纳雍县木城—水东钼镍矿矿床地质特征及找矿标志

刘波　李坤

【摘 要】本文阐述了贵州省纳雍县木城—水东钼镍矿矿床含矿地层特征，矿体产出形态、矿石特征、找矿标志等，研究区钼镍矿严格受下寒武统黑色岩系控制，富矿体直接底板为一套较稳定的黑色中厚层粗晶灰岩。

【关键词】钼镍矿；矿床地质特征；找矿标志；纳雍县

1.区域地质背景

该区大地构造属于华南板块之扬子陆块西南缘，黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区的西段，和纳雍—息烽断裂、紫云—垭都断裂、师宗—弥勒断裂带所围限的三角地带。（图1）

2.矿床地质特征

2.1地层区内出露地层分别为上震旦统灯影组（Z2dy），下寒武统牛蹄塘组（∈1n）、明心寺组（∈1m），下石炭统大埔组（C1d）、中石炭统黄龙组+马平组（C2h+m），中二叠统梁山组（P2l）、栖霞组（P2q），主要为被动大陆边缘和地台内部裂陷沉积，钼镍矿的赋矿层位为下寒武统牛蹄塘组。从老到新分述如下：

2.1.1灯影组（Z2dy）：是区内铅锌矿的重要含矿层位，分为两段，岩性描述如下：

第一段（Z2dy1）：灰白色中—厚层细晶白云岩，晶洞不发育，厚大于50m。第二段（Z2dy2）：底部：灰、灰黄色薄—中厚层细晶白云岩，局部夹不规则的硅质条带；中部：灰、灰白色中—厚层或块状细晶白云岩，局部见极少量的砂质团块，中部见斜交层理及砂质条带分布，砂质条带在走向及倾向上极不连续， 变化较大，本层局部发育斜交层理；上部：灰、灰白色薄—中厚层细晶白云岩夹硅质条带及硅质团块。厚度270m。

2.1.2牛蹄塘组（∈1n）：是区内钼镍矿的重要赋矿层位，底部：黑色炭质页岩，中部见一套厚约0.20～0.60m的黑色粗晶灰岩，灰岩之上见一套厚约0.02～0.2m的钼镍矿层，上部：黑色炭质页岩夹绿色砂质页岩。与下伏灯影组呈平行不整合接触，厚21～60m。

2.1.3明心寺组（∈1m）：黄绿色粉砂质粘土岩夹石英砂岩，中部夹一套灰至灰白色薄—中厚层鲕状灰岩。与下伏牛蹄塘组呈整合接触。厚220～300m。

2.1.4大埔组（C1d）：底部：灰至暗灰色中厚层含燧石团块及条带状细晶白云岩，中部夹一套青灰色钙质页岩；上部：灰白色中至厚层粗晶白云岩。与下伏明心寺组呈平行不整合接触，在局部与下伏地层界面上见珊瑚化石。厚60～100m。

2.1.5黄龙组及马平组（C2h+m）：浅灰色厚层生物屑灰岩夹白云质灰岩。厚约80m。

2.1.6二叠系地层：与下伏地层大埔组或黄龙+马平组呈假整合接触，发育有梁山组砂泥坪—沼泽相含煤岩系；栖霞组浅海陆棚相泥至粉晶灰岩夹页岩、硅质岩。

图2矿区地质略图

1.二叠系栖霞组；2.二叠系梁山组；3.石炭系黄龙+马平组；4.石炭系大浦组；5.寒武系明心寺组；6.寒武系牛蹄塘组；7.震旦系灯影组；8.断层及编号；9.钼镍矿层露头线

2.2构造

2.2.1褶皱

矿区位于张维穹状背斜南翼近核部，核部地层出露了灯影组、牛蹄塘组、明心寺组，翼部地层仅出露了大埔组、马平组+黄龙组、梁山组、栖霞组，岩层产状平缓，倾角一般3～10°。

2.2.2断层

区内断层比较发育，但都分布在钼镍矿体的边缘部分，以北东向为主，北西向次之。北东向断层：主要有水东断层（F1）、帕那断层（F2）、邓家寨断层（F3），F4等该组断层规模大，切割深，形成时间早且长期反复活动，使得众多矿体（点）分布在该断夹块中，可能是深部矿物质进入该区的导矿构造。

2.3矿床地质特征

矿区含矿地层为下寒武统牛蹄塘组，其岩性以灰黑色、黑色炭质鳞片状页岩为主，近底部为一套高碳化的炭质页岩、粘土岩，局部见磷质结核，与下伏地层呈平行不整合接触，其层序自上而下为：

明心寺组（∈1m）：灰绿色薄层泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层产出。

（1）浅黄色、黑色炭质页岩，厚度大于5m；

（2）贫矿层，富含高碳质，其间含大小为0.5×2cm～0.6×0.8m的结核，结核成分主要为黄铁矿，其晶粒呈放射状结合体，局部见方解石细脉分布，厚度0.3～1.3m；

（3）钼镍矿富集层，钼镍矿物以及其它金属矿物颗粒呈细层分布，层厚1～5mm，多金属层之间为粘土矿物及炭质组成的细层，厚亦为数毫米至1cm。该富集层厚0.1～0.5m，其中见少量的结核分布，局部见钼镍矿物集合体将结核包裹；

（4）灰黑色、黑色中厚层粗晶灰岩，一般呈透镜状产出，厚度0.1～0.6m不等；

（5）黑色炭质页岩，厚度大于2m；

（6）高碳化的炭质页岩及片理化的炭质页岩，近底部见0.1～0.5m的含磷层，厚度约1m；

（7）含铁质粘土岩，风化后呈薄层粘土，厚度0.1～0.5m；

灯影组（Z2dy2）：岩性为灰白色中至厚层细晶白云岩。

2.3.1 矿体分布、规模、形态及产状

该区钼镍多金属含矿层赋存于下寒武统牛蹄塘组中下部黑色炭质页岩之中，钼镍矿物集合体以及其它金属矿物呈条带状、扁豆状分布于炭质粘土岩之中，矿层中含有较多大小为几毫米至几十厘米的结核，结核成分主要为黄铁矿、重晶石、毒重石以及粗晶灰岩，局部见结核被钼镍矿物集合体包裹及竹叶状磷质结核。

根据地形切割情况以及勘查区的F1、F2、F3、F4断层切割情况把钼镍矿床划分为14个矿体。就主矿体特征阐述如下：

Ⅳ矿体：矿体产于牛蹄组中部的黑色炭质页岩中，底部见一套厚0.20～0.60m浅灰、灰黑色薄至中厚层的粗晶灰岩，矿体呈似层状产出，产状与围岩基本一致，矿体倾向200～330°，倾角2～10°，矿体走向控制长大于4000m，倾斜控制宽约1300m。矿体厚一般0.02～2.31m，最厚达3.71m，平均0.710m，厚度变化系数83%，属于厚度较稳定型矿体；矿体一般含M0：0.037～5.368%，矿体平均含M0：0.380%，品位变化系数117%，组分分布较均匀。矿体一般含Ni：0.046～3.98%，平均含Ni：0.345%。

Ⅹ矿体：矿体产于牛蹄组中部的黑色炭质页岩中，底部见一套厚约0.20～0.40m浅灰、灰黑色薄至中厚层的粗晶灰岩，矿体呈似层状产出，产状与围岩基本一致，矿体倾向20～60°，倾角2～5°，矿体走向控制长大于2100m，倾斜控制宽约900m。矿体厚一般0.02～1.23m，平均0.490m，厚度变化系数82%，属于厚度较稳定型矿体；矿体一般含M0：0.099～6.257%，矿体平均含M0：0.357%，品位变化系数129%，组分分布较均匀。矿体一般含Ni：0.072～3.27%，平均含Ni：0.236%。

2.3.2矿石质量特征

2.3.2.1矿石结构构造

矿石结构有粉砂结构，矿石由陆源碎屑、粘土矿物、炭质、硅质及黄铁矿六部分共同构成。它们各自特征为，陆源碎屑：成分主要为石英矿物屑，次为白云母矿物屑等；粘土矿物：分布不均匀，显微晶状，不显光性特征；炭质：分布不均匀，污手；硅质：分布不均匀，结晶粒度<0.10mm，变形显著、束状产出，中低突起，一级灰干涉色；黄铁矿：分布不均匀，结晶粒度<0.03mm，微～显微晶状，高硬度，浅黄白色反射色。

矿石除具有粉砂状结构外，还具有胶体结构、生物胶体球状结构、草莓结构、半自形～自形粒状结构。

矿石构造有碎屑条带、条纹构造、块状构造、砾石条带状构造、稠密浸染状构造，其中胶状硫钼矿与方硫镍矿和黄铁矿、炭泥质、生物藻类残体聚合组成胶体条带、碎屑、砾石和球状结核，也可以由藻类球体与炭质单独组成胶体条带、碎屑、砾石等，成岩期由胶体镍矿物和黄铁矿脱胶结晶生成方硫镍矿、针镍矿、辉镍矿、辉砷镍矿、黄铁矿等脉体或团块沿胶体碎屑收缩裂纹穿插或形成环边。

2.3.2.2矿物成分

矿物成分复杂，有碳硫钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿以及方硫镍矿、紫硫镍矿、针镍矿、硫砷镍矿等镍的独立矿物。其主要矿石矿物特征如下：

碳硫钼矿：主要为不规则条带状、碎屑和砾石，产于金属硫化物层中，或为钼镍矿石的主要矿石矿物，新鲜断口显钢灰色，半金属光泽，条痕深灰色，易染手，风化后光泽暗淡，表面常有蓝色的晕圈，断口微粒状或平坦状，镜下为阶梯状。反射光下呈棕灰色或灰色带玫瑰色，含钼的品位低时显蓝灰色。

镍矿物：矿物有方硫镍矿、针镍矿、辉砷镍矿、硫镍矿。方硫镍矿又称为二硫镍矿，主要产出有两种，一种为沉积阶段形成的胶体球粒，另一种为沉积阶段生成的晶粒。方硫镍矿在反光镜下显褐色～紫色反射色，均质，无反射多色性和内反射。与普通的方硫镍矿对比，其反射率有所降低，反射色则变深。砷镍矿、硫镍矿、针镍矿等这几种矿物在沉积期也形成胶状球粒或条带，但成岩期则多转变为结晶矿物。

黄铁矿：黄铁矿是矿石中含量最多、分布较广的矿物，呈胶状和结晶状，沉积阶段，胶状黄铁矿与胶状方镍矿交生，形成草莓状结合体，成岩及后生阶段，部分黄铁矿脱胶并结晶，草莓状球粒消失，形成自形～半自形粗晶黄铁矿，呈团块状、脉状、网脉状和树枝状产出。在反光镜下多呈黄白反射色，反射率高，均质，无反射多色性及内反射。以高反射率特征的反射色易与其它硫化物区别。

脉石矿物由硅质、碳质、云母、自生石英、白云石、方解石、磷灰石组成。

方解石：它形晶粒，多呈拉长状，均匀广泛分布，部分粒状，少量为粒状。拉长状一般短径0.05～1mm，长径0.4～3.5mm，定向排列，显示定向构造特征。粒状者一般0.1～1mm，见集合体成拉长状，为粒状者一般≤0.07mm。

碳质：①多相对集中构成暗色条纹，其定向排列，除碳质外混杂有许多微粒方解石及石英，这些条纹分布于大的方解石晶粒间。②另见少量一部分碳质呈微细尘点状散布于方解石中。

石英：粒状，粒度一般为0.01～0.06mm，多存在于碳质相对集中的暗色或黑色条纹中，部分较大的方解石晶粒中呈包体。

绢（白）云母：细小鳞片状，多存在于碳质相对集中的暗色或黑色条纹中。

2.3.2.3矿石化学成分

矿石的主要化学成分及其含量分别为： CaO：6.80～9.24%，平均为：8.22%，TF2O3：6.34～17.81%，平均为：12.04%，Al2O3：2.23～10.23%，平均为：6.39%，TS：5.15～20.63%，平均为：12.44%（见表1）。

钼镍矿的主要化学成份为：Mo、Ni；次要组份为：Zn、Cu、Co等。矿石化学成分除有益组份外，还含有一定的微量元素。（见表2）

2.3.2.4矿石类型

2.3.2.4.1矿石自然类型有：层纹状钼镍矿石、条带状钼镍矿石、块状钼镍矿石、竹叶状钼镍矿石和扁豆状钼镍矿石

2.3.2.4.2矿石的工业类型有：碳硫钼矿石、胶硫钼矿石、方硫镍矿石、针镍矿石、硫镍矿石和辉砷镍矿石等。

2.3.2.4.3矿石品级：根据钼矿石的品位（Mo：0.05～6.45%）划分，本区钼矿有两种品级的矿石：钼贫矿石（Mo：0.08—<1%）和钼富矿石（Mo：≥1%）。

2.3.3 矿体围岩、夹石及围岩蚀变

2.3.3.1矿体的底板为灰黑色薄至中厚层粗晶灰岩，顶板为一套灰黑色炭质页岩，围岩及夹石主要为炭质页岩。本区内矿层中基本不含夹石。

2.3.3.2围岩蚀变主要见白云石化、闪锌矿化、黄铁矿化。

2.3.4矿石有益有害组分

2.3.4.1矿石的有益组份主要是镍、铅锌、铜、钴等，钼的络合物（Mo ， Fe ，Ni ） 3 （ S ，As） 6C10，即碳硫钼矿，镍的化合物；方硫镍矿、针镍矿、辉镍矿、辉砷镍矿、黄铁矿，铂簇元素及稀土元素等。

2.3.4.2矿石的有益组份除镍外，还有铅锌、铜、钴。

2.3.4.3主要有害杂质组份的含量及其变化特征

区内钼镍矿石的有害杂质组份有：P、As、CaO、SiO2等，其含量及其变化特征如下：

2.3.4.3.1磷元素是影响钼镍矿石选矿性能的主要杂质组份，在西区钼镍矿地表工程中，其含量变化范围为：0.48～2.43%，钼镍富矿体为：2.43%，一般小于1%，在东区钼镍矿地表工程中，其含量变化范围为：0.56～2.08%，钼镍富矿体为：2.08%，一般小于1%。

2.3.4.3.2砷元素是影响钼镍矿石选矿性能的主要杂质组份，在西区钼镍矿地表工程中，其含量变化范围为：0.072～0.338%，钼镍富矿体为：0.338%，一般小于1%，在东区钼镍矿地表工程中，其含量变化范围为：0.149～0.957%，钼镍富矿体为：0.957%，一般小于1%。

上述有害元素磷与钼品位的相关系数为：0.27，通过钼与磷的散点图可以看出，随着钼品位的增大，磷的含量值均在0.5～1%之间变化，散点图中有两个高值点，均由富矿体产生，可以看出随着钼品位的增大，磷的含量值均呈降低态势。因此两元素具弱相关关系。（图4）

有害元素砷与钼品位的相关系数为：0.55，通过钼与砷的散点图可以看出，随着钼品位的增大，砷的含量值均在0～0.3%之间变化，散点图中有两个高值点，均由富矿体产生，可以看出随着钼品位的增大，砷的含量值均呈升高态势。因此钼与砷两元素具正相关关系。（图3）

3.找矿标志

根据钼矿的赋存层位及岩性特征，其找矿标志主要有如下几点：

3.1层位标志：下寒武统牛蹄塘组黑色岩系控制了区内含矿层的分布，是寻找该类型钼镍矿床的区域标志。

3.2岩性标志：矿体顶板一般为黑色炭质页岩，在距矿体20～50cm左右有黄铁矿结核、钙质结核或细粒黄铁矿呈细脉状沿层充填、零星分布，钼镍矿石中见少量的磷质结核分布；底板一般为一套厚约20～60cm的黑色中厚层粗晶灰岩分布。

3.3在矿层底板的黑色中厚层粗晶灰岩具有重结晶作用，结晶作用较强的矿化较强，反之则较弱或者尖灭。

3.4生物标志：在矿区的大部分钼镍矿石中见生物化石分布，其生物特征为：形态为管状，在其表面见纹饰分布和玻璃光泽。

4.结语

研究区钼镍矿矿床严格受下寒武统黑色岩系控制，其富矿体底部有一套较稳定的黑色中厚层粗晶灰岩呈层状或球状透镜体分布。矿石结构以粉砂结构为主，矿石构造有碎屑条带、条纹构造、块状构造、砾石条带状构造、稠密浸染状构造等。矿物成分复杂，有碳硫钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿以及方硫镍矿、紫硫镍矿、针镍矿、硫砷镍矿等镍的独立矿物。研究区钼镍矿矿床找矿标志明显。

参考文献：

[1]贵州省地矿局区调院。贵州地层典[M]，贵阳：贵州科技出版社，1995.

[2]贵州省纳雍县木城—水东铅锌钼矿多金属矿详查地质报告[R].2012.

[4]姜磊，韦学英.纳雍县水东地区镍钼矿床成因初探[J].贵州地质与勘查，2012，31（2）：42-45