壹、內容概述
黑色巖系（Black Rock Series）又稱黑色頁巖（Black Shales），是含有較多有機碳（C有機≥1%）及硫化物（鐵硫化物）的暗灰色—黑色的矽質巖、碳酸鹽巖、泥質巖及相應變質巖石組合的總稱。1989年國際地質對比計劃254項目“含金屬黑色頁巖及有關礦床”把“黑色頁巖”定義為“壹種黑色或灰色的細粒（粉砂或更細）沈積巖，通常為泥質，含相當高的有機質（C有機≥0.5%）”。塗光熾（1999）將黑色頁巖系礦床定義為賦存於高含量有機碳（壹般含量＞0.5%）的淺變質碎屑巖系中的層控礦床。碎屑巖系中常含碳酸鹽巖、矽質巖和火山巖，但以砂巖、板巖為主。這壹定義較全面地反映了黑色巖系礦床的基本特征。Sozinov（1990）根據巖石類型和物質成分將黑色巖系（黑色頁巖）分為四種類型：陸源黑色頁巖建造、矽質黑色頁巖建造、碳酸鹽黑色頁巖建造和火山成因（碳酸鹽）黑色頁巖建造。黑色巖系通常含有豐富的 PGE、Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se等金屬元素，這些元素在適當條件下均可形成壹定規模的礦床。
近幾年，國外對黑色巖系有關礦床的研究取得了重要進展。黑色巖系與成礦關系密切，黑色巖系不但本身含礦，而且作為礦源層為後生礦床的形成提供成礦物質，如穆龍套金礦、庫姆托爾金礦、波蘭含銅頁巖型Cu-Ag礦床、哥倫比亞祖母綠礦床（Cheilletz et al.，2001）、廣西大廠錫多金屬礦床（Pa?ava et al.，2003）。黑色巖系改變了成礦流體的性質，導致金屬礦物沈澱，如波蘭Kuperschier銅礦床中富銅高銀的礦石可能是由下伏的Rotliegendes層位的含銅溶液與Kuperschifer黑色頁巖層內經生物作用將硫酸鹽還原生成的H2S發生反應，導致銅大量沈澱成礦（Michalik et al.，2001；Blundell et al.，2001）。Pa?ava等（2003）認為黑色巖系對廣西大廠錫多金屬礦床中錫的沈澱起了重要的作用。
黑色頁巖系對後生成礦也具有重要的影響，例如哥倫比亞祖母綠礦床被認為是賦礦的白堊紀黑色頁巖與盆地鹵水進行水巖反應，由鈉質交代作用和陽離子交換導致成礦，鈹主要來自黏土巖（Cheilletz et al.，2001）。對廣西大廠錫多金屬礦區賦礦的泥盆紀頁巖和成礦流體的系統研究，不僅證明了區內的層狀和網脈狀錫多金屬礦同為與花崗巖有關系的成礦系統產物，還發現大量的有機質以CO2、CH4等形式賦存於成礦流體中，這些有機質被認為來源於圍巖（Pa?ava et al.，2001）。鍺是壹種稀散元素，但在不少以黑色頁巖為主的煤層中廣泛存在和富集。在我國西南和俄羅斯遠東地區發現煤中鍺高度富集成為獨立礦床，甚至達到超大型規模（Seredin et al.，2001）。盡管對鍺的來源問題仍有同生和後生之爭，但煤中富鍺仍反映了有機質對鍺成礦的重要控制作用。由於黑色巖系是壹種強還原環境的產物，在許多礦區發現大量罕見礦物及其組合（Distler et al.，2001），包括多種單質金屬、金屬合金或互化物、硫鹽礦物、磷酸鹽類、鎢酸鹽類、碲化物、Pt-Cu-Fe金屬固溶體以及砷鉑礦、硫鉑礦、Sn-Sb固溶體、Ni-Sb固溶體和大量的Fe-Ni-S和Cu-S礦物系列。
二、應用範圍及應用實例
研究實例
圖1 哈薩克斯坦巴克爾奇克（Bakyrchik）金礦床模型
（據Daukeev et al.，2004）
巴克爾奇克（Bakyrchik）金礦床在構造上位於齋桑-準噶爾華力西期褶皺帶庫茲洛夫凹陷西南邊緣北西向西卡爾巴斷裂與近東西向庫茲洛夫斷裂交會部位（圖1）。出露地層主要為石炭紀巨厚的類復理石建造。礦床探明儲量277t，含礦巖系有機質含量高，從0.2%至1.5%～2.0%之間，金的平均品位9.4×10-6，礦石中伴生有銀、鉛、鎢、鋁、銻、砷等元素（Daukeev et al.，2004）。礦區內發育晚石炭世—早二疊世花崗閃長巖、斜長花崗巖株，地球物理資料表明，礦區深部2～5km有巨大隱伏巖體。礦體呈條帶狀、似層狀和透鏡狀產出。庫茲洛夫凹陷西南邊緣西卡爾巴北西向斷裂與庫茲洛夫近東西向斷裂交會部位控制金礦帶分布，剪切帶、斷裂及其交會部位控制礦床的分布，斷裂控制礦化深度達1～1.5km。礦化類型為含金石英脈型、黃鐵細晶巖型和浸染狀硫化物碳質型。圍巖蝕變主要有矽化、絹雲母化、綠泥石、黃鐵礦化、鐵白雲石化、碳酸鹽化和弱石墨化等。同位素地球化學顯示：沈積成巖期溫度為60～140℃，成礦流體主要來自海水，含礦巖系中硫同位素δ13C值主要處於-14‰～＋31‰之間，為生物成因；主成礦期溫度為250～350℃，成礦流體主要來自變質流體，石墨中δ13C值在-22‰～＋26.8‰之間，碳酸鹽中δ13C值為-2.5‰～＋18‰之間，具變質成因特征，由地表（0.5km）到深部（1.5km），δ13S值逐漸增加，表明硫主要為深部硫與生物硫的混合。金礦的形成經歷了沈積 成巖期、構造 變質熱液期（主成礦期）和巖漿熱液疊加改造期。
總之，該礦床具有如下特征：①礦床受韌性剪切帶和斷裂的交互部位控制；②容礦巖系中含較高的同生金、有機碳和球狀、草莓狀黃鐵礦，有機碳含量較高；③巖漿熱液活動與金礦化的疊加富集有關；④礦化類型為含金石英脈型、黃鐵細晶巖型和浸染狀硫化物碳質型，其中浸染狀硫化物碳質型為最主要的礦化類型；⑤圍巖蝕變主要有矽化、絹雲母化、綠泥石、黃鐵礦化、鐵白雲石化、碳酸鹽化和弱石墨化等；⑥特征的As-Sb-Mo-W-Sn-Pb-Au地球化學標誌。
三、資料來源
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