（八）海相黑色岩系型铜矿床

模型四十一 黑色岩系型金矿床找矿模型~

一、概 述
黑色岩系型金矿床又称为穆龙套型或浅变质碎屑岩型金矿，是指赋存于高有机碳含量 ( 一般 ＞0. 5% ) 的浅变质岩系中的层控矿床。浅变质岩系以碎屑岩为主，常含碳酸盐岩、硅质岩和火山岩，但以砂岩、板岩为主。有的出现在浊积岩系地层中，因此，也有人称其为浊积岩型金矿 ( 戴自希，2004) 。
黑色岩系型金矿床多产于黑色岩系发育的地区。有资料显示，黑色岩系广泛分布于世界各地，如在俄罗斯西伯利亚里菲界上部，印度小喜马拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法国南部、蒙古、澳大利亚南部、加拿大等地的下寒武统底部，纵贯英格兰、芬兰、德国到中欧的上二叠统，以及中亚地区元古宙和古生代地层中均有分布。但该类金矿只是众多黑色岩系型矿床中的一种，因为黑色岩系通常富含大量的有机质和丰富的 PGE、Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se 等金属元素，这些元素，在适当条件下均可形成一定规模的矿床。
由于黑色岩系型金矿常以大型 － 超大型规模产出，故其自发现起就成为了世界最具工业价值的主要金矿床类型之一。20 世纪 50 年代乌兹别克斯坦穆龙套超巨型金矿发现后，世界各国掀起了寻找黑色岩系型金矿的高潮。相继在乌兹别克斯坦的南天山地区，哈萨克斯坦的北部、斋桑—准噶尔、楚伊犁、北天山等地区，以及吉尔吉斯斯坦的天山地区，发现了一批黑色岩系型金矿，如哈萨克斯坦的查尔库拉、巴克尔奇克金矿，吉尔吉斯斯坦的库姆托尔、萨瓦亚尔顿金矿，以及俄罗斯苏霍依洛格金铂族金属矿床。20 世纪 90 年代，我国新疆也发现了萨瓦亚尔顿 ( 与吉尔吉斯斯坦的金矿同名，实属同一矿田) 大型金矿床。此外，在美国、澳大利亚、津巴布韦等国也有该类矿床的发现，但总体规模较小。从已发现的黑色岩系型金矿空间分布来看，该类矿床多集中在中亚地区，分布在中天山、南天山成矿带，其资源储量巨大 ( 表 1) 。其中代表性矿床有乌兹别克斯坦的穆龙套、哈萨克斯坦的巴克尔奇克和吉尔吉斯斯坦的库姆托尔金矿等。
表 1 世界主要黑色岩系型金矿的基本特征


续表


资料来源: 刘春涌等，2007; 杨富全等，2005; И. Ф. Мигачев 等，2008
二、地 质 特 征
1. 基本特征
1) 大地构造背景: 黑色岩系型金矿多产于弧后盆地、前陆盆地及岛弧带中，反映的是黑色岩系形成时正处于一个比较稳定的构造环境。如果按槽台构造观点，黑色岩系型金矿则多产于冒地槽，或冒地槽与优地槽过渡的边缘地带。优地槽因岩浆活动发育，地壳活动强烈，很难形成上规模的黑色岩系型金矿床。
2) 控矿构造: 黑色岩系型金矿受断裂构造控矿明显，矿床或矿田多位于缝合带上，产于区域断裂交会部位的矿床规模较大，如穆龙套、道吉兹套等。其控矿断裂具有压性的韧剪带性质，属区域构造应力挤压成矿。这种含矿韧剪带规模巨大、长度达数十米至上千米，而成矿作用在韧剪带中具有分段集中、局部富集的特点。
3) 容矿岩层: 黑色岩系型金矿具层控特征，赋矿地层时代多集中在古生代，其次为元古宙，其中中亚地区尤以寒武 － 石炭纪 ( 系) 为主。容矿岩系为含碳黑色碎屑岩系，具有浊流沉积特征，并经历了浅变质作用，赋矿岩性为炭质千枚岩 ( 萨瓦亚尔顿、库姆托尔) 、千枚岩、炭质板岩、炭质片岩 ( 查尔库拉) 、含炭变质粉砂岩、变质砂岩。
4) 围岩蚀变: 围岩蚀变较强，主要类型有硅化、黄铁矿化、毒砂化 ( 如萨瓦亚尔顿、道吉兹套) 、钠长石化、钾长石化 ( 如穆龙套、库姆托尔) 、绢云母化 ( 如道吉兹套) 、碳酸盐化、绿泥石化( 如阿曼泰套) 等。
5) 成矿作用阶段: 该类矿床的成矿作用过程明显分 3 个主要阶段，即沉积 － 成岩阶段、构造 －变质阶段和侵入 － 热变质阶段。沉积 － 成岩阶段，为平静的还原性滨海环境，金及其伴生元素进入到韵律层状的炭质黏土和炭质粉砂岩及泥岩沉积物内，形成富含金的黑色岩系; 构造 － 变质阶段，构造缝合线中的变形和变质作用引发变质流体的迁移，使金活化，并沿褶皱剪切带迁移，在构造交汇处和地球化学还原障上沉淀下来; 最后在侵入 － 热变质作用的影响下，金再次活化，与热液中的金一起沿剪切带运移，在有利部位成矿，并使早期形成的矿体和与其伴生的交代岩变得更加富集。
6) 矿体形态与矿物特征: 黑色岩系型金矿的矿体形态和构造十分复杂，通常由陡倾和平缓的大型石英脉带和细脉带组合而成。矿体规模大，顺层展布，品位低。矿石中硫化物含量低，以黄铁矿、毒砂、黄铜矿、黝铜矿为主，其次有少量闪锌矿、方铅矿、辉铋矿。脉石矿物有石英、黑云母、正长石、绿泥石、方解石和钠长石等。
7) 与岩体的关系: 部分矿区出露成矿同期的岩体或岩脉，成矿与岩浆侵入活动密切相关 ( 如乌兹别克斯坦的穆龙套和中国的大山口) 。根据地球物理资料，少部分矿田 ( 乌兹别克斯坦的阿曼泰套和道吉兹套) 地下 3 ～5km 的深处可能还有隐伏岩体 ( 杨富全等，2005) 。
2. 典型矿床地质特征
( 1) 乌兹别克斯坦的穆龙套金矿
穆龙套金矿是世界闻名的特大型金矿床，位于乌兹别克斯坦西部的克齐尔库姆沙漠中，为南天山构造带的一部分，包括 3 个金矿床 ( 穆龙套、缪廷巴依、别索潘套) 和 8 个金矿化段，矿区面积约9km2。矿区在区域构造上处于复背斜与深断裂交切部位的附近，即 NW 向的复背斜与近 EW 向的断裂相交切部位 ( 图 1) ，矿区内断裂、褶皱构造极为发育，北面、西面均有近 EW 向近于直立的深断裂 ( 延深超过 3. 7km) ，及其产生的不同方向的次级断裂，在矿区内形成连通网，成为含矿热水溶液运移的通道，使穆龙套金矿床呈现为一个延深很大的矿楼形式。矿区内除有金矿化外，在深部还发现有钨、铀、钼矿化。

图 1 乌兹别克斯坦穆龙套矿床地质图( 引自 L. J. Drew 等，1996)

矿区内热液蚀变作用强烈，主要蚀变类型有硅化、黑云母化、绿泥石化、钾长石化、钠长石化、绿帘石化、碳酸盐化和泥化等。与几期矿化作用有关的热液蚀变沿着桑格龙套 － 塔姆德套剪切带的北部和南部相交带分布，石英 － 黑云母 － 钾长石蚀变交代岩发育于 NW 向构造裂隙带中，与网脉状矿化关系极为密切。石英中流体包裹体的温度为410 ～500℃，CO2是主要的气相组分，还有丰富的 CH4和N2。
穆龙套金矿总体上是一个规模巨大、构造复杂的线状 － 柱状网脉体，沿褶皱轴线向东倾没。矿体在剖面上呈层状，顺层产在中奥陶世—早志留世的杂色别索潘亚组的下部 ( 图 1) 。含矿的杂色别索潘亚组由一套变质粉砂岩、砂岩和泥岩组成，根据其年龄、颜色、碎屑的粒度可分成 4 段，从老到新依次为bs1、bs2、bs3和bs4(表2)。矿体厚度从几十米到几百米。在深孔СГ－10的2397～2404m段内还发现了厚7m、Au平均品位为15.2×10－6、Ag平均品位为8.5×10－6的矿体。整个矿区的矿体可分为两类。一类是大脉型，含金石英脉产在陡倾裂隙中，厚度在0.5m以上，最厚可达20多米，长度一般为100～300m，最长达700m，金平均品位在10×10－6以上，最高可达(300～400)×10－6。该类矿体中的金储量可占矿床总储量的12%～15%。第二类是网脉型，这是主要的金矿化类型，由含金的石英细脉、石英－硫化物细脉、石英－方解石细脉、石英－微斜长石脉、石英－电气石脉交错发育构成。这些细脉产状有陡倾切层的，也有缓倾顺层的。该类矿化规模巨大，但金品位较低，一般为(3～5)×10－6。
表 2 乌兹别克斯坦穆龙套金矿南部山区出露的主要地层单元


资料来源: L. J. Drew 等，1996
金矿石有混合型、石英质型、石英片岩型、硅化片岩型、细脉型和大脉型 6 种类型。90%以上为自然金，呈鳞片状产在石英中，7% 的金赋存在硫化物 ( 黄铁矿、毒砂) 中。矿石中硫化物含量低，仅占矿石总量的 0. 28% ～3. 4% ( 平均为 1. 78%) ，主要为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、黝铜矿，其次为少量闪锌矿、方铅矿、辉铋矿。自然金粒度很细，肉眼难以见到。矿石中可供回收利用的还有 Ag、Pd、W，但 Ag 含量不高，Au / Ag 比值平均约为 4。钨主要以白钨矿形式产出。金主要与硅化有关，其次与硫化物颗粒大小和晶形有关。黄铁矿和毒砂粒度越小，金品位越高，五角十二面体形黄铁矿平均含金量为 ( 50 ～60) ×10－ 6。过去认为金矿化与炭质有关，但目前发现，含碳量高的地段金品位不一定高，相反，含碳量低的地段，金品位却可能很高。
( 2) 哈萨克斯坦巴克尔奇克金矿
巴克尔奇克矿区位于构造复杂的晚海西期碰撞带内，后者涉及斋桑褶皱系的一些硅镁质断块和受到扰动的蛇绿岩断块 ( 图 2) 。缝合线中的沉积建造在主褶皱期变形强烈，产生了挤压褶皱，其长轴为 NW 向，同时还产生了脆性 － 韧性断层和剪切带。这些构造都为一条近 EW 向的克孜洛夫逆断层带切穿。相邻的向北缓倾的脆性 － 韧性断层系伴有伏卧的挤压褶皱、劈理和沿层理出现的细褶皱，多见于该带的底板和中部。由于发生了挤压和褶皱，所以可见到明显的煌斑岩岩墙的香肠构造和砂岩夹层。在构造张弛的克孜洛夫逆断层带，有斜长花岗岩 － 花岗闪长岩 ( C3－ P1) 侵入。
巴克尔奇克矿区的金储量大，包括巴克尔奇克、布尔什维克、 “深谷”、 “中间”、恰洛拜、 “冷泉”和萨尔巴斯等 7 个炭质含金硫化物矿床。矿区内的岩石为石炭纪海相、浅海相和陆相陆源碎屑沉积岩 ( 巴克尔奇克黑色页岩层) 以及由含同生金 － 硫化物矿化的炭质粉砂岩 － 泥质岩组成的一些含金层。它的金品位比背景值高一个数量级，巴克尔奇克黑色页岩层中的金品位达到 100 ～150mg/t;有机碳含量为0. 2%到1. 5% ～2%，在巴克尔奇克层内的炭沥青透镜体中竟达到20. 5% ～54. 1%。在粉砂岩 － 砂岩沉积岩中有时也可见到凝灰岩层和玢岩流。石炭纪陆源沉积岩为斜长花岗斑岩和闪长玢岩的单个岩株和大量岩墙侵入，它们共同组成 NW 向和近 EW 向岩脉群。
该矿床成因的突出特点是黑色页岩岩系中的同生金，在容矿岩石构造变形和变质作用期间发生了活化。经历了沉积 － 成岩、构造 － 变质和侵入 － 热变质 3 个主要成矿作用阶段。巴克尔奇克矿床矿化的探明深度已达 1 ～1. 5km，含矿构造经物探查明深可达 3km，金平均品位为 9. 4g/t。

图 2 哈萨克斯坦斋桑褶皱系硅镁质断块晚海西期复杂碰撞带中的巴克尔奇克矿床的地质环境( 引自 S. Zh. Daukeev 等，2004)

巴克尔奇克矿区中的矿化明显受构造控制。炭质含金硫化物型矿石全都位于主褶皱期形成的剪切带交会处的克孜洛夫变形带内。矿化以半整合纹层状、条带状矿脉形式出现，均具有含金硫化物矿化。含金矿脉以 35° ～40°的角度北倾，沿着克孜洛夫逆断层向下延伸。
地球化学元素组合垂向分带明显，近地表层为 Hg － Sb － Ag 组合，深部则为 Mo － Bi － W － Be 组合 ( 图3) 。利用元素 ( As、Pb、Mo) 及比值 ( As/P) 可区分出矿下带、近矿带和矿上带。Au/ ( P、Cu、Pb、Mo) 具有明显分带性。
黄铁矿和毒砂是主要矿石矿物。在近地表层，矿物组合还包括辉锑矿，偶尔包括白铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和方铅矿。矿物共生组合分为 4 个世代: ①黄铁矿 ( Ⅰ) － 胶黄铁矿 － 白铁矿; ②金( Ⅰ) － 黄铁矿 ( Ⅱ) － 毒砂; ③金 ( Ⅱ) － 闪锌矿 － 方铅矿 － 黄铜矿; ④金 ( Ⅲ) － 辉锑矿 － 白铁矿 － 硫砷铜矿。硫化物矿石中的金主要包裹在毒砂和白铁矿中，呈很小的 ( 0. 1 ～ 5μm) 滴状包裹体、枝晶和粒状出现。明金见于硫化物的裂隙中，与辉锑矿伴生。细分散自然金呈 3 种产出形式: 毛囊状集合体、块状和粒状。金的成色高 ( 95% ～98%) 。毛囊状金常与绿镍矿 ( NiO) 伴生，金属固相 AuNi2也常见。矿床也有超细自然金，呈胶体相和离子相出现。
巴克尔奇克矿床的主要特点是: ①含金韵律层状的炭质黏土和炭质粉砂质泥岩所含的同生金品位较高 ( 10 ～150mg/t) ，有机质含量较高 ( 1% ～10%) ，球形莓粒状黄铁矿含量也较高; ②构造缝合线中发生强烈褶皱，剪切带和受到剪切的岩石的发生塑性变形，在错动带交汇处发生多阶段变形并形成混杂结构; ③在剪切带和错动带中，绿泥石 － 钠长石、次石墨 － 绢云母和绢云母 － 金云母 － 碳酸盐交代岩广泛发育。

图 3 哈萨克斯坦巴克尔奇克金矿横剖面的地球化学分带图( 引自 S. Zh. Daukeev 等，2004)

( 3) 吉尔吉斯斯坦库姆托尔金矿床
库姆托尔金矿是吉尔吉斯斯坦最大的金矿床。库姆托尔金矿位于吉尔吉斯斯坦伊塞克湖以南约50km 处，距中吉边境线直线距离 100km 左右。该矿床分布在长 15km、宽 0. 1 ～ 0. 4km 的窄条范围内。其 NW 和 SE 边界由断层界定，SW 和 NE 边界由于第四系和冰川覆盖而不清楚。该矿床储量为360t，资源量 545t，平均品位 4. 49 × 10－ 6。
库姆托尔金矿处于中天山构造带，北侧为尼古拉耶夫线。矿区出露的最老地层为古元古代变质岩，并有里菲代花岗岩的侵入，上里菲界卡什卡苏组角度不整合覆盖其上，由砾岩、变砂岩、玄武岩 － 流纹岩双峰式火山岩组成。平行不整合覆盖于上里菲界卡什卡苏组之上的文德纪杰蒂姆组是赋矿围岩，由轻微变质的炭质复理石岩石组成，厚达 0. 8 ～1. 0km。其可进一步分为 3 个亚组，岩性有炭质千枚岩和板岩，夹砾岩和粉砂岩、砂岩等。在含矿岩系之上为寒武系 － 下奥陶统燧石板岩、白云岩和灰岩，其中炭质燧石岩有铂、铀、钒矿化。中泥盆统 － 下石炭统红色砂岩和灰岩角度不整合覆盖于基底之上，这是区内层控铅锌矿的赋矿层位。
矿区构造为窄条状海西早期推覆体。断层有逆掩断层和逆断层，对成矿起着重要作用。矿化带沿库姆托尔逆掩断层分布，长 10km，向南东倾斜，倾角 30° ～50°。上盘为文德群含矿绿色板岩，下盘为早古生代灰岩、燧石和炭质岩石。断层带宽 100 ～250m，有构造混杂岩和褐铁矿化。
区内侵入岩不发育，有两个岩墙状花岗岩体侵入到里菲界砂岩中，规模很小，可能是新元古代里菲代的产物。地球物理调查表明，在矿区北西 3 ～5km 有一个隐伏侵入体。
矿区矿体严格限制在构造带内。矿化分为南矿带、北矿带、东北矿带和细网脉矿带。矿带长 500 ～1000m，厚 25 ～ 100m，延深 300 ～ 1000m。矿带内矿化为石英细脉和石英网脉。黄铁矿含量越高，金品位越高。矿化岩石有含白钨矿的黄铁矿 － 钠长石 － 碳酸盐岩型、黄铁矿 － 钾长石 － 碳酸盐岩型、角砾状黄铁矿 － 碳酸盐岩型。
矿区矿物约有 100 种，主要金属矿物为自然金、黄铁矿、赤铁矿和白钨矿; 主要脉石矿物有石英、绢云母、钾长石、钠长石、冰长石、方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿和重晶石。大部分金产于黄铁矿的裂隙和孔隙中。
与矿化有关的围岩蚀变十分发育，主要有硅化、绢云母化、黄铁钾长碳酸盐化、钾长石化、钠长石化和石英钾长石化。成矿后有石英碳酸盐化。
流体包裹体研究表明，大部分包裹体中 90% 以上为气体 CO2，两相包裹体少见。成矿均一温度为 270 ～240℃，石英碳酸盐岩脉形成温度为 230 ～160℃。成矿流体 pH 小于 7 ～8，氧逸度在 －32 至－ 47 之间。成矿时代据铅同位素年龄测定为 200 ～ 280Ma。
三、矿床成因与找矿标志
1. 矿床成因
关于黑色岩系型金矿的成因一直存在争议。以穆龙套金矿为例，该矿床是世界上最早发现的黑色岩系型金矿，在其发现之后的几十年中，关于其成因的争论一直不断，总结起来主要有 3 种观点，即热液成因模式、壳 － 幔热液交代成因模式和变质 － 热液改造成因 ( 同生 － 后生说) 模式。
1) 热液成因模式: 该模式认为含金石英脉是由多次热液作用形成的，与岩浆侵入活动有关，且金不是直接从围岩中交代出来的，而可能是内生成矿作用早期热液带来的。
2) 壳 － 幔热液交代成因模式: 该模式是在岩浆底辟、地幔和壳内交代作用等新概念的基础上提出的，认为黑色岩系型金矿的后期成矿明显存在地幔柱成矿的特点，可能与韧性剪切带局部存在热涌成矿有关。
3) 变质 － 热液改造成因模式 ( 又称同生 － 后生说) : 该模式认为金来自初始的沉积，后在沉积及区域变质、动力变质和热液蚀变作用中，金又在岩层内发生重新分配、富集，从而形成网状矿床。该模式在某种程度上将同生沉积和后生叠加两个成矿阶段结合到了一起，得到了越来越多的认同。
尽管目前关于该矿床成因尚有争论，但大多数人认为变质热液模式的证据是最充分的。按照该模式，黑色岩系型金矿的金矿化是在 3 个阶段中形成的: 沉积 － 成岩阶段、构造 － 变质作用阶段和侵入 － 热变质阶段。含矿流体主要来自于矿下的高温变质作用和花岗岩化作用区。
2. 找矿标志
( 1) 地质找矿标志
1) 黑色岩系地层标志: 以宁静的还原环境下形成的滨浅海相，富含炭质的细碎屑岩 － 碳酸盐岩建造为目标，重点寻找富含炭质的细碎屑岩，而非碳酸盐岩。黑色岩系地层时代以古生界为主。
2) 大地构造单元: 以弧后盆地、陆缘盆地、前陆盆地、陆缘活动带和不发育火山岩的冒地槽为主，且构造单元内火山岩，特别是中酸性侵入岩不发育。
3) 韧性剪切构造: 矿区内韧性剪切构造对成矿起了决定性作用，不仅起到导矿作用，还起到容矿作用。尤其是在脆、韧性多期转换的地带对成矿最为有利，是找矿的重点部位。西南天山和楚伊犁 － 北天山金矿成矿省中几乎所有金矿都受剪切带控制。如，乌兹别克斯坦塔姆德套南部 Au、As 和Au / As 异常与剪切带在空间上具有非常好的对应关系 ( 图 4) 。
4) 蚀变标志: 赋矿岩石以变形强、变质弱的区域低温动力变质热液作用为特征，其标志是具明显黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化以及弱石墨化。岩石建造中碳酸盐岩几乎未发生变质作用，基本保持原岩特征，但有变形，在某些地区还在碳酸盐岩层面上见到有机碳或沥青质薄膜。
5) 在矿体上部地表常见有氧化形成的黄褐色铁染、黄钾铁矾形成碎裂岩化铁帽带。这是因为脉体以含黄铁矿、铁染的不规则状含金石英粗脉、石英细 － 网脉为特征，金属矿物以褐铁矿、黄铁矿、黄钾铁矾、铁染为特征。

图 4 乌兹别克斯坦塔姆德套南部 Au、As 和 Au/As 异常与剪切带的关系图( 转引自 L. J. Drew 等，1996)

6) 形态复杂的含金石英脉、石英 － 硫化物脉及网状脉发育地区。这些脉常经过不同程度的变质和强变形作用。石英脉型矿化一般不形成单独的大型矿床，大储量的金矿只与金 － 硫化物型矿化有关。而浅部的含金石英脉型矿化是深部金 － 硫化物矿体的标志。
( 2) 地球物理找矿标志
1) 低重力异常特征: 重力场降低与裂隙度增大、断裂与片理带和破碎带的组合，以及硅化作用等有关。例如，穆龙套矿床大规模的交代蚀变岩石，及在含矿断裂带中发育的蚀变岩石，均能引起重力场的降低，并在中比例尺的重力测量中得到反映。图 5 是在高精度的重力测量中，根据围岩与矿体之间的密度差，计算得出的重力场值与矿体的对应关系图。此外，穆龙套矿田中的深部花岗岩、纵向挤压构造带和 NE 向与 NW 向汇合的深断裂上同样存在重力场低值。

图 5 计算的乌兹别克斯坦穆龙套剖面的重力场值 ( a) 和矿体 ( b) 的关系( 引自 Г. Н. Голищенко 等，2007)

2) 低阻高极化激电异常: 因为含矿岩石多为含炭质较高或局部地段富集金属矿物 ( 黄铁矿) ，故表现为低异常或弱异常。这类异常可作为间接找矿标志，可用航磁测量。
3) 因容矿岩层一般具有低磁化率，故低磁场特征可作为一个辅助找矿标志。
( 3) 地球化学找矿标志
1) Au、Sb、As 等元素异常是最有效的找矿标志。吉尔吉斯斯坦的萨尔布拉克和萨瓦亚尔顿，以及中国的大山口矿床就是根据金化探异常发现的。而乌兹别克斯坦的穆龙套金矿是在对 As 异常验证时发现的。研究表明，地球气测量和活动态金属测量在穆龙套矿体上获得了较好的 Au 异常 ( 图6) 。
2) 贱金属 ( Cu、Pb、Zn) 的地球化学异常比铁族元素 ( Ni、Co、Cr) 的异常有效，后者常常与非成矿的成岩硫化物集合体相伴随。
3) 岩石样品中普遍存在的 Au 地球化学异常。
4) 地球化学分带明显: 近地表多为 Hg、Sb、As 组合，深部多为 Mo、Bi、W、Be 组合 ( 图 3) 。
5) 存在含 NH4+ N2异常的流体包裹体。

图 6 乌兹别克斯坦穆龙套剖面上 Au 分布( 引自王学求等，2000)

( 4) 遥感找矿标志
遥感技术对控矿地层、构造、岩体和蚀变带等找矿标志具有独到的作用。张瑞江 ( 2007) 利用模拟真彩色合成 ETM 图像解译技术对国内外此类矿床进行了对比研究，指出该类矿床的含炭控矿地层在图像上多呈灰黑色间白色调，控矿韧性剪切带构造总体呈灰黑色调，呈断续的线性影像，以褐铁矿化为主的蚀变类型呈褐黄色调不连续的带状或块状影纹，并可根据环形构造预测深部的隐伏岩体，间接确定控矿岩体。
( 唐金荣 金 玺)

一、内容概述
黑色岩系（Black Rock Series）又称黑色页岩（Black Shales），是含有较多有机碳（C有机≥1%）及硫化物（铁硫化物）的暗灰色—黑色的硅质岩、碳酸盐岩、泥质岩及相应变质岩石组合的总称。1989年国际地质对比计划254项目“含金属黑色页岩及有关矿床”把“黑色页岩”定义为“一种黑色或灰色的细粒（粉砂或更细）沉积岩，通常为泥质，含相当高的有机质（C有机≥0.5%）”。涂光炽（1999）将黑色页岩系矿床定义为赋存于高含量有机碳（一般含量＞0.5%）的浅变质碎屑岩系中的层控矿床。碎屑岩系中常含碳酸盐岩、硅质岩和火山岩，但以砂岩、板岩为主。这一定义较全面地反映了黑色岩系矿床的基本特征。Sozinov（1990）根据岩石类型和物质成分将黑色岩系（黑色页岩）分为四种类型：陆源黑色页岩建造、硅质黑色页岩建造、碳酸盐黑色页岩建造和火山成因（碳酸盐）黑色页岩建造。黑色岩系通常含有丰富的 PGE、Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se等金属元素，这些元素在适当条件下均可形成一定规模的矿床。
近几年，国外对黑色岩系有关矿床的研究取得了重要进展。黑色岩系与成矿关系密切，黑色岩系不但本身含矿，而且作为矿源层为后生矿床的形成提供成矿物质，如穆龙套金矿、库姆托尔金矿、波兰含铜页岩型Cu-Ag矿床、哥伦比亚祖母绿矿床（Cheilletz et al.，2001）、广西大厂锡多金属矿床（Pašava et al.，2003）。黑色岩系改变了成矿流体的性质，导致金属矿物沉淀，如波兰Kuperschier铜矿床中富铜高银的矿石可能是由下伏的Rotliegendes层位的含铜溶液与Kuperschifer黑色页岩层内经生物作用将硫酸盐还原生成的H2S发生反应，导致铜大量沉淀成矿（Michalik et al.，2001；Blundell et al.，2001）。Pašava等（2003）认为黑色岩系对广西大厂锡多金属矿床中锡的沉淀起了重要的作用。
黑色页岩系对后生成矿也具有重要的影响，例如哥伦比亚祖母绿矿床被认为是赋矿的白垩纪黑色页岩与盆地卤水进行水岩反应，由钠质交代作用和阳离子交换导致成矿，铍主要来自黏土岩（Cheilletz et al.，2001）。对广西大厂锡多金属矿区赋矿的泥盆纪页岩和成矿流体的系统研究，不仅证明了区内的层状和网脉状锡多金属矿同为与花岗岩有关系的成矿系统产物，还发现大量的有机质以CO2、CH4等形式赋存于成矿流体中，这些有机质被认为来源于围岩（Pašava et al.，2001）。锗是一种稀散元素，但在不少以黑色页岩为主的煤层中广泛存在和富集。在我国西南和俄罗斯远东地区发现煤中锗高度富集成为独立矿床，甚至达到超大型规模（Seredin et al.，2001）。尽管对锗的来源问题仍有同生和后生之争，但煤中富锗仍反映了有机质对锗成矿的重要控制作用。由于黑色岩系是一种强还原环境的产物，在许多矿区发现大量罕见矿物及其组合（Distler et al.，2001），包括多种单质金属、金属合金或互化物、硫盐矿物、磷酸盐类、钨酸盐类、碲化物、Pt-Cu-Fe金属固溶体以及砷铂矿、硫铂矿、Sn-Sb固溶体、Ni-Sb固溶体和大量的Fe-Ni-S和Cu-S矿物系列。
二、应用范围及应用实例
研究实例

图1 哈萨克斯坦巴克尔奇克（Bakyrchik）金矿床模型

（据Daukeev et al.，2004）
巴克尔奇克（Bakyrchik）金矿床在构造上位于斋桑-准噶尔华力西期褶皱带库兹洛夫凹陷西南边缘北西向西卡尔巴断裂与近东西向库兹洛夫断裂交会部位（图1）。出露地层主要为石炭纪巨厚的类复理石建造。矿床探明储量277t，含矿岩系有机质含量高，从0.2%至1.5%～2.0%之间，金的平均品位9.4×10-6，矿石中伴生有银、铅、钨、铝、锑、砷等元素（Daukeev et al.，2004）。矿区内发育晚石炭世—早二叠世花岗闪长岩、斜长花岗岩株，地球物理资料表明，矿区深部2～5km有巨大隐伏岩体。矿体呈条带状、似层状和透镜状产出。库兹洛夫凹陷西南边缘西卡尔巴北西向断裂与库兹洛夫近东西向断裂交会部位控制金矿带分布，剪切带、断裂及其交会部位控制矿床的分布，断裂控制矿化深度达1～1.5km。矿化类型为含金石英脉型、黄铁细晶岩型和浸染状硫化物碳质型。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石、黄铁矿化、铁白云石化、碳酸盐化和弱石墨化等。同位素地球化学显示：沉积成岩期温度为60～140℃，成矿流体主要来自海水，含矿岩系中硫同位素δ13C值主要处于-14‰～＋31‰之间，为生物成因；主成矿期温度为250～350℃，成矿流体主要来自变质流体，石墨中δ13C值在-22‰～＋26.8‰之间，碳酸盐中δ13C值为-2.5‰～＋18‰之间，具变质成因特征，由地表（0.5km）到深部（1.5km），δ13S值逐渐增加，表明硫主要为深部硫与生物硫的混合。金矿的形成经历了沉积 成岩期、构造 变质热液期（主成矿期）和岩浆热液叠加改造期。
总之，该矿床具有如下特征：①矿床受韧性剪切带和断裂的交互部位控制；②容矿岩系中含较高的同生金、有机碳和球状、草莓状黄铁矿，有机碳含量较高；③岩浆热液活动与金矿化的叠加富集有关；④矿化类型为含金石英脉型、黄铁细晶岩型和浸染状硫化物碳质型，其中浸染状硫化物碳质型为最主要的矿化类型；⑤围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石、黄铁矿化、铁白云石化、碳酸盐化和弱石墨化等；⑥特征的As-Sb-Mo-W-Sn-Pb-Au地球化学标志。
三、资料来源
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海相黑色岩岩系中块状-层纹状金属硫化物矿床又称为SEDEX型，该类型对于铅锌矿石特别重要，对于铜矿石亦不可忽视。它们的矿床代表可以列举霍各乞、炭窑口、篦子沟、桐木沟、老宝滩和南和沟等。这类矿床5万吨以上的在我国共有9个，占3.48%。

本类铜矿主要产于中元古代裂谷或裂陷槽中，分布于狼山和中条山地区，与贱金属铅锌共生（狼山和渣尔泰山地区）或呈独立的铜矿出现（中条山地区）。在西秦岭和阿尔泰南缘泥盆系中有少量铜的富集，主要为铅锌矿床（王思源等，1993；孙海田等，1989，1999；余金杰等，1993；李兆龙，1982；芮宗瑶等，1994；蒋心明，1983）。

霍各乞容矿岩石是在海底热水活动条件下沉积的，其直接证据为：①含锌炭质板岩含钡平均为1586×10^-6；②在一号矿床含锌炭质板岩中存在重晶石夹层；③含锌炭质板岩含硼高达940.7×10^-6。霍各乞容矿岩层由下而上分为4层：①炭质板岩层，主要赋存锌，伴生少量铅，有时夹重晶石层；②下部条带状石英岩层，为重要含铜层，含少量铅锌，局部含炭泥质、透辉石、黑云母和绿帘石条带，平均厚20m；③透辉透闪石层，主要赋铅和铁质岩，局部残留大理岩，平均厚20m；④上部层纹状石英岩层，包括透辉石石英岩，为最主要的铜矿层，厚30m。

篦子沟容矿岩主要为金（黑）云母石英白云石大理岩、钠长石白云石大理岩和角砾岩，有时局部夹层纹状电气石层，这些岩石普遍含铜达到123×10^-6（冀树楷等，1992），推测这些岩石属于海底富硅富硼的热水活动产物。

矿体受容矿岩系严格控制从数层至数十层，容矿岩系从数米到数百米厚，矿体呈层状、似层状和透镜状，矿体与围岩一般呈整合关系，有时受后期变形变质影响，二者之间可能有一个很小的夹角。

矿石矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、方黄铜矿、白铁矿、硫钴矿和钴镍黄铁矿等，脉石矿物有石英、透辉石、石墨、水白云母、透闪石、阳起石和方解石等，矿石构造为块状、层纹状、浸染状和角砾状等，在矿石结构中常见到反映沉积成岩特征的变胶状和显微莓状（framboid）结构（A凤军等，1990；葛朝华等，1986，1987）。

这类矿石的硫同位素值常偏正值一侧，反映海水硫酸盐被还原的特征。如霍各乞的δ³⁴S值为-3.1‰～+23.5‰，炭窑口的δ³⁴S值为+1.7‰～+38.5‰，胡篦型的δ³⁴S值为+5.5‰～+21.3‰。

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