我国下寒武统黑色岩系的矿产类型

矿产与地质

2005年第4期 第19卷2005年8月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第110期

我国下寒武统黑色岩系的矿产类型①

唐红松1,徐文杰1,谢世业1,王寿成2

(1.桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;2.北京矿产地质研究院,北京100021)

摘　要:在对湘黔桂地区下寒武统黑色岩系矿产资源实地调查的基础上,首次较系统地对我国南方下寒

武统黑色岩系中具有经济价值矿产类型的地质特征、相互间的层位关系及富集区域进行了总结,并指出

了找矿方向。

关键词:下寒武统;黑色岩系;矿产类型;中国

中图分类号:P611 文献标识码:A 文章编号:1001-5663(2005)04-0341-04

20世纪是人类社会激烈变化的世纪,高速的工业化、城市化、人口增长以及突飞猛进的科技发展极大地消耗着矿产资源,人类社会的进一步发展,已经面临着严重的资源危机。20世纪90年代以来,我国进入工业化经济高速增长阶段,矿产资源被加速消耗。特别是在加入W TO后,在世界经济分工中充当“世界工厂”的形势下,我国矿产资源消费需求成倍增长,成为世界第一矿产资源消费大国的趋势势不可挡。因此,产生的结果是,我国资源危机程度急剧加重,甚至部分矿产资源危机程度已到了危及国家安全的地步。

广布于我国南方下寒武统的黑色岩系是一套富含有机质的硅、磷、炭岩石建造,以富含镍、钒、钼、铜、铀、硒、金、银、稀土以及铂族元素等众多有色、稀有稀土、贵金属元素以及磷、重晶石、石煤等非金属矿而闻名。由于该黑色岩系层位稳定,分布广泛,其中蕴含的矿产资源量十分巨大,但由于经济技术等多方原因,对其的地质研究、地质勘查及利用程度均十分低下。在当前资源形势危机、技术水平提高以及矿产品价格大幅回升的有利形势下,开发利用我国南方下寒武统的黑色岩系矿产资源势在必然。本文在对湘黔桂地区下寒武统黑色岩系矿产资源实地调查的基础上,较系统地总结了我国下寒武统黑色岩系中具有经济价值的矿产类型,目的在于唤起人们对下寒武统黑色岩系巨大矿产资源潜力的重视,并指导地质找矿工作。

1　下寒武统黑色岩系的分布

早寒武世我国南方发生了一次重要的缺氧事件,由其引起的黑色沉积建造在苏、浙、皖、赣、湘、桂、鄂、黔、渝、川、滇等地大量分布。其沉积层位相当稳定,均位于下寒武统下部,但各地对该层位的命名不一致:贵州叫牛蹄塘组、渣拉沟组、九门冲组;桂北称清溪组;滇东(北)命名为渔户村组(上段);浙西为荷塘组;皖南叫黄柏岭组、皖东北则称黄栗树组;湖南叫木昌组、小烟溪组、杨家坪组、牛蹄塘组等;鄂东南叫水井沱组;赣南叫牛角河群。上述各地黑色页岩厚度不一,从几米至几百米不等,一般30～250m。

在构造位置上,下寒武统的黑色岩主要分布在扬子板块东南缘,特别是江南古陆及其周围地带,另在扬子板块北缘的川北、陕南、甘南地区也有少量分布。

2　黑色岩系的主要矿产及地质特征

2.1　重晶石

集中分布于湘黔两省交界地带,仅贵州天柱大河边与湖南新晃贡溪两矿床储量就占我国大中型产地总储量的一半以上。另外在桂、鄂、滇、赣、皖及陕南、

①收稿日期:2005-05-11　作者简介:唐红松(1966-),男,湖南绥宁人,高级工程师,主要从事矿产地质科研和勘查。

川北等地也有同类型重晶石矿产出,如湖北随州柳林、广西三江板必、云南会泽马路等重晶石矿。该类型重晶石矿的特征以贡溪和大河边重晶石矿最具代表性。

(1)大河边重晶石矿　是我国探明储量最大的重晶石矿床,已探明储量超亿吨,属不多见的超大型重晶石矿床。该矿地处贵州天柱县北部湘黔两省交界处,产于N E向展布的贡溪—坪地复向斜南东翼之下寒武统牛蹄塘组中,矿体呈层状,与围岩产状一致,矿层沿走向长11.1km,向北延伸至湖南省境内与新晃县贡溪(大型-超大型)重晶石矿相接。含矿1～4层,主矿层仅1层,厚度一般为3～5m,最厚达10m以上,沿倾斜控制最大深度达1600m。矿层底板一般为硅质磷块岩,有时为含磷炭质板岩或硅质岩夹炭质板岩,顶板一般为炭质板岩或钒矿层,有时为磷矿层、含磷板岩或硅质岩夹炭质板岩。矿石多具细粒花岗变晶结构,矿物成分简单,以重晶石为主,含少量白云石、方解石、炭质和有机质。由于富含炭等有机质,矿石多呈青灰、深灰色,俗称“黑矿”或“灰矿”。B aSO4全区平均含量85.6%,矿石大多能达到化工 、 级品的要求,唯一不足是矿石主要为灰、灰黑色,白度较差。

(2)贡溪重晶石矿　矿体主要呈层状、似层状产于下寒武统牛蹄塘组下部,少量呈透镜状产于留茶坡组上部,矿体与围岩均具整合特征。矿体长几十米至几十公里,厚0.3～7m。其它特征大体与大河边重晶石矿一致,只是在顶底板岩性上有些区别:矿层产于牛蹄塘组下段的沉凝灰岩和黑色页岩层之上的硅质岩层中,且多在硅质岩层的中部偏上层位,直接顶板为硅质岩或硅质页岩。

2.2　磷矿

下寒武统是我国继震旦系陡山沱组之后的第二大赋磷沉积层位。其中,有重大经济价值的磷矿床主要集中于上扬子成磷带的云南、贵州、四川与陕西,地理上构成近SN向的带状分布。这些地区下寒武统有四个含磷层位,由老至新为渔户村组中谊村段、筇竹寺组八道湾段、沧浪铺阶中部(辛集组)、沧浪铺阶上部(昌平组),其中又以渔户村组中谊村段磷矿工业价值最大,储量占寒武系磷矿总量的90%左右。在其它地区如湖南、广西、湖北、重庆等下寒武统黑色岩系发育的地区,黑色岩系底部也普遍存在含磷层位,常形成众多的中小型磷矿。

下寒武统黑色岩系中磷矿的共同特征是含磷岩系均与黑色硅质岩、页岩相伴出现,而且主要含磷层均位于黑色岩系最下部,不同之处在于川滇(陕)地区的磷矿常具多个含磷层位,并以出现碳酸盐岩为特征,而其他地区含磷层位一般只有1～2个层位,且碳酸盐岩不发育。

代表性矿床有云南昆阳磷矿、晋宁磷矿、贵州织金磷矿等大型—超大型磷矿床。

2.3　钒(钼)矿

钒钛磁铁矿型和黑色页岩(石煤)型钒矿是我国两大钒矿类型,但从品位和规模上看,黑色页岩(石煤)型钒矿更具有经济价值和资源潜力。我国钒钛磁铁矿V2O5含量绝大多数在0.2%～0.35%之间,而黑色页岩(石煤)型钒矿V2O5含量多在0.5%～210%之间。目前在我国储量表上,已探明钒的资源量中,钒钛磁铁矿型的钒占有很大比重,这是由于黑色页岩(石煤)型钒矿的勘查程度太低的缘故。据漆明鉴(1999)资料[2],我国石煤的蕴藏量极为丰富,仅湖南、湖北、浙江、江西、广东、广西、贵州、安徽、河南、陕西等10省、自治区的石煤总储量为618.8亿t,其中探明储量为39.0亿t。湖南、湖北、江西、浙江、安徽、贵州、陕西等7省的石煤中,V2O5的储量就达11797万t。V2O5≥0.5%的储量为7707.5万t,是我国钒钛磁铁矿中V2O5储量的6.7倍,超过世界上各国钒矿储量的总和。值得一提的是,黑色页岩(石煤)型钒矿资源是我国的特有优势资源,世界其它国家虽然也有类似资源,但规模十分有限。国外含钒碳质页岩和含钒粘土矿物主要产于美国、苏联、澳大利亚和波兰等国,据估计[2],其V2O5的总储量也仅约为100万t。随着冶炼工艺技术的日益成熟,加之黑色页岩(石煤)型钒矿具有稳定的层位、稳定的品位和易开采等优点,对该类型钒矿的勘查和利用必将越来越受到应有的重视。

我国具有多个黑色页岩(石煤)型钒矿含矿层位,包括震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系和二叠系等,但储量的绝大部分赋存在南方下寒武统底部的黑色页岩建造中。该建造中钒矿具有几个共同特点:一是整个黑色页岩层都不同程度含钒(其中黑色硅质层等非页岩夹层钒含量很低),而且有下部富上部变贫的趋势,下部(硅质层之上)常有厚几十厘米至几米的富矿层,V2O5含量往往在1%以上,最高的可达5%以上;二是该岩层钒含量高低与岩石中炭含量和磷含量有一定关系,大多数情况下,岩石的炭磷含量越高钒含