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(2010-04-26 18:51:54)
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黑色岩系镍钼矿石煤层矿产资源矿业开发 |
分类： 话说找矿 |
贵州遵义松林钼镍矿床地质特征及找矿标志
林贵生
昆明冶金高等专科学校学报，2007，23（3）：20-22
林贵生
0引言
我国富含Mo、Ni、V的黑色页岩广泛分布于下扬子地台下寒武统底部。其中,贵州遵义县松林地区是一个由震旦系、下寒武统地层组成的穹隆。前人对该地区下寒武统黑色岩系开展过一些工作,普遍认为松林下寒武牛蹄组黑色岩系中富含Ni、Mo、As、Se、Re、Au、Ag、Pt、Pd等多元素矿化组合[3]。罗泰义2003年对本区黑色岩系进行了专门研究,根据多元素富集层矿化富集系数分类, Ni、Mo为超(强)富集元素。通过近年来的勘查与开发,矿体岩层较稳定,从含矿层分布范围看,钼镍矿资源远景可达大型以上规模。通过总结遵义松林钼镍矿床的地质特征、矿石(体)组成特征、控矿因素以及矿床成因,提出了该地区寻找钼镍矿床的直接找矿标志。从而为在该区研究和寻找与黑色岩系有关的同类钼镍等矿床提供资料。
1矿区地质特征
遵义松林钼镍矿位于扬子准地台黔北台隆毕节北东向构造变形区之松林岩孔背斜北东段松林穹窿背斜中。下寒武统牛蹄塘组在松林穹隆周边广泛出露,具有复杂的矿化元素组合(Ni-Mo-P-V-U-PGE等),是研究“寒武纪生命大爆发”的一个重要层位。
1·1矿区地层
区域内出露地层有震旦系上统,寒武系,二叠系,三叠系,侏罗系下、中统及第四系,石炭系和泥盆系缺失,部分地区仅有志留系下统分布,震旦系上统和侏罗系中统出露不全。区域内未见火成岩。
研究区含矿地层为下寒武统牛蹄塘组(∈1n),其上段为深灰、黄灰色含砂质页岩、页岩或粘土岩夹薄层砂岩及炭质页岩,厚77-135m;下段为灰黑色、黑色高炭质页岩或炭质泥岩,底部为富含黄铁矿和有机质的黑色硅质岩及磷矿层、含钼镍多金属矿层,厚17-48m。底部含矿层与下伏震旦系灯影组块状白云岩呈假整合接触关系。
1·2矿区地质构造
松林穹窿是区内最大的背斜构造,长20 km,宽14 km,轴向呈北东向。轴部地层主要为前震旦系及震旦系,两翼依次为寒武系、奥陶系、二叠系等地层。轴部地层倾角6-12°,翼部为7-25°,基本近于对称,形成一开阔背斜构造。伴随褶皱构造而相应发育同级或次一级的断裂构造,主要有北东向弧形(呈向西突出)的高角度逆断层,压扭性断裂带,主要发育在背斜北西翼,并派生、诱导有北东及南北向的压扭性断层,前者与北弧形高角度逆断层构成入字形构造,近南北向的小断层又与北东向的小断层构成入字节构造。另外在背斜轴部发育有北东向的高角度逆断层,为压扭性断裂(图1)。
图1 贵州松林矿区地质图
2矿床地质特征及矿床成因
2·1含矿岩系特征
钼镍多金属矿层赋存于牛蹄塘组(∈1n)下部高炭质页岩段中,与下伏震旦系灯影组白云岩呈假整合接触,接触面见古风化壳,为铁锰质氧化物及粘土,厚度受古侵蚀面控制。
下寒武统牛蹄塘组(∈1n)含矿岩系分层特征自下而上如下:
(1)底部假整合面上见古风化壳,为黄褐色铁质粘土,厚0.3-0.5m；
(2)灰黑色含白云石及硅质黑色磷块岩,厚0.1-0.6m；
(3)黑色炭质页岩,厚0.3-6.0m；
(4)黑色含硅质、磷质结核黄铁矿粉砂质、炭质页岩,厚0-0·7m；
(5)炭质泥岩,厚0-1.95m;
(6)灰色硅质、泥质磷块岩,厚0-0.4m;
(7)黑色、灰黑色薄层状炭质粘土岩型镍、钼、钒等多金属矿层,为条带状、碎屑状、竹叶状矿石,呈似层状、透镜状产出。矿层位较为稳定,矿石致密坚硬,但厚度变化较大,厚0.03-0.15m;
(8)黑色炭质页岩,厚0.4-0.7m。
根据对该区的调查情况来看,以上各层虽有缺失,但含钼镍矿的层位仍然稳定存在。
2·2矿体(层)特征
李胜荣(1994)对湘黔地区“多元素富集层”进行了剖面对比,其中遵义天鹅山矿化点缺乏与湘西可对比的硅质层。松林地区的岩性变化大,风化后很难对比,综合一些地表露头和坑道考察,松林地区钼镍多金属矿含矿层位于牛蹄塘组底部高炭段中,距牛蹄塘组下界1.1-10m(图2),分布在松林穹窿背斜四周。含矿层在高炭质段中从北向南、从西向东有层位变低的趋势。
图2
牛碲塘组含矿层对比图
钼、镍矿产于含矿岩系之薄层状黄铁矿型钼、镍等多金属层中,与围岩界线明显。含矿层最大的特点是厚度薄、品位高(高出最低工业指标两个数量级),厚0.01-0.15m,一般为0.03-0.06m。矿层较为稳定,其产状与地层产状一致。呈似层状、层状产出,其倾向与其在背斜的分布位置有关,倾角4-15°,往深部倾角有变陡的趋势。矿体长数百米至数千米,若无断裂破坏,则连续性较好。据在芭蕉矿区施工的钻孔来看,沿矿层倾斜方向1 200m钼镍矿层仍然存在,说明矿层向深部延伸较稳定。
从工程揭露情况来看,矿区内氧化带深度在3~10m,在氧化带地段,富含黄铁矿的“钼镍金属层”极易氧化流失,原生矿带与氧化带过渡地段为半氧化带,原生矿与氧化矿呈渐变过渡,无明显界线。
原生带到氧化带矿石变化的明显特征是碳质逐渐流失,颜色由黑色渐变为灰、黄色或浅灰色,矿质由坚硬变为疏松直至粘土。矿石中的黄铁矿氧化后成为褐铁矿,硫钼矿、针镍矿氧化后发生迁移而留下褐黄色遗迹,矿石品位显著降低。
取自地表浅部的“钼镍金属层”中的样品,经测试结果表明钼镍含量偏低,贫化现象强烈(表1)。
矿层两侧的顶底板之含硅质粉砂岩、碳质页岩虽从来未见钼、镍矿物存在,但其钼镍含量可达工业品位要求；而坑道及钻孔分析资料证实,远离氧化带的矿层顶底板Mo、Ni含量均<0·03%。这种在矿层两侧形成Mo、Ni高含量带而构成“双峰”分布的现象,应是自然电场迁移的结果。
表1
镍、钼矿石品位与氧化强度关系
样号 PD1-1-2
PD1-2-1
Pd1-3-2
注:样品测试单位为贵州省有色地质勘查局三总队。
2·3矿石特征“钼镍金属层”为深灰色、灰黑色微带黄色含具金属光泽之钢灰色钼镍矿物及黄铁矿条带之粉砂质页岩,风化后有褐铁矿皮壳及黄色纤维状或粉末状薄膜。
矿石具粉砂泥质结构,微层理及条带状构造。
矿石矿物有:硫钼矿、红砷镍矿、针镍矿、紫硫镍铁矿、闪锌矿、黄铁矿等。
脉石矿物有:胶磷矿、石英、重晶石、碳质、硅质等。
化学成份: Mo: 1.25%-10.36%, Ni 0.5%-7.29%。
2·4矿床成因
下寒武统牛蹄塘组下部黑色页岩建造发育,为含有机碳较高的硅、泥质岩石,岩石组合中Mo、Ni、V、P等元素含量较高,为成矿物质的主要来源。
松林下寒武统牛蹄塘组Ni-Mo矿是一个新发现的寒武系底部Ni-Mo-(PGE)多元素组合的多金属矿床,它与扬子克拉通南缘成矿带内早先确定的矿床有类似的地质和地球化学特征,但规模比较大。
成矿物质具有多源性,是多种物质来源共同作用而成岩成矿: (1) Mo、Ni等金属均来自藻类生物对海水中这些金属的聚集,并在海底沉积; (2) Mo、Ni等金属来自海底循环热水溶液对基底岩石和相关矿体的淋溶,即海底喷流沉积; (3) Ni、PGE和Cu来自海底喷流沉积, Mo来自藻类有机生物聚集；它们在局限海盆还原条件下,共同富集于生物残体碎屑中。
矿床形成时代据毛景文2001年对松林黄家湾钼铂族元素矿石的Re-Os同位素精确测定,获得其等时线年龄为541.3±16Ma(2σ)。反映其扬子克拉通南缘钼镍铂族等多种元素矿层的成矿时代,也与目前国际确认的前寒武纪与寒武纪分界544Ma时限相吻合。
该Mo、Ni等金属沉积地质环境为浅海陆棚带还原环境,从矿石的Re-Os同位素测定结果,及钼镍矿金属层呈薄层状与上下岩层的整合接触,说明该矿床为同生沉积多金属矿床。
2·5矿化富集规律
1) Mo、Ni矿化主要富集在黑色岩系底部,矿化富集程度与含矿岩系厚度以及黄铁矿呈正相关关系。含矿岩系厚度大,则矿体厚度增大,矿质较好。
2)“钼镍金属层”深部矿层稳定,钼、镍含量增高。
3找矿标志
1)地层标志:牛蹄塘组底部黑色高炭质岩系为本区含矿层。
2)岩性组合标志:以钼镍为主的矿床自下而上的岩性依次为:含铁或铁质粘土岩(古风化壳)→磷块岩→黑色炭质页岩、泥岩、粉砂泥岩,常含黄铁矿→透镜状磷块岩→矿层→黑色炭质页岩、泥岩等。
3)钼镍矿矿层颜色标志:黄铁矿型钼镍矿层与围岩截然不同,具明显的硫化金属矿特征及微层理构造特征,易分辩。硫钼矿氧化后发生迁移,留下条带黄褐色遗迹。
4结论
松林钼镍多金属矿层赋存于牛蹄塘组(∈1n)下部高炭质页岩段中,具有厚度薄、品位高的特点,为同生沉积多金属矿床。牛蹄塘组底部黑色高炭质岩是直接找矿标志。
参考文献:
[1]贵州省革命委员会地质局.中华人民共和国区域地质调查报告(遵义幅)[R].贵阳:贵州省革命委员会地质局,1976.
[2]毛景文,杜安道.遵义黄家湾镍钼铂族元素矿床地质、地球化学和Re-Os同位素年龄测定:兼论华南寒武系底部黑色页岩多金属成矿作用[J]. 2001, 75(2): 234-243.
[3]罗泰义.遵义牛蹄塘组黑色岩系中多元素富集层的主要矿化特征[J].矿物岩石, 2003, 23(4): 296-302.
[4]罗泰义,李晓彪,姚林波,等.遵义牛蹄塘组发现的多水硫磷铝石[J].矿物岩石, 2003, 23(4): 205-210.
[5]张光弟,李九玲,熊群尧,等.贵州遵义黑色页岩铂族金属富集特点及富集模式[J].矿床地质, 2002, 21(4): 377-385.
[6]李胜荣.湘黔地区下寒武统黑色岩系金银铂族元素地球化学研究[R].贵阳:中国科学院地球化学研究所(博士后科研论文), 1994.
[7]王崇云.地球化学找矿基础[M].北京:地质出版社, 1986.
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