埃迪卡拉纪-寒武纪转换时期是地球演化历史长河中极其重要的一段地质时期,发生了一系列全球性重大地质事件,包括古海洋化学条件变化、后生动物出现和快速分异(寒武纪生命大爆发)、大规模成矿事件(Ni-Mo-V-Ba多金属成矿)等。这些地质事件被广泛分布在世界各地的下寒武统黑色岩系地层所记录并保存下来,其中最引人瞩目的科学问题之一是多金属元素如何在全球尺度普遍富集并成矿。在扬子板块南缘下寒武统黑色岩系中发育有大量钼、镍、钒、重晶石等多金属矿床,其中贵州、湖南等省份尤为典型,为探索下寒武统多金属成矿提供了重要窗口。相对于钼镍矿、重晶石矿床而言,有关寒武系黑色岩系型钒矿的研究相对薄弱,对于钒的来源、成矿环境演化和成矿模型解析研究亟待深入。黔东南三穗钒矿是扬子板块南缘黑色页岩型多金属矿床的重要组成部分,矿体主要赋存于下寒武统九门冲组底部黑色炭质、硅质泥岩中。本文以黔东南三穗钒矿床为研究对象,系统开展了岩相学、元素地球化学、有机碳(TOC)及Hg同位素地球化学综合研究。其中,扫描电镜观察发现,矿石中发育有大量重晶石矿物及其环带状包围结构,钒主要赋存于伊利石等黏土矿物中,考虑钒含量与TOC之间良好的协变关系,认为钒的富集可能与有机质的吸附密切相关。元素地球化学分析发现,样品在Lg Th-Lg U二元图解、U/Th值、Y/Ho值集中指示热水沉积信号。含矿岩系Hg同位素研究进一步表明,样品的Δ¹⁹⁹Hg值大多在~0(火山Hg)附近,综合考虑三穗钒矿区留茶坡和九门冲组界线处发育有一层厚约5-10cm的火山灰层,认为钒成矿的物源很可能与同期的火山/热液活动有关。Mo-TOC二元图解表明,研究区处于极度受限的局限环境,通过Mo _EF-U_EF富集系数二元图解及相关氧化还原敏感元素分析,发现在纵向剖面上存在氧化还原环境振荡变化(留茶坡组底部氧化-留茶坡组顶部及九门冲组底部缺氧/硫化)。三穗钒矿区样品整体具有较高的CIA指数(>50),且在九门冲组钒富集层处,Al₂O₃值(18.83%)和Mo浓度(89.3ug/g)以及CIA(>80)也达到最高值,暗示强烈的大陆风化可能促使大量陆源物质输入,并为成矿提供必要的物源,这在样品的Δ¹⁹⁹Hg-δ²⁰²Hg二元图解中也有清晰显示(偏低Δ¹⁹⁹Hg)。综上认为,埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期扬子地块发生的热液/火山活动及后续的大陆风化作用可能为黔东南三穗钒矿提供了主要的成矿物质来源。考虑扬子地块多金属矿床的时空分布特征及构造演化背景,认为海底扩张等相关地质作用导致海底隆起被不断抬升,进而在过渡斜坡相区形成一种与深水盆地相区相隔离的局限盆地成矿理想场所,初始的成矿物质进一步运移至过渡斜坡相带(特别是古陆阻隔形成的局限环境)发生规模性聚集。同时,随着强烈的大陆风化,大量有机质进入海洋、古海洋生产力提升,这会共同促使局限盆地内水体环境缺氧/硫化状态的形成,在极度局限盆地的缺氧/硫化海水环境中,大量保存的有机质进一步吸附钒并发生沉淀,最终不断富集形成钒矿床。