黑色岩系中多金属成矿模式分析<br/>——以滇东北德泽地区筇竹寺组为例

黑色岩系中多金属成矿模式分析
——以滇东北德泽地区筇竹寺组为例

2020-10-30李铭鲲

世界有色金属 2020年16期

李铭鲲

（江西省南昌市广兰大道418号东华理工大学研究生院，江西南昌 330013）

黑色岩系中富含有多种金属元素硫化物，目前在世界各地已发现了许多与黑色岩系建造有关的工业矿床或金属元素堆积层，如U、Mo、Ni、Mn、V、Hg、Sb、W、Pt、Pd、Au等，使黑色岩系矿床成为一种重要的矿产类型，黑色岩系常可形成大型或超大型矿床，如大厂Sn金属矿、锡矿山Sb矿、临沧拜卖Ge矿、湘黔交界的贡溪-大河边重晶石矿床等[1]。因此，对黑色岩系多金属元素分析及其成矿作用、矿床成因研究是地质学领域一个重要的科学问题，具有重要的基础理论和实际应用意义。

1 黑色岩系多金属成矿作用

在黑色岩系多金属成矿元素的赋存状态主要有以下三种存在形式，分别是硫化物态、有机物结合态和粘土矿物吸附态这三种；黑色岩系矿床成因仍未有确切定论，有学者分别提出了地外成因、海底喷流成因（或热水成因）、海水成因、火山碎屑成因、生物有机质成因等成因，所以黑色岩系多金属矿床仍值得进一步深入的研究[2]。

作者通过对黑色岩系矿床的成因部分文献的分析研究（范德廉等，2004；高军波等，2011）得悉，其成因主要有以下3种看法。

（1）地外成因，该观点认为金属元素的富集是由于天体的撞击所以导致，在黑色岩系中Ir异常的发现及铂族元素的分布特征可以佐证这一点，以及在湘西存在着天体撞击事件的痕迹，该痕迹形成在震旦—寒武系界线上。即“热卤水+火山喷发物+地外物质”模式。

（2）热水(液)成因，认为海底热水(液)沉积成矿作用与金属元素的异常富集有密切关系，海底热水(液)提供了部分金属元素，认为成矿元素来源于富有机质的热卤水，即“有机质+热卤水”模式。

（3）多种成因复合而成，认为成矿元素是由多种成因导致的，大多来自海水的正常沉积、热水汲取基底地层、生物及其有机质对元素的富集等等原故，即“其他陆源或海底热泉等未定型”模式。

在黑色岩系的成矿作用过程，海水成矿作用主要呈现形式为：①提供一些成矿元素。如Mo、V、P、U、S等；②提供了一个成矿环境且有利于金属元素沉淀，使Ni-Mo多金属在还原环境中逐步沉淀从而形成多金属矿床。热水成矿作用主要表现为：①运移并提供成矿元素，如Ni、Ba、Cu、S等元素，使其有利于矿床的形成；②提供热源，促使有机质成熟，形成烃类物质，有利于TSR反应的发生，使S2-与金属元素结合形成金属硫化物矿床。

2 黑色岩系多金属元素相关性分析

黑色岩系的多金属富集层中，有学者指出与黑色岩系相关的成矿元素和组分大于25种，包括Sb、Cu、Zn、Sb、Cu、Cd、Sn、Au、PGE、V、U、Th、Mn、P、Ge、Pb、石煤、硫铁矿、重晶石等。各种元素之间存在着相似或相近的地球化学特征，如V和Ni的地球化学行为较为相近，它们之间存在的细微差别可以用来判别古环境。Sr和Ba存在一些相关性，Ba一般由洋底热液提供，而Sr大多数会合散布在碳酸盐中，另外也有一定量在重晶石中。U元素是一具有典型氧化-还原特征的元素，其在自然界中以独立铀矿物、类质同象和分散吸附三种形式存在，在氧化环境中U元素以U6+的离子或络合物发生迁移，在还原环境中以U4+与氧离子结合形成UO2沉积[3]。分析研究区样品中U元素与Mo、Ni、V、Pt+Pd间的含量关系，它们存在较明显的正相关性（图1），由此可判断研究区黑色岩系Mo-Ni多金属元素共生富集是在还原环境下富集成矿。

图1 研究区黑色岩系Mo、Ni、V、Pt+Pd与U相关性示意图

图2 研究区Mo-Ni多金属成矿模式图

3 黑色岩系多金属找矿靶区

经对筇竹寺组黑色岩系沉积相、沉积环境分析，研究区黑色岩系多金属成矿有利环境为浅海陆棚缺氧还原环境，热水、生物有机质参与了成矿作用，成矿物质主要来自深部的基性-超基性岩浆热液，部分来自陆源风化沉积物。依据Mo-Ni多金属的成矿品位、黑色岩系地层出露分布情况，从对工作区野外地质调查来看，德泽乡花山村到热水村附近有较好的成矿远景，前人在该区域开展了一定矿产勘查工作，本次在花山村附近也发现黑色岩系多金属矿层，并且该处筇竹寺组黑色岩系岩层厚度较大，因此将德泽乡花山村-热水塘村作为研究区黑色岩系多金属找矿靶区。驾车乡绿水塘村到龙闸村筇竹寺组黑色岩系岩石出露宽度大，层位延伸稳定，目前已发现黑色岩系多金属矿层，多处矿化异常点，具有较好的找矿前景，因此该区也作为研究区黑色岩系多金属找矿靶区。