淺析天柱縣貢溪向斜重晶石礦礦體地質(zhì)及找礦標(biāo)志

徐東波

摘 要：該文通過開展貢溪向斜重晶石礦的整裝勘查，大致查明整裝勘查區(qū)內(nèi)重晶石礦及共伴生礦產(chǎn)，分析了天柱縣貢溪向斜重晶石礦礦體地質(zhì)及找礦標(biāo)志，明確了找礦方向。這項(xiàng)工作有利于增強(qiáng)黔東南重晶石、釩礦資源供給能力和保障水平，為下步勘查提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：重晶石 礦體地質(zhì) 找礦標(biāo)志

中圖分類號(hào)：P619 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（b）-0012-03

天柱地區(qū)擁有得天獨(dú)厚的重晶石礦資源，已查明的重晶石礦資源儲(chǔ)量達(dá)2億噸以上，名列全國(guó)第一，為全省乃至全國(guó)重晶石精深加工提供強(qiáng)有力的資源保障。該文從天柱地區(qū)重晶石礦分布規(guī)律和開發(fā)利用現(xiàn)狀，結(jié)合近期完成的天柱貢溪向斜重晶石礦整裝勘查成果分析和研究。重點(diǎn)對(duì)區(qū)內(nèi)重晶石的成礦條件、賦存規(guī)律及找礦標(biāo)志進(jìn)行較為系統(tǒng)總結(jié)和研究，主要從成礦區(qū)內(nèi)重晶石含礦地層標(biāo)志、巖性組合、沉積相特征、礦化標(biāo)志和地貌特征等方面，剖析天柱地區(qū)找礦空白區(qū)及深部重晶石找礦前景和資源潛力，提高黔東南乃至全國(guó)重晶石礦資源保障水平。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及開發(fā)利用現(xiàn)狀

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)南東緣，江南地軸轉(zhuǎn)折處西側(cè)區(qū)域性北東向貢溪-坪地復(fù)式向斜。區(qū)內(nèi)出露地層為新元古代青白口系下江群、南華系、震旦系，古生代寒武系。青白口系以含火山碎屑海相沉積淺變質(zhì)巖為主，南華系以含礫砂巖、泥巖、頁(yè)巖組合，震旦系以硅質(zhì)巖、炭質(zhì)巖夾碳酸鹽巖組合，寒武系主要為海相碳酸鹽巖及陸源碎屑沉積。受兩個(gè)構(gòu)造單元的相互作用，在其接合帶發(fā)育深大斷裂和褶皺，構(gòu)造樣式復(fù)雜，造就了重晶石、釩、鉛、鋅、銻、金、錳、磷、含鉀頁(yè)巖等優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件（圖1），該區(qū)為著名湘西-黔東多金屬礦帶的重要組成部分，是尋找海底噴流沉積型重晶石礦的有利地帶。

本區(qū)重晶石礦產(chǎn)勘查及科研程度較高。

在20世紀(jì)80年代，湖南省地質(zhì)局407隊(duì)在貢溪向斜北西翼新晃縣完成重晶石礦普查-詳查工作，提交C級(jí)儲(chǔ)量1 757.56萬t，D級(jí)儲(chǔ)量5 257.22萬t；同期，貴州省地質(zhì)局103隊(duì)在貢溪向斜南東翼完成貴州省天柱縣大河邊重晶石礦區(qū)詳細(xì)普查工作，提交了《貴州省天柱縣大河邊重晶石礦區(qū)詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告》，提交重晶石D+E級(jí)儲(chǔ)量11 337.02萬t，其中D級(jí)儲(chǔ)量10 881.04萬t，E級(jí)儲(chǔ)量455.98萬t，伴生釩礦（V2O5）D級(jí)儲(chǔ)量13.54萬t，為一特大型沉積型重晶石、釩、磷、鐵多金屬礦床。

特別是2012—2014年，貴州省地質(zhì)局101隊(duì)完成了貴州省天柱縣貢溪向斜重晶石礦整裝勘查，在天柱大河邊重晶石礦產(chǎn)地外圍新增重晶石礦（332+333+334）資源量1.06億t，在天柱地區(qū)重晶石礦總資源量為2.19億t，達(dá)到超大型礦床規(guī)模。

涉及到重晶石研究方面的科研主要有胡瑞忠、楊瑞東、夏菲、馬東升等，對(duì)貴州大河邊至湖南新晃超大型重晶石礦地球化學(xué)特征、海底熱水噴流沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及形成地質(zhì)背景專項(xiàng)課題研究工作。

研究區(qū)重晶石礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)日益成熟，已設(shè)置有重晶石探礦權(quán)4個(gè)、采礦權(quán)9個(gè)，總面積73.49 km2，礦權(quán)區(qū)以外的空白區(qū)面積達(dá)130 km2。重晶石深加工企業(yè)5個(gè)，產(chǎn)能達(dá)150萬t。

2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)重晶石礦主要分布在北東向展布的貢溪向斜兩翼震旦系留茶坡組中上部，黑色薄層炭質(zhì)粘土巖與黑色薄層硅質(zhì)巖地層中，按成礦空間部位及結(jié)構(gòu)，分為上、中、下三部分，上部多為條帶狀礦石，連續(xù)性較好，厚度變化不大，一般厚0.5～1.0 m，BaSO4 43.12%～90.57%，平均82.34%；中部為碳酸鹽～硫化物～重晶石層，厚0.3m，品位較低，意義不大；下部多為塊狀礦石，一般厚一至十余米，三者沒有明顯的界線?？刂频奶熘h大河邊重晶石礦床主要為下礦層，走向延伸長(zhǎng)度13 473 m，礦體寬度400～1 800 m，產(chǎn)出標(biāo)高+900～+200 m，厚度0.5～14.64m，平均厚度3.49 m， BaSO4品位52.06%～98.06%，平均品位85.56%。天柱地區(qū)累計(jì)查明的重晶石礦總資源礦石量為2.19億t，達(dá)到超大型礦床規(guī)模。

據(jù)最新的天柱縣貢溪向斜重晶石礦整裝勘查成果，經(jīng)工程控制的重晶石礦體有四個(gè)，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦體，賦存在貢溪向斜南東翼留茶坡組中上部的下礦層中，圍巖為黑色薄層炭質(zhì)粘土巖與黑色薄層硅質(zhì)巖。

Ⅰ礦體：位于圭勺-大河邊-大楊柳一線出露，北東延伸進(jìn)入湖南地界。區(qū)內(nèi)走向延伸長(zhǎng)度13 473 m，礦體寬度400-1 800 m，產(chǎn)出標(biāo)高+900～+200 m，厚度0.5～14.64 m，平均厚度3.49 m，BaSO4品位52.06%～98.06%，平均品位85.56%。重晶石礦體呈層狀，與圍巖整合接觸，同步褶皺。礦體總體走向北東45°，傾角一般25°～45°，一般為35°，沿傾向礦體傾角有變緩的趨勢(shì)，達(dá)到超大型礦體規(guī)模。

Ⅱ礦體：位于坪地寨腳一帶，山環(huán)重晶石礦采礦權(quán)與F1斷層之間。其走向北東，傾向南西，傾角35°～65°；南西端重晶石露頭見于卜登寨，重晶石礦露頭沿F1斷層零星可見，北東延伸進(jìn)入湖南地界；礦體走向延伸大于4 500 m，傾向控制深度700 m，礦體埋深+900～+70 m；礦體單工程厚度1.07～2.10 m，平均厚度1.49 m；BaSO4品位77.12%～92.07%，平均品位85.30%。呈層狀、似層狀產(chǎn)出，為大型礦體規(guī)模。

Ⅲ礦體：位于大寨—亞進(jìn)普查區(qū)云洞至平磨一帶，重晶石露頭沿云洞背斜兩翼分布，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，總體走向北東，云洞背斜南東翼重晶石礦體傾向南東，傾角35°～50°云洞背斜北西翼重晶石礦體傾向北西，傾角13°～30°，走向長(zhǎng)度3 832 m， 礦體寬度200～900 m，傾向控制深度400～450 m，礦體埋深+800～+200 m，礦體厚度0.78～2.26 m，平均厚度1.39 m，厚度穩(wěn)定；BaSO4品位51.82%～85.10%，平均品位77.55%，有用組份分布均勻。為大型礦體規(guī)模。

Ⅳ礦體：位于大寨—亞進(jìn)普查區(qū)，產(chǎn)于云洞背斜北西翼，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，走向北東，傾向北西，礦體長(zhǎng)度800 m，寬度60～240 m。礦體埋深+800～+750 m，厚度0.80～0.85 m，平均厚度0.83 m，厚度穩(wěn)定。BaSO4品位63.60%～76.23%，平均品位70.11%，有用組份分布均勻。屬小型礦體。

礦石礦物以重晶石為主。礦石結(jié)構(gòu)具粉晶、細(xì)晶、不等粒變晶等結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要有塊狀、條帶狀、花斑狀、溶孔狀、結(jié)核狀等。礦石自然類型有塊狀、條帶狀、花斑狀重晶石礦為主。

3 礦床成因

據(jù)胡瑞忠、楊瑞東、夏菲、馬東升等對(duì)貴州大河邊至湖南新晃超大型重晶石礦地球化學(xué)特征、海底熱水噴流沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及形成地質(zhì)背景專項(xiàng)課題研究成果。發(fā)現(xiàn)在貢溪向斜貴州天柱大河邊至湖南新晃一帶震旦系留茶坡組重晶石礦床具有海底噴流沉積構(gòu)造特征，如垂直或斜交底板頁(yè)巖層面的重晶石脈、沖刷構(gòu)造、餅狀構(gòu)造、柱狀構(gòu)造、炭質(zhì)膜殼構(gòu)造、透鏡狀構(gòu)造、結(jié)核構(gòu)造、斑狀構(gòu)造、水平紋層構(gòu)造等，構(gòu)成了典型的熱水（液）噴流沉積構(gòu)造系列，代表海底噴流作用開始—強(qiáng)烈—衰退的過程。海底噴流沉積構(gòu)造構(gòu)造序列的發(fā)現(xiàn)為天柱大河邊寒武系底部重晶石礦床屬于熱水噴流成因提供了重要證據(jù)，豐富了海底熱水噴流沉積的沉積標(biāo)志。

4 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志，研究區(qū)內(nèi)及區(qū)域重晶石礦具有固定的產(chǎn)出時(shí)代和層位。礦層賦存于震旦系地層留茶坡組上部。（2）巖性標(biāo)志，重晶石產(chǎn)于留茶坡組中上部，重晶石礦含礦巖系為一套富硅質(zhì)、炭質(zhì)有機(jī)質(zhì)的碎屑巖沉積組合，其上覆巖石地層為寒武系厚度上百米的黑色、灰黑色碎屑巖；下伏巖石地層為震旦系陡山陀組泥質(zhì)白云巖，含礦巖系巖（礦）石組合與頂、底板巖石特征的標(biāo)志十分明顯。（3）釩、磷礦（化）標(biāo)志，在重晶石礦層頂界上下0.1～8 m多為黑色薄層炭質(zhì)粘土巖，有的地段相變?yōu)橹泻駥由皫r、泥晶灰?guī)r，富含V、Ag、Mo、Ni等多金屬，習(xí)稱“多金屬”層，并常富集成釩、銀礦體，在此段黑色頁(yè)巖中常見稀疏的磷結(jié)核，外貌特殊，易于辨認(rèn)。如發(fā)現(xiàn)該層，應(yīng)該注意其下可能有重晶石礦層存在。（4）地貌標(biāo)志，重晶石較為堅(jiān)硬，不易風(fēng)化。在地貌上常形成正地形或陡坎，易于識(shí)別。

5 成礦條件及找礦前景分析

5.1 成礦條件分析

根據(jù)貢溪向斜現(xiàn)有的重晶石勘查成果分析，已查明的天柱大河邊重晶石礦和新晃縣貢溪重晶石礦屬超大型礦床，目前探明的重晶石資源總量已達(dá)到3.6億噸。長(zhǎng)期以來不少學(xué)者通過對(duì)本區(qū)域重晶石礦石的沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦床地球化學(xué)、鉛同位素、礦物特征及形成地質(zhì)背景的研究，初步認(rèn)為是熱水（液）噴流沉積型礦床，重晶石礦體賦存于震旦系留茶坡組地層中，留茶坡巖相、巖性及其厚度與重晶石成礦關(guān)系密切。

通過已有勘查研究成果，該區(qū)重晶石成礦具有特定地質(zhì)背景、沉積環(huán)境、成礦物質(zhì)來源、地層巖相條件。（1）特殊地質(zhì)背景對(duì)重晶石形成提供有利成礦空間。該區(qū)震旦系-寒武紀(jì)沉積成礦盆地是在南華紀(jì)大陸斜坡上形成斷陷型熱水成礦盆地。同生斷層作用將盆地切割形成一系列次級(jí)盆地，即西部玉屏-三穗和東部天柱-新晃兩個(gè)二級(jí)沉積盆地。由于北東向同生斷層的發(fā)育，將東部的天柱-新晃二級(jí)沉積盆地分割為天柱大河邊-碧林和新晃龍背-銅盆蓋兩個(gè)三級(jí)熱水沉積成礦盆地。這些次級(jí)盆地為大型-超大型重晶石礦床的形成提供構(gòu)造成礦空間，震旦紀(jì)沉積的留茶坡組黑色硅質(zhì)巖和有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)頁(yè)巖提供容礦巖石。（2）特定沉積環(huán)境對(duì)重晶石形成提供富集條件。晚震旦世末至早寒武世初，位于湘黔桂海盆邊緣地段。根據(jù)沉積相分析，晚震旦世末硅質(zhì)巖中產(chǎn)有深水放射蟲、海綿骨針及豐富的菌藻類生物化石，區(qū)內(nèi)巖石水平層理、條帶狀及紋層狀構(gòu)造發(fā)育，說明沉積環(huán)境處于外陸棚。早寒武世初黑色頁(yè)巖中生物稀少，主要為海綿骨針，水平層理，高有機(jī)質(zhì)，較多黃鐵礦，屬深水陸棚邊緣盆地，而重晶石礦層夾在硅質(zhì)巖建造與黑色頁(yè)巖建造之間，故重晶石形成于外陸棚至棚緣盆地環(huán)境中，具有深水、滯留、還原和補(bǔ)償性的特點(diǎn)。（3）成礦物質(zhì)來源對(duì)成礦起著特別重要控制作用。據(jù)夏菲、彭軍、夏文杰等對(duì)天柱大河邊和新晃銅盆蓋等礦床研究，其一在新晃銅盆蓋礦床中發(fā)在主礦層底板硅質(zhì)巖和重昌石礦層之間存在沉凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖，Ba含量達(dá)130×10-6～227.333×10-6，平均167.267×10-6；由此分析認(rèn)為在重晶石礦層形成之前，該區(qū)發(fā)生過海底火山噴發(fā)；其二是天柱大河邊礦床，在重晶石礦層下部地層如南華系南沱組及震旦系江口組冰績(jī)含礫砂巖和含礫石英砂巖中含Ba（112 000～19 067）×10-6，為地殼克拉克值（425）×10-6的28倍。在深大斷裂構(gòu)造活動(dòng)作用下形成熱鹵水，含鋇熱鹵水通過地表水下滲混合形成混合熱鹵水，在深部不斷加溫淋濾基底層富鋇巖，并與原生流體混合而形成含礦流體，從而為重晶石礦形成提供礦質(zhì)來源。（4）地層、巖性及巖相對(duì)重晶石礦形成具有控制作用。①地層控礦：研究區(qū)內(nèi)重晶石礦為超大型重晶石礦床，受地層控制明顯。礦床產(chǎn)于留茶坡組中，區(qū)域上相同類型的重晶石礦床、礦點(diǎn)重晶石礦均嚴(yán)格限制在留茶坡組中，毫無例外，礦體呈層狀、似層與上下覆及下伏地層整合產(chǎn)出，同步褶皺。②巖性控制：通過已有的地質(zhì)資料綜合研究分析，含礦巖系巖性主要為黑色薄層硅質(zhì)巖與黑色薄層炭質(zhì)頁(yè)巖互層，其厚度大小與重晶石礦的有無及厚度變化有一定的關(guān)系，含礦巖系中黑色薄層硅質(zhì)巖與黑色薄層炭質(zhì)頁(yè)巖厚度越大，重晶石礦體厚度越小，甚至完全尖滅。③巖相控制：研究區(qū)重晶石礦位于揚(yáng)子沉積區(qū)向華南沉積區(qū)的過度地帶，早寒武時(shí)期沉積相區(qū)為陸棚相，重晶石礦層上覆為一套厚度大于200 m的黑色炭質(zhì)粘土巖，具規(guī)則的水平層理，細(xì)小的沉積粒度，有機(jī)質(zhì)含量較高，較多的黃鐵礦產(chǎn)出，顯然是滯留盆地的產(chǎn)物，含礦巖系中的硅質(zhì)巖又是靜水盆地中形成的，研究區(qū)及鄰區(qū)重晶石礦產(chǎn)于硅質(zhì)巖建造與黑色炭質(zhì)粘土巖建造之間，受巖相控制明顯。

5.2 找礦前景分析

依據(jù)研究區(qū)內(nèi)重晶石礦控礦條件，成礦規(guī)律，結(jié)合最新取得的貴州省天柱貢溪向斜重晶石礦整裝勘查成果，遵循最小面積最大含礦概率原則，在已知礦體沿走向、傾向延伸方向圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)的方法和原則。對(duì)天柱地區(qū)找礦空白區(qū)及深部重晶石找礦前景和資源潛力進(jìn)行綜合分析，規(guī)劃出3個(gè)不同類別的重晶石礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)，預(yù)計(jì)可增加重晶石礦石資源量2億余噸。其中A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)1處，B類找礦遠(yuǎn)景區(qū)1處，C類找礦遠(yuǎn)景區(qū)1處。

（1）上圭勺—大楊柳重晶石A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于貢溪向斜南東翼，主要集中在礦權(quán)區(qū)（大代白、圭祿山、山環(huán)）內(nèi)。礦體沿傾向延伸較為穩(wěn)定，礦體厚度有增厚的趨勢(shì)，區(qū)域成礦條件好，綜合研究程度較高，投入地質(zhì)勘查預(yù)計(jì)可增加重晶石（333）礦石資源量1億余噸。（2）石硬—高車重晶石礦B類找礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于貢溪向斜北西翼云洞背斜傾伏端之南西側(cè)，兩翼均有重晶石礦產(chǎn)出，層位穩(wěn)定；厚度、品位變化不大；加之該區(qū)域重晶石礦含礦巖系上覆地層九門沖組、杷榔組、清虛洞組分布廣泛，預(yù)測(cè)該區(qū)域有較好的深部找礦前景。投入地質(zhì)勘查預(yù)計(jì)可探獲（333+334）重晶石礦石資源量8 000萬t。（3）麥溪—岑樓坡重晶石礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于貢溪向斜的核部，為勘查空白區(qū)。根據(jù)成礦預(yù)測(cè)，深部存在隱伏重晶石礦，礦體埋深在1 000 m以上，具一定的找礦前景好。投入地質(zhì)勘查預(yù)計(jì)可探獲（333+334）重晶石礦石資源量6 000萬t。

6 結(jié)語(yǔ)

該文通過分析和研究天柱地區(qū)已有的重晶石找礦成果，結(jié)合最新的天柱貢溪向斜整裝勘查成果，從區(qū)內(nèi)重晶石礦床地質(zhì)特征，結(jié)合區(qū)域重晶石成礦條件及成礦背景，重點(diǎn)剖析天柱地區(qū)重晶石礦成礦條件、賦存規(guī)律及找礦標(biāo)志，初步認(rèn)為該區(qū)域重晶石礦資源豐富，成礦條件優(yōu)越，具有較好找礦前景和較大的資源潛力，加強(qiáng)該地區(qū)的重晶石勘查，對(duì)提高黔東南乃至全國(guó)重晶石礦資源保障水平，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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