慈利县大浒镍钼多金属矿地质特征及成因探讨

黄业明

（湖南省地质矿产勘查开发局四0三队，湖南 常德415000）

1 地质背景

区域大地构造位于扬子克拉通东南缘,与华南褶皱带毗邻。该区在震旦世-早寒武世时均处于强烈拉张阶段，形成了非补偿性的磷酸盐-黑色页岩沉积序列。

区内古丈复背斜慈利县镍钼矿区具有控制作用。

2 矿区地质概况

2.1 地层特征

矿区出露的地层有震旦系上统灯影组、寒武系下统牛蹄塘组、杷榔组、清虚洞组等，牛蹄塘组为区内主要镍钼矿含矿矿层。

2.2 构造特征

矿区位于古丈复背斜北东倾伏端的次一级向斜的南翼，区内断裂构造不发育。岩层为单斜地层，倾向350～45°，倾角5～18°。

3 矿床地质特征

（1）含矿岩系特征。含矿岩系为下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩，底板为白云岩或灰质白云岩，顶板为板状炭质页岩。矿层分磷块岩、鳞片状页岩、板状页岩三个岩性层。

（2）矿体特征。矿体呈层状，厚厚0.51m～0.97m。平均品位钼0.424%，镍0.424%。

4 矿石类型及矿石特征

4.1 矿石类型

矿石类型可分为：①磷块岩型的镍、钼贫矿石：浅灰～黝黑色，呈板状，块状，隐晶结构，由胶磷矿、氟磷灰石和炭磷灰石及石英、方解石等组成。②鳞片状镍钼矿石：黑色、鳞片状或页片状构造，富含硅质、磷质等结核和粉砂质透镜体，矿石由硫化镍矿物，钼集合体矿物，黄铁矿，炭泥质和石英组成。③板状含镍钼矿石：黑色、板状，为含少量硫化物及钼集合体炭泥质。

4.2 矿石物质组成及结构构造

矿物主要有镍矿物、钼矿物、黄铁矿及炭泥质等。

镍矿物:主要有针镍矿、辉砷镍矿，与黄铁矿、炭硫钼矿共生，形成“镍集合体”。钼矿物:主要呈非晶质或隐晶质辉钼矿存在，胶体状为“钼集合体”，与镍矿物共生。黄铁矿:粒状、它形，和其他硫化物及硫砷化物组成细粒集合体。

黄铁矿的理论原子数量比n(S)/n(Fe)为2。沉积作用形成的n(S)/n(Fe)比值接近或略大于2，低温热液作用比值略小于2。此次工作中对5个黄铁矿样品进行了测试，3个小于2，两个大于或等于2，说明其来源具多源性。结果见表1。

表1 黄铁矿中的n(S)/n(Fe)比值表

炭质:大部分炭质充填于由石英、水云母和高岭石组成的基体中，部分充填于粒间或裂隙中。

4.3 矿石的结构构造

①磷块岩型矿石：呈薄板状，致密块状间夹结核状、脉状，隐晶质结构。②鳞片状镍钼矿石：鳞片状或页片状构造，泥质结构，富含硅质、磷质等结核和粉砂质透镜体。③板状含镍钼矿石：黑色、板状构造，泥质结构。

5 成因讨论

5.1 成矿条件

（1）地层条件。寒武系下统牛蹄塘组控制着镍钼矿的分布，是成矿的基本条件。矿体的产状形态与地层一致，属沉积矿床。

（2）古地理古构造条件。该区在震旦世-早寒武世时均处于强烈拉张阶段，形成了非补偿滞流性盆地。

（3）岩相条件。矿区古地理环境属浅海陆棚的边缘地带。在页岩岩相中，有大量的胶状黄铁矿和磷质结核，各种有机物质及丰富的Ni、Mo、V等多金属元素。

5.2 成矿物质来源

“碳硫钼矿”是矿床中钼的主要赋存形式。Mo在表生高氧化条件下呈Mo+6以溶液或胶体形式搬运，在还原条件下Mo+6→Mo+4，在富含有机物或S的沉积物中富集，海底沉积物中Mo的平均含量（×10-6）：浅海氧化条件下为0.3～2.0，深海缺氧还原条件下为26，黑色页岩中为70。说明“碳硫钼矿”的钼可能更多地来自于海水。

矿体中镍矿物主要有等，针镍矿为镍的主要赋存形式，呈脉状或浸染状充填于早期形成的矿物中，组合出现。从矿物共生组合（针镍矿、辉砷镍矿、方硫镍矿或与辉砷镍矿、黄铁矿、闪锌矿呈共生）来看，镍可能主要来自于热水作用。遵义和大庸镍钼多金属矿床石英脉中的流体包裹体均一温度[1]为65～187℃，反映矿床经历了热液作用。黑色页岩中Pt和Pd的质量分数与正常海洋沉积物相比也显著偏高[2]。

据此认为矿质来源为正常海水与海底热水。

5.3 成矿作用

主要包括沉积成矿作用和有机成矿作用。

沉积成矿作用：该区层赋存于寒武系牛蹄塘组下部炭质页岩、炭质粉砂质粘土岩夹少量黑色硅质岩，说明沉积环境是相对封闭的还原条件。炭质页岩中容易吸附镍钼矿质。

有机成矿作用：有机碳成分主要来源于生物。矿质通过有机物的吸附作用、硫酸盐的还原作用和硫化物的沉淀作用而富集。

5.4 成因探讨

岩矿石中具有明显的同生结构构造，沉积物粒度极细，在0.004mm以下，沉积物离陆地较远，岩石具有平直微细层理构造且岩石中含有大量有机质与硫，矿质在较封闭的滞流环境中发生的同生沉积作用，形成矿床。生物及其遗体，在沉积过程中集聚了丰富的有机质。各类微生物迅速繁殖，形成还原条件，再次富集了沉积物中的某些元素，通过炭泥质及微生物的作用形成“碳硫钼矿”。镍钼硫化物矿物与黄铁矿共生，有时包裹黄铁矿，黄铁矿与闪锌矿同生，说明有热水参与成矿。海底拉张产生的含矿热液，发生喷流→沉积作用，使矿质进一步富集。在晚震旦世—早寒武世时期，扬子古大陆内部发生强烈的拉张作用，在矿区形成滞流浅海陆棚，生物大量繁殖，有机质富集，在海水、热水与生物的共同影响作用下，Mo、Ni等金属富集成矿。

6 结论

大浒矿区镍钼矿体赋存于下寒武统牛蹄塘组的黑色页岩中。

矿石矿物种类丰富，主要包括“碳硫钼矿”、针镍矿、黄铁矿、胶磷矿等，其中“碳硫钼矿”和针镍矿分别是钼与镍的主要赋存形式。钼可能更多地来自于海水。镍可能主要来自于热水作用。

生物及其尸体产生了大量有机质。

慈利县大浒镍钼矿成因为：矿床成因可以归纳为海水-热水-生物复合成矿。