南秦岭-北大巴山镇坪地区黑色岩系多金属元素
赋存状态研究
On the Poly Metal Elements Occurrence of Black Rock Series in Zhenping Region of
South Qinling-North Dabashan
高熙贺 GAO Xi-he
（杨凌职业技术学院，杨凌 712100）
（Yangling Vocational and Technical College，Yangling 712100，China）
摘要：通过对南秦岭-北大巴山镇坪地区黑色岩系矿化点野外地质特征的详细观察，结合室内显微镜下岩矿特征、成矿元素测试分析、电子探针分析等研究，查明了Fe、Cu、Zn等金属元素在碳质页岩中的赋存状态，推测本区存在两期成矿作用，具有较大的成矿潜力。
Abstract: Through the detailed inspection of the mineralization field geological characteristics of black rock series in Zhenping region of south Qinling-north Dabashan, combined with the studies of rock ore characteristics, test analysis of mineralization elements, electron probe analysis under the in indoor microscope, the occurrence of Fe, Cu, Zn and the other metallic elements in carbonaceous shale is found out. It is speculated that there is the two phases of mineralization here, and it has larger mineralization potential.
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关键词 ：南秦岭-北大巴山；黑色岩系；下寒武统；镇坪地区；金属元素
Key words: south Qinling-north Dabashan；black rock series；lower Cambrian series；Zhenping region；metallic element
中图分类号：0P536文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0176-02
0引言
黑色岩系是含有较多有机碳（C有机含量接近或大于1﹪）及硫化物（铁硫化物为主）的黑色硅质岩、碳酸盐岩、泥质岩及其相应变质岩石组合的总称，属于还原性岩石[1]。黑色岩系的形成往往与特殊地质事件相关，具有特定的沉积环境和地质背景，研究黑色岩系及其相关金属矿床对于认识沉积缺氧环境，陆壳与洋壳的演化历史，地球表层的化学元素分布规律及规模矿床的形成机制[2]，具有重要的地质意义。黑色岩系物质的深源性和多源性使之成为Cu、Zn、U、V、Ni、Mo等多金属的富集层[2]，经后期地质作用改造成矿床，具有重要的经济意义。陕西南部秦岭-北大巴山地区黑色岩系广泛分布，是研究黑色岩系及其矿床的理想场所，然而，前人对秦岭区域黑色岩系的组成、结构特征及含矿性的了解仍较为有限[2]，对黑色岩系的矿产需求却日益迫切，急需开展新一轮的基础地质工作解决上述问题。
笔者主要采用了野外调研、室内显微镜下观察与成矿元素地球化学分析测试相结合的方法，对南秦岭-北大巴山镇坪地区下寒武统鲁家坪组黑色岩系碳质页岩中的Fe、Cu、Zn等多金属元素的赋存状态进行了探讨。
1南秦岭-北大巴山黑色岩系分带
南秦岭-北大巴山下寒武统黑色岩系可分为南北两个带，北带位于宁陕—柞水—山阳—商南东西一线，发育下寒武统水沟口组黑色岩系，以产出中—大型的钒矿床为特点；南带位于安康—镇坪—紫阳一带，以产出大型毒重石一重晶石矿床为特点。镇坪地区位于南带的南东边缘，主要分布下寒武统鲁家坪组黑色岩系。
2岩矿特征
岩石薄片观察结果显示，薄片中大部分为粘土矿物，加上少量碳质使薄片透光性变差，在显微镜中难以鉴定矿物物质组成，薄片中偶尔可见少量石英脉及团块状石英。金属矿物主要为黄铁矿（图1、2、3），少量闪锌矿（图4）。
通过对镇坪桃园、镇坪瓦子坪等地矿化点野外地质观察，结合室内光、薄片鉴定结果，推测本区可能存在两期成矿作用[3]，早期为沉积作用。
成矿物质原始富集，形成草莓状黄铁矿（图1、图2），经后期构造挤压或成岩作用使黄铁矿、闪锌矿等重结晶，形成星点状黄铁矿（图3）和团块状闪锌矿（图4）。第二期成矿作用[3]，为韧性剪切作用过程中成矿物质沿韧性剪切面理富集，当剪切作用强时，主要形成石英黄铁矿及少量多金属硫化物脉（图5，图6）。
3成矿元素分析
3.1 化学成分分析
黑色岩系碳质页岩中的成矿元素含量分析结果见表1。从表中可以看出，Fe、Zn、Cu、Pb、Mo、Ti、V、Mn、Cr等元素都有不同程度的矿化，部分样品已到达共伴生矿床的边界品位[3]。
3.2 电子探针成分分析
光片中金属矿物电子探针分析结果见表2。从表中可以看出，金属矿物主要为黄铁矿，少量闪锌矿及硫化镍矿物。
从电子探针结果可以看出，Co、Ni、Mo主要呈内质同像存在于黄铁矿中、镍黄铁矿或硫化镍矿物中，同时，部分Cr也以内质同像的方式存在于黄铁矿中；Cu、Pb、Zn、Ti、V、Mn在黄铁矿中含量较少，这与光片中观察到的Zn主要以闪锌矿形式存在的结果一致。
4结论
本文所采用的主要技术方法及实物工作量见表3。
所得结论如下：
①通过显微镜下光、薄片观察，黄铁矿具有草莓状和自形－半自形晶体状；闪锌矿具有胶状和团块状，胶状闪锌矿主要赋存于岩石的微小空隙中，大小为数十个μm。表明闪锌矿具有原生沉积的特征，同时具有微小黄铜矿出熔物，表明形成温度较低。
②本区可能存在两期成矿作用[3]，早期为沉积作用，成矿物质原始富集，形成草莓状黄铁矿、胶状闪锌矿、胶体状态存在的V-Fe、V-Ti氧化物集合体等，经后期为构造挤压或成岩作用使黄铁矿、闪锌矿等重结晶，形成星点状黄铁矿和闪锌矿及其它含V、Ti矿物。第二期成矿作用[3]，为韧性剪切作用过程中成矿物质沿韧性剪切面理富集，剪切作用强，改造、重结晶作用强烈，主要形成石英、黄铁矿及少量多金属硫化物脉。
③南秦岭-北大巴山镇坪地区下寒武统黑色岩系的碳质页岩成矿元素含量分析结果表明，Fe含量为140~1640×10-3、Zn含量为148~8371×10-6、Cu含量为108~3462×10-6、Pb含量为10~93×10-6、Mo含量为52.7~284×10-6、Ti含量为978~7098×10-6、V含量为105~10002×10-6、Mn含量为115~2044×10-6、Cr含量为141~2932×10-6，均具有不同程度的矿化异常，部分样品已到达共伴生矿床的边界品位[3]。
④光片中金属元素电子探针分析表明，Co为0.05~0.146%、Ni为0.032~0.7%，Mo为0.453~0.675%，且主要呈内质同像存在于黄铁矿中、镍黄铁矿或硫化镍矿物中，同时，部分Cr也以内质同像的方式存在于黄铁矿中；Cu为0.002~1.39%、Pb为0.013~2.212%、Zn为0.013~2.212%、Ti为0.001~0.054%、V为0.017~0.081%、Mn为0.006~0.024%在黄铁矿中含量较少，这与光片中观察到的Zn主要以闪锌矿形式存在的结果一致。
结合秦岭区域地质构造背景，南秦岭-北大巴山镇坪地区黑色岩系处于勉略缝合带附近可知，本区存在两期成矿作用，后期地质构造对早期成矿物质具有强烈的富集和改造作用。目前在该区域已经发现了多个矿化点及异常区，显示了较大的找矿潜力。
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参考文献：
[1]范德廉，张焘，叶杰，等.中国的黑色岩系及其有关矿床[M].北京：科学出版社，2004.
[2]王立社.陕西秦岭黑色岩系及其典型矿床地质地球化学与成矿规律研究[D].西北大学，2009：2-4.
[3]刘云华，高熙贺.北大巴山黑色岩系多金属赋存状态及富集规律研究[R].长安大学，2012.