２０１２年第ｌＯ期 西部探矿工程 １８５ 天柱大河边重晶石矿区中段地质特征及找矿标志 范峻慧 ，吴湘滨 （中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙４１００８３） 摘要：贵州天柱大河边重晶石矿床是目前世界上探明钡资源量最大的超大型重晶石矿床，矿区中段 内重晶石矿产于寒武系下统牛蹄塘组第一段（Ｅ 佗 ）内。阐明了该矿段重晶石的矿区地质特征、含矿 岩系特征、矿层特征、矿石特征，结合控矿因素分析，得出寻找类似重晶石矿床的地层标志、大地构造 及岩相标志、岩性标志及钒、银、磷标志。 关键词：重晶石矿段；地质特征；找矿标志；贵州天柱 中图分类号：Ｐ６１文献标识码：Ａ文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２０１２）１０一Ｏ１８５—０３ 贵州天柱大河边重晶石矿床（图１）是目前世界上 晶结构及不等粒变晶结构，局部有条纹构造。重晶石层 探明钡资源量最大的超大型重晶石矿床。矿区中段位 底部是含饼状重晶石的碳质板岩。矿床内无近矿围岩 于新晃一天柱县道线上，南距天柱县城约２１ｋｍ，北距 蚀变存在，未发现与重晶石形成有关的火成岩，矿层与 湘黔铁路新晃站约６０ｋｍ。 围岩界线清晰。重晶石内含气液包裹体均一温度为 １矿区地质概述 １０５℃～１９２℃，则天柱大河边重晶石矿床成因属于低温 天柱大河边重晶石矿床在大地构造上位于扬子准 热水沉积成矿＿２］。 地台上扬子台褶带的南缘，湘黔桂陆缘断陷盆地中。区 此外，矿区还有钒矿、磷块岩、铁矿、铅锌矿、汞、金、 域构造线多呈北东一南西向，以褶曲为主，主要包括天 银、硅石、白云岩、石灰岩等矿产产出。 堂一禾滩背斜、同良背斜、坪地复向斜等，断裂构造较发 ２矿床特征 育 ¨。 ２．１含矿岩系 区域出露地层有元古界板溪群，震旦系，古生界寒 该矿段内重晶石呈层状产于寒武系下统牛蹄塘组 武系和新生界第四系，以板溪群分布最广。板溪群分布 第一段内（Ｅ ）内。由于Ｅ 层中除含重晶石外，还 于矿区外围四周，为一套滨海相砂岩页岩建造、复理石 含磷、铀、稀土元素等多种矿产，简称含矿岩系。根据岩 建造和火山碎屑岩建造。主要有轻变质的粘土岩、砂岩 性组合特征可细分６层。从下至上有： 和凝灰岩等岩类组成。震旦系分布于坪地向斜东翼，矿 （１）灰黑色薄层硅质岩夹磷块岩层：硅质岩主要由 区东侧，沉积厚度较小。寒武系在区内发育最全、分布 隐晶质玉髓组成，断口致密。在上面的重晶石矿层增厚 最广，矿床主要赋存于下寒武统牛蹄塘组的底部。第四 处，硅质岩变薄乃至尖灭；重晶石矿层变薄，则硅质岩有 系在区内零星分布，主要为松散堆积的粘土、亚粘土、砂 增厚的趋势。磷块岩厚度变化大，不稳定，一般呈层状， 砾石等，厚度小。 可分为１～２层，也可见呈透镜状、结核状夹于硅质岩 天柱重晶石矿床主要赋存在下寒武统地层中，矿床 中。主要有硅质磷块岩、凝胶磷块岩及砂屑磷块岩３种 规模大，重晶石矿层多呈层状、似层状产出，产状稳定， 类型，主要矿物成分为稳晶质胶磷矿、胶状胶磷矿，可见 其与上、下地层产状一致。矿层沿走向延伸数千米至 少量磷灰石。该层总厚度为０～３．０７ｍ。 ２０ｋｉｎ，倾向延伸大于２０００ｍ。矿层厚度变化不大，矿体 （２）“下结核层”：黑色炭质页岩夹薄饼状重晶石透镜 厚度一般为３～５ｍ，最大厚度达１０．２０ｍ。。重晶石探明 体、球形磷结核及薄层硅质条带。重晶石透镜体大小约 储量为１．７×１０ ｔ，预计储量２×１０。ｔ。矿层上部是深灰 １０ｃｍ￣７ｃｍＸ２ｃｍ，磷结核半径０．５￣１ｍ；硅质则偏集呈不 色、灰黑色黄铁矿条纹状含碳重晶石岩。矿层中部为主 稳定的条带状或薄层。ＢａＳＯ４含量为４．８９ ～４６．５０ 。 矿层，由深灰色、黑色厚层块状重晶石岩组成，具粉一细 该层总厚度为０．０ｇ～１．６０ｍ，一般厚０．２０～０．６５ｍ。 ＊收稿日期：２０１２—０５—２０ 第一作者简介：范峻￣（１９８７一），男（瑶族），湖南郴州人，中南大学地球科学与信息物理学院在读硕士研究生，研究方向：矿物学、岩石学、矿床学。 ｌ８６ 西部探矿工程 ２０１２年第１０期 图１天柱大河边重晶石矿区地质图（据贵州省天柱县国土资源局资料绘制） Ｉ．板溪群砂岩、板岩；２．震旦系冰碛层、砂岩；３．下寒武统牛蹄塘组；４．中寒武统灰岩；５．上寒武统灰岩；６．地层界线；７．重晶 石矿体；８县界；９．向斜；１０．不整合面；ＩＩ．矿区概略地理位置 （３）深灰色块状重晶石矿层：主要由粉晶细晶重晶 石组成，具粉晶细晶结构、不等粒变晶结构、花岗变晶结 的清晰的条纹构造。条纹平直，但有时也可见波状弯 曲，条纹宽度一般为ｉ￣２ｍｍ。ＢａＳＯ４含量高达９０ ～ 层总厚度为０．１３～３．３２ｍ。 （６）“上结核层”：黑色炭质页岩夹重晶石质、硅质、 厚度：０．１Ｏ～１．４５ｍ，一般为０．２０～Ｏ．５６ｍ。 构，块状构造，偶尔可见断续层纹发育，层纹宽幅小于 Ｉｍｍ。重晶石矿石质纯、性脆，断口呈晶粒状，ＢａＳＯ４ 含量高达９Ｏ ～９８ ９／６，为优质矿石。该层是构成矿段 的富矿石部分。该层总厚度为０．１２～５．３０ｍ。 （４）灰、深灰色斑状重晶石矿层：重晶石矿石具不等 粒变晶构造，花斑状构造。矿石由于在深色背景上，分 ９８ ，为优质矿石。该层是构成矿段的富矿石部分。该 磷质结核。ＢａＳＯ４含量为４．１２ ～４２．９７ 。该层总 含矿岩系上覆地层为黑色含磷结核炭质页岩；局部 ０．１４４６．１０ｍ一段黑色炭质页岩内，富含Ｖ、Ａｇ、Ｍｏ、 布一些白色碳酸盐斑块以及因不均衡重结晶作用形成 的褪色斑块而显示花斑状构造。在地表条件下以及局 部地下水活动地带，碳酸盐矿物淋失常留下一些溶蚀空 地段在其底部夹薄层灰岩。在上结核层顶界之上 Ｎｉ等多金属，并常富集成钒、银矿体。其中，距上结核 洞，故又常具溶孔状构造。ＢａＳＯ 含量为６Ｏ ～８５ ， 为钙质矿石。该层是构成矿段的贫矿石部分。该层总 厚度０．１９～２．８０ｍ。 （５）灰一深灰色条纹状重晶石矿层：重晶石矿石具 层顶界之上１～３ｍ一段内常见一种白色“斑点”沿层分 石英及重晶石，外圈为细粒黄铁矿围绕。形态为不规则 斑点外圈细粒黄铁矿有关口］。 第１层主要为磷矿层；３～５层为重晶石的主矿体， 第３层和第５层为构成矿段的富矿石部分，第４层为构 布。斑点内部具环带构造。其内圈为白色方解石、少量 多边形，大小为２￣４ｍｍ。据推测银的富集主要与白色 粉晶结构、不等粒变晶结构，条纹构造。含少量炭质有 机质，不同粒级的重晶石晶粒偏集分布及炭质有机质呈 层带状偏集分布，形成了颜色深浅不一，粒级粗细不一 ２０１２年第１０期 西部探矿工程 １８７ 成矿段的贫矿石部分；第２层和第６层作为围岩与重晶 石矿层之间的沉积过渡带，是重晶石主矿体的直接底顶 板，其ＢａＳＯ４含量达３０ ～５０ ，但稳定性差，为表外 矿。 ２．２矿体特征 重晶石主矿体呈层状，与围岩整合产出、同步褶皱。 矿层产状与围岩一致，总体走向呈北东４５。。倾向北 西，倾角２５。～４５。，一般为３５。沿倾斜方向，深部矿层倾 角变缓，平均１２。。矿体厚度一般为３～５ｍ，矿层厚度 比较稳定，在走向呈一定规律的变化，由南向北有逐渐 减小的趋势，在倾向方向上有增大的趋势。 ２．３矿石特征 矿物成分：矿石主要矿物均为重晶石，伴生矿物为 方解石、白云石、炭质有机质，少量粘土矿物、自生石英 及、黄铁矿等，其含量随矿石类型而异。重晶石一般呈 浅灰一深灰色及黄褐色，其晶粒一般３～８ｆｆｍ，最小不 到１Ｆｍ，以半自形和他形晶为主。晶形有针状、柱状、 板状晶体及蠕虫状、团粒状、菊花状集合体等。重晶石 矿石有益组分ＢａＳＯ 含量最高达９８ ，平均８５ 以 上。ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等有害杂志指标均 符合规范要求。 矿石结构和构造：重晶石矿石均为晶粒结构，最普 遍的为不等粒变晶结构，其次有粉晶细晶结构、花岗变 晶结构、向心放射状不等粒结构、条柱状结构，偶见交代 溶蚀结构。矿石构造主要为致密块状、条纹状构造，结 核状构造、花斑状构造、溶孔状构造等。矿石结构构造 在矿体垂直方向上具有一定规律性的变化【３］，块状构造 出现矿层下部，多为粉晶细晶结构；花斑状构造出现于 矿层中部，多具不等粒变晶结构；条纹状构造出现于矿 层上部；结核状构造分布于矿层直接顶底板。 ３控矿因素和找矿标志 ３．１控矿因素 该矿床的形成受到地层层位、构造和岩相及岩性等 因素的控制。本区大地构造位置属于扬子准地台上扬 子台褶带的南缘，湘黔桂陆缘断陷盆地中，位于扬子陆 块与南华活动带的过渡区ｌ４］，在构造上具有明显的过渡 性。矿层赋存于寒武系底部，控制在牛蹄塘组第一段 内，重晶石主矿体呈层状，与围岩整合产出。本区位于 扬子沉积区与华南沉积区的过渡带，重晶石矿层受岩相 控制明显，产于硅质岩建造与黑色页岩建造之间。岩性 上表现为，矿层在剖面上置于灰黑色薄层硅质岩夹磷块 岩与黑色含磷结核炭质页岩及钒矿层之间；矿层与硅质 岩厚度呈负相关关系，在重晶石矿层增厚处，硅质岩变 薄乃至尖灭；反之亦然。 ３．２找矿标志 根据矿床地质特征和控矿因素，可分析归纳出如下 几点找矿标志： （１）地层标志：重晶石矿体赋存于寒武系下统牛蹄 塘组第一段内（∈ ）内，具有固定的产出层位和时代。 ∈ 是寻找重晶石矿的重要地层。 （２）大地构造及岩相特征：贵州玉屏、湖南新晃、广 西三江、浙江ｌ临安等与本区重晶石矿床相同或类似的层 状重晶石矿床，大都集中分布于过渡区。这种地域既是 大地构造的过渡区，又是沉积岩相的过渡区。因此，在 扬子准地台东南缘，江南台隆之北侧呈北东向展布的下 寒武统黑色页岩相布露区，是寻找该类重晶石矿床潜在 的有利区带＿３］。 （３）岩性标志：重晶石主矿体赋存于黑色薄层硅质 岩与黑色炭质页岩之间，矿层与硅质岩厚度呈负相关关 系。因此，同类型的重晶石矿体在下寒武统底部硅质岩 由薄变厚的方向有可能存在。 （４）钒、银、磷标志：矿床与结核状磷矿和钒矿及银 矿有着较为密切的空间关系。在重晶石矿层顶界向上 ０．１４～６．１０ｍ一段黑色炭质页岩内，富含Ｖ、Ａｇ、Ｍｏ、 Ｎｉ等多金属，可称为多金属层，并常富集成钒、银矿体。 此段内常见一种白色“斑点”沿层分布，与银的富集有一 定关系，易于识别。同时，在此段黑色页岩中普遍含有 稀疏的球形含磷结核，外貌特殊，易于辨认。如果区域 上发现此层，应注意其下可能存在重晶石矿层。 参考文献： ［１］李佳新，竹二蓉，等．贵州省天柱县大河边重晶石矿区祥坤 矿业公司原料矿山普查地质报告［Ｒ］．贵州省地矿局一。 三地质队．２００７． ［２］方维萱，胡瑞忠，苏文超，等．大河边一新晃超大型重晶石 矿床地球化学特征及形成的地质背景［Ｊ］．岩石学报， ２００２，１８（２）：２４—５６． ［３］余洪云．贵州天柱大河边重晶石矿床地质特征及找矿方向 ＿Ｊ］．贵州地质，１９８８，５（１）：１－９． ［４］戴传固，张慧，王敏．试论黔东及邻区大地构造相特征［Ｊ］． 贵州地质，２００６，２３（３）：２１７—２２２．
