冉村溝鉬多金屬礦床地質特征及控礦因素分析

王 雄

(貴州省地礦局一〇二地質大隊，貴州 遵義 563003)

0 引 言

我國西南地區富含鉬、鎳、釩等多金屬的黑色頁巖系廣泛分布于揚子地臺下寒武統底部。80年代以來，黑色巖系及黑色巖系礦床的經濟意義不斷提升，前人相繼對下寒武統黑色巖系開展一系列工作。貴州省內黑色頁巖分布面積廣且已經發現多處與黑色頁巖相關的礦產，逐漸成為研究熱點。本文以貴州遵義冉村溝鉬多金屬礦床為研究對象，通過對礦床地質特征分析，進而探討該礦床的控礦因素，以期為同類型礦床的找礦工作提供參考。

1 成礦地質背景

研究區位于上揚子古陸塊南部被動邊緣褶沖帶三級構造單元之畢節前陸褶皺帶，區域構造運動不活躍，屬穩定的陸塊區；區內構造定型于燕山期，在喜山期經歷多次活動，構造形式主要以北東向及東西向較寬緩背斜及緊密向斜為主體，伴隨有與褶皺配套的扭性和張性斷裂。松林穹隆是研究區內最大的構造單元，軸部地層為前震旦系及震旦系，兩翼為寒武系—侏羅系地層，近于對稱，形成一開闊背斜構造。研究區地層分區屬于揚子地層區黔北地層小區，區域上地層序列較為齊全，由古老青白口系至侏羅系地層均有出露，僅缺失泥盆系和石炭系。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區出露地層由老到新有震旦系上統燈影組(Z2dy)、寒武系下統牛蹄塘組(∈1n)、寒武系下統明心寺組(∈1m)、寒武系下統金頂山組(∈1j)、寒武系下統清虛洞組(∈1q)、寒武系中上統婁山關組(∈2-3ls)、奧陶系下統桐梓組(O1t)、奧陶系下統紅花園組(O1h)、奧陶系下統湄潭組(O1m)、奧陶系中統十字鋪組(O2s)、奧陶系中統寶塔組(O2b)、奧陶系上統澗草溝組(O3j)、奧陶系上統五峰組(O3w)、第四系(Q)，見圖1；其中，牛蹄塘組為該礦床含礦地層。

牛蹄塘組巖性以黑色含炭質泥巖或炭質泥巖為主，局部夾紋層狀或薄層狀灰巖，厚21.68～39.74 m。頂部與明心寺組呈整合接觸，底部與燈影組呈假整合接觸，底部接觸面向上約1～1.5 m范圍內有層間滑動現象，常見薄層或透鏡體灰黑色硅質磷塊巖，表明地層內局部具有磷礦(化)；鉬鎳多金屬礦呈層狀、似層狀賦存于牛蹄塘組黑色炭質泥巖下部地層中。含礦巖系剖面自上而下具有以下特征：

上覆地層：寒武系下統明心寺組(∈1m)

上部為一層十幾米厚的含泥質條帶狀灰巖；中部以泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖為主，夾薄層灰巖；下部為泥巖、粉砂質泥巖與灰巖互層。厚度404.68～451.72 m。

———整合接觸———

(1)灰黑色硅質磷塊巖。巖石呈深灰黑色，為致密堅硬塊狀。主要成分為硅質、膠磷礦、泥質粘土、黃鐵礦及黑色細粒鐵質物質，砂屑狀結構、塊狀構造。巖石內發育方解石細脈、粉末狀黃鐵礦顆粒發育，局部具縫合線構造，厚0～0.88 m。

(2)黑色含磷結核炭質泥巖，泥質結構及晶粒結構，層狀構造。晶粒結構主要為粉晶～細晶黃鐵礦構成，部分地段見層間滑動現象，厚1.2～8.64 m。

(3)灰色中～粗晶灰巖。厚0～0.1 m。

(4)黑色薄層狀黃鐵礦型鉬鎳等多金屬礦層，呈似層狀、透鏡狀產出，厚0.020～0.070 m，平均0.052 m。礦石呈黑色，致密堅硬，組分及礦物分布具有分帶特征，含陸源碎屑、石英、粘土礦物、方解石，炭質含量較多，礦石呈條帶狀、碎屑狀構造。上下層面見黑色碳質頁巖。

(5)深灰色細晶灰巖，夾團塊狀方解石，呈似層狀、透鏡狀產出，厚0～0.49 m。

(6)黑色炭質泥巖，見少量浸染狀、似層狀黃鐵礦。厚14.8～26.67 m。

(7)深灰色泥巖與淺灰色灰巖互層。厚0～5.05 m。

(8)黑—灰黑色炭質泥巖，巖石主要由陸源碎屑及少量炭質物質組成，厚0～2.36 m。

———假整合接觸———

下伏地層：震旦系上統燈影組(Z2dy)

為一套灰色、淺灰色中厚層至厚層微晶或細晶白云巖、藻白云巖，巖石結構致密、質純。含白云石、方解石晶洞，晶洞內有瀝青狀物質。厚度>50 m。見圖1。

2.2 構造

冉村溝鉬多金屬礦床位于松林穹窿構造北東緣，地層呈單斜產出，礦區構造較為簡單，礦區西北部發育一條規模相對較大的區域性斷裂構造，走向北東—南西向，傾向北西，傾角62°，為正斷層，斷距可達數百米至上千米，但對礦區內礦層的影響不大。礦區西北部還發育一條斷層F1的次級斷層，規模較小，斷層附近礦層受牽引作用引起礦層產狀(傾角)略有變化。此外，牛蹄塘組底部與燈影組假整合面向上約1～1.5 m范圍內有層間滑動現象，表現為黑色頁巖層破碎嚴重，破碎帶在宏觀上顯示定向排列的特征。

2.3 礦體特征

鉬鎳多金屬礦層賦存于寒武系下統牛蹄塘組(∈1n)黑色炭質泥巖下部，與圍巖界線明顯，為單層礦。全礦區礦層較為穩定，礦體呈似層狀、長透鏡狀產出，礦體呈波狀起伏，礦體厚0.020～0.070 m，平均 0.052 m，厚度變化系數不大，屬于穩定型。礦體傾向30°～60°，傾角6°～13°，內部無夾石或很少夾石；該礦區礦體厚度總體表現為由淺部到深部厚度逐漸變薄的趨勢。

圖1 礦區地質圖

礦床內可分為3個礦體，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體。其中，Ⅰ號礦體位于礦區西部，長約1 500 m，寬約700 m；礦層最大厚度為0.07 m，最小厚度為0.03 m，平均厚度0.052 m。Ⅱ號礦體位于礦區中南部，長約370 m，寬約270 m，規模最小，礦層最大厚度為0.05 m，最小厚度為0.04 m，平均厚度0.043 m。Ⅲ號礦體位于礦區東部，是該礦區的主礦體，礦體長約2 250 m，寬約2 100 m，礦層最大埋深約500 m，北西以F1斷層為界；礦層最大厚度為0.07 m，最小厚度為0.02 m，平均厚度0.053 m。

2.4 礦石特征

該礦床賦礦圍巖為黑色薄層狀含鉬鎳釩黃鐵礦泥巖，根據礦物共生組合關系和礦石的賦存狀態，礦石可分為氧化型礦石和黃鐵礦型礦石。其中，氧化型礦石分布于氧化帶和過渡帶，礦石品位較低；黃鐵礦型礦石與圍巖界限明顯，礦石顏色呈暗亮黃色，為含黃鐵礦的原生硫化物礦層，礦石品位較高，是礦區內主要礦石類型。見圖2。

礦石多以粉砂狀結構為主，偶見生物碎屑結構、藻包粒結構、顯微草莓結構。

粉砂狀結構：礦石由炭泥質基質、膠硫鉬礦及膠鎳鉬釩礦組成。局部含礫屑，礫徑2～20 mm，呈豆狀、餅狀、棒狀、竹葉狀等。長軸順層排列，分選性中等。礫屑常被針鎳礦充填交代；礫屑膠結物為炭泥質、粉砂質、粘土礦物、膠鎳鉬釩礦及膠硫鉬礦等。

生物碎屑結構：礦石主要由軟體生物碎屑和泥質基質組成。生物碎屑外形比較完整，碎屑內部可見黃鐵礦顆粒、泥質充填。

顯微草莓結構：是一種帶空腔的圓形顆粒，成群出現，這種莓?？赡苁秋@微菌藻類的細胞結構。細胞壁為較純的炭質，細胞空腔為炭泥質或粘土礦物充填，大部分已被黃鐵礦、針鎳礦、膠硫鉬礦置換，形成空腔或實心的顯微莓球。

礦石常具有條帶、條紋、紋層狀構造，少見疊層構造、滑動角礫構造、生物攪動構造。

條帶、條紋、紋層狀構造：由炭泥質及粉砂質組成暗帶和以炭泥質為基質的含鉬礦石呈條帶、層紋構造，單層厚0.1～0.5 mm，一般呈水平微波狀紋層產出。

疊層構造：主要由炭泥質及粉砂質組成的亮帶和以炭泥質為基質的泥晶針鎳礦、黃鐵礦顯微莓球組成的暗帶，兩者相間構成疊層構造。單層厚0.1～0.5 mm，一般成水平、微波狀紋層產出。藻頭突起成波狀，藻頭之間的凹下部份被硫鉬礦及晶粒狀黃鐵礦充填。

礦石的成分較復雜，礦石礦物主要為黃鐵礦、膠硫鉬礦、紅砷鎳礦、針鎳礦，脈石礦物為方解石、石英、粘土礦物等。

圖2 冉村溝鉬多金屬礦床礦石組構特征Fig.2 Structure features of molybdenumpolymetallic deposit

黃鐵礦：晶粒0.10～0.004 mm之間，原生黃鐵礦(含少量鎳)粒徑0.002～0.02 mm，呈自形、半自形粒狀，多呈星點狀、草莓狀集合體，少量為結核狀，含量0.5 %～5 %。

膠硫鉬礦：為黃鐵礦型鎳鉬礦石中鉬元素的主要賦存狀態，多為非晶質或隱晶質；在礦石中以碎屑狀、膠狀集合體或以膠結物形式產出，常含有微晶黃鐵礦；含量1 %～20 %。

針鎳礦：原生針鎳礦粒徑0.003～0.005 mm，呈他形微晶和少量顯微莓球，與黃鐵礦共生，分布在層紋石中與炭泥質組成相同紋層。后生針鎳礦粒徑0.10～0.40 mm，呈他形晶粒狀、針狀、板狀或脈狀常充填于巖石孔隙中；個別見針鎳礦包裹黃鐵礦或與銻硫鎳礦共生。在礦石中含量為2 %～15 %。

石英：呈次棱角狀，分選性好，粒度在0.05 m以下，為粉砂質；另鏡下見自生石英，呈它形粒狀，粒徑多在0.05 mm以下，集合體為不規則團塊狀，含量<25 %。

粘土礦物：大多數礦石中常見，主要由絹云母、高嶺石及其他細小鱗片狀隱晶質物質組成，多以砂礫屑的膠結物形式賦存，含量<10 %。

方解石：呈淺灰白色微細脈狀、微晶集合體狀產出，多充填于礦石孔隙或裂隙中，含量<25 %。

3 控礦因素分析

3.1 巖相古地理控礦分析

區域內的鎳鉬釩礦體賦存于早寒武系牛蹄塘組，為梅樹村期的一套以陸源碎屑為主的沉積建造。早寒武系至晚震旦系燈影峽階及早寒武系梅樹村期的巖相古地理研究表明，遵義地區寒武紀古地理格架形成后，上揚子地區地殼抬升，使燈影組地層遭到不同程度的剝蝕，地表形成波狀起伏的喀斯特緩坡。梅樹村早期快速海浸，沉積了一套含磷碎屑巖和黑色頁巖組合。從黔北到黔東南依次為陸源碎屑淺灘、內陸棚、外陸棚、陸棚斜坡及深水盆地沉積相。

貴州的寒武系全是海相沉積，梅樹村期底部普遍沉積著含磷硅質，有磷塊巖及重稀土元素等富集現象；因炭質高而形成類似石煤層及含磷塊巖結核黑色硅質頁巖及燧石層，巖石顏色較深，內部常見黃鐵礦微細晶粒。古地理方面，鎳鉬多金屬礦層只分布于炭質頁巖內部。綜合巖石地層特征及礦床產出位置，水體相對較深的缺氧內陸棚相沉積環境有利于成礦。

根據礦區勘探工作施工8個鉆孔資料，通過收集的資料綜合分析，分析礦區沉積序列特征可以把礦區內縱向之下而上劃分四個沉積相，即碳酸鹽臺地相、深水滯流相、灰泥坪相、碳酸鹽臺地相；其中，礦區內深水滯流相地層主要為牛蹄塘組碳質泥巖、硅質磷塊巖，礦區鉬鎳礦層穩定產出于深水滯流相中，該沉積相為高度缺氧的饑餓環境。

3.2 地層建造控礦分析

遵義地區沉積型的鉬礦床的時空分布具有明顯的層控性和區域規律性，冉村溝、楊家灣、陳家灣等礦床礦體地質特征顯示出海相同生沉積礦床特征，因此，地層是控制成礦的時間因素，凡在此時期的海相沉積，也就具備了成礦的先決條件。

研究區鉬多金屬礦層產于寒武系下統牛蹄塘組底部，其含礦建造主要為淺海內陸棚相，在橫向上變化不大，從下往上又可細分為淺海陸棚滯留盆地含黃鐵礦粉砂質粘土巖建造及炭質頁巖、硅質頁巖夾泥巖建造，淺?！肷詈Ｅ璧毓栀|巖夾炭質頁巖建造，淺海陸棚斜坡含釩鉬炭質頁巖建造，淺海陸棚黃鐵礦型鎳鉬礦粉砂質炭質頁巖建造及碎屑狀粘土質礦屑型鉬礦石建造，淺海陸棚過渡帶炭質粘土巖、粉砂質炭質粘土巖建造，淺海陸棚過渡帶炭質粉砂質粘土巖建造，淺海陸棚遠濱帶高炭質頁巖建造，淺海陸棚遠濱帶炭質頁巖夾粉砂質炭質、硅質頁巖建造。

研究區黑色巖系所屬的不同地層單元元素背景值變化較大，黑色巖系具有貴金屬元素、稀土元素及其他微量元素高背景值，顯示這些元素的超常富集。與成礦緊密相關的牛蹄塘組黑色巖系中多元素富集層的礦化元素可按富集系數分超級富集、強富集、弱富集元素為三組，其中，Mo、As、Se、Re等元素屬超富集元素，這一組合僅出現在鎳鉬金屬層中。

3.3 構造控礦分析

區域地質構造背景顯示，研究區表層構造定型于燕山期構造形式主要以北東向及東西向較寬緩背斜及緊密向斜為主體，伴隨有與褶皺配套的扭性和張性斷裂。區域上沉積型鎳鉬釩礦多集中分布在松林—巖孔背斜、湄潭背斜及大院背斜周圍，背斜構造控制了礦床的產出位置。到目前為止，松林穹隆周圍已發現多處具規模的礦床，該構造是該地區有利的成礦構造。

4 結 語

通過對冉村溝鉬多金屬礦床地質特征分析及控礦因素的探討，本文得出以下幾點認識：

1)該礦床含礦巖系為寒武系下統牛蹄塘組(∈1n)，巖性以黑色含炭質泥巖或炭質泥巖為主，局部夾紋層狀或薄層狀灰巖；鉬鎳多金屬礦呈層狀、似層狀賦存于牛蹄塘組黑色炭質泥巖下部地層中。

2)鉬鎳多金屬礦層與圍巖界線明顯，礦體厚0.020～0.070 m，平均 0.052 m，厚度變化系數不大，屬于穩定型，礦體厚度總體表現為由淺部到深部厚度逐漸變薄的趨勢。

3)礦區礦石可分為氧化型礦石和黃鐵礦型礦石，其中，氧化型礦石分布于氧化帶和過渡帶，礦石品位較低；黃鐵礦型礦石與圍巖界限明顯，為含黃鐵礦的原生硫化物礦層，礦石品位較高，是礦區內主要礦石類型；礦石多以粉砂狀結構為主，偶見生物碎屑結構、藻包粒結構、顯微草莓結構，常具有條帶、條紋、紋層狀構造。

4)礦區主要控礦因素有巖相古地理、地層建造、構造等。