黑色岩系在世界范围内分布广泛,又因其产出不少大型、超大型矿床而引人关注,黑色岩系及其相关矿床的研究成为一个重要的课题。大巴山地区震旦系至寒武系中发育良好的黑色岩系,部分地区已经发现具有工业价值的矿床。所以,本文选取陕西镇坪地区下寒武统的黑色岩系为研究对象,开展金属元素赋存与富集规律的研究,以期对该地区黑色岩系及其相关矿床的研究提供新的发现。陕西镇坪地区下寒武统黑色岩系主要分布于杨家堡组及其上的庄子沟组之中,杨家堡组以深灰色薄-厚层状碳质硅质岩为主,夹灰黑色薄层状含碳硅质岩。庄子沟组由碳质板岩、碳硅质板岩夹泥灰岩和含碳灰岩等岩类组成。黑色岩系中可见磷结核和大量次生黄铁矿。通过对黑色岩系开展的薄片鉴定、扫描电镜、电子探针及化学成分分析等分析方法,结合已有的资料进行沉积相和物源分析,总结矿物赋存、富集规律及成矿期次。取得以下成果:1、早寒武世研究区所在扬子地台北缘为硅质-页岩盆地,沉积模式为缓斜坡沉积模式:杨家堡组为沉积于盆地内部,以硅质岩为主,而之上的庄子沟组沉积环境为下缓斜坡相,碳质增加,局部夹薄层灰岩或透镜体。2、化学成分分析显示研究区下寒武统黑色岩系中Fe、Zn、Cu、Pb、Mo、 Ti、V、Mn、Cr等具有不同程度的矿化异常,部分样品已到达共伴生矿床的边界品位,但矿化不均匀;矿化元素Fe、Zn、Cu、Pb、Ti呈正相关关系,Fe和V之间相关性较差,Fe和Cr、Mo、U之间相关性不强,表明Fe、Zn、Cu、Pb、Ti具有相同的物质来源及富集规律,而样品中U含量较低,且其它元素相关性不强,可能是因为黑色岩系中的铀富集方式为氧化次生富集。3、扫描电镜分析显示V以三种形式存在,粘土矿物(钒云母)中、胶体状态(游离氧化物)、吸附状态(V-Ti氧化物集合体)。V-Ti氧化物集合体在碳质泥岩基质中呈浸染状或星散状分布,根据原子比来进行晶体化学式换算,但化合价不能为零,由此可见该V-Ti氧化物不是单一矿物晶体;Co、Ni、Mo主要呈类质同像存在于黄铁矿中、镍黄铁矿或硫化镍矿物中,部分Cr也以类质同像的方式存在于黄铁矿中,Cu、Pb、Zn、Ti、V、Mn在黄铁矿中含量较少;黄铁矿呈自形-半自形晶体状和草莓状;闪锌矿具有胶状和团块状,胶状闪锌矿主要赋存于岩石的微小空隙中,大小为数十个微米;W主要以钨华(H2WO4)、水钨华(H2WO4·H2O)形式呈浸染状分布,可能为吸附于粘土矿物之上;Ni主要以硫化物形式存在,铜、铁、镍矿主要形成于岩石微小空隙壁上,从外到内沉淀形成;Pt、Pr等贵金属主要是吸附在含有一些胶状物质、胶磷矿、铁的氧化物、氢氧化物等碳质页岩中。4、主量、微量及稀土元素分析结果表明黑色岩系存在陆源、生物来源、海盆内源、海底火山及热水沉积等多种来源;此外前人在该地层中发现了火山碎屑,说明陆源或海底火山活动的存在,大量有机质说明可能存在生物来源。物源的多样性及相互作用决定金属元素的多样性和元素初始富集性。5、区内黑色岩系存在两期成矿作用。早期为沉积作用,成矿物质原始富集,显著特征为钒、铁、锌等同沉积胶体矿物的存在:第二期为后期改造成矿作用,热液成因石英、方解石及重晶石脉中见达到工业品位的辉铜矿及闪锌矿;以及韧性剪切面理周围岩石改造、重结晶作用强烈,元素含量高出均值数十倍提供了有利证据。6、在明确了该区黑色岩系中金属矿物的富集及分布规律的基础上,对区内圈定的远景区进行了有利靶区优选,优选出“竹溪望鱼河锌铜钒铀找矿靶区”和“小河口-庙坪锌铜钒找矿靶区”2个找矿靶区。并总结出黑色岩系找矿有利靶区有以下特征:岩性以含碳硅质板岩或含硅碳质板岩为有利岩性,构造以断裂、褶皱、韧性剪切等构造相互叠加为有利构造。