흑색 셰일의 금속 침전물

1. 개요

흑색 셰일은 해양 지층의 일반적인 암석층 단위이며 광석이 있는 퇴적암의 중요한 유형입니다. 흑색 셰일에서 가장 먼저 보고된 광상은 독일 맨스필드 지역의 페름기 "구리 함유 셰일"과 같은 구리 광상이었습니다. 1950년대에 우리나라는 흑색 셰일이 종종 망간과 인을 함유한 암석계의 구성요소라는 사실을 알게 되었습니다. 1960년대 이후에야 많은 지역의 흑색 셰일에 산업 매장지로 농축될 수 있는 바나듐과 우라늄이 포함되어 있다는 사실이 발견되었습니다. , 그중에서도 종종 다양한 다른 금속과 연관되어 있으며, 1970년대에는 흑색 셰일에 중요한 금 매장지가 있고 일부 장소에는 백금족 원소가 농축되어 있다는 것이 확인되었습니다.

초기 연구된 블랙 셰일 중 일부는 대부분 탄소질 셰일 또는 아스팔텐 셰일로 간주되었습니다. "금속 흑색 셰일 및 관련 광물 매장지"라는 국제 비교 프로젝트에서는 블랙 셰일을 흑색(회색 또는 검정색) 미세 물질로 정의했습니다. - 일반적으로 진흙투성이며 상당히 높은 유기탄소를 함유하고 있는 결이 있는(미사 등급 이하) 퇴적암입니다. 자세히 연구된 지역의 데이터는 흑색 셰일 암석의 구성이 실제로 다르다는 것을 보여줍니다. 예를 들어 맨스필드의 "구리 함유 셰일"은 실제로 우리나라 여러 지역의 흑색 셰일 암석학에도 유기물이 포함되어 있습니다. 인질암, 탄산암, 규질암, 미사질암, 그 사이에 있는 전이암이 일정한 조합의 암석을 이루고 있어 흑암계라고도 불린다. 흑색 셰일 구성의 또 다른 특징은 소량의 황철석을 함유하는 경우가 많으며, 이 경우 다양한 미량 금속 원소를 함유할 수 있습니다. 대부분의 경우 이들 원소의 함량은 공업용 등급보다 훨씬 낮지만, 빈번하게 나타나며 금속의 종류도 다양하기 때문에 층제어 광물 퇴적물 연구 과정에서 흑색 셰일은 중요한 광물로 여겨져 왔습니다. 소스 레이어 또는 중요한 광물 소스 레이어로 간주됩니다.

흑색 셰일 퇴적층의 중요한 특징은 분명히 층에 의해 통제된다는 것입니다. 광석체는 일반적으로 층상을 이루고 있으며, 광석을 함유한 암석의 탄소질, 아스팔텐, 황철석과 같은 황화물은 대부분 입자성 산재체 또는 층류로 생성됩니다. 광상에 풍부한 금속은 Ba, As, Sb, Hg, Tl, Se와 함께 Cu-Pb-Zn, U-V, Co-Mn, Ni-Mo, Au-Ag 및 Pt 그룹과 같은 다양한 조합으로 나타날 수 있습니다. , Te 및 기타 요소. 흑색 셰일 광석을 함유한 암석 계열은 넓은 범위에 걸쳐 분포되어 있지만 금속이 산업 등급으로 농축된 지역은 종종 작은 부분에 불과합니다. 광석 매장지의 황화물 입자는 미세하며, 일부 금속 황화물은 심지어 미정질 상태이기도 합니다. 복잡한 조성과 함께 광석을 다듬고 제련할 때 해결해야 할 몇 가지 특별한 문제가 있는 경우가 많습니다.

흑색 셰일 퇴적층은 신원생대, 캄브리아기, 실루리아기, 데본기, 페름기, 트라이아스기에 널리 분포되어 형성되었으며, 해외에는 쥐라기, 백악기도 있습니다. 광석을 함유한 암석 시스템이 형성될 때의 환경적 특성은 일반적으로 석호 또는 일종의 심해 유역을 포함한 폐쇄 및 반폐쇄 정체 유역 환경에서 금속 농축을 위한 주요 제어 요소입니다. 일부 흑색 셰일은 넓은 지역에 걸쳐 대량으로 생산됩니다(그림 6-22). 예를 들어 우리나라 남부의 초기 고생대 흑색 셰일의 광범위한 분포는 해양 무산소 현상과 관련이 있는 것으로 생각됩니다. 지각 환경의 관점에서 볼 때, 금속이 풍부한 흑색 셰일은 수동 대륙 가장자리의 대표적인 퇴적 유형 중 하나입니다.

그림 6-22 중국 남부의 캄브리아기 석탄, 바나듐 및 다양한 원소 매장지의 분포 및 생물지리적 구역화에 대한 도식적 다이어그램(Lu Yanhao, 1979에 따름)

II 중요. 매장량

1. 바나듐 및 우라늄 매장지

후베이 서부, 장시성 북동부, 후난 서부, 구이저우 동부, 쓰촨성 북부에는 모두 흑색 셰일형 바나듐 매장지와 우라늄 매장지가 있습니다.

(1) 후베이성 스옌의 양자바오 바나듐 매장지. 광석을 함유한 암석 계열은 약 80m 두께의 하부 캄브리아기의 약간 변성된 쇄설성 및 점토질 암석입니다. 하부 부분은 Sinian Dengying 층과 pseudoconformable 접촉하고 있으며 회흑색 규산 석회암입니다. 중간 부분은 두께가 16~28m인 주요 광석 함유 부분으로, 바닥에서 상단까지 3개의 광석 함유 층이 있습니다. 첫 번째 층은 소량의 인산염을 함유한 탄소질 실트암이 삽입된 얇은 규산질 슬레이트 층입니다. 두께는 24m이며 V2O5 함량은 일반적으로 0.6% ~ 0.9%입니다. 두 번째 층은 주로 석탄층으로 얇은 규산암 층이 산재되어 있으며 더 많은 인 단괴가 포함되어 있습니다. 두께는 2. 7 ~ 5. 8 m이며 V2O5 함량은 일반적으로 0. 8% ~ 1. 1%입니다. 세 번째 광석 함유 층은 주로 석탄질 또는 규산질 암석의 얇은 층이 삽입되어 있으며 국부적으로 사용됩니다. 인 단괴가 소량 함유되어 있으며 일반적으로 두께가 2.44m이고, V2O5 함유량은 일반적으로 0.7% ~ 0.9%입니다.

상하캄브리아기 점판암, 탄소질 점판암, 규산암으로 구성되어 있으며 광물을 함유하지 않는다. 광상에서 볼 수 있는 광물에는 크롬 바나듐 석류석, 유황 바나듐 구리 광석, 비소 트윌라이트, 섬아연석 및 니켈 함유 황철석이 포함됩니다. 바나듐 외에도 침전물은 우라늄, 몰리브덴, 구리, 은, 백금, 팔라듐, 이트륨 등과도 연관되어 있습니다. 광상은 띠 모양으로 분포되어 있으며 광석을 함유한 층은 서쪽으로 윈양(Yunyang), 주산(Zhushan) 및 기타 지역까지 뻗어 있습니다.

(2) 장시성 북동부 장춘(Zhangcun)에 있는 정팡(Zhengfang) 바나듐 광상. 광석 함유 암석 계열도 하층 캄브리아기의 광물층에서 생성됩니다. 광석 함유 암석은 비교적 특별한 흑색 장석 암석과 탄소질 점토 장석 암석의 두 가지 암석 조합을 형성합니다. 광석을 함유한 층, 하나는 적층된 장석암과 규산암의 조합입니다. 암석은 모두 검은색이며 층간 띠를 형성합니다. 황철석과 중정석이 풍부한 띠도 종종 적층암에서 생성됩니다. . 다른 하나는 적층장석암-탄소성 적층점토장석암과 규산암이 결합된 암석으로, 세 암석도 줄무늬 층간을 형성하고 있으며, 점토광물은 주로 칼륨일라이트이다. 흑장석 암석의 SiO2 함량은 46%~80%, Al2O3 함량은 약 4%~14%, V 함량은 n‰, K2O 함량은 27.5%, BaO 함량은 0.9%~6입니다. %. 흑점토 장석암의 주요 화학적 조성은 장석암과 유사하며, 유기물 함량이 더 풍부하고 Mg 및 Ca 함량이 더 높습니다. 흑색 규산암은 SiO2 90.96% ~ 97.51%, K2O, V2O5 및 BaO는 둘 다 낮습니다. 암석의 광물알갱이는 미세하며, 바나듐을 함유한 광물은 내포물의 형태로 암석에 나타납니다. 위의 특징은 바나듐 광석이 공동적으로 퇴적되었음을 나타내며, Ba와 K가 풍부한 특징은 열수침강의 기원을 나타낼 수 있습니다. 광물 매장지의 위치는 강남(Jiangnan) 고대 섬호의 양쯔강 대륙 블록 측면의 가장자리 해역에 있습니다.

(3) 흑색 셰일의 우라늄 광석. 이는 또한 중국 남부에 널리 분포된 우라늄 매장지이며, 광석을 함유한 층에는 상부 시니안 시스템의 Doushantuo 층과 Liuchapo 층(또는 Dengying 층 및 Laobao 층)과 하부 캄브리아 시스템의 Xiaoyanxi 층이 포함됩니다. 광석을 함유하고 있는 암석에는 탄소질의 인질암, 규질암, 그 사이의 전이암과 이들로부터 유래하는 인질암, 백운석, 인암 등이 포함된다.

902 광상은 중국 남부 흑혈암 우라늄 광상의 전형적인 예이다. 광산 지역에 노출된 핵은 원생대이며, 날개는 시니안 지층과 캄브리아 지층으로 구성된 접힌 지층이며, 가파른 부분에는 층간 균열대가 발달합니다. 우라늄 광물화는 층위층과 단층 구조에 의해 동시에 제어됩니다. 이는 Doushantuo 층, Liuchapo 층 및 상부 Sinian 시스템의 Xiaoyanxi 층의 중간 부분에서 생성됩니다. 광물화가 가장 잘 이루어지며, Doushantuo층에도 비교적 연속적인 광물화가 있는 두 개의 층이 있습니다. 층간 단층 구조를 따라 있는 광물화된 부분은 길이가 수 킬로미터, 깊이가 100~200m, 폭이 수십 센티미터~60m입니다. 각 광물화 구역에는 여러 개의 층상 및 렌즈형 광체가 있으며, 대부분의 광체는 블라인드 광체입니다(그림 6-23). 광석을 함유한 암석은 탄소가 풍부한 이암과 탄소가 함유된 점판암이며, 광물질은 파쇄되고 줄무늬가 있으며 광맥상이다. 우라늄은 주로 흡착된 형태로 존재하며 극히 미세한 입자도 소량 존재한다. 우라늄 광석, 우라늄 블랙을 포함한 우라늄 광물과 우라늄 운모, 인산염, 인산염과 같은 기타 우라늄 함유 광물. 관련광물에는 황철석, 섬아연석, 백철석 등이 있으며, 광석 중 U와 관련된 원소로는 V, Mo, Ni, Cd 등이 있으며, 이 중 Cd를 종합적으로 활용할 수 있다. 이러한 광물 퇴적물의 기원에 관해서는 일반적으로 퇴적층 생성의 초기 단계에 초기에 농축된 광물원층이 형성되었다가 일정 기간 동안 매몰된 후 지각 작용에 의해 융기하여 형성된 것으로 일반적으로 여겨진다. 이후 지하수는 산화 및 환원을 일으켜 산화대 아래에 침출로 인한 우라늄이 풍부한 광체를 형성했습니다.

502 광상은 쓰촨성 북서부의 실루리아 규산암과 규산질 석회암에서 생산되는 우라늄 광상이다. 유사한 광상은 드물지만 산업적으로 큰 의미를 지닌다. 이 지역의 실루리아기 계는 바닥에 화산 퇴적암이 있는 얕은 변성 육상쇄설암 계열의 집합입니다. 하부 실루리아기의 두꺼운 탄소질 규산암과 점판암 파쇄대, 상부 실루리아기 점판암과 천매암의 규산질 석회암층에는 우라늄 광석 함유대가 있습니다. 광석 함유대는 규산암, 석회암, 탄소질 점판암으로 이루어져 있으며, 규산암, 석회암 등 다양한 전이암류가 발달하여 다양한 크기의 층상암체와 렌즈형암체를 형성하고 있다(그림 6-24). 과도형 암석은 다양한 양의 입자상 석영, 방해석, 탄소질 점토 광물로 구성되어 있으며, 발생 및 구성에 따라 백운석, 칼세도니, 견운모, 황철석, 인회석, 중정석, 전기석 등도 소량 함유되어 있는 특징이 있는 것으로 간주됩니다. 석회암의 SiO2 선택적 대사작용의 산물입니다. SiO2의 출처는 해저 열수 활동과 관련이 있을 가능성이 높습니다.

광체의 발생은 일반적으로 층 제어의 특성을 가지며, 모양과 연속성이 크게 변화하면서 층간 구조를 따라 그룹으로 분포됩니다. 광석에는 피치블렌드, 황철석, 섬아연석, 니켈라이트, 침철석, 황동석 등이 포함됩니다. 우라늄의 대부분은 여전히 흡착된 상태이며 광석 등급이 상대적으로 높습니다. 광물 퇴적물의 기원에 대해서는 퇴적 재구성, 침출 및 열수 침전 광물화, 초유전자 변형과 같은 다양한 견해가 있습니다.

그림 6-23 902 매장지 섹션 216의 개략적인 단면도(Beijing Institute of Uranium Geology, 1976에 따름)

금(백금) 매장지

흑암 계열의 금광상은 우리나라의 중요한 금광상 유형이 되었습니다. 간쑤성 라르마(Larma) 금 매장지는 최근 확인 및 연구된 대규모 금 매장지 중 하나입니다. 이는 간쑤성과 간쑤성 남진령 산맥 서부 고생대 습곡대의 이전 502 우라늄 매장지와 함께 생산됩니다. 쓰촨성. 금광의 광석 함유 지층은 시니안-캄브리아기 시스템의 선톱 그룹(Suntop Group)입니다. 주요 암석 유형은 흑색 및 중간 두께의 탄소질 슬레이트 층이 삽입된 회색-검정색의 두꺼운 층의 규산질 암석입니다. SiO2 함량은 95% 이상이며 일반적으로 As, Sb, Ag 및 Au의 함량이 높습니다. 금 광물화는 동서 방향의 단층에 의해 제어됩니다. 광체는 층상이고 렌즈 모양이며 정맥 모양이며 광석을 함유한 암석은 규산암과 점판암일 수 있으며 규화암, 중정석 및 황철석은 다음과 같습니다. 흔히 볼 수 있는 광석은 광석, 정맥 모양, 정동석 및 클러스터 구조를 가지고 있습니다. 주요 광물은 천연 금, 스티브나이트, 황철석, 사면체, 비소 트윌라이트, 섬아연석 및 회색 셀레늄 광석, 석영, 중정석입니다. 그리고 디카이테. 그중 석영, 중정석, 디카이트, 스티브나이트가 주요 금 함유 광물이고 황철석과 기타 황화물이 그 뒤를 따릅니다. 금은 주로 미세한 금과 초미세 금의 형태로 존재하며, 위에서 언급한 광물에 매우 고르지 않은 입자 그룹으로 둘러싸여 있으며 입자 사이에도 분포할 수 있습니다. 금 매장지의 광석 조성과 조직적 특성은 광물화가 여러 단계로 형성된다는 것을 나타냅니다.

송판 동북촌은 남진령 습곡대와 송판 습곡대가 만나는 지점에서 최근 몇 년간 발견되고 입증된 또 다른 대규모 금 매장지입니다. 퇴적물을 직접적으로 통제하는 것은 민강의 남북 구조 벨트 내의 복잡한 습곡과 단층 구조입니다. 금광물은 석탄기-페름기 탄소질 점판암과 천매암으로 구성된 흑암계열의 파쇄대에서 생산된다. 광체는 층상 분포를 갖고 있으며 광석은 각력암과 파종 구조를 가지고 있습니다. 광석에서는 다음과 같은 광물 조합을 구별할 수 있습니다. ②Realgar-석영; ④ Realgar - 소량의 스티브나이트, 천연비소 ⑤ 방해석. 금은 눈에 띄게 잘 분산된 금 형태로 나타나며 그 함량은 유기물과 정비례하며 금 등급은 5g/t 이상에 달할 수 있습니다. 위에서 볼 수 있듯이 이러한 유형의 금 매장지는 검은 암석 계열 층에 의해 제어되는 거시적 발생을 가지며 금 광물화는 명백한 후성유전적 열수 광물화 특성을 가지고 있습니다.

그림 6-24 쓰촨성 북서부 502 광상의 탐사선 프로파일(1972년 중국과학원 구이양 지구화학연구소 기준)

표 6-1 저캄브리아 니켈 및 우리나라 남부의 몰리브덴 다원소 금속 황화물층의 평균 화학 조성(wB)

참고: g/t인 Pt, Pd, Os, Ru 및 Au를 제외하고 나머지는 다음과 같습니다. 10-2개 단위. (Chen Nansheng et al., 1982에 따르면)

중국 남부의 하부 캄브리아기 흑암 셰일에 포함된 금과 백금족 원소는 오랫동안 광물 매장지 과학자들의 관심을 끌었습니다. Yunnan, Guizhou, Hunan 및 Zhejiang의 결과. 여러 성의 6개 광산 지역에서 다원소 금속 황화물 층의 화학적 조성에 대한 데이터(표 6-1) 후난과 구이저우 지역의 하부 캄브리아기 흑암 계열의 백금족 원소 금과 은에 대한 최근 지구화학적 연구 결과(Li Shengrong, 1994)에 따르면 두 곳의 흑암 계열의 서로 다른 암석 유형에 귀금속 원소가 포함되어 있음이 나타났습니다. 그 중 풍부한 금속 황화물 흑색 셰일 층의 함량이 가장 높으며, 각 원소의 농도 계수는 Os 670.5, Rn 50, Rh 1.92, Ir 1.8, Pt 37, Pd 27.1.Au입니다. 105. 5 및 Ag 620. 그러므로 이 블랙록 시리즈에는 귀금속이 풍부하다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 동시에 두 곳의 흑색 셰일에 있는 귀금속 원소의 함량 구배는 높은 안정성과 좋은 활용 전망을 보여줍니다. 백금족 원소의 Pd-Pt의 상대적 농축에 기초하여, 금속의 공급원은 해저 열수 활동과 관련이 있을 가능성이 가장 높은 것으로 추측됩니다.

그림 6-25 쓰촨성 회동 코발트-망간 광상에 있는 광석층과 천공 구멍의 히스토그램

3. 코발트-망간 광상과 니켈-몰리브덴 광상

흑색 셰일에서 코발트-망간 광상과 니켈-몰리브덴 광상은 우리나라에서 발견되고 연구된 최초의 흑색 셰일형 다원소 금속 광상입니다. 코발트-망간 매장지는 쓰촨성 서부의 한위안(Hanyuan)과 회동(Huidong)에서 발견됩니다. 한위안(Hanyuan) 광산 지역은 강-전(Kang-Dian) 축의 동쪽 가장자리에 위치하고 있습니다. 광석을 함유한 암석계는 실루리아기의 얕은 해양 탄산염암이며, 쇄설암계의 하부는 광석을 함유한 층입니다. 주로 망간을 함유한 석회석과 탄산 망간 광석, 상부는 탄소질 사암으로 구성되어 있으며, 흑색 탄소질 셰일은 일반적으로 망간 광석 층의 흑색 셰일 중간층에 코발트가 가장 풍부합니다. 코발트-니켈 황화물(주로 황-니켈 코발트 광석)을 형성하거나 황철석 및 백철석에서 동형체로 발생하며, 관형 및 잎 모양의 식물 조직은 광석에서 흔히 발견되는 것으로 생각됩니다. 회동광상은 동일한 생산층을 가지고 있으며, 광석을 함유한 암석계에는 두 개의 탄산망간 광체층이 있다. 코발트 광체는 두 개의 망간광체층 사이에 있는 흑색 탄소질 셰일에서 생성된다(그림 6-25). ) 황, 니켈, 코발트 및 코발트 함유 황철석, 백철석, 소량의 미립자 섬아연석, 능철석, 갈레나, 침철석 등이 있습니다. 광석은 산재성 및 줄무늬 구조를 갖고 있으며, 균류 및 조류의 잔존 구조도 볼 수 있으며 광체는 층상으로 되어 있으며 주변 암석의 뚜렷한 변화는 없습니다.

니켈-몰리브덴 광상은 주로 후난성 다용(Dayong)과 쓰리(Cili), 주지(Zhuji), 푸양(Fuyang), 동로(Tonglu) 및 저장성(Zhejiang)의 기타 장소에 분포되어 있습니다. 광석 함유층은 하층 캄브리아기 흑암계입니다. 이 지층에서는 석탄과 바나듐이 먼저 탐사되었으며 나중에 니켈과 몰리브덴이 발견되었습니다. 흑색암계열은 안정된 층을 갖고 있으며 광석을 함유한 층의 주체는 흑색 백운암 셰일과 미사질 셰일이며, 하부에는 인암층이 얇고 그 위에는 비늘 모양의 흑색 셰일이 있다. 규산질이 풍부하고 인단괴와 금속 광물이 흑색 셰일의 얇은 조각으로 발생합니다. 전체적인 광체도 얇은 층을 이루고 렌즈 모양을 하고 있으며 두께는 일반적으로 크지 않습니다. 광석은 주로 탄소질 진흙, 백운석, 석영 미사, 황철석 및 니켈-몰리브덴 황화물로 구성됩니다. 광석은 매우 미세한 줄무늬, 쇄설성, 콜로이드 및 파종 구조를 가지고 있습니다. 광물입자는 미세하며, 이황화니켈(NiS2), 니켈황철석, 콜로이드성 황철석이 다량으로 결합되어 콜로이드성 이황화몰리브덴을 형성하고, 은정질 흑연 및 하이드로미카 점토와 균일하게 혼합됩니다. 소량의 광물에는 섬아연석, 황동석, 능직석, 방연석, 은 함유 천연 금이 포함됩니다. 광석에는 Ni 0.4%~0.5%, Mo 9.5%~2.0%, V2O50이 포함됩니다. 2. 0%, 다양한 관련 요소는 종합적인 활용 가치를 갖습니다.

4. 구리 매장지

흑색 셰일형 구리 매장지는 독일 동부의 맨스필드 지역으로 대표됩니다. 이는 흑색 셰일형 구리 매장지에 대한 가장 초기이자 가장 심층적인 연구입니다. 광석 및 납-아연 광석의 예. "구리 함유 셰일"(Kupferschefer)은 유럽의 상부 페름기 지층의 최하층에서 생산되며 독일, 폴란드, 네덜란드 및 영국의 매우 넓은 지역에 분포합니다. 조사에 따르면 구리, 납, 아연의 채굴 가치가 있으며 매장량은 독일의 Mansfield 및 폴란드의 Lower Sudetenland와 같은 일부 지역으로 제한됩니다. 맨스필드와 인근 지역의 페름기 지층은 일부 지역의 페름기 하부 당밀질 사암과 셰일에 퇴적된 고생대 기저층에 퇴적되었습니다. 유명한 Zeichstein 증발암 퇴적층은 구리 함유 셰일이 퇴적된 후 연속적으로 형성되었습니다. 구리를 함유한 셰일은 미세한 점토질 이회토와 탄소질 이회토입니다. 생물학적 잔류물이 아스팔텐 성분에 보존되어 있기 때문에 암석의 탄소 함량은 6%에 가깝습니다. 퇴적 중의 기후 및 지형 조건으로 인해 퇴적 두께는 일반적으로 30~60cm에 불과하며 암석 조성은 어느 정도 변화합니다. 일반적으로 탄소 함량은 풍부에서 중간으로 증가하고 탄산염 조성은 증가합니다. 구리 함유 셰일의 금속 광물 집합은 수직 및 수평 방향 모두에서 변화합니다. 가장 중요한 광석 광물은 황동석, 반석, 황동석, 방연석, 섬아연석 및 황철석입니다. 구리의 농축은 구리를 함유한 셰일층의 낮은 부분으로 제한되는 반면, 높은 등급의 납과 아연은 일반적으로 프로필의 높은 부분에서 발견됩니다. 공간적 분포 측면에서 금속 축적은 폭 150m의 해안 지역, 특히 해안선 근처의 모래톱과 해저의 섬 지역으로 제한됩니다. 광대한 중앙 해양 분지에는 황철석만 있고 이회토에는 다른 황화물이 없습니다. 구리 함유 셰일에서 일반 셰일보다 더 풍부한 금속은 V, Mo, Ni, U 및 Co입니다.

독일 광물학자들은 일반적으로 구리를 함유한 셰일은 산소가 없는 저층수에서 금속 물질이 동시에 퇴적된 산물이라고 믿습니다. 그러나 금속은 정상적인 바닷물에서 나올 수 없지만, 이 바닷물은 금속을 이동시키는 역할을 합니다. 기본층에서 황화물과 철 광물의 산화로 인해 발생합니다.

3. 광물화 및 광상의 기원

흑색 셰일에는 다양한 금속이 풍부하고 광물화되어 있으며, 이는 이러한 유형의 암석의 형성 환경이 광물화에 특히 유리한 조건을 가지고 있음을 나타냅니다. . 흑색 셰일의 검은색은 주로 유기물 및 세립 황화철의 존재와 관련이 있으며, 황화철의 형성도 유기물의 존재와 밀접한 관련이 있습니다. 지질학자들은 오랫동안 검은 셰일이 현대의 검은 진흙과 유사한 퇴적물의 속생, 압축 및 응고에 의해 형성된다고 믿어 왔습니다. 검은 진흙이 형성될 수 있는 현대 환경에는 만, 해협, 입구가 막혀 바다와 격리된 분지, 해저의 깊은 함몰 지역 등이 있으며, 배수가 불량하고 생물학적 생물이 풍부한 일부 늪과 호수도 있습니다. 흑해가 좋은 예이다. 흑해의 약 230미터 이상의 산화된 표층수는 하류 해수에 비해 염도와 밀도가 낮다. 많은 유기물 잔류물이 보존되고, 해수 황산염이 환원되어 H2S를 생성합니다. 예를 들어, 수심 180m의 해수 100L당 H2S 함량은 33mL입니다. 930m 깊이의 바닷물에는 100L당 570mL의 H2S가 포함되어 있습니다. 따라서 흑해 해저 퇴적물은 해안 부근 30~40m 이내의 모래질 잔해로, 40~185m 사이는 회청색 점성 진흙이며, 수심 185m 이하에서는 미세성분을 함유한 황화철과 탄산염이 분리되어 있는 퇴적물이다. -입자형 방해석과 FeS2 및 FeS2가 풍부한 검은색 점성 진흙이 형성됩니다.

검은 진흙을 형성하는 주요 원인은 박테리아입니다. 호수물, 바닷물, 퇴적물에서 박테리아는 깊이가 증가함에 따라 감소하지만 여전히 상당한 깊이 범위 내에 남아 있습니다. 생존하다. 물에서, 물-침전물 경계 또는 퇴적물 내 호기성 분포 한계 이하에서는 호기성 박테리아가 혐기성 박테리아로 대체됩니다. 예를 들어, 중요한 황산염 환원 박테리아 그룹(Desulfovibrio desolfuricans)은 황 환원 후에 황산염을 분해할 수 있습니다. 황화수소는 특정 금속(철 등)과 결합하여 형성되거나 결합되어 황화물을 형성합니다. 분해된 황산염에는 해수에 있는 황산염과 생물학적 원형질 아미노산을 분해하는 황 박테리아에 의해 생성된 황산염이 포함됩니다. 혐기성 구역에서는 황산염환원세균에 의한 유기원형질의 분해과정이 호기성 구역만큼 빠르고 완전하게 일어나지 않기 때문에 혐기성 구역에는 상당량의 유기화합물이 보존되어 블랙머드가 형성된다. 이러한 유형의 황산염 환원 박테리아에 의해 SO2-4가 H2S로 환원되는 동안 황 동위원소 분획도 발생하여 생성된 H2S와 황화물의 황 동위원소 조성이 32S가 더 풍부해지게 됩니다. 위의 논의는 흑색 셰일이 무산소 조건에서 형성되며 생물학적 활동의 참여와 함께 화학 원소의 순환과 관련이 있음을 보여줍니다.

Fan Delian(1997)은 중국의 흑색 셰일 퇴적층에서 1차 암석과 암석 조직을 관찰하고 연구했으며, 흑색 셰일은 주로 무산소 및 정체된 물 환경에서 형성되며, 느린 속도로 형성된다고 믿었습니다. 살아있는 유기체의 적극적인 참여로 퇴적. 흑색 셰일은 상대적으로 깊은 물 조건에서 형성된 조밀한 거대하고 적층된 생물학적 잔류 구조 흑색 셰일 규산질 암석 조합뿐만 아니라 상대적으로 얕은 물 조건에서 형성된 얇은 판형, 적층형 및 잎 모양의 흑색 셰일의 조합을 모두 포함합니다. 흑색 실트암, 셰일, 백운석, 흑색 셰일과 인질질 고회암의 조합은 수역의 깊이가 중요한 요소가 아님을 나타냅니다. 흑색 셰일은 지질 역사상 여러 시대에 걸쳐 형성되었으며, 특히 상대적으로 짧은 기간(약 100만년)에 집중된 여러 해양 무산소 현상이 발생하여 넓은 지역에 걸쳐 흑색 셰일 퇴적물이 형성되었을 때 형성되었습니다. 예를 들어, 해양 무산소 환경은 고생대 초기에 광범위하게 발생했으며, 데본기 이후에는 산화 환경으로 발전했습니다. 신생대에서는 백악기 중기, 에오세 중기, 중신세 초기에도 해양 무산소 현상이 발생했습니다. 또한, 해양 무산소 현상에 속하지 않고 단순히 무산소 환경에서 생성되는 흑색 셰일도 일반적으로 분포가 상대적으로 제한되어 있습니다. 소규모 무산소 환경은 주로 지역적 지질 요인에 의해 제어됩니다.

검은 암석 계열의 다원소 금속 퇴적물에 대한 동계적 원인과 후성적 원인에 대한 이해도 다릅니다. 독일 동부의 맨스필드 구리 함유 셰일 매장지는 공통 퇴적물 기원이라는 것이 처음으로 제안되었으며 많은 논란이 없습니다.

우선, 광석을 함유한 층이 수십 또는 수백 평방 킬로미터에 걸쳐 분포되어 있기 때문에 침전에 의해서만 형성될 수 있는 열수 유체에 의해 발생하는 상대적으로 작은 면적의 광물화와는 크게 다릅니다. 둘째, 광체의 발생 및 형태는 분명히 층에 따라 제어되며, 특히 퇴적분지의 지하 고지대에서 분지의 가장 깊은 부분(적철석-황철석 또는 반철석-탄철석)까지의 광물 생성 순서의 변화입니다. - 방연광 또는 황철석-셰일러라이트-황철석은 금속 황화물 용해도 생성물 및 환경에서 감소하는 Eh와 완전히 일치하는 순서입니다. 이후 중앙아프리카 구리지대 광물광상의 기원 설명에도 동계이론이 적용되어 금속이 석출되면 원래는 세립질의 탁질 황화물 석출물이 혼합된 것이었음이 인식되었으며, 반면에 탄생석, 황동석, 황철석 및 기타 광물은 속생 및 변성 과정에서 반응 및 재결정화의 결과입니다. 합성설에 더해, 후기 속생 또는 속생적 재활성화에 대한 이해도 있습니다. 지하 근처의 당밀상 적색 층의 용액이 용해된 금속을 운반하고 새로 퇴적된 정지 부프로펠 퇴적층으로 이동한다고 주로 믿어집니다. . , 구리 함유 셰일에서 비철 금속 농축물을 형성하기 위해 재침전이 발생합니다. 이전에 언급한 바와 같이, 우라늄과 금 매장지 광물의 후성유전적 특성은 흑암 계열에서 더 두드러지는 경우가 많습니다.

흑색 셰일형 광상에 있는 금속의 출처는 또 다른 가장 중요한 문제입니다. 이 문제를 연구하기 위해 독일 지질학자들은 북대서양 심해 시추 프로그램에서 얻은 백악기 흑색 셰일 코어 샘플을 분석했습니다. 이는 오랜 기간에 걸쳐 상당히 넓은 해역에 퇴적되었기 때문에 일반적인 상황의 역사를 잘 반영할 수 있습니다. 일반 해수에서 형성된 유기물이 풍부한 퇴적물의 미량 금속 농축. 평균값, 분석된 원소 함량의 최고값 및 일반 셰일 함량에 대한 비율에 따라 Ag ＞ Mo ＞ Zn ＞ V ＞ Cu ＞ Ni ＞ Cr≒Co ＞ Pb 순으로 계산됩니다. 순서는 같습니다. 바닷물에서 금속 함량이 증가하는 순서(Ag 제외)는 정확히 같습니다. 그들은 또한 이들 원소와 유기 탄소 사이의 상관 계수를 내림차순으로 배열했습니다: Ag > Zn = V > S > Ni > Mo > Cu > Cr > Co > Pb, 그리고 S와의 상관 계수도 내림차순으로 배열했습니다. : Ag > Zn = Ni≒V > Cu > Cr > Mo > Co > Pd. 위의 세 가지 순서를 비교하면 유기 탄소가 흑색 셰일의 미량 원소 농축에 더 큰 역할을 할 수 있음을 알 수 있습니다. 위의 데이터를 바탕으로 그들은 흑색 셰일에 있는 V, Ni, Mo 등이 바닷물과 그 안의 유기체에 함유된 원소가 농축된 결과일 수 있는 반면, 흑색 셰일에 Cu와 Pb-Zn 퇴적물이 형성되는 것은 다음과 같다고 결론지었습니다. 일반 바닷물이 아닌 다른 수원이 있어야 합니다. 예를 들어, 독일의 구리 함유 셰일의 금속 공급원은 구리 함유 셰일 아래에 있는 하부 페름기 퇴적물의 산화 방출 및 축적에 의해 형성된 동시대의 물 또는 비정상적인 바닷물의 이동이라고 믿어집니다. 광물 퇴적물의 상대적으로 집중된 분포 헤르시니아 지각 변화의 영향을 받는 지역에서는 앞서 언급한 순서대로 지역적 요소의 가능한 원천이 될 뿐만 아니라 해저 열수액의 분출로 금속이 보충될 가능성도 배제되지 않습니다. 해저 열수 유체는 금, 은, 백금일 수도 있습니다. 후난과 구이저우의 지하 캄브리아기 흑색 셰일 광석 함유층의 규산암은 전형적인 열수 퇴적 기원 특성을 가지고 있으며 광석 함유층 하부의 흑색 규산질 암석에서 시작하여 정상적인 퇴적과 온수 퇴적로 끝납니다. 중간에 금속이 풍부한 층이 형성되고 상부 흑색 셰일의 상부 규산질 층이 형성되어 뜨거운 물이 이 지역의 귀금속 농축의 원천이 될 수 있음을 나타냅니다. 해당 지역의 양쯔붕해와 장난 주변해 사이의 전이대에 분포하는 활성 깊은 단층 원생대 마그마 활동은 흑혈암의 다중 원소 농축을 위한 물질적 기초를 마련했을 수 있으며 계속해서 열을 제공했을 수 있습니다. 해저 순환수를 뜨거운 염수로 변환시키는 원천.

IV. 탐사 및 평가의 요점

검은 암석 계열의 광물 매장지의 광물화 조건은 비교적 특수하며 광물 매장지는 광석을 함유한 암석과 밀접한 관련이 있습니다. 그들의 세대 환경. 흑색암 계열의 광물 퇴적물은 전 세계에 분포하고 있으며, 지역마다 특정 연령과 지층이 발달되어 있습니다. 매우 넓은 지역에 분포된 일부 흑암계는 종종 지질학적 역사에서 해양 무산소 사건과 관련이 있습니다. 따라서 이러한 유형의 퇴적물은 층에 따라 제어되고 시간에 따라 제어되는 특성을 가지고 있습니다. 중국 흑암 계열의 가장 중요한 연대는 서부 지역의 캄브리아기, 실루리아기, 데본기, 페름기 및 트라이아스기를 포함하는 고생대입니다. 게다가, 원생대 전기와 신원생대 중기의 검은 암석 계열은 종종 다양한 정도의 지역적 변성작용을 받아 어두운 편암으로 변하는데, 여기에는 금과 은의 중요한 퇴적물도 포함되어 있다는 점도 지적되어야 한다.

검은 암석 계열은 동일한 환경에서 형성된 여러 암석의 조합으로, 주요 암석 유형에는 흑색 셰일암, 규산암, 탄산암, 때로는 실트암 및 위 암석 유형 간의 전이암이 포함됩니다. 이러한 암석의 조합과 그 순서는 암석이 형성될 당시의 심해, 천해, 범법, 퇴행, 육상물질, 내생물질, 온수원물질의 썰물과 흐름을 기록하고 있다. 프로파일에서 금속이 풍부한 층의 위치와 위 요인과의 관계는 이러한 유형의 광물 매장지 탐사에 연구되어야 하는 중요한 내용입니다. 유기물의 농축, 황화철의 함량, 열수 규산암의 특성은 금속이 풍부한 층이 출현했다는 징후입니다.

검은 암석계와 관련된 광물의 종류는 다양합니다. 여기서는 흑색 셰일 유형의 다원소 금속 광상에 중점을 둡니다. 수십 년 동안 사람들은 Cu-Pb-Zn, V-U, Ni-Mo, Co-Mn, Au-Ag, Au-Ag-Pt 계열 및 기타 금속 조합으로 구성된 침전물을 연속적으로 발견하고 연구해 왔습니다. 일부 중요한 망간 광석과 인산염 암석 퇴적물도 흑암계에서 생산되며, 층상 중정석, 독소 광상, 칼륨이 풍부한 특수 점토 퇴적물도 생성됩니다. 세계의 몇몇 중요한 석유와 천연가스는 흑암계와도 관련이 있습니다. 흑암계열에 풍부한 원소에는 해수의 생물학적 과정과 관련된 원소, 육상물질에 의해 유입된 원소, 해저온수분출에서 유래된 원소 등이 포함되며, 이는 지역적 지질학적 배경, 지형 및 발생특성에 따라 결정되어야 한다. 광석을 함유한 암석 계열과 요소의 조합을 기준으로 판단합니다.

검은 암석 계열의 광상은 종종 더 넓은 지역에 여러 개의 광상이 분포되어 있습니다. 일부 흑색 셰일 광상은 광석 함유 층이 얇고 금속 광물의 농도가 낮습니다. 특정 제한 사항이 있지만 최근 몇 년 동안 검은 암석 시스템에서 크고 매우 큰 퇴적물이 발견되었습니다. 흑암계 다원소 금속광상은 금속 함량이 낮고 입자가 미세하며 분산된 박층 분포로 인해 간과되는 경우가 많습니다. , U, Ni, Mo, Mn 등과 같은 광물은 광물 매장지 발견의 신호일 수 있습니다.