冉村沟钼多金属矿床地质特征及控矿因素分析

王 雄

(贵州省地矿局一〇二地质大队，贵州 遵义 563003)

0 引 言

我国西南地区富含钼、镍、钒等多金属的黑色页岩系广泛分布于扬子地台下寒武统底部。80年代以来，黑色岩系及黑色岩系矿床的经济意义不断提升，前人相继对下寒武统黑色岩系开展一系列工作。贵州省内黑色页岩分布面积广且已经发现多处与黑色页岩相关的矿产，逐渐成为研究热点。本文以贵州遵义冉村沟钼多金属矿床为研究对象，通过对矿床地质特征分析，进而探讨该矿床的控矿因素，以期为同类型矿床的找矿工作提供参考。

1 成矿地质背景

研究区位于上扬子古陆块南部被动边缘褶冲带三级构造单元之毕节前陆褶皱带，区域构造运动不活跃，属稳定的陆块区；区内构造定型于燕山期，在喜山期经历多次活动，构造形式主要以北东向及东西向较宽缓背斜及紧密向斜为主体，伴随有与褶皱配套的扭性和张性断裂。松林穹隆是研究区内最大的构造单元，轴部地层为前震旦系及震旦系，两翼为寒武系—侏罗系地层，近于对称，形成一开阔背斜构造。研究区地层分区属于扬子地层区黔北地层小区，区域上地层序列较为齐全，由古老青白口系至侏罗系地层均有出露，仅缺失泥盆系和石炭系。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层由老到新有震旦系上统灯影组(Z2dy)、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)、寒武系下统明心寺组(∈1m)、寒武系下统金顶山组(∈1j)、寒武系下统清虚洞组(∈1q)、寒武系中上统娄山关组(∈2-3ls)、奥陶系下统桐梓组(O1t)、奥陶系下统红花园组(O1h)、奥陶系下统湄潭组(O1m)、奥陶系中统十字铺组(O2s)、奥陶系中统宝塔组(O2b)、奥陶系上统涧草沟组(O3j)、奥陶系上统五峰组(O3w)、第四系(Q)，见图1；其中，牛蹄塘组为该矿床含矿地层。

牛蹄塘组岩性以黑色含炭质泥岩或炭质泥岩为主，局部夹纹层状或薄层状灰岩，厚21.68～39.74 m。顶部与明心寺组呈整合接触，底部与灯影组呈假整合接触，底部接触面向上约1～1.5 m范围内有层间滑动现象，常见薄层或透镜体灰黑色硅质磷块岩，表明地层内局部具有磷矿(化)；钼镍多金属矿呈层状、似层状赋存于牛蹄塘组黑色炭质泥岩下部地层中。含矿岩系剖面自上而下具有以下特征：

上覆地层：寒武系下统明心寺组(∈1m)

上部为一层十几米厚的含泥质条带状灰岩；中部以泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主，夹薄层灰岩；下部为泥岩、粉砂质泥岩与灰岩互层。厚度404.68～451.72 m。

———整合接触———

(1)灰黑色硅质磷块岩。岩石呈深灰黑色，为致密坚硬块状。主要成分为硅质、胶磷矿、泥质粘土、黄铁矿及黑色细粒铁质物质，砂屑状结构、块状构造。岩石内发育方解石细脉、粉末状黄铁矿颗粒发育，局部具缝合线构造，厚0～0.88 m。

(2)黑色含磷结核炭质泥岩，泥质结构及晶粒结构，层状构造。晶粒结构主要为粉晶～细晶黄铁矿构成，部分地段见层间滑动现象，厚1.2～8.64 m。

(3)灰色中～粗晶灰岩。厚0～0.1 m。

(4)黑色薄层状黄铁矿型钼镍等多金属矿层，呈似层状、透镜状产出，厚0.020～0.070 m，平均0.052 m。矿石呈黑色，致密坚硬，组分及矿物分布具有分带特征，含陆源碎屑、石英、粘土矿物、方解石，炭质含量较多，矿石呈条带状、碎屑状构造。上下层面见黑色碳质页岩。

(5)深灰色细晶灰岩，夹团块状方解石，呈似层状、透镜状产出，厚0～0.49 m。

(6)黑色炭质泥岩，见少量浸染状、似层状黄铁矿。厚14.8～26.67 m。

(7)深灰色泥岩与浅灰色灰岩互层。厚0～5.05 m。

(8)黑—灰黑色炭质泥岩，岩石主要由陆源碎屑及少量炭质物质组成，厚0～2.36 m。

———假整合接触———

下伏地层：震旦系上统灯影组(Z2dy)

为一套灰色、浅灰色中厚层至厚层微晶或细晶白云岩、藻白云岩，岩石结构致密、质纯。含白云石、方解石晶洞，晶洞内有沥青状物质。厚度>50 m。见图1。

2.2 构造

冉村沟钼多金属矿床位于松林穹窿构造北东缘，地层呈单斜产出，矿区构造较为简单，矿区西北部发育一条规模相对较大的区域性断裂构造，走向北东—南西向，倾向北西，倾角62°，为正断层，断距可达数百米至上千米，但对矿区内矿层的影响不大。矿区西北部还发育一条断层F1的次级断层，规模较小，断层附近矿层受牵引作用引起矿层产状(倾角)略有变化。此外，牛蹄塘组底部与灯影组假整合面向上约1～1.5 m范围内有层间滑动现象，表现为黑色页岩层破碎严重，破碎带在宏观上显示定向排列的特征。

2.3 矿体特征

钼镍多金属矿层赋存于寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)黑色炭质泥岩下部，与围岩界线明显，为单层矿。全矿区矿层较为稳定，矿体呈似层状、长透镜状产出，矿体呈波状起伏，矿体厚0.020～0.070 m，平均 0.052 m，厚度变化系数不大，属于稳定型。矿体倾向30°～60°，倾角6°～13°，内部无夹石或很少夹石；该矿区矿体厚度总体表现为由浅部到深部厚度逐渐变薄的趋势。

图1 矿区地质图

矿床内可分为3个矿体，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体。其中，Ⅰ号矿体位于矿区西部，长约1 500 m，宽约700 m；矿层最大厚度为0.07 m，最小厚度为0.03 m，平均厚度0.052 m。Ⅱ号矿体位于矿区中南部，长约370 m，宽约270 m，规模最小，矿层最大厚度为0.05 m，最小厚度为0.04 m，平均厚度0.043 m。Ⅲ号矿体位于矿区东部，是该矿区的主矿体，矿体长约2 250 m，宽约2 100 m，矿层最大埋深约500 m，北西以F1断层为界；矿层最大厚度为0.07 m，最小厚度为0.02 m，平均厚度0.053 m。

2.4 矿石特征

该矿床赋矿围岩为黑色薄层状含钼镍钒黄铁矿泥岩，根据矿物共生组合关系和矿石的赋存状态，矿石可分为氧化型矿石和黄铁矿型矿石。其中，氧化型矿石分布于氧化带和过渡带，矿石品位较低；黄铁矿型矿石与围岩界限明显，矿石颜色呈暗亮黄色，为含黄铁矿的原生硫化物矿层，矿石品位较高，是矿区内主要矿石类型。见图2。

矿石多以粉砂状结构为主，偶见生物碎屑结构、藻包粒结构、显微草莓结构。

粉砂状结构：矿石由炭泥质基质、胶硫钼矿及胶镍钼钒矿组成。局部含砾屑，砾径2～20 mm，呈豆状、饼状、棒状、竹叶状等。长轴顺层排列，分选性中等。砾屑常被针镍矿充填交代；砾屑胶结物为炭泥质、粉砂质、粘土矿物、胶镍钼钒矿及胶硫钼矿等。

生物碎屑结构：矿石主要由软体生物碎屑和泥质基质组成。生物碎屑外形比较完整，碎屑内部可见黄铁矿颗粒、泥质充填。

显微草莓结构：是一种带空腔的圆形颗粒，成群出现，这种莓粒可能是显微菌藻类的细胞结构。细胞壁为较纯的炭质，细胞空腔为炭泥质或粘土矿物充填，大部分已被黄铁矿、针镍矿、胶硫钼矿置换，形成空腔或实心的显微莓球。

矿石常具有条带、条纹、纹层状构造，少见叠层构造、滑动角砾构造、生物搅动构造。

条带、条纹、纹层状构造：由炭泥质及粉砂质组成暗带和以炭泥质为基质的含钼矿石呈条带、层纹构造，单层厚0.1～0.5 mm，一般呈水平微波状纹层产出。

叠层构造：主要由炭泥质及粉砂质组成的亮带和以炭泥质为基质的泥晶针镍矿、黄铁矿显微莓球组成的暗带，两者相间构成叠层构造。单层厚0.1～0.5 mm，一般成水平、微波状纹层产出。藻头突起成波状，藻头之间的凹下部份被硫钼矿及晶粒状黄铁矿充填。

矿石的成分较复杂，矿石矿物主要为黄铁矿、胶硫钼矿、红砷镍矿、针镍矿，脉石矿物为方解石、石英、粘土矿物等。

图2 冉村沟钼多金属矿床矿石组构特征Fig.2 Structure features of molybdenumpolymetallic deposit

黄铁矿：晶粒0.10～0.004 mm之间，原生黄铁矿(含少量镍)粒径0.002～0.02 mm，呈自形、半自形粒状，多呈星点状、草莓状集合体，少量为结核状，含量0.5 %～5 %。

胶硫钼矿：为黄铁矿型镍钼矿石中钼元素的主要赋存状态，多为非晶质或隐晶质；在矿石中以碎屑状、胶状集合体或以胶结物形式产出，常含有微晶黄铁矿；含量1 %～20 %。

针镍矿：原生针镍矿粒径0.003～0.005 mm，呈他形微晶和少量显微莓球，与黄铁矿共生，分布在层纹石中与炭泥质组成相同纹层。后生针镍矿粒径0.10～0.40 mm，呈他形晶粒状、针状、板状或脉状常充填于岩石孔隙中；个别见针镍矿包裹黄铁矿或与锑硫镍矿共生。在矿石中含量为2 %～15 %。

石英：呈次棱角状，分选性好，粒度在0.05 m以下，为粉砂质；另镜下见自生石英，呈它形粒状，粒径多在0.05 mm以下，集合体为不规则团块状，含量<25 %。

粘土矿物：大多数矿石中常见，主要由绢云母、高岭石及其他细小鳞片状隐晶质物质组成，多以砂砾屑的胶结物形式赋存，含量<10 %。

方解石：呈浅灰白色微细脉状、微晶集合体状产出，多充填于矿石孔隙或裂隙中，含量<25 %。

3 控矿因素分析

3.1 岩相古地理控矿分析

区域内的镍钼钒矿体赋存于早寒武系牛蹄塘组，为梅树村期的一套以陆源碎屑为主的沉积建造。早寒武系至晚震旦系灯影峡阶及早寒武系梅树村期的岩相古地理研究表明，遵义地区寒武纪古地理格架形成后，上扬子地区地壳抬升，使灯影组地层遭到不同程度的剥蚀，地表形成波状起伏的喀斯特缓坡。梅树村早期快速海浸，沉积了一套含磷碎屑岩和黑色页岩组合。从黔北到黔东南依次为陆源碎屑浅滩、内陆棚、外陆棚、陆棚斜坡及深水盆地沉积相。

贵州的寒武系全是海相沉积，梅树村期底部普遍沉积着含磷硅质，有磷块岩及重稀土元素等富集现象；因炭质高而形成类似石煤层及含磷块岩结核黑色硅质页岩及燧石层，岩石颜色较深，内部常见黄铁矿微细晶粒。古地理方面，镍钼多金属矿层只分布于炭质页岩内部。综合岩石地层特征及矿床产出位置，水体相对较深的缺氧内陆棚相沉积环境有利于成矿。

根据矿区勘探工作施工8个钻孔资料，通过收集的资料综合分析，分析矿区沉积序列特征可以把矿区内纵向之下而上划分四个沉积相，即碳酸盐台地相、深水滞流相、灰泥坪相、碳酸盐台地相；其中，矿区内深水滞流相地层主要为牛蹄塘组碳质泥岩、硅质磷块岩，矿区钼镍矿层稳定产出于深水滞流相中，该沉积相为高度缺氧的饥饿环境。

3.2 地层建造控矿分析

遵义地区沉积型的钼矿床的时空分布具有明显的层控性和区域规律性，冉村沟、杨家湾、陈家湾等矿床矿体地质特征显示出海相同生沉积矿床特征，因此，地层是控制成矿的时间因素，凡在此时期的海相沉积，也就具备了成矿的先决条件。

研究区钼多金属矿层产于寒武系下统牛蹄塘组底部，其含矿建造主要为浅海内陆棚相，在横向上变化不大，从下往上又可细分为浅海陆棚滞留盆地含黄铁矿粉砂质粘土岩建造及炭质页岩、硅质页岩夹泥岩建造，浅海—半深海盆地硅质岩夹炭质页岩建造，浅海陆棚斜坡含钒钼炭质页岩建造，浅海陆棚黄铁矿型镍钼矿粉砂质炭质页岩建造及碎屑状粘土质矿屑型钼矿石建造，浅海陆棚过渡带炭质粘土岩、粉砂质炭质粘土岩建造，浅海陆棚过渡带炭质粉砂质粘土岩建造，浅海陆棚远滨带高炭质页岩建造，浅海陆棚远滨带炭质页岩夹粉砂质炭质、硅质页岩建造。

研究区黑色岩系所属的不同地层单元元素背景值变化较大，黑色岩系具有贵金属元素、稀土元素及其他微量元素高背景值，显示这些元素的超常富集。与成矿紧密相关的牛蹄塘组黑色岩系中多元素富集层的矿化元素可按富集系数分超级富集、强富集、弱富集元素为三组，其中，Mo、As、Se、Re等元素属超富集元素，这一组合仅出现在镍钼金属层中。

3.3 构造控矿分析

区域地质构造背景显示，研究区表层构造定型于燕山期构造形式主要以北东向及东西向较宽缓背斜及紧密向斜为主体，伴随有与褶皱配套的扭性和张性断裂。区域上沉积型镍钼钒矿多集中分布在松林—岩孔背斜、湄潭背斜及大院背斜周围，背斜构造控制了矿床的产出位置。到目前为止，松林穹隆周围已发现多处具规模的矿床，该构造是该地区有利的成矿构造。

4 结 语

通过对冉村沟钼多金属矿床地质特征分析及控矿因素的探讨，本文得出以下几点认识：

1)该矿床含矿岩系为寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)，岩性以黑色含炭质泥岩或炭质泥岩为主，局部夹纹层状或薄层状灰岩；钼镍多金属矿呈层状、似层状赋存于牛蹄塘组黑色炭质泥岩下部地层中。

2)钼镍多金属矿层与围岩界线明显，矿体厚0.020～0.070 m，平均 0.052 m，厚度变化系数不大，属于稳定型，矿体厚度总体表现为由浅部到深部厚度逐渐变薄的趋势。

3)矿区矿石可分为氧化型矿石和黄铁矿型矿石，其中，氧化型矿石分布于氧化带和过渡带，矿石品位较低；黄铁矿型矿石与围岩界限明显，为含黄铁矿的原生硫化物矿层，矿石品位较高，是矿区内主要矿石类型；矿石多以粉砂状结构为主，偶见生物碎屑结构、藻包粒结构、显微草莓结构，常具有条带、条纹、纹层状构造。

4)矿区主要控矿因素有岩相古地理、地层建造、构造等。