论渝黔地区重晶石矿成矿规律之研究

2016-04-14袁彪

地球 2016年5期

关键词：重晶石灰岩矿床

■袁彪

（重庆市地质矿产勘查开发局107地质队重庆401120）

论渝黔地区重晶石矿成矿规律之研究

■袁彪

（重庆市地质矿产勘查开发局107地质队重庆401120）

渝黔地区重晶石成矿带是我国重要的重晶石成矿带之一，在该成矿带上已发现的重晶石，具有分布范围广，矿体规模大，延伸长度长和多层位赋矿等特点。本文在对渝黔地区重晶石的成矿控制条件，成矿物质来源和矿床成因研究的基础上，总结了成矿规律，为研究区及邻区成因类似的矿床进一步的找矿勘探工作提供了重要的理论依据。

渝黔地区重晶石成矿规律

渝黔地区地区重晶石矿规模巨大，分布面积广，前景十分可观，地区重晶石矿成矿地质条件优越，成矿与找矿潜力大，资源量十分巨大。但因长期以来人们的重视程度、勘查程度和研究程度很低，对本区重晶石-萤石矿资源潜力认识不足。勘查程度低、成矿规律研究薄弱，成矿预测方向不明，资源潜力认识不清，制约了重晶石矿业和相关产业发展。

加强对研究区重晶石矿成矿带的成矿物质来源与成矿规律的研究，开展资源潜力预测评价，提出找矿方向，既为渝黔地区重晶石矿开发利用和规划提供科学依据，也可为该地区经济发展奠定基础。

1 重晶石特征

重晶石（Barite）以硫酸钡（BaSO4）为主要成分的非金属矿产品，化学成分：BaO:65.7%，SO3:34.3%，成分中有Sr、Pb和Ca类质同像替代。是自然界分布最广的含钡矿物。钡可被锶完全类质同象代替，形成天青石；被铅部分替代，形成北投石（因产自台湾北投温泉而得名）。正交（斜方）晶系，晶体常成厚板状。纯净的重晶石透明无色，一般为白色、浅黄色，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。具3个方向的完全和中等解理，莫氏硬度3～3.5，比重4.5。

在具有工业意义的含钡矿物主要有重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3），其中毒重石在自然界的分布比重晶石少得多。因此，重晶石是制取钡和钡化合物的最重要的工业矿物原料。其最主要的作用为钻井行业中加重剂是及提炼钡。也可以用作白色颜料（俗称立德粉），在玻璃生产中它可充当助熔剂并增加玻璃的光亮度，还可用于化工、造纸、纺织填料等。

2 渝黔地区地质背景

地层主要发育有寒武系、奥陶系、志留系及二叠系、三叠系地层。缺失泥盆系和石炭系地层。研究区主要出露的地层为奥陶系下统桐梓组、红花园组、湄潭组。

3 矿床地质特征

3.1 赋矿地层

研究地区矿体赋存于奥陶系红花园组生物灰岩中。区内出露有：奥陶系下统桐梓组、红花园组、湄潭组。各地层特征描述如下：

桐梓组：灰色中至厚层夹薄层微至细晶白云岩和细晶至粗晶生物灰岩，偶夹燧石灰岩及灰绿色灰岩，中部、顶部夹灰绿、黄绿色页。红花园组：灰至深灰色中至厚层生物灰岩，偶夹细晶灰岩、鲕状灰岩，局部含燧石结核，顶部为厚4～5m泥质灰岩，含大量生物化石。湄潭组：上部为灰色中厚层灰岩、瘤状灰岩；中部为黄绿、黄褐色、灰绿色页岩，夹粉砂质页岩、数层泥灰岩及石英砂岩；底部为厚5～6m页岩夹泥灰岩。

3.2 矿床成因探讨

3.2.1 矿床成因类型

重晶石矿产属沉积作用形成矿源层后受地下水热液改造而成的矿床——层控矿床。集中分布在渝东南成矿亚区内，赋存在下奥陶统红花园组、分乡组及南津关组内。从寒武系～奥陶系，重晶石表现出明显的垂直分带特征：在平面上相应出现水平分带的分布规律，自秀山至黔江、彭水郁山镇一带形成北北东向展布的重晶石矿带。

3.2.2 物质来源

研究区成矿作用及成矿物质来源与岩浆活动无关，其成矿元素应来源于沉积岩地层，从赋矿层位来看，区内在红花园组沉积之前，已沉积有大量的寒武系地层，这些地层的沉积经历了漫长的地质时代，在不同的岩性段有不同的化学成分组合，有形成各元素的富集带的基础，从区域资料来看，下寒武统牛蹄塘组等黑色岩系最有可能为重晶石的成矿提供Ba源，重晶石中的S、萤石中的F、Ca应来源于寒武系的碳酸盐岩。

3.3 成矿

燕山期造山运动的剧烈活动，在区域上形成了大量褶皱和断裂，金鸡岭背斜和红丝断裂则是在这些构造的代表，造山运动后，各构造区块内部能量不断释放，构造形态不断趋于稳定，在此期间形成了苟席坝断层及其更次级的张性裂隙LX1、LX2构造。深部热水不断向外渗透运移，通过寒武系各地层时，不断溶解、萃取不同地层中的Ba、S、F等成矿元素，通过富集、汇聚形成成矿热液，当沿裂隙运移到红花园组顶部因上覆的湄潭组地层覆盖而无法继续运移，随着温度的降低，于红花园组内张性裂隙空间沉淀、交代结晶、成矿。

4 重晶石铁矿成矿模式

（1）早元古代，古陆壳很薄，容易拉长形成海盆，富含铁质的幔源基性-超基性岩浆大量喷发到海底，形成以基性-超基性岩为主体的新生洋壳。这时由于大气缺氧，因此海洋仅上部水体含氧，其下巨大体积的水体缺氧。在海底同生断裂地震泵的作用下，海水（热卤水）发生对流循环，从新生洋壳中萃取了大量的铁质及部分钡矿物质，溶解于水体中。（2）溶解了巨量Fe2+、Ba2+海水在上升洋流等的作用下，运移到潮线以下静水环境的氧化-还原界面附近，由于Fe2+被氧化为Fe3+，铁质大量沉淀成矿；同时，随着Eh及pH值的升高和压力降低，海水中SO42-和CO32-质量分数逐渐增加，它们与上升洋流中的Ba（主要在生物富集沉淀区）结合形成BaSO4和BaCO3沉淀，由于上升洋流的活动是周期性的，因此形成了条带状构造或数条矿化层。（3）随后发生了大面积区域变质变形作用，重晶石铁化层变为低绿片岩相-高绿片岩相变质岩，并发生了多期褶皱变形。在变质变形过程中，矿化层中物质组分发生分异，铁质形成具有磁性的磁铁矿，硅质重结晶为石英，矿物颗粒发生重结果而变粗，形成可以工业利用的沉积变质型重晶石铁矿（化）体。（4）在区域变质作用发展到早古生代，发生了花岗质岩浆侵位。该期区域变质变形和岩浆活动即可以使沉积变质型铁矿中的重晶石、磁铁矿进一步重组富集，形成矿体，也可以破坏原已形成的矿体。