品中U元素與Mo、Ni、V、Pt+Pd間的含量關系，它們存在較明顯的正相關性（圖1），由此可判斷研究區黑色巖系Mo-Ni多金屬元素共生富集是在還原環境下富集成礦。

圖1 研究區黑色巖系Mo、Ni、V、Pt+Pd與U相關性示意圖

圖2 研究區Mo-Ni多金屬成礦模式圖

3 黑色巖系多金屬找礦靶區

經對筇竹寺組黑色巖系沉積相、沉積環境分析，研究區黑色巖系多金屬成礦有利環境為淺海陸棚缺氧還原環境，熱水、生物有機質參與了成礦作用，成礦物質主要來自深部的基性-超基性巖漿熱液，部分來自陸源風化沉積物。依據Mo-Ni多金屬的成礦品位、黑色巖系地層出露分布情況，從對工作區野外地質調查來看，德澤鄉花山村到熱水村附近有較好的成礦遠景，前人在該區域開展了一定礦產勘查工作，本次在花山村附近也發現黑色巖系多金屬礦層，并且該處筇竹寺組黑色巖系巖層厚度較大，因此將德澤鄉花山村-熱水塘村作為研究區黑色巖系多金屬找礦靶區。駕車鄉綠水塘村到龍閘村筇竹寺組黑色巖系巖石出露寬度大，層位延伸穩定，目前已發現黑色巖系多金屬礦層，多處礦化異常點，具有較好的找礦前景，因此該區也作為研究區黑色巖系多金屬找礦靶區。

4 結論

通過對黑色巖系多金屬的研究與分析，多金屬礦層成礦物質的主要來源是深部的成礦熱液，但是還有部分來自陸源碎屑，在缺氧還原條件下富集成礦，主要經歷熱液成礦作用，成礦過程中存在著有生物有機質的配合。成礦背景和成礦作用共同確立了研究區黑色巖系Mo-Ni多金屬成礦模式（圖2）。

[1] 范德廉，張熹，葉杰等．中國的黑色巖系及其有關礦床[M]．北京：科學出版社，2004，3-50．

[2] 馮增昭，彭勇民，金振奎，等．中國南方寒武紀巖相古地理[J]．古地理學報，2001，3(1)：1-18．

[3] 高軍波，魏懷瑞，劉坤等．貴州遵義-納雍-帶寒武系黑色巖系中鋁鎳礦層的沉積特征[J]．地質源，2011，(3)：15-23．