淺談貴州省天柱縣大代白重晶石礦床地質(zhì)特征

楊光亮

（中化地質(zhì)礦山總局貴州地質(zhì)勘查院，貴州貴陽 550002）

貴州省天柱縣大河邊地區(qū)重晶石礦資源儲(chǔ)量豐富，被評(píng)價(jià)為超大型重晶石礦床。從上世紀(jì)八十年代起，貴州省地礦局就對(duì)該地區(qū)進(jìn)行了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源評(píng)估，作了較系統(tǒng)的礦產(chǎn)、地層和構(gòu)造研究。近些年，許多學(xué)者對(duì)天柱縣貢溪向斜一帶所產(chǎn)重晶石礦床作了巖石學(xué)、同位素地球化學(xué)及包裹體的研究，并分析了礦床中沉積構(gòu)造特征，認(rèn)為其屬于海底噴流沉積型礦床。本文以大河邊重晶石礦區(qū)大代白礦段的礦床地質(zhì)特征為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)其含礦巖系、礦體特征及礦石質(zhì)量等做出描述，并簡要探討了成礦地質(zhì)條件及找礦標(biāo)志，以期為該區(qū)的重晶石礦產(chǎn)遠(yuǎn)景勘查提供詳細(xì)的基礎(chǔ)地質(zhì)資料和參考價(jià)值。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

根據(jù)以往地質(zhì)資料可知，區(qū)域出露地層有元古界青白口系淺變質(zhì)巖、南華系冰磧礫巖、震旦系-寒武系碳酸鹽巖夾陸源碎屑巖。大代白礦區(qū)中最為常見的地層為寒武系，尤其是在貢溪向斜的核部一帶出露最多，占總體的60%左右；該向斜的兩翼依次可見震旦系、南華系和青白口系地層。第四系沉積物則少量分布于山麓、沖溝和低洼地區(qū)［1-2］，地層按時(shí)代由老到新依次描述如下：

（1）南華系（Nh）

南沱組（Nh2n）：巖性為灰綠色、黃綠色絹云母變余粉砂質(zhì)、礫質(zhì)砂巖，粉砂質(zhì)、砂質(zhì)板巖，下部礫石礫徑較粗，上部礫石礫徑較細(xì)，變質(zhì)礦物主要為絹云母、綠泥石，厚度大于200m。

（2）震旦系（Z）

①陡山沱組（Z1ds）：該組巖相和沉積厚度的變化均較大，巖性為泥質(zhì)白云巖夾炭質(zhì)泥巖、頁巖。屬于淺水陸棚-深水盆地相碳酸鹽巖與碎屑巖沉積組合。

（4）第四系（Q）

主要分布在河谷及低洼地帶，巖性為土灰黃、黃褐色黏土、砂土、碎石土、巖石碎塊及砂礫石，厚0～25m。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于揚(yáng)子陸塊東南緣，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造以褶皺及斷裂為主要表現(xiàn)形式，詳見圖1。褶皺有貢溪復(fù)式向斜、南明向斜，斷裂則以北東向斷裂在礦區(qū)延伸的規(guī)模較大，主要有新寨斷層、坪地?cái)鄬?、云洞斷層、平磨斷層等，?duì)于區(qū)內(nèi)重晶石、釩、鉛鋅多金屬等礦產(chǎn)資源具有控礦作用［3］。而北北東向、北東東向等斷裂構(gòu)造不僅規(guī)模較小，且對(duì)礦產(chǎn)有破壞作用，總體來看，區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜程度中等［4-5］。

圖1 大代白重晶石礦區(qū)地質(zhì)簡圖

1.3 含礦巖系特征

在大代白重晶石礦區(qū)內(nèi)，礦體直接頂板為黑色炭質(zhì)頁巖夾重晶石透鏡體和磷質(zhì)、硅質(zhì)結(jié)核，含少量重晶石，重晶石品位小于30%，礦體直接底板為黑色薄層硅質(zhì)巖、含炭質(zhì)硅質(zhì)巖，局部為黑色薄層含重晶石結(jié)核炭質(zhì)黏土巖，礦體和上下頂?shù)装褰佑|關(guān)系均為整合接觸［6］。礦區(qū)的重晶石類型屬于單一的重晶石型，礦石中基本無夾石。結(jié)合前人的礦區(qū)地質(zhì)工作，礦區(qū)內(nèi)含礦巖系的巖性組合及頂?shù)装鍘r性特征等詳見圖2。

圖2 留茶坡組重晶石含礦巖系特征

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

2.2 礦石質(zhì)量

在本礦區(qū)內(nèi)，重晶石礦石普遍具有晶粒結(jié)構(gòu)，因礦物顆粒大小、形態(tài)及嵌布的特征可以將其進(jìn)一步細(xì)分，主要包括有粉晶細(xì)晶結(jié)構(gòu)、不等粒變晶結(jié)構(gòu)和條柱狀結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)最普遍的是主要產(chǎn)于條紋狀重晶石礦石中的粉晶細(xì)晶結(jié)構(gòu)，礦石組成以粉晶-細(xì)晶重晶石為主，還含有部分炭質(zhì)及少量方解石、黏土和黃鐵礦等次要礦物，粒度較小，多處于0.0066mm～0.1mm，以粉晶結(jié)構(gòu)為主；在細(xì)晶結(jié)構(gòu)中，還可發(fā)現(xiàn)重晶石具有斑點(diǎn)分布的特征。

礦區(qū)內(nèi)常見有塊狀、花斑狀、溶孔狀、條紋狀和結(jié)核狀礦石構(gòu)造，在垂直方向的分布具備明顯的規(guī)律性。在礦層底部位置，多為塊狀構(gòu)造，粉晶細(xì)晶結(jié)構(gòu)；在礦層中部為花斑狀（溶孔狀）構(gòu)造，具不等粒變晶結(jié)構(gòu)；在礦層上部則以條紋狀構(gòu)造為主；而在礦層直接頂?shù)装鍎t主要是結(jié)核狀構(gòu)造［9］。

礦區(qū)內(nèi)礦石主要有益組分為BaSO4，根據(jù)取樣測試結(jié)果，大代白重晶石單件樣品品位50%～97.93%，平均值86.42%。常見的有害組分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、和MgO，它們的平均含量分別為2.57%、1.07%、0.67%、0.99%和0.45%，水溶鹽平均為0.44%。由此可知，本區(qū)重晶石礦石所含的有害組分含量較低［10］。另外，重晶石中Sr、B、Y、Yb等伴生元素含量較高，而做為填料用途的重晶石內(nèi)有害雜質(zhì)Mn、Cu、Pb含量很低。

2.3 礦石品級(jí)及類型

礦區(qū)內(nèi)重晶石礦BaSO4平均品位86.42%，按礦石的礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分的工業(yè)類型為重晶石型，且本區(qū)原礦品位較高，進(jìn)過簡單重選即可獲得最終產(chǎn)品重晶石精礦粉（BaSO4品位90%以上），可作為石油鉆井用及化工用。根據(jù)礦石組構(gòu)，礦石自然類型可劃分為塊狀、條帶狀、花斑狀、結(jié)核狀重晶石礦等。

3 控礦因素及找礦標(biāo)志

3.1 成礦控制因素

（1）古構(gòu)造控制：礦區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與江南造山帶西南側(cè)的過渡帶，其北西為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)鄂黔褶皺帶，南東為華南加里東褶皺系，在構(gòu)造上具有明顯的過渡性。在大區(qū)域上，沿?fù)P子準(zhǔn)地臺(tái)東南緣，江南臺(tái)隆北側(cè)，同類型重晶石礦床、礦點(diǎn)被不斷發(fā)現(xiàn)。廣西三江、貴州天柱、湖南新晃、安徽東至、浙江臨安等均已發(fā)現(xiàn)重晶石礦床和礦點(diǎn)。

（2）地層控制：礦區(qū)重晶石為沉積礦床，主要受到地層的厚度、巖性及走勢控制。礦床與上覆和下伏的地層為整合接觸關(guān)系，呈層狀產(chǎn)于震旦至寒武跨系地層留茶坡組上部。

（3）巖性控制：據(jù)含礦巖系特征可知，重晶石礦床的下伏巖層為黑色薄層硅質(zhì)巖與黑色薄層炭質(zhì)黏土巖互層；上覆地層巖性為黑色薄層炭質(zhì)黏土巖或中厚層石英砂巖、砂巖。

（4）巖相控制：礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與江南造山帶西南側(cè)的過渡帶。按沉積時(shí)序可知，礦層的上覆地層巖性為厚約200m的黑色炭質(zhì)黏土巖。黏土巖中極細(xì)的沉積物顆粒粒度和富含的較多產(chǎn)于還原環(huán)境的黃鐵礦表明其形成于滯留盆地當(dāng)中。而下伏地層出露的黑色薄層硅質(zhì)巖同樣顯示其主要沉積于靜水盆地中。因此，本區(qū)的重晶石礦層夾于硅質(zhì)巖建造與黑色薄層炭質(zhì)黏土巖建造之內(nèi)，明顯受制于巖相的變化。

3.2 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志：在礦區(qū)內(nèi)，該礦床具備相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)出時(shí)代和賦礦層位，重晶石礦層主要產(chǎn)于跨系地層（震旦至寒武）留茶坡組（

的上部地區(qū)。

（2）巖性標(biāo)志：在本礦區(qū)的含礦巖系中可見一套富硅質(zhì)、炭質(zhì)有機(jī)質(zhì)的碎屑巖沉積組合。上覆巖層巖性為黑-灰黑色碎屑巖，厚約百米；下伏巖層巖性為泥質(zhì)白云巖夾頁巖。因此，含礦巖系巖（礦）石組合與頂、底板巖石特征十分明顯。

（3）地貌標(biāo)志：重晶石的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)較為穩(wěn)定且不易被風(fēng)化作用侵蝕，因此導(dǎo)致的差異風(fēng)化在地貌上常形成正地形或陡坎，易于識(shí)別。

4 結(jié)論

（1）天柱縣大代白重晶石礦主要賦存于震旦系至寒武跨系地層留茶坡組內(nèi)，與上覆和下伏地層均為整合接觸關(guān)系，以塊狀和條紋狀礦石為主，另可見部分花斑狀（溶孔狀）和結(jié)核狀礦石存在。

（2）大代白礦區(qū)重晶石礦受到古構(gòu)造、地層、巖性和巖相控制，在大區(qū)域上，沿?fù)P子準(zhǔn)地臺(tái)東南緣，江南臺(tái)隆北側(cè)，?？梢姷酵愋偷闹鼐V床、礦點(diǎn)不斷被勘探出來。

（3）在本礦區(qū)內(nèi)，該重晶石礦具備相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)出時(shí)代和賦礦層位，因此可根據(jù)地層和巖性作為本區(qū)及周邊區(qū)域遠(yuǎn)景勘查的依據(jù)，且地形地貌同樣可作參考。