黑色巖系中多金屬元素地球化學特征分析
——以昆明市會澤地區筇竹寺組為例

2022-06-24 03:23:00范伊琳

世界有色金屬 2022年3期

1 地質概括

工作區地處滇東北高原烏蒙山主峰地段，山高谷深，溝壑縱橫。屬高中山深切割區，平均海拔在2200m以上，最低位于工作東部牛欄江沿岸，高程約為1600m，最大相對高差達2417m。地勢屬于階梯狀下降形態，南向高北向低。東西向中牛欄江區域地勢較低，兩側比較高

。

滇東地區的黑色巖系面積較大，層位穩定。根據現有調查報告顯示，在下寒武統黑色巖系的含礦層主要為兩段，上段為粉砂巖夾雜頁巖，底部含鐵錳質水云母頁巖有1m～2m厚，含有鉬、鎳、鈾等元素，有利于形成質量較好的鉬鎳礦床。

2 黑色巖系多金屬元素地球化學特征

黑色巖系多金屬礦床目前還存在較多爭議，比如說由于黑色巖系中的生物機質較多，而生物有機質從何而來以及黑色巖系的成礦作用都尚未研究清楚。對于生物有機質的來源和類型，以及有機質與成礦物質、元素的相互關系，成礦元素的富集機理均需要加深研究

。針對于黑色巖系的多金屬成礦元素的主要以有機物結合態、粘土礦物吸附態和硫化物態三種形式賦存；黑色巖系礦床的成因當前主要提出的觀點有：地外成因、海水成因、熱水成因、生物有機質成因和火山碎屑成因等，對此也需要進一步研究。

滇東北是我國主要的黑色巖系分布區之一，同時發現其中還蘊藏著重要的金屬礦床。一般情況下，黑色巖系在下寒武統的地層中更容易聚集金屬元素從而形成大型礦床，如磷礦、煤礦等重要礦床。此外黑色巖系中極容易富集Cu、Pb、Zn、N、Mo、V、Ir、Pt、Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Os等重要的金屬元素、稀有元素和放射性元素。

2.1 主量元素

當沉積巖中MnO/TiO

的值<0.5時，說明沉積巖位于邊緣海或大陸坡環境；當沉積巖MnO/TiO

的值位于0.5～3.5之間時，表明該沉積巖形成于大洋底部環境。在研究區的黑色巖系樣品中主量元素MnO/TiO

比值見表1，樣品MnO/TiO

的比值0.01～0.11，遠小于0.5。故可判斷研究區黑色巖系形成于邊緣海或大陸坡環境。

2.2 微量元素

原生的熱水環境是Zn、Ni、Cu元素的主要來源，水成的沉積環境是Co元素的主要來源環境。在Zn-Ni-Co圖解(見圖1)中可以看到，海底熱液沉積物樣品點落在Ni-Zn交界處的熱水沉積區域，由此可得巖石中Ni、Zn含量較高；水成沉積物樣品點落在Co元素含量較高區域，可推斷出Ni、Co含量較高

。通過以上數據推斷，因為黑色巖系在熱水作用的沉積環境形成會使得微量元素大量富集。

2.3 巖性組成

（2）泥巖：見圖2右，主要礦物為石英及少量泥質巖屑，約占總量的4%。呈粉砂質、泥質和炭質結構；組成巖石的粉砂顆粒大小約為0.004mm～0.06mm。泥質主要成分為粘土礦物和少量的氧化鐵質，呈現弱絹云母化，占總量的92%。炭質的顆粒細小，以有機質為主要成分，約占總量的4%。

證法1 不妨設a>0,b<0,c>0.如圖1，在平面直角坐標系中，確定兩個固定點以線段AB為直徑作⊙P，設⊙P與x軸相交于點C和點D，與y軸相交于點E，作PF⊥x軸，BG⊥x軸，垂足分別為F、G，連結AC、BC、AD、BD和BE.

筇竹寺組巖石主要為泥質巖、陸源碎屑巖和內源沉積巖。在這其中，由于特殊的沉積環境使得泥質巖和陸源碎屑巖又進而劃分為泥巖、粉砂巖類型。內源沉積巖以泥質亮晶灰巖和粉砂質泥晶灰巖為主。筇竹寺組的巖石類型描述如下：

（3）泥質粉砂巖：見圖3左，顏色整體呈由下向上為褐灰色—灰色—深灰色—黑灰色逐漸變深，主要成分為粉砂和填隙物

。組成巖石的顆粒大小為0.004mm～0.04mm，礦物主要成分為石英，呈次棱角狀，占全部含量的70%～75%。填隙物成分主要為泥質和少量碳質，因受到輕微變質作用影響，少量出現絹云母、雛晶黑云母；約占全部含量的25%～30%，粒徑<0.004mm。構造主要表現為砂狀構造和塊狀構造。

氣霧化的原理是通過高速氣流將液態金屬流粉碎為小滴并快速冷凝成粉末的過程。氣霧化制備金屬粉末具有粒度細、球形度高、純度高等優點[8],是目前生產3D打印用金屬粉末的主要方法, 其制備的3D 打印粉末金屬占霧化法制備粉末的40%左右[9]。但氣霧化技術也存在一定的不足，在氣流破碎金屬液體的過程中，氣流能量低，霧化效率低，增加了金屬粉末制備成本。

（6）含粉砂質泥巖：見圖4右，顏色為淺黃灰色。主要成分為粉砂和填隙物，粉砂主要成分仍為石英，粒徑在0.004mm～0.03mm，結構為次棱角狀，含量約占90%。填隙物主要成為為泥質和少量絹云母，不含碳質，含量約占10%。結構構造仍然變形為泥質結構、塊狀構造。

另外，各高職院校在辦學規模、硬件條件、軟件設施、專業設置等方面存在較大差異，師資水平、學生基礎方面也不盡相同。整體實力較強的院校在課程互開、學風互認、教師互聘等軟件資源共享方面缺乏內在動力，條件優越的高職院校會對本校優質教育資源進行某種程度的保護。

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（7）鈣質泥巖：見圖5左，顏色為黑灰色。主要成分為粉砂和泥質、鈣質巖，粉砂主要成分仍為石英，粒徑在0.004mm～0.04mm，結構為次棱角狀，含量約占3%。泥質顆粒大小<0.004mm，含量約72%。鈣質顆粒比較小，以亮晶方解石、泥晶方解石為主，約占全部的25%。結構構造仍然變形為泥質結構、塊狀構造。

（5）粉砂質泥巖：見圖4左，顏色呈黑色。主要成分為粉砂和填隙物，粉砂主要成為石英，顆粒大小為0.004mm～0.03mm，結構為次棱角狀。填隙物主要成分為泥質、含碳質，以及少量絹云母，粒徑<0.004mm。結構構造表現為泥質結構、塊狀構造。

（1）粉砂巖：見圖2左，主要礦物為石英、泥質巖屑，呈粉砂狀結構。其中組成巖石的細砂大小約0.06mm～0.12mm，含有少量的白云母，有棱角狀和次棱角狀，約占全部成分的4%；而砂巖大小約為0.004mm～0.06mm，含石英和巖屑，次要礦物為白云母，約占全部成分的88%。

（4）鈣質粉砂巖：見圖3右，顏色呈黑灰色，主要成為為細砂和粉砂還有填隙物。細砂顆粒大小約為0.06mm～0.08mm，占巖石總量的5%，結構為次棱角狀。粉砂主要成分為石英，顆粒大小約為0.004mm～0.06mm，約占巖石總量的65%，結構為次棱角狀。填隙物主要成分為鈣質膠結物和少量泥質，約占總量的30%。主要構造為砂狀構造和塊狀構造。

當前，各個高校都已經構建了校園安保系統，同時也建立了校園安全視頻中心，雖然能夠通過監控錄像還原一些事件的情形，但是并沒有使用太多的智能化技術，缺少智能識別、預警、視頻摘要等功能[6]。為了能夠完善安保監控網絡的功能，需要對整個網絡進行升級，引入智能視頻監控云系統，并加入智能識別的功能，從而進行視頻摘要并推送到云端進行搜索。

（8）粉砂質泥晶灰巖：見圖5右，主要成分為粉砂和粉晶、微晶和泥晶，粉砂主要成分為石英和泥質巖屑，和少量長石與白云母，粒徑在0.004mm～0.06mm，結構為棱角狀，含量約占30%。粉晶顆粒大小0.03mm～0.06mm，含量約3%。鈣質顆粒比較小，以方解石和白云石為主，約占全部的25%。陸源碎屑結構。

（9）泥質亮晶灰巖：主要成分為粉砂和鈣質、泥質，粉砂主要成分為石英，粒徑在0.004mm～0.04mm，結構為次棱角狀，含量約占3%～5%。泥質出現少量絹云母，顆粒大小<0.004mm，含量25%～35%。鈣質顆粒較小，主要成分為方解石，以及少量粉晶和微晶，含量約為60%～70%。亮晶結構，塊狀構造。

3 黑色巖系金屬元素賦存形態

黑色巖系多金屬成礦層位普遍存在黃鐵礦礦物，局部黃鐵礦聚集形成具有觀賞價值的“鐵膽石”。當黃鐵礦物理化學條件在形成時存在不同情況時，體內的微量元素成分、含量就會存在顯著差別

。因此，黃鐵礦中的微量元素的多少與形成時礦液的成分和物理化學條件有關，也可反映其物質來源和形成環境。

從研究區黑色巖系黃鐵礦4件樣品稀土元素球粒隕石標準化曲線圖（圖6），可看出，其具較明顯的右傾斜型，輕稀土富集，有較明顯的分餾，重稀土分餾不明顯。黃鐵礦中稀土總量∑REE為4.52～22.47×10

，平均13.37×10

，重稀土總量HREE為0.62～3.56×10

，輕稀土總量LREE為3.90～18.91×10

，輕重稀土比值LREE/HREE為5.37～8.97，(La/Yb)N比值均大于1，(La/Sm)N比值較大，也指示其為輕稀土富集型，(Gd/Yb)N值均大于1，表明重稀土分餾程度低，δEu負異常明顯，δEu值0.18～0.21，平均為0.19，δCe正異常明顯，δCe為3.71～4.24，平均為4.03。由此可判斷出黑色巖系多金屬元素的富集成礦有熱液作用參與。