冉村溝鉬多金屬礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

王 雄

(貴州省地礦局一〇二地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563003)

0 引 言

我國(guó)西南地區(qū)富含鉬、鎳、釩等多金屬的黑色頁(yè)巖系廣泛分布于揚(yáng)子地臺(tái)下寒武統(tǒng)底部。80年代以來(lái)，黑色巖系及黑色巖系礦床的經(jīng)濟(jì)意義不斷提升，前人相繼對(duì)下寒武統(tǒng)黑色巖系開(kāi)展一系列工作。貴州省內(nèi)黑色頁(yè)巖分布面積廣且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處與黑色頁(yè)巖相關(guān)的礦產(chǎn)，逐漸成為研究熱點(diǎn)。本文以貴州遵義冉村溝鉬多金屬礦床為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)礦床地質(zhì)特征分析，進(jìn)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(zhì)背景

研究區(qū)位于上揚(yáng)子古陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶三級(jí)構(gòu)造單元之畢節(jié)前陸褶皺帶，區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不活躍，屬穩(wěn)定的陸塊區(qū)；區(qū)內(nèi)構(gòu)造定型于燕山期，在喜山期經(jīng)歷多次活動(dòng)，構(gòu)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(qū)內(nèi)最大的構(gòu)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(duì)稱，形成一開(kāi)闊背斜構(gòu)造。研究區(qū)地層分區(qū)屬于揚(yáng)子地層區(qū)黔北地層小區(qū)，區(qū)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(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老到新有震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2dy)、寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(∈1n)、寒武系下統(tǒng)明心寺組(∈1m)、寒武系下統(tǒng)金頂山組(∈1j)、寒武系下統(tǒng)清虛洞組(∈1q)、寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)組(∈2-3ls)、奧陶系下統(tǒng)桐梓組(O1t)、奧陶系下統(tǒng)紅花園組(O1h)、奧陶系下統(tǒng)湄潭組(O1m)、奧陶系中統(tǒng)十字鋪組(O2s)、奧陶系中統(tǒng)寶塔組(O2b)、奧陶系上統(tǒng)澗草溝組(O3j)、奧陶系上統(tǒng)五峰組(O3w)、第四系(Q)，見(jiàn)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(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖為主，局部夾紋層狀或薄層狀灰?guī)r，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(nèi)有層間滑動(dòng)現(xiàn)象，常見(jiàn)薄層或透鏡體灰黑色硅質(zhì)磷塊巖，表明地層內(nèi)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(zhì)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(tǒng)明心寺組(∈1m)

上部為一層十幾米厚的含泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r；中部以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖為主，夾薄層灰?guī)r；下部為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰?guī)r互層。厚度404.68～451.72 m。

———整合接觸———

(1)灰黑色硅質(zhì)磷塊巖。巖石呈深灰黑色，為致密堅(jiān)硬塊狀。主要成分為硅質(zhì)、膠磷礦、泥質(zhì)粘土、黃鐵礦及黑色細(xì)粒鐵質(zhì)物質(zhì)，砂屑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。巖石內(nèi)發(fā)育方解石細(xì)脈、粉末狀黃鐵礦顆粒發(fā)育，局部具縫合線構(gòu)造，厚0～0.88 m。

(2)黑色含磷結(jié)核炭質(zhì)泥巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)及晶粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。晶粒結(jié)構(gòu)主要為粉晶～細(xì)晶黃鐵礦構(gòu)成，部分地段見(jiàn)層間滑動(dòng)現(xiàn)象，厚1.2～8.64 m。

(3)灰色中～粗晶灰?guī)r。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(chǎn)出，厚0.020～0.070 m，平均0.052 m。礦石呈黑色，致密堅(jiān)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(zhì)含量較多，礦石呈條帶狀、碎屑狀構(gòu)造。上下層面見(jiàn)黑色碳質(zhì)頁(yè)巖。

(5)深灰色細(xì)晶灰?guī)r，夾團(tuán)塊狀方解石，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，厚0～0.49 m。

(6)黑色炭質(zhì)泥巖，見(jiàn)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?guī)r互層。厚0～5.05 m。

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

———假整合接觸———

下伏地層：震旦系上統(tǒng)燈影組(Z2dy)

為一套灰色、淺灰色中厚層至厚層微晶或細(xì)晶白云巖、藻白云巖，巖石結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)純。含白云石、方解石晶洞，晶洞內(nèi)有瀝青狀物質(zhì)。厚度>50 m。見(jiàn)圖1。

2.2 構(gòu)造

冉村溝鉬多金屬礦床位于松林穹窿構(gòu)造北東緣，地層呈單斜產(chǎn)出，礦區(qū)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，礦區(qū)西北部發(fā)育一條規(guī)模相對(duì)較大的區(qū)域性斷裂構(gòu)造，走向北東—南西向，傾向北西，傾角62°，為正斷層，斷距可達(dá)數(shù)百米至上千米，但對(duì)礦區(qū)內(nèi)礦層的影響不大。礦區(qū)西北部還發(fā)育一條斷層F1的次級(jí)斷層，規(guī)模較小，斷層附近礦層受牽引作用引起礦層產(chǎn)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(nèi)有層間滑動(dòng)現(xiàn)象，表現(xiàn)為黑色頁(yè)巖層破碎嚴(yán)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(tǒng)牛蹄塘組(∈1n)黑色炭質(zhì)泥巖下部，與圍巖界線明顯，為單層礦。全礦區(qū)礦層較為穩(wěn)定，礦體呈似層狀、長(zhǎng)透鏡狀產(chǎn)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(shù)不大，屬于穩(wěn)定型。礦體傾向30°～60°，傾角6°～13°，內(nèi)部無(wú)夾石或很少夾石；該礦區(qū)礦體厚度總體表現(xiàn)為由淺部到深部厚度逐漸變薄的趨勢(shì)。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖

礦床內(nèi)可分為3個(gè)礦體，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體。其中，Ⅰ號(hào)礦體位于礦區(qū)西部，長(zhǎng)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(hào)礦體位于礦區(qū)中南部，長(zhǎng)約370 m，寬約270 m，規(guī)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(hào)礦體位于礦區(qū)東部，是該礦區(qū)的主礦體，礦體長(zhǎng)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(jù)礦物共生組合關(guān)系和礦石的賦存狀態(tài)，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(guò)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(qū)內(nèi)主要礦石類型。見(jiàn)圖2。

礦石多以粉砂狀結(jié)構(gòu)為主，偶見(jiàn)生物碎屑結(jié)構(gòu)、藻包粒結(jié)構(gòu)、顯微草莓結(jié)構(gòu)。

粉砂狀結(jié)構(gòu)：礦石由炭泥質(zhì)基質(zhì)、膠硫鉬礦及膠鎳鉬釩礦組成。局部含礫屑，礫徑2～20 mm，呈豆?fàn)睢灎?、棒狀、竹葉狀等。長(zhǎng)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(jié)物為炭泥質(zhì)、粉砂質(zhì)、粘土礦物、膠鎳鉬釩礦及膠硫鉬礦等。

生物碎屑結(jié)構(gòu)：礦石主要由軟體生物碎屑和泥質(zhì)基質(zhì)組成。生物碎屑外形比較完整，碎屑內(nèi)部可見(jiàn)黃鐵礦顆粒、泥質(zhì)充填。

顯微草莓結(jié)構(gòu)：是一種帶空腔的圓形顆粒，成群出現(xiàn)，這種莓?？赡苁秋@微菌藻類的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁為較純的炭質(zhì)，細(xì)胞空腔為炭泥質(zhì)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?qū)嵭牡娘@微莓球。

礦石常具有條帶、條紋、紋層狀構(gòu)造，少見(jiàn)疊層構(gòu)造、滑動(dòng)角礫構(gòu)造、生物攪動(dòng)構(gòu)造。

條帶、條紋、紋層狀構(gòu)造：由炭泥質(zhì)及粉砂質(zhì)組成暗帶和以炭泥質(zhì)為基質(zhì)的含鉬礦石呈條帶、層紋構(gòu)造，單層厚0.1～0.5 mm，一般呈水平微波狀紋層產(chǎn)出。

疊層構(gòu)造：主要由炭泥質(zhì)及粉砂質(zhì)組成的亮帶和以炭泥質(zhì)為基質(zhì)的泥晶針鎳礦、黃鐵礦顯微莓球組成的暗帶，兩者相間構(gòu)成疊層構(gòu)造。單層厚0.1～0.5 mm，一般成水平、微波狀紋層產(chǎn)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(fù)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(gòu)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(diǎn)狀、草莓狀集合體，少量為結(jié)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(tài)，多為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)；在礦石中以碎屑狀、膠狀集合體或以膠結(jié)物形式產(chǎn)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(zhì)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(gè)別見(jiàn)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(zhì)；另鏡下見(jiàn)自生石英，呈它形粒狀，粒徑多在0.05 mm以下，集合體為不規(guī)則團(tuán)塊狀，含量<25 %。

粘土礦物：大多數(shù)礦石中常見(jiàn)，主要由絹云母、高嶺石及其他細(xì)小鱗片狀隱晶質(zhì)物質(zhì)組成，多以砂礫屑的膠結(jié)物形式賦存，含量<10 %。

方解石：呈淺灰白色微細(xì)脈狀、微晶集合體狀產(chǎn)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(qū)域內(nèi)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(qū)寒武紀(jì)古地理格架形成后，上揚(yáng)子地區(qū)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(yè)巖組合。從黔北到黔東南依次為陸源碎屑淺灘、內(nèi)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(zhì)，有磷塊巖及重稀土元素等富集現(xiàn)象；因炭質(zhì)高而形成類似石煤層及含磷塊巖結(jié)核黑色硅質(zhì)頁(yè)巖及燧石層，巖石顏色較深，內(nèi)部常見(jiàn)黃鐵礦微細(xì)晶粒。古地理方面，鎳鉬多金屬礦層只分布于炭質(zhì)頁(yè)巖內(nèi)部。綜合巖石地層特征及礦床產(chǎn)出位置，水體相對(duì)較深的缺氧內(nèi)陸棚相沉積環(huán)境有利于成礦。

根據(jù)礦區(qū)勘探工作施工8個(gè)鉆孔資料，通過(guò)收集的資料綜合分析，分析礦區(qū)沉積序列特征可以把礦區(qū)內(nèi)縱向之下而上劃分四個(gè)沉積相，即碳酸鹽臺(tái)地相、深水滯流相、灰泥坪相、碳酸鹽臺(tái)地相；其中，礦區(qū)內(nèi)深水滯流相地層主要為牛蹄塘組碳質(zhì)泥巖、硅質(zhì)磷塊巖，礦區(qū)鉬鎳礦層穩(wěn)定產(chǎn)出于深水滯流相中，該沉積相為高度缺氧的饑餓環(huán)境。

3.2 地層建造控礦分析

遵義地區(qū)沉積型的鉬礦床的時(shí)空分布具有明顯的層控性和區(qū)域規(guī)律性，冉村溝、楊家灣、陳家灣等礦床礦體地質(zhì)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(shí)間因素，凡在此時(shí)期的海相沉積，也就具備了成礦的先決條件。

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

研究區(qū)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(guān)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(shù)分超級(jí)富集、強(qiáng)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(xiàn)在鎳鉬金屬層中。

3.3 構(gòu)造控礦分析

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景顯示，研究區(qū)表層構(gòu)造定型于燕山期構(gòu)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(qū)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(gòu)造控制了礦床的產(chǎn)出位置。到目前為止，松林穹隆周圍已發(fā)現(xiàn)多處具規(guī)模的礦床，該構(gòu)造是該地區(qū)有利的成礦構(gòu)造。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)冉村溝鉬多金屬礦床地質(zhì)特征分析及控礦因素的探討，本文得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

1)該礦床含礦巖系為寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(∈1n)，巖性以黑色含炭質(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖為主，局部夾紋層狀或薄層狀灰?guī)r；鉬鎳多金屬礦呈層狀、似層狀賦存于牛蹄塘組黑色炭質(zhì)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(shù)不大，屬于穩(wěn)定型，礦體厚度總體表現(xiàn)為由淺部到深部厚度逐漸變薄的趨勢(shì)。

3)礦區(qū)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(guò)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(qū)內(nèi)主要礦石類型；礦石多以粉砂狀結(jié)構(gòu)為主，偶見(jiàn)生物碎屑結(jié)構(gòu)、藻包粒結(jié)構(gòu)、顯微草莓結(jié)構(gòu)，常具有條帶、條紋、紋層狀構(gòu)造。

4)礦區(qū)主要控礦因素有巖相古地理、地層建造、構(gòu)造等。