湖南古丈縣萬巖重晶石礦床地質(zhì)特征及找礦前景①

劉丙秋

中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙 410000

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湖南古丈縣萬巖重晶石礦床地質(zhì)特征及找礦前景①

劉丙秋*

中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙 410000

提 要 古丈縣萬巖重晶石礦點是開展湖南古丈地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查過程中新發(fā)現(xiàn)的礦點。本區(qū)重晶石礦屬低溫熱液型礦床，成礦完全受裂隙控制。礦體主要賦存于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中，該地層中部的磷礦和底部的黃鐵礦均在野外易于識別，且與重晶石礦體有著較為密切的空間關系，對找礦有著重要的指示作用。萬巖重晶石礦點以東地區(qū)具一定的找礦前景。

關鍵詞萬巖 重晶石 礦床成因 找礦標志

萬巖重晶石礦點是開展湖南古丈地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查過程中新發(fā)現(xiàn)的礦點。礦點位于湖南省古丈縣城南西14km處，行政隸屬默戎鎮(zhèn)。礦點范圍為東經(jīng)109°48′45″～109°52′30″，北緯28°30′45″～28°32′30″，枝柳鐵路呈北東向貫穿其中并設萬巖火車站。近幾年，隨著中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“湖南古丈地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查（2013～2015年）”的開展，在該地區(qū)取得了一定的找礦成果，對重晶石礦的地質(zhì)特征和礦床成因有了新的認識。

通過對礦點進行的重點檢查，了解了重晶石礦體分布范圍、規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、主要有用組分、含量及變化、礦石質(zhì)量、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦體的控礦因素和成礦條件，認為該礦點具有一定的找礦前景。本文根據(jù)作者在該礦區(qū)的工作成果，對重晶石礦的地質(zhì)特征進行了分析，并對該礦床成因和找礦方向進行了探討，為下一步找礦工作提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

萬巖重晶石礦點地處湘西—鄂西成礦帶中段，區(qū)域位于揚子陸塊區(qū)上揚子陸塊東南緣“江南古陸”北西緣，構(gòu)造軸向北東，南東與沅麻紅色盆地相接壤。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有新元古界板溪群（Pt3bn）、震旦系（Z）和寒武系（∈）海相沉積地層，區(qū)域成礦條件較好。

區(qū)域褶皺發(fā)育，以古丈復式背斜為主體，軸向北北東，軸部地層為板溪群和震旦系下統(tǒng)江口組（Z1j）、湘錳組（Z1x）、洪江組（Z1h），兩翼地層為震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）、留茶坡組（Z2l）、寒武系（?）【1】。古丈復式背斜南端接龍鼻咀—白巖向斜，核部地層為寒武系。

區(qū)域斷裂活動強烈，斷層數(shù)目眾多，大小不一，性質(zhì)不同，形成時代亦有先后。但綜合起來分析，主要有與褶皺軸線近乎一致的北北東向逆斷層、正斷層，或與褶皺軸線呈明顯斜交的北東向-北東東向正斷層，并常見北東東向斷層切斷北北東向斷層。斷層除一般規(guī)模（斷距幾百米，延長數(shù)十千米）外，還有斷距較大，延伸較遠（100km以上）的大斷層。根據(jù)與燕山期褶皺軸向的關系和第三系紅層被破壞的痕跡來分析，斷層主要形成時期多為燕山期及喜馬拉雅期【2】。

區(qū)域巖漿巖不發(fā)育，僅見于巖牛營—龍鼻咀—四方山一帶有基性巖到超基性淺成侵入體。巖體沿萬巖溪背斜核部侵入，主體水平投影為一長軸呈北北東向的橢圓狀。經(jīng)湖南省冶金勘探公司鉆探了解，巖體主要呈巖床形式順層侵入板溪群紫紅色板巖中，底部呈波浪起伏且有分叉復合現(xiàn)象。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層較簡單，主要為元古界板溪群馬底驛組（Pt3bnm）紫紅色粉砂質(zhì)板巖，震旦系下統(tǒng)江口組（Z1j）青灰色砂巖、洪江組（Z1h）冰磧礫巖，上統(tǒng)金家洞組（Z2j）板巖夾白云巖炭質(zhì)頁巖、留茶坡組（Z2l）硅質(zhì)巖，另有寒武系下統(tǒng)木昌組（∈1m）炭質(zhì)頁巖分布于礦區(qū)東南（圖1）。其中震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）為礦區(qū)主要含礦地層，該地層中部在古丈地區(qū)富含磷礦層，底部含層狀或串珠狀黃鐵礦，且產(chǎn)出穩(wěn)定，常用于確定地層的標志。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geologic map of Wanyan Deposit

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)主要構(gòu)造線方向為北東-南西向。萬巖附近有一區(qū)域逆斷層，斷層走向呈北東-南西方向，傾向北西，斷層上盤出露地層為元古界板溪群馬底驛組（Pt3bnm）、震旦系下統(tǒng)江口組（Z1j）、洪江組（Z1h）、震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j），為一單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向北西 280°～315°，傾角10°～25°。斷層下盤出露地層為震旦系下統(tǒng)洪江組（Z1h）、震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）、留茶坡組（Z2l）、寒武系下統(tǒng)木昌組（?1m）組，均往南東 125°～140°方向傾斜，傾角 25°～40°，靠近北面褶曲較發(fā)育。局部巖層往北西方向傾斜。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)中部，即萬巖西側(cè)一帶見有輝綠巖及橄欖輝石巖，巖體侵入板溪群組地層中，巖體走向與區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線方向大致平行。往南面延伸至燈盞芯一帶見有分枝復合現(xiàn)象。其次，尚有呈南北方向延伸的脈狀侵入體，侵入于板溪群及震旦系冰磧巖組中，總面積為1.5km2，厚約2～80m。巖體與圍巖為突變接觸。圍巖蝕變有硅化、角巖化等。巖體內(nèi)見冰磧層捕虜體，局部可見流線構(gòu)造。巖體具有一定的分異現(xiàn)象，由下至上可分為蛇紋石化橄欖輝石巖相及蝕變輝綠巖相。巖相為逐漸過渡，界線不夠明顯。其變化具下列特征：礦物成分由下至上中基性長石減少，納長石含量增加，暗色礦物減少；結(jié)構(gòu)方面從下往上，由半自行粒狀結(jié)構(gòu)變?yōu)檩x綠結(jié)構(gòu)；巖相由超基性往上變?yōu)榛院腿鯄A性。

2.4 區(qū)域變質(zhì)

區(qū)域變質(zhì)作用較弱，主要表現(xiàn)為晚元古界地層普遍受到區(qū)域淺變質(zhì)作用。

3 礦點地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

本區(qū)重晶石礦屬低溫熱液型礦床，成礦完全受裂隙控制【3】。礦石礦物成分單一，以重晶石為主，連續(xù)性較好。礦石為純白色或灰白色，比重大，性脆，肉眼易于區(qū)分，根據(jù)所采集的基本分析樣化驗BaSO4品位結(jié)果圈定礦層，并根據(jù)上述條件和特征進行礦體連接，依據(jù)充分，連接可靠。

礦區(qū)內(nèi)共見4條重晶石礦體出露，其中Ⅰ、Ⅱ號礦體具有一定的品位和規(guī)模，Ⅲ、Ⅳ號礦體雖具有一定的品位，但厚度較薄，走向上不連續(xù)，規(guī)模極小。各礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及特征：

Ⅰ號礦體：分布于萬巖東部一帶，賦存于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中（圖2）。礦體走向北東40°～45°，傾向北西，傾角15°～25°，局部地段60°～65°，礦體走向與地層走向斜交，局部近于平行。礦體形態(tài)主要呈脈狀、透鏡狀、網(wǎng)脈狀等。礦體厚度0.9～2.5m，礦帶長約4000m，沿走向經(jīng)北東方向延伸呈變薄趨勢，往東西方向局部地段礦體厚度最厚達 3m左右。礦石品位BaSO4一般達90%以上。個別品位達98%。

Ⅱ號礦體：亦分布于萬巖東部一帶，賦存于震旦系下統(tǒng)洪江組（Z1h）及上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中。礦體走向為北東25°～40°，傾角40°～ 50°，局部近于直立，一般往北西方向傾斜，偶有向南東方向傾斜，一般厚度 0.8～0.9m，局部最厚處可達1.5m，但品位較低，礦體形態(tài)主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀等。礦體走向與地層走向斜交，厚度變化較大，其品位變化亦較大。礦體走向長約4200m，往南西和北東兩端厚度變薄，直至尖滅，礦石品位一般含BaSO490%左右，個別品位高達97%。

圖2 槽探素描圖Fig.2 Trenching sketch map

Ⅲ、Ⅳ號礦體：分布于礦區(qū)東南部桐木寨附近一帶，賦存于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中，礦體走向為北東 40°方向，傾向北西，傾角45°，厚度0.7～0.9m左右，兩條礦體厚度薄，走向上不連續(xù)且不穩(wěn)定，但局部品位較高，BaSO490%含量達到94.82%。各礦體樣品分析結(jié)果見表1。

表1 各礦體部分樣品分析結(jié)果Table 1 Part of the sample analysis result from each ore body

3.2 礦石質(zhì)量特征

3.2.1 礦石結(jié)構(gòu) 本礦床重晶石結(jié)構(gòu)主要為板狀晶、粒狀晶結(jié)構(gòu)。無色板狀晶體、粒狀晶體，具多邊形，粒徑0.05～0.02mm，裂隙充填物為粒狀石英集合體，呈脈狀充填于裂隙中，與淡黃色粒狀晶，不規(guī)則粒狀細粒狀黃鐵礦集合體分布于巖石中。

3.2.2 礦石構(gòu)造 礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造。

3.2.3 礦物成分 組成重晶石礦的主要成份為重晶石，其次有少量石英和黃鐵礦。

3.2.4 化學成分 工業(yè)礦體礦石的主要有益組份為BaSO4，其它組份為Fe2O3、BaCO3。BaSO4占含量的85%～95%，主要特點是BaSO4含量較高。

3.2.5 礦石類型和品級 根據(jù)礦石的物質(zhì)組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，劃分礦石自然類型為塊狀重晶石，工業(yè)類型為熱液型化工級重晶石礦。

參照相似重晶石礦礦床劃分品級，將礦區(qū)中BaSO4含量大于等于90%的礦石工業(yè)品級劃分為Ⅰ級品，BaSO4含量大于60%且小于90%的礦石工業(yè)品級劃分為Ⅱ級品【4】。

3.3 礦床成因探討

萬巖重晶石礦呈脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層或下統(tǒng)洪江組（Z1h）中，產(chǎn)狀有的和頂、底板一致，有的和頂、底板斜交，礦體明顯受裂隙控制，圍巖為白云石、炭質(zhì)板巖或冰磧巖等，與圍巖呈接觸侵入。圍巖蝕變較明顯，主要為重晶石化和黃鐵礦化，說明該礦床成因?qū)俚蜏責嵋盒偷V床【5】。從地表到深部的重晶石特征可以看出：淺部重晶石含雜質(zhì)較少，質(zhì)量較好；深部重晶石質(zhì)量相對較差一些。這是由于熱液活動過程中，熱液沿著裂隙上升，隨著溫度和壓力的降低，熱液開始沉積下來，而最先沉積的熱液混合物較多，隨著溫度和壓力的不斷降低，到達地表淺部時，熱液純度增高，所沉積下來的重晶石質(zhì)量比深部要好【6】。而深部重晶石礦體比淺部礦體薄，也是由于深部裂隙比淺部要窄的緣故，這是因為深部壓力較淺部壓力大，所產(chǎn)生的張性裂隙就相對變窄，由此說明淺部礦石質(zhì)量要比深部礦石質(zhì)量好【7】。

3.4 找礦標志

根據(jù)礦床地質(zhì)特征和控礦因素，可分析歸納出如下幾點找礦標志：

（1）地層標志：重晶石礦體主要賦存于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中，具有固定的產(chǎn)出層位和時代。因此，震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）是尋找重晶石礦的重要地層。

（2）大地構(gòu)造及巖相特征：貴州玉屏、湖南新晃、廣西三江、浙江臨安等與本區(qū)重晶石礦床相同或類似的層狀重晶石礦床，大多集中分布于過渡區(qū)。這種地域既是大地構(gòu)造的過渡區(qū)，又是沉積巖相的過渡區(qū)。因此，在揚子準地臺東南緣，江南古陸的北側(cè)呈北東向展布的白云巖、炭質(zhì)板巖出露區(qū)，是尋找該類重晶石礦床潛在的有利區(qū)帶【8】。

（3）巖性標志：重晶石主礦體賦存于白云巖和黑色炭質(zhì)板巖之間，礦層與圍巖厚度呈正相關關系。因此，同類型的重晶石礦體在震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）白云巖有由薄變厚的趨勢【9】。

（4）磷、黃鐵礦標志：重晶石礦體所賦存的震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中部的磷礦和底部的黃鐵礦均在野外易于識別，且與重晶石礦體有著較為密切的空間關系。如果區(qū)域上發(fā)現(xiàn)含磷層，應注意其下可能存在重晶石礦層【10】。

3.5 找礦方向

根據(jù)本次工作所取得的成果，該區(qū)重晶石礦嚴格受構(gòu)造裂隙控制，屬熱液型礦床。區(qū)內(nèi)由斷層引起的構(gòu)造裂隙和層間裂隙十分發(fā)育，據(jù)此可以在萬巖附近，特別是萬巖以東地區(qū)有望找到新的、更大規(guī)模的重晶石礦床。按該成礦模式，在古丈地區(qū)的古沉積盆地中尋找同類型成因的重晶石及其他熱水沉積礦床，特別是鎳、鉬、釩等多金屬礦床有重要指示作用，同時對揚子地塊周邊震旦-寒武紀地層區(qū)的古沉積盆地亦有重要的指示作用。而據(jù)現(xiàn)有資料，這些區(qū)域是我國超大型重晶石礦床的密集區(qū)域【11】。

4 結(jié)論

湖南古丈縣萬巖重晶石礦點地處湘西-鄂西成礦帶中段，區(qū)域褶皺發(fā)育，斷裂活動強烈，主要構(gòu)造線方向為北東-南西向。巖漿巖不發(fā)育，出露地層較簡單。區(qū)域成礦條件優(yōu)越。

礦床屬低溫熱液型礦床，成礦完全受裂隙控制。礦區(qū)內(nèi)共見4條礦體出露，其中Ⅰ、Ⅱ號礦體具有一定的品位和規(guī)模。均賦存于震旦系上統(tǒng)金家洞組（Z2j）地層中。礦體形態(tài)主要呈脈狀、透鏡狀、網(wǎng)脈狀等。礦石品位BaSO4一般達90%以上。個別品位達98%。

萬巖重晶石礦點現(xiàn)已查明的幾個重晶石礦體規(guī)模不大，但局部礦石質(zhì)量好，埋藏不深，開采條件簡單。通過對控礦因素的綜合研究，認為在礦區(qū)外圍東部地區(qū)尋找重晶石礦有一定的前景。

參 考 文 獻

1 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 湖南省區(qū)域地質(zhì)志［M］. 北京：地質(zhì)出版社，1988

2 易明初，李曉. 燕山地區(qū)喜馬拉雅期地殼運動劃分及表現(xiàn)特征［J］. 現(xiàn)代地質(zhì)，1995（3）

3 游國均. 湖南省古丈縣萬巖重晶石礦普查地質(zhì)報告［R］. 長沙：中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，1997，12

4 邵厥年，陶維屏. 礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊［M］. 北京：地質(zhì)出版社，2010

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6 王偉. 貴州—廣西地區(qū)寒武紀重晶石形成條件探討［J］. 礦產(chǎn)與地質(zhì)，2011（3）

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10 范峻慧，吳湘濱. 天柱大河邊重晶石礦區(qū)中段地質(zhì)特征及找礦標志［J］. 西部探礦工程，2012

11 楊義錄. 湘黔邊境重晶石礦成礦地質(zhì)背景及成礦模式淺析［J］. 貴州大學學報，2010（2）

Wanyan Barite Ore point in Guzhang is newly discovered mineralization point when carry out Hunan Guzhang region mineral prospective survey. The genesis of the deposit can be speculated as low temperature hydrothermal deposit. The Ore genesis are complete controlled by fissure. The ore-bearing stratum is early Sinian System Jinjiadong Group（Z2j），the phosphorite in middle part of this stratum and the pyrite in the bottom of the same stratum is easily identified in field observation and the consanguineous spatial relationship with Barite Ore body has important indicator for prospecting. Its east there may be a certain size of ore body with some prospecting prospect.

Keywords: Wanyan，Barite，Ore genesis，prospecting marks

① 本文為中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“湖南古丈地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查（項目編號：12120113062700）”部分成果。

中圖分類號：P619.251

文獻標識碼：A

文章編號：1006-5296（2016）02-0115-05

* 作者簡介劉丙秋（1983～），男，從事地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查及勘查工作，工程師

收稿日期：2016-02-26；改回日期：2016-03-28

GEOLOGICAL FEATURES OF WANYAN BARITE ORE IN GUZHANG HUNAN MINERAL OCCURRENCE AND ORE-FINDING

Liu Bingqiu
Hunan Geological Exploration Institute of China Chemical Geology And Mine Bureau，Changsha Hunan，410000

Abstract