黑色岩系及其典型矿床

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1、黑色岩系及其典型矿床研究进展黑色岩系是含有较多有机碳(C有机≥1%)及硫化物(铁的硫化物为主)的暗灰-黑色的硅岩、碳酸盐岩、泥质岩及其相应变质岩石组合的总称。在世界许多地方都发现与黑色页岩建造有关的工业矿床和潜在金属堆积，它们是诸如U，Mo，Ni，Mn，V，Hg，Sb，W，Pt，Pd和Au等金属矿产的重要来源。与黑色岩系有关的矿床种类很多，成因各异，与黑色岩系的关系也各不相同:有的矿床直接产于黑色岩系中，两者的形成和保存条件基本相同，如硫化物矿床等；有的则形成于黑色岩系向浅色岩系过渡带，也就是由缺氧向氧化环境的过渡带(即微氧化环境)，如碳酸锰、重晶石矿床等；还有一类矿床如

2、铅、锌、汞、萤石、重晶石等产于碳酸盐岩中，但其成矿物质却主要来自邻近的黑色岩系，从而使两者具有密切的成因关系。这些矿床往往经历了不同程度的改造或变质。上述各类与黑色岩系有不同成因关系的矿床统称为与黑色岩系有关的矿床，或简称黑色岩系型矿床。黑色岩系型矿床分布和特点黑色岩系型矿床常能形成较大的规模，世界上著名的黑色岩系型矿床有中欧曼斯费尔德含铜页岩(二叠纪)、澳大利亚的富集铅锌的蒙特页岩、摩洛哥的黑色岩系型银矿、美国肯塔基州的黑色岩系型铀矿(前寒武纪)、美国堪萨斯州的含金和银的黑色页岩(白垩纪)以及中国黑色岩系型的钒、铀和镍铟矿床(早寒武世)等。全球性大规模磷矿的聚集也与黑色

3、岩系有关。需要特别指出，某些黑色岩系如下寒武统黑色岩系中含有分布广泛、低浓度的对人体有害的元素(U、As、Hg等)造成环境污害。因此，对黑色岩系的研究，不仅在地质和资源探查方面有重要意义，而且对环境治理和保护具有一定价值。国内外对黑色岩系及其矿产研究现状分析表明，黑色岩系及其赋存的金属、非金属矿床具有以下特点和规律:(1)含金属黑色岩系的分布具有全球性，时代从元古代至中生代，但以寒武系黑色岩系最为发育、分布最为广泛。(2)黑色岩系沉积成矿环境包括:①离散裂谷作用:②与汇聚状态相伴随的离散裂谷作用:③坳拉槽；④由火山一热液和构造活动导致的有限海水循环的孤立和半孤立的缺氧盆地

4、，盆地形成与特定地质时期内陆裂谷演化相联系。(3)黑色岩系既可形成于局限性海盆内，有可见于陆相湖泊中；既可形成于大面积大洋缺氧环境内，又可形成于分层的缺氧盆地中。(4)黑色岩系中成矿物质具有多源性，成矿作用具有典型的同生沉积和后生叠加与改造的特征，矿床中不同来源的成矿物质既表现出密切的共生，多又显示共存特点。(5)黑色岩系中蕴藏丰富的金属与非金属矿产，成矿物质复杂和丰富(有20多种元素如An、Ag、V、Ni、Mo、Ga、Ge、Mh、Cu、Pb、Zn、U、P、Ba、Sn、Sb、Se、Te、Tl等)，具备形成大型、超大型矿床的成矿条件和成矿机制。(6)黑色岩系中蕴藏和产出的矿

5、床十分特色，与在同一构造背景下的其他矿床类型构成统一成矿体系，在成矿物质来源、矿床地质与地球化学特征、成矿作用机制、控矿因素及其成矿规律，既有许多共同之处，又存在较大差别。(7)黑色岩系广泛发育在我国扬子大陆、西部天山、甘蒙北山和西南部三江-藏南地区(如湖南、贵州、四川、云南、湖北、广西、广东、江西、浙江、安徽、陕西、福建、江苏、河南、宁夏、山西、甘肃、新疆)。近二十多年研究进展随着黑色岩系的地质、经济意义逐渐引起重视，自80年代起地质学界对黑色岩系和有关矿床、相关的缺氧环境(事件)和稀罕事件进行了大量研究。陆续实施了多个国际地质对比计划(IGCP)，如IGCP199、2

6、54、357、429等，全球沉积地质计划(GSGP，1986)及美国国家委员会编写的“固体地球科学与社会”(1993)都将其作为重要研究内容；召开了许多有关的国际讨论会，如1980年的“黑色页岩”，1985年的“黑色页岩生物地球化学”等；出版了为数众多的专著和论文。Goodfellow（1987）认为加拿大铅锌矿床的形成与奥陶纪—泥盆纪的三个缺氧旋回有关，将缺氧环境与矿产资源联系起来。Jenkyns（1991）指出中欧含锰层与侏罗纪托尔早期的大洋缺氧环境有成因联系，Fan（1989）将湘潭式锰矿的形成与冰川消融引起的海平面上升和大面积缺氧环境有关。Compton（1993

7、）认为佛罗里达磷块岩的成因与海平面升降有关。Alvarez等（1980）、Ganapathy（1980）、Hsü（1980）等在白垩纪—第三纪界线粘土中发现了铱异常，并将其与地外因素联系，探讨环境剧变。许靖华等（1986）研究了中国南方前寒武/寒武纪界线岩石的碳同位素，提出发生过大劫难事件，范德廉等（1987）认为下寒武统黑色岩系内发现的铱异常代表了稀罕事件。我国对黑色岩系及相关矿床的研究早在20世纪60年代就己开始，以中国科学院重点项目、国家自然科学基金课题、国家攀登计划及攀登预选项目为形式的黑色岩系及与之有关超大型矿床成矿