贵州省纳雍县偏坡寨矿区钼多金属矿地质特征及找矿前景

司乃欣，孔凡明，张亚军，苗宝，王建

(1.山东省煤田地质局第四勘探队，山东 潍坊 261206；2.山东泰山资源勘查有限公司，山东 济南 250013；3.山东省鲁南地质工程勘察院，山东 兖州 272100；4.江苏省第二地质大队，江苏 常州 213022)

0 引言

黑色岩系是一套含硫化物(以黄铁矿为主)和有机质较多为特征的滞水海盆或浅海相的暗色泥页岩、硅质岩组合[1]。中国南方下寒武统黑色岩系素有“多元素富集层”之称，富含V，U，P，REE，Mo，PGE等元素[2]。贵州钼矿产出层位为下寒武统牛蹄塘组底部“磷块岩之上的金属层”[3]。含矿岩石岩性组合较复杂，主要由硅质磷块岩、砂屑状黄铁矿黏土岩、高炭质磷片状页岩夹磷质结核、炭质黏土岩夹磷质透镜体、粉砂质黏土岩等组成[4]。贵州钼矿床(点)的类型有:含钼镍硫化物“金属层”型、含钼镍钒炭质页岩型、钼铀碳酸盐岩型及次生型。矿体虽呈薄层状，但矿石品位高，质量优，规模大，经济意义较大(图1)。

偏坡寨矿区位于纳雍县城南东方向直线距离14km处，公路里程约32km，行政区划属贵州省毕节市纳雍县居仁街道办事处所辖。通过对纳雍县偏坡寨矿区钼多金属矿进行详查工作，在矿区内圈定中型钼多金属矿1处，提交(332+333)钼金属资源量12082t，并伴生镍金属量14535t，铜金属量626t，锌金属量15116t(1)山东泰山资源勘查有限公司，贵州省纳雍县华拢钼多金属矿详查报告，2018年。。该文在充分收集区内各类资料进行分析的基础上，对矿区地质特征和矿床成因深入研究，并对矿层性质进行了评价，希望为今后寻找沉积型钼矿提供基础资料。

1 区域地质

1.1 地层

偏坡寨钼矿区处于扬子准地台—黔北台隆—遵义断拱—贵阳复杂变形区—野物坝背斜的NW翼，背斜轴部大多由寒武纪地层组成，地层倾角普遍平缓，派生和次生断裂较发育[4]。区域岩石地层属贵州省上扬子地层分区黔中地层小区，地层由老至新有震旦纪上统灯影组、寒武纪下统牛蹄塘组、明心寺组、马平组、二叠纪中统梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、三叠纪下统夜郎组及第四纪等地层，含矿地层为牛蹄塘组。牛蹄塘组分布于纳(雍)-织(金)穹形复式背斜核部，多在沟谷两岸出露[5]。下部为粉砂质泥岩、炭质泥岩、磷块岩、镍钼矿层，上部为页岩、炭质泥(页)岩。

1—震旦系；2—下寒武纪牛蹄塘组；3—中上寒武系；4—钼镍硫化物金属区；5—钼铀碳酸盐岩区；6—含钼镍碳质页岩区；7—含钼铁矿区；8—锌钼矿远景区；9—偏坡寨矿区图1 贵州钼矿区域分布图及找矿远景区图

1.2 构造

偏坡寨矿区位于扬子陆块南部被动边缘褶皱带纳(雍)-织(金)宽缓褶皱区。纳(雍)-织(金)穹形背斜，为区域最大的褶皱构造，长约30km，宽20km，轴向NE，核部出露震旦系、寒武系，两翼依次为寒武系、石炭系、二叠系、三叠系等。背斜两端往SW,NE倾伏，石炭系、二叠系、三叠系由SE翼经核部逐渐转向NW翼出露。核部地层倾角3°～15°，平缓开阔伴有NE向平缓的舒缓波状褶皱。SE翼地层倾角变陡，伴有次级褶皱构造，分布在矿区东南边缘为NE向大坡上-老鹰岩背斜，往外则为三塘-中寨向斜，主要出露二叠系、三叠系。区域内NW翼次级构造为龙场背斜，NE向延伸，受走向断层切割，其SE翼多被破坏，其NW翼则比较完整开阔，并有更次级的褶皱发育。龙场背斜核部出露地层为寒武纪下统，往NW翼部逐次出露石炭系、二叠系、三叠系。钼、镍、锌多金属矿主要分布于穹形(复式)背斜核部[6]。

1.3 岩浆岩

区域岩浆活动主要为晚二叠世时期(印支中期)基性岩浆喷溢活动及浅层侵入，形成了分布于该区及云南、贵州、四川接壤的广大面积的峨眉山玄武岩台地，区内有少量侵入于茅口组的辉绿岩小岩体。玄武岩主要为拉斑玄武岩，杏仁气孔局部发育，局部地段有火山角砾岩，集块岩和凝灰岩。

1.4 含矿岩系特征

含矿岩系为下寒武统牛蹄塘组，岩性主要为黑色炭质页岩、炭质泥岩及硅质磷块岩[7]，厚度一般为45～70m。钼多金属矿赋存于牛蹄塘组底部，震旦纪上统灯影组地层之上10～15m(平均约12m)。矿体底板多为灰色薄至中厚层状粗晶灰岩，少数为黑色炭质页岩，含结核磷块岩，顶板多为黑色炭质页岩、炭质泥岩夹少量钙质砂岩。在钼多金属矿层之下0.25～0.50m为硅质磷矿岩(图2)。

1—第四系；2—二叠纪茅口组；3—二叠纪栖霞组；4—二叠纪梁山组；5—石炭纪黄龙组；6—寒武纪明心寺组；7—寒武纪牛蹄塘组；8—震旦纪灯影组；9—残坡积物；10—灰岩；11—炭质页岩；12—亮晶白云岩；13—泥岩；14—粉砂质泥岩；15—白云岩；16—实测或推测地质界线；17—不整合界线；18—钼矿层及编号；19—断层及编号；20—产状图2 偏坡寨钼多金属矿区9-9'勘探线剖面图

含矿岩系由上至下叙述如下：①黑色、灰黑色炭质泥岩，结构致密，夹砂质泥岩，厚2.54～16.40m。②钼多金属矿层厚0.01～0.12m，平均0.04m。品位Mo 0.155%～5.72%，Ni 0.211%～7.55%，Cu 0.07%～0.49%，Zn 0.43%～8.46%，Pb 0.063%～0.093%，Ag (1.66～5.38)×10-6。③深灰色含硅碳质粉砂岩、泥岩、页岩，厚0.25～0.50m。④含磷碳质泥岩、页岩(硅质磷矿岩)，厚1.0～5.20m。⑤黄褐色铁质黏土，厚0.30～0.50m。

2 矿层地质特征

矿区内圈定Ⅰ矿体1个，为盲矿层。矿层赋存于寒武纪下统牛蹄塘组下段黑色炭质页岩、炭质泥岩及硅质磷块岩等深水相硅泥沉积建造中，矿体下距震旦纪上统灯影组白云岩顶部10～15m。矿层分布于野物坝向斜的两翼，其形态、规模、产状、分布严格受向斜构造控制。

矿体形态简单、完整，无分叉合并现象，呈极薄的层状，矿床在矿区内以缓波状褶皱形式产出，工程控制走向长3085m，倾向延深360.60～1551.20m。矿体赋存标高+774.04m～+1435.00m，埋深19.00～769.80m，其埋深由NE向SW方向逐渐增大。

矿体总体产状受野物坝向斜、窑上背斜及F1，F2断层的影响产状变化较大。矿区北部的1线矿层受窑上背斜控制，走向NNE，西翼倾向281°，倾角19°，东翼倾向101°，倾角23°。2～5线矿层呈宽缓的向斜，走向NNE，西翼倾向101°，倾角24°～37°，东翼倾向281°，倾角11°～39°。自7线向南西方向至12线，矿层呈单斜产出，产状比较稳定，倾向315°左右，倾角3°～16°，平均12°左右。

矿体最小厚度0.01m，最大厚度0.12m，平均0.043m，厚度变化系数为59.31%，小于60%，属厚度变化稳定的矿床。矿体中心部位厚度较大，ZK901孔达0.12m，向两侧略有变薄。沿倾向随着深度的加大，厚度略有变小趋势，矿体沿走向厚度变化见图3。

矿石Mo品位一般在0.155%～5.72%，平均品位3.12%，品位变化系数为69.65%，属有用组分分布均匀的矿床。品位沿走向变化不大，矿体北端品位略高于南端；沿倾向方向品位略有增高趋势(勘探线矿体品位、厚度变化见图4)。矿石伴生镍平均品位3.80%、锌平均品位3.95%、铜平均品位0.16%。

1—品位变化曲线；2—厚度变化曲线图3 矿体沿走向矿体品位、厚度变化曲线图

1—品位变化曲线；2—厚度变化曲线图4 Ⅰ矿体7，9勘探线矿体品位、厚度变化曲线图

3 矿石质量

3.1 矿石的矿物成分

矿石矿物主要为辉钼矿、辉镍矿、红砷镍矿、紫硫镍铁矿、硫钼矿及针镍矿、二硫镍矿等[8]。脉石矿物主要为石英、黄铁矿、白铁矿等[9]。主要成分含量炭质45%～55%，黄铁矿15%～30%，石英、岩屑5%～30%，针镍矿5%，白云母1%～2%，玉髓1%～5%。

矿区钼矿以辉钼矿为主，占全矿区96%以上。镍矿以硫化镍为主，占77%以上。镍矿硫化镍分别为43%，65%，36%；硅酸镍分别为27%，12%，44%。矿区内钼矿体基本上未出露地表，钼、镍矿以硫化矿为主，含钼矿物中各组分含量见表1。

表1 矿石物相分析

据贵州省纳雍、织金县水东—中寨钼矿详查报告整理。

3.2 矿石化学成分

3.2.1 主要有用组分

根据基本分析和组合分析结果统计，矿石含Mo 0.155%～5.72%，平均3.12%，品位变化系数为59.32%；Ni 0.211%～7.55%，平均3.79%，品位变化系数为59.18%；Cu 0.49%～0.067%，平均0.16%，品位变化系数为59.96%；Zn 0.026%～8.46%，平均3.94%，品位变化系数为68.08%。因此矿石属于有用组分分布均匀的矿石。伴生镍、锌矿品位一般比钼稍高，伴生铜品位较低，但均未达独立矿产工业品位。

3.2.2 微量元素含量

矿石经组合分析、全分析、光谱分析，除铜、镍、锌外，其他元素均达不到伴生元素综合利用的工业指标，矿石微量元素数据见表2。

表2 矿石微量元素(×10-6)

据贵州大学资环学院试验室化验报告整理。

3.3 矿石类型

3.3.1 矿石结构构造

矿石主要结构为自形粒状、自形微粒状、他形显微粒状、他形微粒状等结构。构造主要为条带状构造，其次为碎屑状、竹叶状构造、叠层构造、滑动角砾构造等。

条带状构造根据矿物的共生组合和产出特征可进一步划分为：

(1)自形细粒黄铁矿条带，以黄铁矿为主，呈自形微细粒，形成条带状分布之晶链或结合体，伴生少量的他形微细粒闪锌矿。

(2)他形显微粒状黄铁矿条带，富含镍钼矿物，常见微细粒紫硫镍铁矿以及少量针镍矿与之共生。

(3)他形显微粒状黄铁矿条带，平行或斜交层理，局部呈树枝状，含少量镍铁矿。

(4)红砷镍矿呈细条带分布于矿石中(图5)。

图5 矿石中红砷镍矿细条带构造

3.3.2 矿石类型

矿区内矿石为原生矿石，矿石为深灰—黑色炭质泥、页岩。主要矿石矿物有红砷镍矿、紫硫镍铁矿、硫钼矿、辉钼矿、辉镍矿等，矿石自然类型为含辉钼矿炭质泥岩，矿石工业类型为含镍铜锌的钼多金属矿石。

4 矿床成因

4.1 矿床特征规律

4.1.1 矿化富集特征

矿区内下寒武统牛蹄塘组含矿层厚度为50.0～99.60m，钼镍锌元素多数富集在牛蹄塘组炭质黏土岩层的中下部，距底界10.90～17.60m的范围富集成矿；矿体含黄铁矿较多，浸染状产出，宏观不见黄铁矿的炭质黏土岩一般不含钼矿；矿体底板常见炭质灰岩或白云岩，厚0.2～1.0m；矿体厚度一般0.02～0.06m，局部膨大为0.12m。

4.1.2 矿层区域变化情况

偏坡寨矿区周边已经详查工作的矿区有2个，其东邻为水东龙井边钼多金属矿及纳雍、织金县水东-中寨钼矿。矿区含矿层均为寒武纪下统牛蹄塘组，矿石类型均为含辉钼矿炭质泥岩。经过对比分析，认为矿体平均厚度变化较小，最大的是水东龙井边矿区，为0.056m，最小的是偏坡寨矿区，为0.043m，表明在东西方向上水东龙井边矿区为中心，厚度较大，向东西两侧厚度有变小趋势；钼平均品位变化较大，品位最高的是水东龙井边矿区，为5.17%，最小的是水东—中寨矿区，为1.48%，表明在东西方向上水东龙井边矿区为中心，品位较高，向东西两侧品位有变贫趋势(表3)。

表3 矿层区域变化情况

①根据贵州省纳雍县水东龙井边铅锌钼多金属矿详查地质报告，2008年。

②根据贵州省纳雍、织金县水东—中寨钼矿详查报告，2015年。

4.1.3 找矿标志

(1)牛蹄塘组下部黑色炭质黏土岩是重要的找矿标志之一。

(2)浸染状黄铁矿物较多，以小斑点、团块、短条状大致顺层发育，但不连续的形态间杂黑色硅质细小碎屑状短条、团斑，与钼镍关系十分密切。当黄铁矿物大量聚集成块状、透镜状、宽条带或细线状比较规整的顺层分布时，往往钼品位低或无矿。

(3)矿石多较坚硬、致密，手感较重，岩性多为炭质黏土岩(页岩)或含硅质白云岩或白云质硅质岩。

因此，该类型的矿床主要以时代、层位、岩性特征作为主要找矿标志。

4.2 矿床成因

纳雍偏坡寨矿区是华南寒武纪黑色页岩多金属成矿带的一个组成部分，由海底喷流系统从海底镁铁质—超镁铁质岩中萃取物质与下伏富Mo-Re-(Cu)岩浆房提供成矿能源和部分物源共同作用的结果，区域黑色页岩由正常沉积作用形成[10]，为典型的还原环境海相沉积物[11]。

成矿物质来源具有多样性，深海热水流体、海底火山喷气、陆源碎屑、海洋生物屑等均可能是成矿元素的多种来源，这与山东胶东东部中生代晚侏罗世-早白垩世大规模岩浆活动，壳幔混合源伟德山花岗岩浆活动导致成矿流体活动成因不同[12]。海底火山喷气中的成矿元素溶解海水中随洋流带来，在含有大量有机碳的还原环境中，在温度、压力、酸碱度发生改变条件下，钼镍锌等金属元素富集形成本矿床。区域天鹅山镍钼矿层的有机硫值可达13.5%，有机硫的大量富集主要与底栖藻有关[13]。海底火山喷发中的成矿元素可能是该类型矿床成矿元素的主要物质来源，其余的可能是形成钼镍锌多金属矿床的次要物质来源。

较深的封闭斜坡相海盆环境相对稳定，生物相当发育，有机质十分丰富的还原—强还原沉积环境，形成了该矿床含石灰质、白云质—黏土岩相，生物死亡分解产生大量硫化氢气体，造成海底为一种强酸性还原环境，钼、镍、锌、铁等元素在这种环境中与硫化氢化合形成金属硫化物沉淀、富集，这亦是钼镍锌多金属硫化物矿床形成的主要控制作用之一[14-15]。因此，较深的海洋封闭环境，生物死亡和对金属元素的吸收，形成成矿的物理化学条件改变，是钼镍锌等富集成矿的主要控制因素[16]。

贵州大学高军波等[17-18]研究表明，在矿层下部发现一套热水成因的粗晶灰岩，下部见较多的热水成因的透镜状、柱状、结核状碳质体等构造标志，这些特征反映出该地区钼镍矿叠加了热水(液)喷流沉积作用成矿。

5 结论

(1)偏坡寨矿区钼矿层赋存于寒武纪下统牛蹄塘组下段黑色炭质页岩、炭质泥岩及硅质磷块岩等深水相硅泥沉积建造中,其形态、规模、产状、分布严格受向斜构造控制。

(2)偏坡寨矿区钼矿以辉钼矿为主，占全矿区96%以上,有用组分分布均匀，工业类型为含镍铜锌的钼多金属矿石。

(3)该类型的矿床主要以时代、层位、岩性特征等作为主要找矿标志。

(4)偏坡寨钼矿矿体埋藏相对较浅，厚度相比较厚，品位相对较高，矿体形态简单、完整，产状稳定，建议作为矿山开发建设的首采地段。

致谢：在详查工作及成文中得到了宋双喜研究员和朱淑云工程师的帮助，数据分析由贵州大学资源与环境工程学院实验人员提供大力帮助，在此一并感谢！