壹、概述
黑色頁巖是海相地層中常見的壹種巖石地層單元，也是壹種重要的容礦沈積巖類型。最早報道的黑色頁巖中的礦床是銅礦，如德國曼斯菲爾德地區的二疊紀 “含銅頁巖”。我國在 20 世紀 50 年代中知道了黑色頁巖經常是含錳、含磷巖系的組成部分; 60 年代以來才發現不少地區黑色頁巖中含釩和鈾，可富集為工業礦床，其中還常伴生多種其他金屬;70 年代肯定了黑色頁巖中有重要金礦，壹些地方還同時出現鉑族元素的富集。
最初研究的壹些黑色頁巖多認為是碳質頁巖或瀝青質頁巖，壹個名為 《含金屬黑色頁巖和有關礦床》的國際對比項目把黑色頁巖定義為黑色 ( 灰或黑) 細粒 ( 粉砂級以下) 、通常為泥質並含相當高有機碳的沈積巖。經過詳細研究的地區的資料表明黑色頁巖巖石成分其實也不壹樣，如曼斯菲爾德 “含銅頁巖”實際上是泥灰巖，我國幾個地區的黑色頁巖巖性也包括含有機質的泥質巖石、碳酸鹽巖、矽質巖石及粉砂質巖石以及其間的過渡類型巖石，它們形成壹定的巖石組合，所以也被稱為黑色巖系。黑色頁巖成分的另壹特點是常含少量黃鐵礦，在這種情況下即可能含多種微量金屬元素。大多數情況下這些元素含量遠低於工業品位，但他們出現頻率較高，金屬種類很多，因此在層控礦床研究過程中曾把黑色頁巖看作是壹種重要的礦源層或者認為是壹種潛在的資源。
黑色頁巖礦床的重要特點是明顯受層位控制。礦體通常為層狀，含礦巖石中碳質、瀝青質、黃鐵礦等硫化物多以微粒浸染體或紋層產出。礦床中富集的金屬可以出現種種不同的組合，如 Cu-Pb-Zn、U-V、Co-Mn、Ni-Mo、Au-Ag 及 Pt 族，還伴生 Ba、As、Sb、Hg、Tl、Se、Te 等多種元素。黑色頁巖含礦巖系分布範圍很廣闊，但金屬富集達到工業品位的地段則常常只是很少壹部分。礦床中的硫化物顆粒微細，有些金屬硫化物甚至呈隱晶質狀態，再加上成分復雜，礦石的選冶常有壹些需要解決的特殊問題。
黑色頁巖型礦床分布廣泛，形成時代有新元古代、寒武紀、誌留紀、泥盆紀、二疊紀以及三疊紀等，國外還有侏羅紀、白堊紀。含礦巖系形成時的環境特征是金屬富集的首要控制因素，通常是在封閉半封閉滯流盆地環境，包括潟湖，也可以是某種深水盆地。有些黑色頁巖在廣闊地域內大量產出 ( 圖 6-22) ，如我國南方早古生代黑色頁巖的廣泛分布就被認為是與壹次大洋缺氧事件有關。從構造環境來看，富金屬黑色頁巖是被動大陸邊緣的代表性沈積類型之壹。
圖6-22 中國南部寒武紀石煤、釩、多種元素礦床分布及生物地理分區示意圖( 據盧衍豪，1979)
二、重要礦床
1. 釩、鈾礦床
鄂西、贛東北、湘西、黔東和川北都有黑色頁巖型釩礦床和鈾礦床的產出。
( 1) 湖北十堰楊家堡釩礦床。含礦巖系是下寒武統輕微變質的碎屑巖和泥質巖，厚度約 80 m。下段與震旦系燈影組呈假整合接觸，為灰黑色矽質灰巖。中段為主要含礦段，厚 16 ～28 m，其中從下向上有 3 個含礦層，第壹層為薄層矽質板巖夾碳質粉砂巖，含少量的磷灰質結核，厚24 m，含 V2O5壹般0. 6% ～0. 9%; 第二層以煤層為主，可含釩質煤夾薄層矽質巖，含較多磷質結核，厚2. 7 ～5. 8 m，含 V2O5壹般0. 8% ～1. 1%; 第三含礦層以碳質板巖為主，夾石煤或薄層矽質巖，局部含少量磷質結核，壹般厚 2. 44 m，含V2O5壹般 0. 7% ～0. 9%。其上為下寒武統上段板巖、碳質板巖及矽質巖組成，不含礦。在礦床中見到的礦物有鉻釩石榴子石、硫釩銅礦、砷黝銅礦、閃鋅礦及含鎳黃鐵礦等。礦床中除釩外，還伴生有鈾、鉬、銅、銀、鉑、鈀、釔等。礦床呈帶狀展布，規模大，含礦層位向西延伸至鄖陽、竹山等地。
( 2) 贛東北樟村鄭坊釩礦床。含礦巖系也是下寒武統，礦層產於荷塘組下部，容礦巖石則是較為特殊的黑色長石巖和碳質粘土長石巖，它們在含礦層中形成兩種巖石組合，壹種是紋層狀長石巖、矽質巖組合，巖石均為黑色，構成條帶互層，黃鐵礦和富重晶石條帶也常出現其中，釩主要產在紋層狀巖石中。另壹種是紋層狀長石巖-碳質紋層狀粘土長石巖、矽質巖組合，三種巖石也構成條帶狀互層，粘土礦物主要是鉀伊利石。黑色長石巖中 SiO2含量 46% ～80%、Al2O3約 4% ～14%、V 含量為 n‰、K2O 含量 27. 5% 、BaO 含量 0. 9% ～6%。黑色粘土長石巖主要化學成分與長石巖相似，常具有更富的有機質含量和較高的 Mg 和 Ca 含量，黑色矽質巖則含 SiO290. 96% ～ 97. 51% 、K2O、V2O5和 BaO 均低。巖石中礦物粒度細微，含釩礦物以包裹體形式出現在巖石中。以上特點表明釩礦是同生沈積的，富 Ba、K 的特征可能表明是熱水沈積成因。礦床產出的位置是在江南古島弧靠近揚子陸塊壹側的邊緣海盆地中。
( 3) 黑色頁巖中的鈾礦。也是華南分布較廣的壹種鈾礦床，含礦層位有震旦系上統陡山沱組、留茶坡組 ( 或燈影組、老堡組) 和寒武系下統小煙溪組。含礦巖石包括含碳泥質巖、矽質巖和其間過渡性巖石，以及與之***生的泥質巖、白雲巖、磷質巖等。
902 礦床是華南黑色頁巖中鈾礦床的壹個典型實例。礦區內出露核部為元古界，翼部為震旦系和寒武系組成的褶皺地層，在其產狀變陡地段發育層間斷裂破碎帶。鈾礦化受地層層位和斷層構造的***同控制，產於震旦系上統陡山沱組、留茶坡組和小煙溪組中部的各個層位，其中以小煙溪組中部層中礦化最好，陡山沱組也有兩個層中礦化較連續。沿壹條層間斷裂構造的礦化地段長達千米，延深 100 ～200 m，寬數十厘米到 60 m。每個礦化段內都有若幹個層狀、透鏡狀礦體，多數礦體為盲礦體 ( 圖 6-23) 。含礦巖石是富碳泥巖、碳矽質板巖，礦化呈浸染狀、角礫狀、條帶狀及似脈狀，鈾主要以吸附形式存在，也有少量顆粒極為細小的鈾礦物，包括瀝青鈾礦和鈾黑，還有鈣鈾雲母、磷鈣鈾礦、磷鈾礦等其他含鈾礦物。伴生礦物有黃鐵礦、閃鋅礦和白鐵礦，礦石中與 U 伴生的元素有 V、Mo、Ni、Cd 等，其中 Cd 可綜合利用。關於這類礦床的成因，壹般認為是在沈積成巖早期形成初步富集的礦源層，經埋藏壹定時間後因構造作用上升並形成破碎帶，隨後，地下水引起氧化還原作用，形成氧化帶下的部分殘留礦體與淋積成因的富鈾礦體。
502 礦床是川西北地區產於誌留系矽質巖、矽質灰巖中的鈾礦床，同類礦床不多見，但工業意義較大。該區誌留系是壹套淺變質陸源碎屑巖系，底部有火山沈積巖。下誌留統厚層含碳矽質巖、板巖破碎帶和上誌留統板巖、千枚巖夾矽質灰巖層中都有鈾礦含礦帶。含礦帶由矽質巖、灰巖、碳質板巖組成，發育有矽質巖和灰巖的各種過渡類型的巖石組成大小不等的似層狀、透鏡狀巖體 ( 圖 6-24) 。過渡類型巖石由含量變化的微粒石英、方解石和碳質粘土礦物組成，還含有少量的白雲石、石髓、絹雲母、黃鐵礦、磷灰石、重晶石和電氣石，根據產狀和組成特點認為是 SiO2選擇交代灰巖的產物。SiO2來源很可能與海底熱水活動有關。礦體產狀總體具層控特點，沿層間構造成群分布，形態和連續性都有較大變化。礦石中有瀝青鈾礦、黃鐵礦、閃鋅礦、輝鐵鎳礦、針鎳礦和黃銅礦等，很大部分鈾還呈吸附態，礦石品位較高。關於礦床成因，有沈積再造、淋濾和熱水沈積成礦、表生改造等不同觀點。
圖6-23 902 礦床 216 礦段剖面示意圖( 據北京鈾礦地質研究院，1976)
2. 金 ( 鉑) 礦床
黑色巖系中的金礦已成為我國壹個重要的金礦類型。甘肅拉爾瑪金礦床是近期查明和研究的大型金礦之壹，與前面的 502 鈾礦床同產於甘川兩省交界的南秦嶺西段古生代褶皺帶中。金礦含礦地層為震旦-寒武系的太陽頂群，主要巖石類型為灰黑色厚層狀矽質巖夾黑色中薄層碳質板巖，矽巖與板巖具韻律特征，矽巖中 SiO2含量均在 95% 以上，微量元素 As、Sb、Ag、Au 普遍偏高，多數人認為是同生或成巖早期熱水改造形成的。金礦化受東西向走向斷裂控制，礦體呈似層狀、透鏡狀和脈狀，成群分布，含礦巖石可以是矽質巖、板巖，常可見矽化、重晶石化和黃鐵礦化，礦石具角礫狀、脈狀和晶洞、晶簇構造，主要礦物有自然金、輝銻礦、黃鐵礦、辰砂、黝銅礦、砷黝銅礦、閃鋅礦、灰硒汞礦、石英、重晶石和地開石。其中石英、重晶石、地開石和輝銻礦是主要載金礦物，其次是黃鐵礦和其他硫化物。金主要以顯微金、次顯微金形式存在，呈極不均勻的粒群被包裹在上述礦物中，也可在粒間分布。金礦礦石組成和組構特征表明礦化是多階段形成的。
松潘東北寨是在南秦嶺褶皺帶和松潘甘孜褶皺帶交接地帶的另壹個近年來發現和探明的大型金礦床。直接控制礦床的是岷江南北向構造帶內的復式褶皺和斷裂構造。金礦產於石炭-二疊紀碳質板巖、千枚巖組成的黑色巖系的破碎帶中。礦體為順層分布的似層狀、透鏡狀，礦石具有網脈角礫和浸染狀構造，礦石中可分出以下礦物組合: ①黃鐵礦-毒砂-石英; ②雄黃-石英; ③雄黃-方解石 ( 含金) ; ④雄黃-少量輝銻礦、自然砷; ⑤方解石。金以微細浸染狀可見金形式出現，其含量與有機質呈正相關關系，金品位可達5 g/t 以上。從上面可以看出這類金礦床都具有宏觀產狀受黑色巖系層位控制，而金礦化又具有較明顯後生熱液成礦特點。
圖6-24 川西北 502 礦床勘探線剖面圖( 據中國科學院貴陽地球化學研究所，1972)
表 6-1 我國南方下寒武統鎳鉬多元素金屬硫化物層平均化學成分 ( wB)
註: 除 Pt、Pd、Os、Ru、Au 為 g/t，其余均為 10－ 2單位。 ( 據陳南生等，1982)
我國南方下寒武統黑色頁巖中含金和鉑族元素早已引起礦床學家的重視，陳南生最先發表了雲、貴、湘、浙幾省 6 個礦區多元素金屬硫化物層化學成分的數據 ( 表 6-1) 。近期壹項對湘、黔地區下寒武統黑色巖系中鉑族元素金銀地球化學研究的結果 ( 李勝榮，1994 ) 表明，兩地黑色巖系中不同巖石類型都含貴金屬元素，其中以富金屬硫化物黑色頁巖層含量最高，各元素濃集系數為 Os 670. 5、Rn 50、Rh 1. 92、Ir 1. 8、Pt 37、Pd27. 1. Au 105. 5、Ag 620。因此，該黑色巖系為貴金屬富集體是毋庸置疑的。同時，兩地廣大地區內黑色頁巖中貴金屬元素含量變化梯度表現出較高的穩定性，利用前景較好。根據鉑族元素中 Pd-Pt 的相對富集推測，金屬來源極可能與海底熱水活動有關。
圖6-25 四川會東鈷錳礦床礦層與鉆孔柱狀圖
3. 鈷錳礦床和鎳鉬礦床
黑色頁巖中的鈷錳礦床和鎳鉬礦床是我國發現和研究較早的黑色頁巖型多元素金屬礦床。鈷錳礦床發現於四川西部的漢源和會東。漢源礦區位於康滇地軸東緣，含礦巖系為誌留系淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖系下部; 含礦層下部以含錳石灰巖和碳酸錳礦為主，上部以砂巖、碳質頁巖為主; 黑色碳質頁巖普遍含星散狀或團塊狀黃鐵礦，錳礦層中的黑色頁巖夾層含鈷最富，鈷或形成鈷鎳硫化物 ( 主要是硫鎳鈷礦) ，或者以類質同象賦存在黃鐵礦和白鐵礦中; 礦石中常見認為是礦化細菌的硫化物球粒和管狀、葉片狀植物組織殘骸。會東礦床產出層位相同，含礦巖系中有兩層碳酸錳礦體，鈷礦體產於兩層錳礦體之間的黑色碳質頁巖中 ( 圖 6-25) ，有硫鎳鈷礦和含鈷黃鐵礦、白鐵礦，少量微粒閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、針鎳礦等。礦石具浸染狀、條帶狀構造，也見菌藻類殘余結構，礦體呈層狀，無明顯圍巖蝕變。
鎳鉬礦床主要分布於湖南大庸、慈利，浙江諸暨、富陽、桐蘆等地，含礦層位是下寒武統黑色巖系。這個層位內最先勘查的是石煤和釩，後來才發現鎳鉬。黑色巖系層位穩定，分布在廣闊的地區，含礦層位主體為黑色白雲質頁巖和粉砂質頁巖，底部有薄層磷塊巖，其上鱗片狀黑色頁巖富含矽質、磷質結核，金屬礦物呈薄條帶產於黑色頁巖中。礦體整體也呈薄層狀、透鏡狀，厚度壹般不大。礦石主要為碳質泥質、白雲質、石英粉砂、黃鐵礦和鎳鉬硫化物組成，礦石具極細的條帶狀、碎屑狀、膠狀和浸染狀構造。礦物顆粒細小，二硫鎳礦 ( NiS2) 、硫鐵鎳礦和膠狀黃鐵礦三者緊密連生，大量鉬成膠狀二硫化鉬與隱晶質石墨和水雲母粘土等均勻混合在壹起。出現的少量礦物還有閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、含銀自然金，礦石含 Ni 0. 4% ～ 0. 5%、Mo9. 5% ～ 2. 0% 、V2O50. 5% ～ 2. 0% ，多種伴生元素具綜合利用價值。
4. 銅礦床
黑色頁巖型銅礦床以德國東部曼斯菲爾德地區為代表，這是壹個研究最早也最深入的黑色頁巖型銅礦和鉛鋅礦的實例。“含銅頁巖”( Kupferschefer) 產於歐洲上二疊統地層最下部的壹個層位，分布在德國、波蘭、荷蘭和英國非常廣闊的地區，但經過調查有開采價值的銅、鉛、鋅礦床僅限於德國曼斯菲爾德和波蘭下蘇臺德等少數地區。曼斯菲爾德以及附近地區二疊紀地層沈積在準平原化了的古生界基底和部分地區的下二疊統磨拉石相砂礫巖、頁巖之上。含銅頁巖沈積後連續形成的是著名的蔡希斯坦蒸發巖類沈積礦床。含銅頁巖是壹種具細紋層的粘土質泥灰巖和含碳質泥灰巖，由於生物殘余保存在瀝青質組分裏，巖石含碳量接近 6%。因與沈積時氣候和地形條件有關，沈積厚度壹般僅為 30 ～ 60 cm，巖石成分有壹定變化，壹般向上含碳質由富到中等，碳酸鹽成分增加。含銅頁巖中金屬礦物組合在垂直和水平方向上都有變化，最主要的礦石礦物是輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦。銅的富集部位限於含銅頁巖層下部，而鉛鋅的高品位通常在剖面較高部位。在空間分布上金屬聚集局限在150 m 寬的海岸帶範圍內，尤其近海岸線的砂壩及海盆內的島嶼地帶。在廣大的中央海盆裏，泥灰巖中只有黃鐵礦而無其他硫化物。在含銅頁巖中，豐度高於正常頁巖的金屬還有 V、Mo、Ni、U 和 Co。德國礦床學家壹般認為含銅頁巖是在無氧底層水裏金屬物質同生沈積的產物，但金屬不可能來自正常海水，而是來自邊緣盆地中存在的異常海水，這種海水提供了由下伏地層硫化物和鐵礦物被氧化轉移出來的金屬。
三、成礦作用和礦床成因
黑色頁巖中有多種金屬富集成礦，表明這類巖石的形成環境具有特殊的成礦有利條件。黑色頁巖呈黑色主要與含有機質和含微細粒硫化鐵有關，硫化鐵的生成也與有機質的存在有密切聯系。地質學家很早就認為黑色頁巖是類似現代黑泥的沈積物經過成巖作用和壓實固化而形成的。現代能形成黑泥的環境有海灣、海峽、因進口被阻塞而與大海隔離的盆地和海底的深窪地，另外還有壹些排水不暢、生物繁茂的沼澤和湖泊。黑海是壹個很好的例子，黑海海水約230 m 以上的氧化表層水的鹽度、密度都低於下部海水，較重的下部海水因不易與上層水發生混合而變得較為缺氧，有較多有機物質殘余保存下來，海水硫酸鹽被還原生成 H2S。如 180 m 深度海水每 100 L 中含 H2S 為 33 mL。而到 930 m 深度的海水每 100 L 中含 H2S 達到 570 mL。由此，黑海海底沈積物在近岸的 30 ～ 40 m 以內為砂質碎屑，40 ～185 m 為灰藍色粘性泥，185 m 再向下更深處，因碳酸鹽和硫化鐵分離出來形成含微細粒方解石和 FeS2的深灰色泥及富 FeS2的黑色粘性泥。
細菌是黑泥形成的主要營力，細菌出現於湖水、海水和沈積物中，沈積物中的細菌隨著深度的增加而減少，但在相當的深度範圍內也仍可能生存。在水中，水-沈積物界面或沈積物內有氧分布的界限以下，喜氧細菌被厭氧細菌所代替，如重要的硫酸鹽還原細菌群( Desulfovibrio desolfuricans) 能把硫酸鹽分解，硫還原後形成硫化氫或與某些金屬 ( 如鐵)結合形成硫化物，被分解的硫酸鹽包括海水中的和由硫磺細菌分解生物原生質氨基酸產生的。由於在無氧帶中硫酸鹽還原細菌對有機原生質的分解過程不如在有氧帶中發生得那麽快且完全，結果會有相當數量的有機化合物在無氧帶中保存下來，因此形成黑泥。在這類硫酸鹽還原細菌把 SO2 －4還原為 H2S 的過程中還會發生硫同位素分餾，致使所產生的 H2S及硫化物中的硫同位素組成更富含32S。以上討論說明了黑色頁巖形成於缺氧條件下，並與生物活動參與下化學元素的循環有關。
範德廉 ( 1997) 對中國黑色頁巖礦床中***生巖石和巖石組構的觀察研究認為黑色頁巖主要是在缺氧的、水體滯流的環境中、並有生物的積極參與下經緩慢沈積形成的。黑色頁巖中既有較深水條件下形成的致密塊狀、紋層狀並有生物殘余結構的黑色頁巖矽質巖組合，也有相對較淺水條件下形成的薄板狀、紋層狀、葉片狀黑色粉砂巖、頁巖、白雲巖組合和黑色頁巖、泥質白雲巖等組合，說明水體的深淺不是重要影響因素。在地質歷史時期中形成黑色頁巖的時代很多，特別是發生過幾次集中在相對短暫 ( 1Ma 左右) 的時間內的大洋缺氧事件，在較大範圍內形成黑色巖系這類沈積。如早古生代的大洋缺氧環境曾廣泛出現，泥盆紀以後發展為氧化環境為主，到新生代的大洋缺氧事件還發生於中白堊世、中始新世、早中新世等。另外，也有不屬於大洋缺氧事件而僅僅是缺氧環境下形成的黑色頁巖，壹般分布較局限。較小範圍的缺氧環境主要受區域地質因素控制。
對黑色巖系中多元素金屬礦床也存在同生成因和後生成因的不同認識。最早提出德國東部曼斯菲爾德含銅頁巖礦床屬同生沈積成因，且無多大爭議。首先是因為其含礦層分布面積達幾十或幾百平方公裏，顯著不同於熱液成因的相對小面積的礦化，只有沈積作用才可能形成。其次是礦體產狀和形態明顯具層控性質，特別是從沈積盆地基底高地到盆地最深處出現礦物***生序列的變化: 赤鐵礦-輝銅礦或斑銅礦-斑銅礦或黃銅礦-方鉛礦或黃鐵礦-閃鋅礦-黃鐵礦，這是壹個與金屬硫化物溶度積及環境中 Eh 遞減完全壹致的序列。此後，同生成因理論也應用到中非銅礦帶礦床的成因解釋，並認識到金屬沈澱時原來是混雜的微細粒泥狀硫化物沈澱物，而斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦等礦物都是在成巖過程和變質過程中發生反應和重結晶的結果。除了同生成巖觀點外，還有晚期成巖或成巖再活化等認識，主要是認為來自近基底磨拉石相紅層的溶液，攜帶所溶解的金屬遷移到剛沈積下來的靜海相腐泥質沈積物層中，發生再沈積而形成含銅頁巖內的有色金屬富集體。如前所述，在黑色巖系中鈾和金礦床礦化的後生特征常常更為顯著。
黑色頁巖型礦床中金屬的來源是另壹個最重要的問題。為了研究這壹問題，德國地質學家對北大西洋深海鉆探計劃中白堊紀黑色頁巖巖心樣品進行分析，因為這是在壹個相當大的海域經很長時間沈積的，所以能很好地反映從正常海水形成的富有機質沈積物中微量金屬富集的壹般情況。根據所分析元素含量的平均值、最高值以及與正常頁巖中含量的比值，計算得出的壹個順序如下: Ag ＞ Mo ＞ Zn ＞ V ＞ Cu ＞ Ni ＞ Cr≈Co ＞ Pb，這個順序與海水中金屬豐度增加的順序 ( 除 Ag 外) 完全壹致。他們又把這些元素與有機碳的相關系數排出壹個遞減的順序: Ag ＞ Zn = V ＞ S ＞ Ni ＞ Mo ＞ Cu ＞ Cr ＞ Co ＞ Pb，與 S 的相關系數也排了壹個遞減的順序: Ag ＞ Zn = Ni≈V ＞ Cu ＞ Cr ＞ Mo ＞ Co ＞ Pd。比較以上 3 個序列，說明有機碳對黑色頁巖中微量元素的富集可能起更大作用。根據以上資料，他們作出的結論是黑色頁巖中 V、Ni、Mo 等可能是從海水及其中生物所含的元素富集的結果，而黑色頁巖中的 Cu、Pb-Zn 礦床的形成則必須有正常海水以外的來源。例如，認為德國含銅頁巖中金屬的來源是含銅頁巖下伏的下二疊統沈積物，經氧化釋放並聚集起來形成的異常海水或同生水的遷移; 另外，根據礦床相對集中分布在受到海西構造變動的地帶，也不排除金屬有海底熱液的噴出作為壹種補充; 海底熱水噴出除了是前述序列局部元素的可能來源外，也還可能是金、銀、鉑族元素的來源。湘、黔兩地下寒武統黑色頁巖含礦層內的矽質巖具典型熱水沈積成因特征，從含礦層下部黑色矽質巖開始，到中部正常沈積和熱水沈積組成金屬富集層，再到上部黑色頁巖中的上部矽質層，表明熱水可能是本區貴金屬富集的物質來源; 研究人員還指出，區域內揚子陸架海和江南邊緣海過渡地帶分布著長期活動的深斷裂與元古宙巖漿活動，可能為黑色頁巖多元素富集準備了物質基礎，並可能延續到為海底循環水向熱鹵水轉化提供熱源。
四、勘查評價要點
黑色巖系中的礦床成礦條件比較特殊，礦床與容礦巖石及其生成環境關系極為密切。黑色巖系中的礦床在世界各地都有分布，不同地區都有本地區發育的壹定的時代和層位。壹些分布在十分廣闊的區域內的黑色巖系，常常與地質歷史中的大洋缺氧事件有關。因此，這類礦床有明顯的層控-時控性質，中國黑色巖系的時代最主要的是古生代，包括寒武、誌留、泥盆、二疊各紀和西部地區的三疊紀。此外，還應指出早元古代和中新元古代的黑色巖系常常受到不同程度的區域變質作用，變為暗色片巖，其中也有金銀等重要礦床。
黑色巖系是同壹環境中形成的幾種巖石的組合，主要巖石類型包括黑色頁巖、矽質巖、碳酸鹽巖，有時有粉砂巖以及上述巖石類型間的過渡類型巖石。這些巖石組合及其層序記錄著巖石形成時是深水、淺水、海進、海退、陸源物質、內源物質和熱水來源物質的消長關系。金屬富集層在剖面中的位置及與上述因素的關系等都是對這類礦床勘查工作中需要研究的重要內容。有機物質的富集、鐵硫化物的含量、熱水成因矽質巖等的特點是金屬富集層出現的標誌。
與黑色巖系有關的礦產種類很多，這裏著重介紹了黑色頁巖型多元素金屬礦床。數十年以來，人們先後發現和研究了 Cu-Pb-Zn、V-U、Ni-Mo、Co-Mn、Au-Ag、Au-Ag-Pt 族等金屬組合構成的礦床。壹些重要的錳礦和磷塊巖礦床也產於黑色巖系中，還有層狀重晶石、毒重石礦床，較為特殊的富鉀粘土礦床。世界上壹些重要的石油、天然氣也與黑色巖系有關。黑色巖系中富集的元素有海水中與生物作用有關的，有陸源物質帶入的，也有海底熱水噴出來源的，要根據區域地質背景、含礦巖系剖面及產狀特征以及元素組合等作出判斷。
黑色巖系中的礦床常常是區域性分布，壹個較大的地區內常有多個礦床，有些黑色頁巖型礦床因含礦層較薄，金屬礦物富集程度低，規模受到壹定限制，但近年來已發現了壹些大型-超大型的黑色巖系中的礦床。黑色巖系型多元素金屬礦床常因金屬含量低、顆粒細、呈浸染狀薄層紋分布而容易被忽視，而浸染狀、細層紋狀黃鐵礦、白鐵礦的出現、Cu、V、U、Ni、Mo、Mn 等的少量次生礦物可以是發現礦床的標誌。