陇南地区某矿矿床特征及成矿规律

2019-01-03姚富春

中国金属通报 2019年5期

关键词：干沟盆统重晶石

姚富春

（中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队，甘肃天水 741000）

陇南地区大地构造位置位于秦岭-大别新元古代-古生代造山带，在长期地质构造发展过程中均表现出沿北西构造线方向形成大致互相平行的挤压带，构造活动强烈，走向断层发育，岩浆活动及内外生矿产也大致沿活动带出现。

1 矿产赋存层位及分布特征

陇南地区的重晶石矿绝大部分赋存于古生界和元古界中，文县境内重晶石矿主要赋存在下寒武统干沟组地层中，分布有东风沟、鹄衣坝、白沙梁、关家沟、清水坪等矿点；宕昌县境内重晶石矿赋存在下泥盆统西汉水群安家岔组地层中，分布矿点为张家沟重晶石矿。

1.1 下寒武统干沟组（∈1g）

文县境内重晶石矿床均赋存于下寒武统碳质粉砂岩、碳质硅质（板）岩夹灰岩透镜体地层中，重晶石矿体常以碳质硅质岩为顶、底板，形状为似层状、透镜状、条带状为主；产状与顶底板围岩一致，彼此整合接触。

文县境内下寒武统干沟组（∈1g）地层划分特征如下：上覆地层：

下-中泥盆统石坊群（D1-2S）：黑色炭质岩

寒武系下统干沟组（∈1g）

① 深灰色薄板状泥质灰岩夹黑色硅质岩条带。17.6m

② 顶底均有一层灰白色中层状泥晶白云岩（＜70cm），其间为灰色薄层-板状含

重晶石碎裂灰岩夹板状、条带状重晶石质砂屑硅质岩；4.4m

③ 会-灰黑色薄板状硅钙质重晶石岩（重晶石矿石，含量60%）夹硅质岩条带； 17.7m

④ 深灰色中层状重晶石灰岩（重晶石矿石，重晶石矿物含量近30%）； 2.3m

上震旦统临江组第二段（Z2l2）：底部为灰色细晶灰岩；中-上部为砂屑白云岩夹硅质白云岩薄层。

重晶石矿体含矿岩系为∈1g黑灰色变质炭粉砂岩，含矿层长达几公里，单矿体长一般数十到几百米。沿倾向延伸大于100米，厚度一般数米。其中以东风沟重晶石矿床规模最大，共圈出6个矿体，长200～440m，宽15～100m。矿石自然类型可分为以下三种：① 致密块状矿石，微～细晶（0.01～0.1mm）重晶石为主，约占95%左右，呈他形晶互相镶嵌，杂质（石英、泥质、铁质、长石等）极少，属重晶石单矿型。该矿石比重大（4.2～4.5），BaSO4含量85～97.72%；② 纹带状矿石，微～细晶（0.01～0.1mm）重晶石为主，占70～85%；其次为粉砂级的碎屑（石英、绢云母、氧化铁、炭质及极少量的斜长石、绿帘石），属泥砂质量晶石型。该矿石BaSO4含量一般是70～90.12%，比重3.9～4.05。③ 团块状矿石，矿物成分主要有粉砂级石英、白云母、泥质、长石、绢云母和重晶石，重晶石约占30～70%，属泥砂质重晶石型。该矿石BaSO4含量较低，一般为38～74%；比重为3.38。

该地层中重晶石矿矿床成因类型为沉积型矿床，现已查明资源储量的矿床有东风沟、白砂梁、鹄衣坝、清水坪、关家沟等，累计查明重晶石矿2181.55万吨。

1.2 下泥盆统安家岔组（D1a）

宕昌县张家沟重晶石矿赋存于下泥盆统安家岔组砂质千枚岩、薄层灰岩中。宕昌县南阳张家沟下泥盆统安家岔组（D1a）地层划分特征如下：

上覆地层：

三叠系（Tc）：厚层石英砂岩夹石英细砂岩及黑色炭质板岩。

下泥盆统安家岔组（D1a）

① 灰色钙质千枚岩夹薄层灰岩及少量砂岩。

② 灰绿色千枚岩夹少量薄层灰岩；

③ 灰色薄层砂岩夹板状灰岩及千枚岩；

古近系（E）：红色砾岩夹少量砂岩、砂质粘土。

重晶石矿（化）体呈透镜状、似层状赋存于下泥盆统安家岔组砂质千枚岩、薄层灰岩地层中，长约200 m，含矿层一般宽3～4m，最厚可达8m，延深约30m；重晶石矿受片理构造控制，呈简单的单脉延伸，形态简单。重晶石矿石成分主要为白色重晶石、脉石矿物为石英、少量绢云母、方解石，偶见微量硫化物黄铜矿及氧化孔雀石、蓝铜矿等。矿石有用组分BaSO4平均为87.79%，有害组分SiO2为1.32% ～ 8.93%，偏高，Fe（Fe2O3）0.14～0.71，Al2O30.5～0.063%，水溶盐0.36～0.58%；属合格品品级。

该重晶石矿成因类型属热液型重晶石矿床，矿床形成与区域性断层破碎带和平行断裂带控制的沉积岩建造、三叠纪晚期侵入岩闪长玢岩密切有关。张家沟重晶石矿现已查明资源储量13.23万吨。

2 矿床类型和成矿规律

2.1 化学沉积型重晶石矿床

沉积矿产的形成往往受地层条件的控制，在区域沉积岩系中有特定的地层层位，地层的含矿性在地史上的分布时间也较集中分布在震旦纪-寒武系地层中。矿床产于硅质碳酸盐岩-含泥炭质硅质岩地层中，矿体产出与地层完全一致。

矿床分布形态及规模受着沉积古地理环境和大地构造的影响，常呈现出带状或片状分布特征。区域地层中震旦系下部关家沟组以变质含砾凝灰质杂砂岩、含砾粗砂岩、砂质板岩为主，具有大陆冰川沉积特征，该地层中钡含量一般为0.5～1%，最高达3%，高于地壳克拉克值6～20倍，形成钡的高背景地带；临江组下部为白云岩，钙质白云岩、硅质岩等；上部为不纯度灰岩、硅质岩、含硅质条带及团块的岩炭质粉砂岩及砂质板岩，重晶石产于不纯灰岩及炭质粉砂岩两个层位中。从上述沉积建造来分析，临江组含矿岩系为陆缘滨海相沉积，寒武系干沟组主要为含磷硅质岩建造，岩性为灰-灰黑色薄板状硅钙质重晶石岩、泥质灰岩夹黑色硅质岩条带、重晶石灰岩、泥晶白云岩、条带状重晶石质砂屑硅质岩。寒武系干沟组中的重晶石矿石的矿物成分单一，主要为重晶石，其次有方解石、白云岩、毒重石及极少量的黄铁矿等。矿石的主要化学成分：BaSO431.92%～94.46%。

重晶石矿床的形成是在震旦纪的后期，海水由东南侵入本区，形成近东西向狭长的海域，长城系地层已形成了古陆，而震旦系关家沟组、寒武系干沟组地层组成了古陆的边缘。特别是关家沟组中的钡高于克拉克值6～20倍，对重晶石矿床的形成提供了丰富的矿源。长期被风化剥蚀的古陆，在水动力的作用下，把风化壳中的砂、泥、铁质、粘土及硅质和钙质，可溶性钡的重碳酸盐搬运到陆缘浅海地带，遇到S042-离子，形成不溶性硫酸钡( BaSO4)沉积于古陆的边缘泥钙质、粉砂质、炭质等沉积物中，并与沉积的硫化物矿物伴生，因此在重晶石矿层中伴生有石膏、黄铁矿等。该沉积型矿床的成矿时代为晚震旦世-早寒武世，区内上震旦统至下寒武统地层是该类重晶石矿主要赋矿地层，亦为主要找矿目标层。