论黔东北多金属“黑层”成矿地质特征

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【摘要】“黑层”是寒武系地层中赋存的一套黑黑炭质泥岩，广泛分布与贵州的北部及东南部，根据近年很多地质工作者及学者的研究，“黑层”含有主要含钒矿，同时共生有钼、镍、铜、稀土等多种金属元素，故称其为多金属“黑层”，

【关键词】“黑层”；黔东北

“黑层”是寒武系地层中赋存的一套黑黑炭质泥岩，广泛分布与贵州的北部及东南部，根据近年很多地质工作者及学者的研究，“黑层”含有主要含钒矿，同时共生有钼、镍、铜、稀土等多种金属元素，故称其为多金属“黑层”，通过笔者工作的矿区结合前人的研究，本文就黔东北“黑层”地质事件成矿地质进行浅论。

1.区域地质构造及地层

研究区大地构造位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区和凤岗北北东向构造变形区交汇部位。区域内构造以北东向、北东东向、北西西向为主。以近东西向的渔河断层为界，北部以北北东向构造为主，主要有敖溪-天文向斜、太平背斜及龙塘断层、回龙坝断层、葛旁断层；南部以北北东向褶皱、断层构造和北西西向断层构造为主。工作区位于太平背斜北西翼，葛旁断层西侧。

区域内出露地层有青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、白垩系及第四系。其中新元古界清白口系为一套浅变质凝灰质细碎屑岩，主要分布在齐坡-大田坝一带；南华系分布范围与青白口系一致，岩性为冰碛岩、粘土岩；震旦系为炭质粘土岩、白云岩及硅质凝块岩；寒武系主要分布在木老坪-构皮滩以南东，岩性主要为炭质粘土岩、页岩、含磷硅质岩及砂岩、泥灰岩；志留系主要分布在敖溪-天文向斜北部，岩性主要为页岩、薄层灰岩；石炭系和泥盆系缺失；二叠系在各褶皱的翼部，岩性中上部以灰岩为主，下部以粘土岩、砂岩为主，上下部夹煤层；三叠系主要分布在各向斜轴部，岩性以灰岩为主，局部有粘土岩、砂岩、泥灰岩；白垩系主要分布在西南部，岩性为紫红色砾岩、粘土岩；第四第主要分布在谷地、河流阶地、斜坡地带，主要为残坡积、洪积、冲积物。

2.矿床地质特征

2.1 含矿岩系

（14）灰黑色炭质粘土岩，含少量星散状黄铁矿。厚7.45m。

（13）灰黑色中厚层泥质粉砂岩，层间夹少量薄层粘土岩。厚10.76m。

（12）深灰色薄层含炭质、粉砂质粘土岩。厚2.58m

（11）深灰色中厚层泥质粉砂岩，局部含少量炭质成分。厚12.04m。

（10）灰黑色薄层含粉砂质粘土岩，鳞片状构造发育。厚13.05m。

（9）灰黑色炭质粘土岩，厚4.99m。

（8）深灰色薄层含粉砂质粘土岩，局部见粉砂岩层。厚10.98m。

（7）深灰色、灰黑色薄-中厚层泥质粉砂岩为主，层间见炭质粘土岩，偶见水平层理。厚19.97m。

（6）灰黑色炭质粘土岩，厚6.99m。

（5）深灰色薄-中厚层粉砂质粘土岩，层间夹炭质粘土岩。厚9.92m。

（4）灰黑色薄层炭质粘土岩。厚1.36m。

（3）深灰黑色薄-中厚层含泥质粉砂岩。 厚2.72m。

（2）灰黑色薄层炭质粘土岩，大多呈磷片状，为主要的含矿层，Mo 0.001～0.02%，含V2O5 一般0.2-1.74%。厚7.54m。

3.矿石结构构造

3.1 矿石成分

矿石非金属矿物有泥质粘土、炭质、石英、水云母及重晶石、高岭土、电气石、石榴石、伊利石等。金属矿物主要有黄铁矿，另有少量的针镍矿、胶硫钼矿、锑硫镍矿、黄铜矿、闪锌矿、铜兰等。

粘土矿物：以水云母为主，含少量高岭石及绢云母等。呈鳞片状及隐晶质泥状，粒度很细，多在0.004mm以下，隐约可见纤维状结晶，局部见片状、粒状集合体。统计含量在30-65%之间。

炭质：较纯的炭质一般变质程度较高，在偏光显微镜下，反射色为灰白色，强非均质性，类似无烟煤，常与针镍矿、黄铁矿相间构成层纹石的纹层，有时组成砾屑之包壳或呈断续的纹层。炭质常与泥质、胶磷矿相混合成砾屑或为砂砾屑之胶结物。部分炭质也为非晶质无定向形状，分布于粘土及石英颗粒之间。统计含量10-20%。

石英：石英有两种，一种是陆源粉砂石英，呈次棱角状，分选性好，粒度在0.05mm以下；另有部分石英为自生石英，呈它形粒状，粒度粒度在0.05mm以下，集合体为不规则团块状，自生石英自玉髓重结晶而成，具玉髓假象。统计含量

黄铁矿：主要呈矿石基底微量组分产出，晶粒0.10-0.004mm之间，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%。

重晶石：主要分布在硅质炭质粘土岩中，呈它形粒状，粒度在0.05-0.1 mm之间，按成因可分为两种，一种生成于沉积阶段，呈不规则团块、星散状分布于炭质粘土岩中，粒度较小，在005mm左右，且含炭质包裹物较多，透明性较差。另一种呈脉状，粒度较大，比较纯净。

该矿属碳钒矿石，有用矿物钒多呈隐晶结构，嵌布粒度极细。

3.2 矿石结构构造

（1）矿石结构：矿石结构主要有粉砂结构、显微鳞片状结构、胶状结构等。

粉砂结构：由陆源碎屑、填隙物组成，粒度0.06～0.004mm，偶见0.06～0.25mm颗粒。颗粒形状为豆状、饼状、棒状、竹叶状等，长轴顺层排列，呈次圆、次棱角状，分选性中等。砾屑胶结物为炭泥质、粉砂质、粘土矿物等填隙物，为基底式胶结。

显微鳞片状结构：主要是含炭质粘土岩呈显微晶片状晶体，具有良好的定向性，主要与层面近于平行。

胶状结构：主要产于硅质岩中，主要由胶磷矿、硅质、粘土矿物、炭质构成。

（2）矿石构造：矿石构造主要有鳞片状构造、条带-层纹状构造、及块状、脉状构造。

鳞片状构造：含矿极薄层炭质粘土岩呈显微晶片状晶体，具有良好的定向性，主要与层面近于平行，在地表风化后呈鳞片状构造。

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

块状构造：含矿炭粘土岩、粉砂岩呈块状构造。

3.3矿石成分

通过组合分析，确定矿石的主要成分为五氧化二钒，且均达到边界品位，伴生组分含量较低，未达边界品位，详见表1。

3.4钒的矿石类型及赋存状态

钒主要以三种形式存在：

（2）以单矿物形式存在：矿石中含有少量钒的独立矿物，如钒钛矿、钛铁矿、钛钒石榴石、钒云母等。这些矿物中含钒很高，是矿石中钒最集中的矿物成分。

（3）呈金属有机络合物：初步研究表明长岭岗矿石中有少部分钒里卟啉形式存在。钒卟啉含有四个吡咯环，是一种杂环螫合物，由四个=HC-基相连形成共轭体系。通常每个吡咯环3、4两个位可被各种取代基R取代，形成卟啉系螫合物，该有机化合物十分稳定，经过漫长的地质年代，仍可完整地保存矿石中。

4. 矿床成因

该区大地构造位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区和凤岗北北东向构造变形区交汇部位。位于上扬子中东部（台褶带） PbZnCuAgFeMnHgSb磷铝土矿硫铁矿成矿带的渝南-黔北铝土矿磷块岩REEMnHg成矿带中东部。该区从新元古代开始裂解，扬子陆块与华南陆块发生分裂，该区处于靠近扬子陆块伸展背景下的裂谷盆地中，岩浆活动强烈，到南华纪海槽逐渐萎缩，沉积陆相—冰缘滨—浅海相重力流成因的杂砾岩及砂、泥岩，但仍有岩浆活动。在震旦纪主要为浅海-半深海-台地沉积环境，沉积了一套白云岩、深灰色炭质粘土岩、白云岩组合。到寒武纪早期，该区为开阔台地、局限台地相—半深海相-深水还原沉积环境，海底热水沉积作用普遍，形成黑色层，该黑色层含丰富的V、Mo、P、U等金属元素。

5.找矿标志

根据“黑层”中钒矿的赋存规律总结出如下找矿标志：

5.1地层标志：赋矿地层为寒武系牛蹄塘组，因此，该区寒武系牛蹄塘组为寻找钒等多金属矿的找矿标志。

5.2岩性标志：该区钼钒多金属矿主要产在牛蹄塘组底部与灯影组接触部位。含矿岩石主要为灰黑色炭质粘土岩、含炭粉砂粘土岩及黑色硅质岩。灰黑色炭质粘土岩、含炭粉砂粘土岩及黑色硅质岩也是很好的找矿标志。

参考文献：

[1]曾明果，遵义黄家湾下寒武统底部MO-NI-PGE矿种铂族元素赋存形态分析及成因意义.贵州地质，2007，24（2）147-150.

[2]杨宗文，黔东“黑层”钒矿基本特征及成因初探.贵州地质，2008，25（1）31-34.