华南早寒武世黑色岩系镍钼多金属矿床生物有机质成矿作用研究

The biological - organic mineralization in the black shale is currently the research highlight and difficulties in this field. We propose choice the Ni-Mo polymetallic deposit of Early Cambrian black shales of South China as a typical case of biological - organic mineralization. The bio-organic matter and its mineralization are the core scientific issues. Through ore deposit geochemistry and bio-organic geochemistry theory, we carry out a comprehensive and systematic study for revealing the characteristics and types of microorganisms and organic matter by organic petrology, organic geochemistry, isotope geochemistry and high resolution microbeam analysis, Meanwhile, we analysis the enrichment characteristics of ore-forming elements to study formation environment and genesis of the deposit, establishing metallogenic model and summarizing mineralization regularity. The research key-point is the bio-mineralization and ore-forming mechanism of Ni-Mo concentration. Therefore, the research results are expected to further understanding the genesis of deposit that still enormous controversy so far. It will help guide exploration and to some extent also enrich basic research theory of biological - organic mineralization, which can be expected to have great significance in basic science and practical application.

黑色岩系成矿中的生物有机质作用是当前该领域研究的热点与难点。本项申请，拟选择华南早寒武世黑色岩系镍钼多金属矿床为典型实例，以生物有机质与成矿作用为核心科学问题，力图通过矿床地质地球化学和生物有机地球化学的理论为指导，运用有机岩石学、有机地球化学、同位素地球化学和高分辨微束分析等实验技术方法，开展全面系统深入研究，深入揭示矿床中的微生物和有机质基本特征，确定其类型，分析其对各种成矿元素的富集特征，研究矿床形成环境，讨论矿床成因，建立成矿模式，总结成矿规律。核心是镍钼富集的生物有机质矿化与成矿作用机制。因此，研究结果不仅可望有助于进一步深入理解这一迄今仍存在巨大争议的矿床成因，有利于指导找矿，而且在一定程度上也可丰富生物有机质成矿作用的基础理论研究，因而可望具有重要的基础科学与实践应用意义。

我国华南扬子地台东南边缘，自晚震旦世至早寒武纪的黑色岩系中发育有镍、钼、重晶石、磷、钒、铀以及锰矿床等，引起了众多学者的关注与研究。本研究选择华南早寒武世黑色岩系中镍钼多金属矿床为典型实例，对张家界地区镍钼多金属矿床进行了详细的野外地质调查，岩相学观察、扫描电镜与电子探针分析、微量元素与有机地球化学研究，探讨了矿床成矿规律与成矿作用，建立了成矿模式。矿床矿石矿物组成主要为“碳硫钼矿”、针镍矿、黄铁矿，以及少量的辉砷镍矿、闪锌矿、黄铜矿等，其中“碳硫钼矿”和针镍矿分别为钼和镍的主要赋存形式。有机地球化学特征显示，矿石有机碳含量较高（>1.0%），有机质母质主要来自于低等的浮游生物、藻类以及细菌。高的沥青反射率（>2.0%）与生物标志化合物特征显示，矿层形成于缺氧的海水环境，并受到热水作用影响。结合元素地球化学特征与显微观察，镍钼矿石中发现有大量富金属硫化物的椭球体，为红藻的囊果演化而成，且这种椭球体显示出对金属富集作用，特别是钼的富集作用，显示出生物有机质的成矿作用。结合矿床地质特征、矿石矿物显微特征、元素地球化学、有机地球化学特征，提出了海水－热液（水）－生物三元叠合成矿模式。