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中国九大重晶石矿主要矿集区及其资源潜力探讨
来源:新疆矿业投资2018-03-132343

中国重晶石矿主要矿集区及其资源潜力探讨

李春阳 田升平 牛桂芝

中化地质矿山总局地质研究院

1 概述

中国重晶石资源丰富,储量和产量均居世界首位,也是世界上最大的重晶石出口国,在国际市场上占有重要的地位。分布于全国24 个省(区)。探明储量的矿区有195 处,总查明资源储量矿石3.9 亿t。就省(区)而论,以贵州省重晶石矿最多,保有储量占全国的34%;湖南、广西、甘肃、陕西等省(区)次之(图1)。以上五省储量占全国的80%。


图1 中国重晶石矿矿集区分布图

矿床类型以沉积型为主,占总储量的60%。此外,还有层控(内生)型、火山-沉积型、热液型和风化(残坡积)型。详见表1。

成矿时代以古生代为主,震旦纪及中-新生代也有重晶石矿形成。


表1 中国重晶石矿床类型划分方案

2 重晶石矿矿集区的圈定

矿集区是指在一定范围内矿床密集产出的区域,在此区域内,按一定空间分布着不同矿种或不同类型的大型或超大型矿床,以及中小型矿床、矿化点和矿化信息。大型矿集区是矿产资源产出的重要基地,对满足国家经济持续健康发展有十分重要的意义。

2.1 矿集区的划分原则

主要根据矿集区划分的基本要求结合重晶石矿床的分布特点,确定矿集区的划分原则。

(1)同一大地构造分区内,重晶石矿矿集区在各自Ⅲ级成矿区带内圈定;

(2)矿集区内包含不同成因类型矿床,有详(普)查以上工作程度并提交有资源储量的大型或中型以上重晶石矿床;

(3)单独矿床,零星分布,中、小型暂时不圈定,大型矿床可圈定矿集区(如福建永安李坊);

(4)矿集区边界、轮廓、走向按Ⅲ级区带走向分布情况而定【1】。

2.2 重晶石矿矿集区圈定的结果

矿集区的划分基本反映了沉积型、层控(内生)型、火山-沉积型、热液型、风化(残坡积)型重晶石矿矿床的自然分布和成矿的集聚区,体表现了我国重要重晶石聚集区的基本特征。圈出9 个主要重晶石矿矿集区(表2)【2,3】。


表2 重晶石矿矿集区的划分方案

3 重晶石矿主要矿集区的特征

3.1 黔东-湘西-桂北(大河边、湘黔式)沉积型重晶石矿集区

矿集区位于扬子地台西南缘,湘黔交界处至桂北地区,呈近南北向带状展布。区内主要矿床类型为沉积型,已知矿床有贵州天柱大河边和湖南新晃贡溪、广西三江板必等重晶石矿床。

3.1.1 区域地质背景

震旦纪至早寒武世早期,南方大陆板块内发生了强烈的拉张活动,导致中元古代大陆的解体,产生扬子地块和华南地块,其间为深海相隔。由于陆内拉张裂谷作用,沿着扬子地块的浅海域内形成地堑式槽状深水盆地,拉张活动延续至晚震旦世仍有碱性火山岩喷发。

在早寒武世整个南方海平面上升,沉积了黑色页岩,底部有含磷结核和硅质放射虫等深海凝缩沉积物【5,6】。根据重晶石矿的资料研究,于上述震旦系-寒武系界线附近的含磷结核、硅质岩、黑色页岩组合层内时夹有重晶石建造。

矿集区内出露地层有元古宇下江群以及震旦系、寒武系、奥陶系及志留系。寒武系出露广泛,震旦系、奥陶系及志留系分布较为局限。寒武系是重晶石矿床的主要赋矿地层,奥陶系是重晶石矿床的次要赋矿地层。

3.1.2 矿集区成矿特征

矿集区内重晶石矿床均为海相沉积型,主要产出于下寒武统牛蹄塘组、清溪组及上泥盆统响水洞组、柳江组的硅质岩系中。矿体呈层状、似层状、透镜状单层或多层产出。区内重晶石矿床规模以大型—超大型矿床为主,中型矿床次之。

区内典型矿床有贵州镇宁乐纪重晶石矿、贵州大河边重晶石矿、湖南新晃贡溪重晶石矿。

3.1.3 典型矿床

贵州天柱大河边沉积型重晶石矿床位于贵州省天柱县,矿区长30 余km,宽

约10km,为超大型沉积型重晶石矿床。

(1)区域地质背景:

矿床位于扬子准地台上扬子台褶带的南缘。

(2)成矿环境:

矿床赋存于下寒武统牛蹄塘组的底部,牛蹄塘组的岩性变化由下而上为硅质岩-磷块岩-重晶石矿层-碳质页岩-泥质灰岩。

(3)矿体分布及产状:

重晶石主矿层出露于坪地(贡溪)向斜两翼,规模大,形态简单,呈层状于围岩整合接触,矿体产状与围岩一致,同步褶皱,总体走向北东45°;倾向在向斜西翼为南东,东翼为北西;倾角16°~84°,一般为20~40°;浅部陡,向深部则渐趋变缓。矿层厚度极稳定,主矿层厚度一般3~5m,最小0.5m,最大10.17m,全矿床平均厚度3.49m,矿层厚度逐渐增大,在倾斜方向,矿层厚度也略有增厚的趋势。

(4)矿石类型及矿物组合:

块状矿石和条带状矿石、花斑状矿石、溶孔状矿石、结核状矿石等。重晶石矿石为浅灰—灰,伴生有白云石、方解石、碳质、有机质、少量自生斜长石、粘土矿物、黄铁矿等,其含量随矿石类型而异。

(5)矿石结构构造:

重晶石矿石多为它形-半自形晶,主要结构有粉晶细晶结构、不等粒变晶结构、花岗变晶结构,次要结构有向心放射状不等粒变晶结构、交代溶蚀结构、条柱状结构等。矿石构造有块状、花斑状、溶孔状、条纹状和结核状等,多见块状、花斑状、条纹状三种构造。

(6)成矿的物理化学条件:

该矿床成矿温度为100~200℃,成矿压力为数帕至20×105Pa,成矿的Eh 值(mV)为357,pH 值为6.5,为弱酸-弱碱性过渡的氧化环境中生成。

3.2 甘南-陕西南-鄂北(秦巴式)沉积型重晶石矿集区

秦巴式沉积型重晶石矿大型矿集区位于扬子地台北缘,甘、陕、川、渝、鄂交界处,呈近东西向狭长带状展布。区内矿床类型有沉积型、层控型,已知矿床有甘肃文县东风沟重晶石矿、湖北省随州市柳林重晶石矿等。

3.2.1 区域地质背景

早震旦世-早寒武世,扬子地台北缘为陆块边缘裂谷带,以裂陷盆地为主的深水还原环境沉积盆地,沉积了黑色岩系及锰矿和含钒、钼、铀等多金属重晶石等矿产。秦巴地区下寒武统黑色岩系中广泛发育毒重石-重晶石矿床,为我国重要的重晶石矿集区。矿集区沿大巴山断裂北侧展布,受南秦岭大陆边缘裂谷构造环境控制。目前,区内已发现重晶石、毒重石+重晶石矿床(点)达40 余处【7,8】。矿床呈层状或似层状赋存于下寒武统下部的硅质岩中,含矿层位稳定,矿床具有同生沉积特征,矿体受岩性和岩相控制明显。

南秦岭地区随震旦纪裂谷的发育进一步扩张,至寒武-奥陶纪已发展成具有相当规模的古海槽,并在秦岭海域内基底孤岛和水下隆起的限制下,形成较典型的滞留盆地。向西与西秦岭海水相沟通,形成海域狭窄的较深海槽。在这种构造

环境背景条件下,为海相喷流-沉积毒重石-重晶石矿床的形成创造了条件【9】。

3.2.2 矿集区成矿特征

矿集区西从甘肃南部文县起,向东经陕西南部的安康、平利、旬阳、镇平等县和四川东北部的城口、万源等县至湖北北部的随县、京山县止。呈北西西-南东东向狭长带状展布。大地构造位置位于扬子地台北缘,重晶石矿床(包括毒重石)大都赋存于下寒武统底部,硅质建造和碳泥质建造之间。矿床大多为沉积成因,呈层状、似层状、透镜状。矿床以大、中型为主,底板多为黑色硅质岩,顶板一般为黑色含碳质页岩【10】。

矿集区内重晶石矿主要赋存在下寒武统鲁家坪组中,含矿地层自老而新依次为:第一岩性段为一套硅质岩,下部为厚层硅质岩夹少量白云岩及白云质灰岩透镜体;中厚层及薄层状硅质岩,含胶磷矿结核,为毒重石及重晶石矿的含矿层位。第二岩性段为一套板岩,下部为黑色碳质粉砂质板岩;上部为灰色泥质及白云质板岩夹薄层灰岩。可见含钡矿物主要赋存于碳酸盐和硅质岩的生物化学沉积向碎屑沉积的过渡带,也是弱还原向强还原环境过渡交替部位。含矿建造的下伏地层为一套酸性火山岩、火山碎屑岩、凝灰岩等,为钡的重要来源。需指出的是大巴山地区的重晶石产出层位,不限于下寒武统,向上一直到下志留统,均有含重晶石层位。如陕西安康、旬阳等县的重晶石产于寒武-奥陶系上段和下志留统。区内分布一系列毒重石矿床,产于地台边缘,由大巴山深大断裂控制着,下寒武统鲁家坪组为毒重石矿床的主要产出层位【11】。

3.2.3 典型矿床

湖北省随州市柳林重晶石矿【12】,矿床位于湖北省随州市南部,西起柳林公社王家湾,向东延伸至洛阳店一带。

(1)区域地质背景:

矿床位于秦岭地槽南部边缘。

(2)成矿环境:

寒武系大堰角组为重晶石的含矿岩系。襄广大断裂之北侧,覃家门复式向斜和枣树垭复式向斜的北东翼。区内构造活动强烈,以线型倒转同斜褶皱及逆冲断裂为主要特征。构造线的总体方向为北西—南东向。古生代及其以前的地层均经历了程度较低的变质作用。区内褶皱以线型为主,西段六合湾一带,褶皱轴向约为北西320°—南东130°左右,轴面倾向西南,枢纽略向北西方向倾伏。区内断裂以北西向压性断裂为主,断裂走向北西320°左右,倾向南西,倾角大,可达80°以上。

(3)矿体分布及产状:

重晶石矿体产于寒武系大堰角组下段上部。呈层状、似层状产出。底板为薄层燧石岩夹绢云石英板岩。矿层顶板为大堰角组中段的含碳薄层燧石岩夹绢云石英板岩。矿体严格顺层产出,走向断续延长近20km。西部走向约为北西310°左右;东部走向约290°,大致向南西南西倾斜,倾角大,局部出现倒转。

(4)矿石结构构造:

矿石主要为微粒变晶结构,鳞片变晶结构。致密块状构造、条带状、板状构造。

(5)矿石类型及矿物组合有用组分含量:

矿石自然类型主要以致密块状者为主,其次为白云质矿石,条带状矿石等。矿石主要矿物有重晶石,其次为石英、绢云母、碳质等。BaSO4 含量50%~98.8%。

( 6 ): 成矿物理化学条件:

δ34S 重晶石为+38.72×10-3,pH 值为6.8,Eh 值为352mV

(7)矿床成因分析:

矿床位于下寒武统的底部,即Z-∈界限附近。在湖北随县一带,从元古宇—下古生界,由火山建造与沉积建造以及火山沉积建造等交替组成。在下寒武大堰角组为含磷结核硅质板岩、重晶石矿层、含碳硅质板岩、含碳石英绢云板岩夹灰岩透镜体,厚132~240m,未见火成物质。据李文炎研究(中国重晶石矿床,1991)【4】,重晶石矿石的稀土含量以富集轻稀土元素为特点,具铕亏损,似与壳层重熔有关,说明来自于大陆边缘裂谷构造环境的火山源。成矿

物质由火山-气液喷溢而来。矿床的成因类型为沉积型。

3.3 沉积型重晶石矿的成矿规律及区域成矿模式

3.3.1 成矿规律

沉积重晶石主要形成于扬子地台西南缘及北缘的裂谷环境,受裂谷带构造和岩相古地理环境控制,形成于酸性的地球化学环境,毒重石则形成于碱性的地球化学环境。由于裂谷带火山喷气热液活动的结果,而形成磷块岩-硅质岩- 碳质岩- 页岩的成岩系列和P-Ba-U-LREE-Ni-Mo-V-Pt 族的成矿系列。

3.3.2 沉积型重晶石矿床区域成矿模式

火山-气液物质组分导入海盆与海水中的元素组分相遇后,一般是依沉积分异规律进行活动的,沉积分异作用规律,即沉积物的沉积顺序一般是:SiO2(蛋白石)-磷酸盐-白云石(碳酸盐)-硫酸盐-氯化物。而随县柳林地区就基本上符合这一沉积规律。首先是SiO2 胶体大量沉积,形成矿层的间接底板厚层硅质岩。由于沉积作用的继续,海水中镁浓度、磷浓度增大,于是形成矿层的直接底板——硅质白云岩、含磷结核硅质板岩。由于镁、磷补给贫乏,仍以硅胶沉积占优势,所以白云岩不发育,磷矿层薄而贫,连续性差。最后才是重晶石沉积阶段。在重晶石沉积初期,因Mg、SiO2沉积尚未完全结束,它们同时发生沉淀,就产生了前者到后者的过渡,在岩性上反映为矿层下部为重晶石硅质板岩,重晶石白云岩,逐渐过渡为白云质重晶石矿石。随着Si、Mg 基本耗尽又缺乏补给,而Ba 组分渐趋浓缩,过渡到重晶石矿石和少量条纹状重晶石矿石。之后,随着介质条件,补给条件发生变化,使沉积组分中硅质成分增加,依次积了条纹状矿石、板状矿石、重晶石硅质板岩、至硅质板岩而结束成矿作用。


图2 沉积型重晶石矿床成矿模式(李文炎等,1991)

对区域上沉积型重晶石矿床的成矿模式(图2)总结如下:

(1)在大陆裂谷或裂陷槽的火山喷发期间,由于来自地幔的热能及其岩浆侵位的作用下,可使地壳深部物质遭受熔融或部分熔融。

(2)在火山喷发旋回终了的气液阶段,硅酸盐携带磷、钡等元素组分循同沉积深断裂上升,喷溢于裂陷槽海盆,间或夹有少量火山凝灰物质同时喷出,形成沉凝灰岩层。

(3)由于硅酸盐饱和而首先沉积硅质岩,含磷硅质岩,或夹磷结核层、磷块岩层。在硅胶凝图2 沉积型重晶石矿床成矿模式(李文炎等,1991)Fig.2 Ore-forming model of sedimentary barite deposit聚成硅质岩之际释放Ba2+于海水中。硅质岩形成于酸性环境,当溶液由酸性演化至弱酸性-弱碱性的氧化环境时,硅质岩不再沉积,此时Ba2+与海水中的SO42-相遇结合沉淀为重晶石矿层。

3.4 鄂西南-川东南-黔中(南庄坪式)层控型重晶石矿集区

南庄坪式层控热液重晶石矿集区位于上扬子台褶带,地理位置包括鄂西南、川东南、黔东北和黔中,呈近北东向带状展布。

3.4.1 区域地质背景

矿集区地处扬子板块内部二级构造单元上扬子台褶带(鄂黔台褶带),古生代至中三叠统海相盖层发育良好。印支运动全部上升成陆,燕山运动全部褶皱,形成地台盖层褶皱带。然而,侏罗世的褶皱是本区盖层变形的主要形式,广泛发育于鄂西、湘西、川东和黔东地区,由下古生界、上古生界、三叠系和侏罗

系组成的褶皱,为一系列等间距的背斜和向斜,并受两组北北东向和北东东(近东西)向的褶皱基底断裂网格的控制,呈北东向平缓弧形展布或多字型排布的构造格局。在中生代(印支一燕山运动),大概从中三叠世开始碰撞并延续到中白垩世而形成的上述的盖层构造褶皱带。

区内重晶石矿床受上述盖层构造褶断带的控制明显。以川东南地区为例:该区褶皱、断裂群沿北北东向展布,褶皱长数十至百余公里,期间每个背斜控制着一个亚矿带,共六个亚矿带,总计重晶石矿脉300 余条;黔东北也有由背斜控制的萤石-重晶石矿带、汞矿带、铅锌矿化带等【4】。

3.4.2 成矿特征

矿集区内以层控型重晶石矿为主要类型之一,成矿区域较大,是我国这类矿床的重要产地。主要分布在鄂西、川东南、黔西地区。矿床赋矿围岩时代为晚寒武世、早奥陶世,在黔中西部为早二叠世和早三叠世。重晶石矿床的形成时代为燕山期。主要赋存于上寒武统—下奥陶统碳酸盐岩中,广大区域范围内无岩浆岩分布,表明萤石和重晶石的成矿作用与岩浆活动无明显联系。区内已发现数以百计的重晶石矿床(点),以中小型为主。矿床或矿体的产出与分布严格受北北西向至北西向的张性、张扭性断裂组的控制,呈陡倾斜脉状、透镜状产出【13】。

3.4.3 典型矿床

贵州施秉县顶罐坡重晶石矿床【13】,矿床位于施秉城南2km 处。

(1)区域地质背景

矿床位于扬子准地台上扬子台褶带的中部,近东西向贵阳-芷江大断裂穿过矿区。

(2)成矿环境:

重晶石矿床赋存于上寒武统—下奥陶统,在矿区外围的黄平、凯里、麻江、贵定以及都匀等县的上寒武统—下奥陶统,均有重晶石矿产出。含矿地层岩系由上到下为①下奥陶统大弯组,上部为灰绿色薄层砂质页岩夹灰岩,下部为灰岩、泥质灰岩及钙质页岩; ②红花园组:浅灰色中层灰岩及生物碎屑灰岩;③桐梓组:上部为细粒白云岩、灰质白云岩,中部为泥质灰岩与钙质页岩,下部为中层灰岩及白云质灰岩。上寒武统炉山组为浅灰—灰白色中—细粒白云岩。

(3)矿体分布及产状:

重晶石含矿带长900m,有重晶石矿脉17 条,呈侧列式分布,为陡倾斜矿体,沿北东—南西向张性及张扭性断裂充填。一般倾向南东 ,倾角55~70°。单个矿脉长30~80m 不等,水平厚度0.2~20m,延伸可达70m。围岩蚀变微弱,范围小,主要有弱硅化、方解石化、白云石化等。

(4)矿石类型及矿物组合:

为单一重晶石矿床。矿石类型有块状、板状及蜂窝状三种。

(5)矿石结构构造:

柱状结构;块状、板状及蜂窝状构造。

(6)有用组分含量:

块状矿石含BaSO4 95%左右,板状结晶矿石BaSO4 含量98%,蜂窝状矿石BaSO4 含量90%左右。含锶0.96%~1.64%。

(7)成矿的物理化学条件:

(7)成矿的物理化学条件:

该矿床成矿温度为130~220℃,最高达276℃,硫同位素组成δ34S值为+28.82×10-3~+16.13×10-3,属重型硫。

3.4.4 成矿规律

震旦系-下寒武统为钡源层,寒武系—奥陶系的蒸发岩为硫源层,总称矿源层。

上寒武统-下奥陶统的碳酸盐岩层和泥质、含泥质岩层,分别为容矿层和遮挡层。组成一个重晶石矿床的类似于油气的生、储、盖组合系统。

成矿介质为大气降水溶解蒸发盐岩形成的氯化物卤水,由氯化物卤水萃取a2+并搬运到浅层富有SO42-的有利环境沉淀为重晶石矿床。

武陵盖层构造宏观控制着F-Ba 系列的萤石-重晶石矿带(上),和Hg-Pb-Zn-Cu-Ba-F 系列的汞矿带或铅锌矿带(下)的垂向序列。

3.4.5 成矿模式

矿集区内重晶石、萤石矿带、铅锌矿带、汞矿带有相似的物质来源,形成在垂

向上均组成一个十分清晰的还原环境与氧化环境成矿的矿带序列。重晶石矿在区域上据典型的层控型矿床的成矿模式(图3),现简述如下:


图3 层控型重晶石矿床成矿模式图(李文炎等,1991)

(1)大气降水渗入地下,随深度增加而被加热,直接溶解膏盐成为热卤水,或混合有深地层卤水。

(2)卤水受水化学垂直分带法则的制约,SO42-型水多集中于浅层,而氯化物卤水主要富集于底层,于是溶解膏盐生成的卤水中的SO2-4和Cl-便分道扬镳。SO2-4向浅层运移,而含C1 的卤水便向底层集中。

(3)氯化物卤水在底层的Ba 源层浸出Ba等元素组分,形成含矿的卤水,主要以BaCl2 等形式存在于卤水中。

(4)因地热梯度,构造运动等作用释放热量的影响,使含Ba 卤水增温而具有驱动能力,沿断裂运移上升至浅层与SO42-型水相遇,促使物化条件迅速改变(温、压下降,Eh 升高,pH 降低),于是Ba2+与SO42-化合成重晶石沉淀于断裂空间。

由于上覆泥质类岩层的屏蔽作用,使上述成矿过程能够重复缓慢地进行,直到矿床完全形成。

3.5 其他矿集区地质特征

3.5.1 邢台-汲县-运城(大池山式)层控型重晶石矿集区

矿集区包括冀西、晋南、豫北三个相连接的地域。大地构造位于华北地台山西断隆的东部和南部。产出的地层及岩性多为寒武系、奥陶系的碳酸盐岩。其次,在太古宇阜平群、古元古界中条群佘家山组大理岩、新元古界震旦系、上二叠统等地层也见有重晶石矿。重晶石矿床大都充填于构造裂隙之中,其矿体的产状、形态、规模和分布规律,均取决于构造裂隙的产状、形态和规模以及裂隙系统的排布形式。矿集区内虽然前寒武纪与燕山期侵入活动强烈。经查与重晶石矿体的形成无直接关系。

矿集区内重晶石矿床均为小型,地质工作程度不高。如豫北只对汲县大池山重晶石矿床做过普查评价,如淇县、辉县等重晶石矿点均未进行工作。又如晋南中条山一带的翼城、浮山、夏县、平陆等县的重晶石矿床(点),也只对其中的三郎山和三峰寺等少数矿床做了详细普查。控矿地层岩系主要为寒武—奥陶系碳酸盐岩,由中条山沿太行山呈不规则带状分布。以层控为主,在河北涞源县的奥陶系也产沉积型重晶石矿床。其次,太古宇分布广,在冀西邢台等地的太古宇中产小型脉状重晶石矿床。其他地层也时有重晶石矿点发现。目前探明储量仅150 万 t,估计重晶石的资源总量大于500 万 t。

区内典型矿床为河南汲县大池山重晶石矿。

3.5.2 安丘-临沭-含山(宋官疃式)重晶石矿集区

矿集区包括了山东东部,江苏北部和安徽中部的重晶石矿床,重晶石矿床的分布受郯庐裂谷带的控制,直接产于裂谷内或沿裂谷旁侧分布。

工业矿床多数产于中生代构造盆地及其边缘地带,矿体多产于侏罗系莱阳组砂岩、白垩系青山组偏碱性的基性火山岩,王氏组砂页岩、安山玄武岩中。矿脉产于受断裂带影响而产生的次级张扭性构造裂隙中。区内重晶石矿的成矿时代为中生代晚白垩世燕山晚期,成矿与白垩系崂山期酸性侵入体有关。

区内典型矿床为山东安丘宋官疃重晶石矿。

3.5.3 闽西南(李坊式)沉积型重晶石矿集区

矿集区内重晶石矿床、矿点较少,李坊重晶石矿床为一独立矿床,由于规模为大型,能够代表一类矿床类型,划分为一矿集区。矿集区分布于永安和明溪交界,大地构造位置为华南褶皱系华夏褶皱带的西南缘。寒武系下中统林田群为重晶石的含矿岩系,为一套浅海相细碎屑-化学沉积岩。

矿区构造线主要呈北西向,寒武—奥陶系总体为一倾向南西的单斜岩层。褶皱简单,断裂有北西、北东和东西向三组。矿区内有燕山早期黑云母花岗岩和规模较小的辉绿岩脉、煌斑岩脉。

区内典型矿床为福建永安李坊重晶石矿床。

3.5.4 桂粤(潘村式)热液型重晶石矿集区

矿集区分布于广西象州—武宣和永福—临桂一带。大地构造位置位于大瑶山隆起的西缘与南缘。矿体在泥盆系的碳酸岩地层内以张性断裂为主的空间以充填方式赋存。矿体的产状和形态与断裂的产状、形态一直,矿体多呈脉状,成群出现。围岩蚀变显低温特征,以硅化、碳酸盐化为普遍【14】。

矿集区内残坡积型重晶石矿床常于原生矿相伴,多见于第四系。南方多数重晶石矿床均发现残坡积的重晶石矿。

区内典型重晶石矿床为广西象州县潘村重晶石矿;风化残坡积型重晶石矿广西象州寺村重晶石矿。

3.5.5 锡铁山-镜铁山-青铜峡(镜铁山式)火山-沉积型重晶石矿集区

矿集区分布于甘肃省境内,大地构造位置为北祁连优地槽。区内重晶石矿床主要为火山沉积型,次为热液型。火山-沉积型产于优地槽,重晶石以透镜体、条带、细—微粒状三种形式赋存于菱铁矿、镜铁矿层,呈厚层状产出,规模巨大。热液型重晶石矿床均为中、小型,产于优地槽、冒地槽两种构造环境。受断裂带控制,以充填方式形成脉状矿体。

区内典型矿床为甘肃肃南桦树沟(镜铁山)铁-重晶石矿。

4 近年来找矿新进展

扬子准地台南缘、北缘为我国重晶石资源的主要赋存和产出地。近年来实施了黔东南—湘西北地区重晶石矿资源评价、我国优质化工矿产(磷、硼、萤石、重晶石)资源潜力调查评价等国土资源大调查项目,较全面地评价扬子准地台

南缘和北缘沉积型重晶石矿、层控(内生)型重晶石矿的资源潜力和找矿前景。

多年的地质调查、勘查成果显示,我国重晶石矿产资源潜力较大,资源远景是较为乐观。扬子准地台南缘、北缘具有良好的找矿前景。

5 主要矿集区远景评述

我国现主要开采重晶石的矿床为沉积型,其找矿前景较大。各矿集区的资源潜力各不相同,现将主要矿集区的远景进行评述:

5.1 黔东-湘西-桂北(大河边式、湘黔式)沉积型重晶石矿集区远景

5.1.1 成矿条件分析 古构造条件:

湘黔边境的超大型贡溪-大河边重晶石矿床的构造环境,具有类似于裂陷槽性质的迹象。该区位于梵净山东南侧,在雪峰构造阶段属扬子大陆边缘冒地槽带,沉积了一套磨拉石-复理石岩石组合。横跨湘黔边境的北东东向镇远-芷江深断裂有古张裂特征,系拉张活动形成。据航磁资料在施秉—天柱一线有一近东西向的磁场分界。物探地质解释这一磁场分界是基底断裂的反映。同时重力资料表明在贵阳—三穗有一重力低值异常,可能也是上述基底断裂的反映。在该深断裂两侧有偏碱性超基性岩体侵入。岩体的同位素年龄测定为292~654Ma,其最大值可认为是地幔岩体在热地幔柱的影响下,产生部分熔融以后在岩浆房内开始成岩的时间,最小值似指示其最后固结成岩或后期蚀变的时间(贵州省区域地质志,1987)。而Z-∈界线年龄为570Ma,居于上述岩体形成的年龄之间。同时在重晶石产出的下寒武统牛蹄塘组发现有沉凝灰岩。

这些迹象表明镇远-芷江断裂可能属于古裂陷槽。可以认为湘黔边境的沉积型重晶石矿床的形成,是与该裂陷槽深断裂有关。该裂谷在雪峰期可能属边缘裂谷性质,到震旦纪-早寒武世早期,由于南方陆块发生陆内拉张作用而转化为陆内裂陷槽。

古地理:

早寒武世,扬子地台南缘扬子沉积区—江南沉积区,北从贵州都匀以东,湘西保靖,石门以南至安徽滁县一带,东南界大致在广西东南,桂林至江西上饶一线的范围内,均属边缘海性质,沉积了一套非补偿型含磷碳泥质及硅质岩组合或以含磷结核、石煤、硅质岩(王鸿祯,1985)。

在西部的贵州和湘西,晚震旦世沿台江—镇远—松桃—大庸一带构成台缘斜坡,南东属盆地相,暗色碳硅质沉积。早寒武世梅树村期至沧浪铺期,斜坡略向东移,在铜仁—都匀一带属斜坡环境,南东为广海盆地相,碳硅质沉积(贵州省区域地质志,1987)。从黔东玉屏、天柱,湘西新晃到皖南,东至绩溪、浙扛富阳、临安等地的上震旦统—下寒武统的重晶石矿床大都分布在上述扬子沉积区东南部向江南沉积区的过渡地带,只有广西三江和江西上饶等地的重晶石矿床是分布在江南沉积区,而且均位于斜坡及其以东的广海盆地。

重晶石沉积的最佳相带属盆地边缘斜坡相,如湘西贡溪重晶石矿床中见滑塌卷曲层理(赵代珍,1986)。从广西三江县板必重晶石矿层上、下的碎屑岩的粒度分析所作的沉积环境鉴别,具有浊流沉积成因,也说明重晶石是在陆坡下转深水的环境中形成的,这种相环境处于氧化-还原界面,距海岸较远,杂质少,可以形成优质的重晶石矿石。另外,在局限海泻湖相也可沉积重晶石,一般规模小,或少有工业意义。如湘西产于晚震旦世陡山沱期的贡溪矿床龙塘矿段,就是这类泻湖相类型。

5.1.2 资源潜力分析

矿集区内主要为沉积型重晶石矿,寒武-泥盆系出露广泛,含矿岩系稳定。已发现大型-超大型重晶石矿床一处,重晶石矿床(点)多处,成矿条件好,预测重晶石资源量3 亿t。

5.2 甘南-陕西南-鄂北(秦巴式)沉积型重晶石矿集区远景【15】

5.2.1 成矿条件分析 古构造条件:

扬子地台北大陆边缘古构造特点之一是,平行岸线的断裂非常发育,活动频繁。除西部的龙门山深断裂发育于元古宙,属岩石圈断裂,在古生代有继承性活动外,其余如城口-房县深断裂和襄樊-广济深断裂均发生于古生代,前者属壳断裂,后者属岩石圈断裂(任纪舜等,1985),而矿集区产于早寒武世的沉积型重晶石矿床绝大多数位于扬子地台北大陆边缘深断裂向洋一侧的半封闭海槽或凹陷带中。从秦巴地区看,晚震且世前,由于澄江运动的影响,西部汉南古陆隆起和东北部的武当隆起形成山岳地貌,其间陕南紫阳、平利一带的南北

两个背斜成为东西向的两个长垣,可能与东西两端的武当和汉南山岳相连,构成山间凹地的地貌景观。到晚震旦世-早寒武世,海侵范围扩大与秦岭广海相通。由于断裂活动频繁,形成地堑式的紫阳—岚皋—曾家坝为中心的近东西向海槽,成为半封闭海域(陕西区调队,1979)。陕南平利一带的重晶石(包括毒重石),即分布于此海槽之中。在甘南文县一带的重晶石矿床位于龙门山张裂海槽,鄂北随县重晶石矿床位于襄樊-广济深断裂向大洋一侧的长椭圆形凹带之中。

岩相古地理:

扬子地台北缘在早寒武世,具海相过渡类型沉积特点,南秦岭区属非补偿边缘

区硅质碳泥质组合或含磷泥质硅质组合。在外龙门山区为扬子古陆与松潘古陆之间的张裂海槽,属非补偿边缘海含磷泥质硅质沉积组合(王鸿祯,1985)。据梁传茂(1987)在鄂西北及其相邻的豫、陕部分地区的上震旦统研究中,发现重力流沉积物广泛发育,空间展布有一种由南向北变深的趋势,表明形成的构造背景是扬子地台北缘的相对活动的陆缘区,在震旦纪后期不可能是稳定的陆表海。结合前面对古构造形迹的描述,晚震旦世一早寒武世,扬子地台北侧应属被动边缘活动性质的陆缘区。由于断裂活动频繁,造成海底地形复杂,海底火山热泉(喷气)携带大量成矿元素上涌,同时气候温和,生物生长也茂盛。形成含磷硅质岩—碳质岩的沉积建造,赋存有磷、钡、镍、钼、钒、铀及稀有元素的成矿系列,构成区域性黑色岩系的含矿建造。

重晶石的沉积成矿环境,据张长俊、余林青(1985)对鄂北陆棚边缘盆地地区沉积相的研究。发现重晶石-硅质岩相的范围很窄狭,位于坳陷带之内。远离坳陷带相相变为黑页岩-硅质岩相。由于重晶石不能在还原环境形成,只能在氧化-还原界面附近沉淀,一般以盆地的边缘斜坡段内为宜。

另在局限泻湖相带也是重晶石沉积的地带。

5.2.2 资源潜力分析

矿集区内主要为沉积型重晶石矿,寒武—奥陶系出露广泛,含矿岩系稳定。已发现重晶石矿床(点)多处,成矿条件好,预测重晶石资源量1 亿t。

5.3 鄂西南-川东南-黔中(南庄坪式)层控型重晶石矿集区远景

5.3.1 区域成矿条件

本矿集区鄂黔早古生代碳酸盐台地。是中国独具层控特色的汞、铅锌多金属和非金属成矿带。

该区北东抵达长江南岸的枝城、松滋,南西止于平坝、织金,东南以印江、松桃境内的梵净山为界,北西到四川盆地边缘的石柱、武隆。形成宽150km,长700km 的带状展布形式。重晶石矿床(点)在空间分布上具有点多面广的特点,北东从湖北枝城,松滋-五峰、长阳、鹤峰向南西经湖南桑植、四川彭水、黔江至贵州沿河、泥潭、石阡,施秉、黄平、凯里,贵定、修文、平坝、织金等县的广大区域内,已发现数以百计的重晶石矿床(点)或萤石-重晶石矿床(点),按地理位置划分为鄂西南、川东南、黔东北和黔中四个成矿分区。

赋矿围岩时代为晚寒武世、早奥陶世,在黔中西部为早二叠世和早三叠世。而重晶石矿床的形成时代,根据本区主要造山运动发生在中三叠世之后,推测成矿时代为燕山运动末期或稍后。

5.3.2 控矿因素

地层、岩性控矿:

容矿围岩岩性基本可分两类,一类是脆性岩如灰岩是 理想的容矿层,一类是塑性岩如页岩对成矿富集起 “遮挡 ”作用,两类岩性的组合成为区内控矿的普遍

现象。由于重晶石、萤石矿既受一定地层控制,但又位于该地层范围内以切穿不同层位和岩性呈陡倾斜脉状产出。因此,不同岩性具有不同的蚀变矿化特征或矿物分带。这反映了成矿溶液与不同成分的围岩发生离子交换的差异性,同时也表现出成矿溶液在蚀变过程中pH 值由偏酸性转化为偏碱性的变化过程。

构造控矿:区内受燕山运动的强烈影响,在区域北西西及南东东向的水平挤压力作用下 ,产生一系列北北东向的紧密褶皱和断裂,这些构造对成矿起着重要的控制作用 。

区内褶皱主要是背斜控制矿化的带状分布,而断裂控制着矿田或矿床的位置。主要控矿断裂有两组 一组是与褶皱轴向一致的大断裂,如七暇山、郁山、答箕滩 、咸丰等断裂 ,它们大多数位于背斜翼部,并受基底构造的控制而具有多期性活动,因而也是含矿溶液运移、渗透的良好通道。另一组是大致垂直于背斜或上述断裂的张扭性断裂,断距一般仅数米,在有利的岩性条件下,它们是矿质沉淀的聚集场所。当以上两组断裂交接时,后者常显示有强烈的矿化现象。

矿体直接受断裂控制并与其产状大体一致。

断裂中有利于形成矿体的部位是 靠近“遮挡”层羽状交叉处断层产状急转处等。该区虽局部见有因层间剥离、层间破碎等形成的层状或似层状矿体,但一般规模小,不是主要的控矿构造。

5.3.3 资源潜力分析

重晶石主要赋存于寒武系上统-奥陶系下统,共发现重晶石矿床(点)数百处,实际上只有30 处有地质资料和求过储量。

因此武陵—苗岭成矿带的重晶石的找矿勘探工作才刚刚开始,资源潜力很大,预测重晶石资源总量约7000 万t。

6 结论

通过地质大调查及矿产勘查的实践证明,我国预测重晶石矿资源量约7.1 亿t,重晶石矿资源丰富。尚有一些重要的有待展开工作的空白区;(秦巴式)沉积型重晶石矿集区、(南庄坪式)层控型重晶石矿集区是我国最重要的资源潜力地区;已有的老矿山以往的工作程度仍然偏“浅”,深部及外围仍有较大的找矿潜力。

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