贵州镇远老文溪重晶石矿矿床地质特征及开发利用前景初探

杨山福，杜弘毅，刘 旭，鄢国权

（贵州省地质矿产勘查开发局一〇六地质大队，贵州遵义563000）

我国重晶石资源较为丰富，主要分布于贵州、湖南、广西、甘肃、陕西等省份，总保有储量矿石3.6×108t，居世界第1位。就目前的找矿成果而言，贵州省重晶石矿储量最多，保有储量占全国的34%。重晶石矿床类型为沉积型、热液型、残积型；其中，沉积型矿床占总储量的60%。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，其中寒武系和奥陶系为热液型重晶石主要赋矿地层[1]。

1 成矿地质背景

老文溪重晶石矿床位于贵州省镇远县与玉屏县交界处，东距天柱大河边重晶石矿产地约30km。研究区位于羌塘—扬子—华南板块扬子陆块之江南复合造山带黔南坳陷区的铜仁褶皱变形区与榕江加里东褶皱区的榕江开阔复式褶皱变形区过渡地带[2]。区域地层分区位于黔东地层分区—台江小区、万山小区及黔东南地层分区—三都小区交界部位，区域地层由老到新出露：南华系富禄组（Pt32bf）、大唐坡组（Pt32bd）、南沱组（Pt32cn）,震旦系陡山沱组（Pt33d），震旦系上统—寒武系纽芬兰统老堡组（Pt33b∈1l）、寒武系渣拉沟组（∈1-2zh）、杷榔组（∈2p）、乌训组（∈2w）、都柳江组（∈2-3d）和第四系（Q）等。区域内构造以褶皱及断裂为主要表现形式，构造较为复杂，褶皱有三穗向斜、崇梭溪背斜，主要呈北东向展布，其中，三穗向斜局部受断裂破坏；断裂主要发育南北向施洞口逆断层（倾向南东，倾角50°～70°）及北东向高马山断层（走向北东）。区域矿产主要有重晶石矿、铅锌矿、钒矿、锰矿、硫铁矿等（图1）。

图1 老文溪重晶石矿床成矿构造背景

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层由老至新依次为：南华系南沱组（Pt32cn）、震旦系陡山沱组（Pt33d），震旦—寒武系老堡组（Pt33b∈1l）、寒武系渣拉沟组（∈1-2zh）、杷榔组（∈2p）、乌训组（∈2w）、都柳江组（∈2-3d）及第四系（图2）；其中，震旦—寒武系老堡组（Pt33b∈1l）为矿区主要赋矿层位[4]。

图2 矿区地质简图

老堡组（Pt33b∈1l）主要分布于矿区南部张家院至矿区东侧老屋一带，区内延伸长度约9.4km，重晶石矿体分布地段未有出露。其主要岩性顶部为灰黑色炭质泥岩夹灰黑色薄层硅质岩，深灰色中厚层含炭泥质粉砂岩夹炭质泥岩，局部见厚度不等的浅灰色中厚层石英细砂岩；上部为浅灰、灰色块状重晶石、条纹状重晶石，偶夹灰色薄层硅质岩、炭质泥岩；中、下部为灰黑色薄层硅质岩夹泥质条带，见重晶石结核或透镜体；厚48.44～67.62m，平均厚58.03m。常见黄铁矿呈星点状、团块状产出，见方解石、石英细脉发育。与下伏震旦系下统陡山沱组（Pt33d）整合接触。

根据勘查成果，以钻孔ZK905为例对矿区含矿岩系岩性由上至下分层描述如下：

寒武系渣拉沟组（∈1-2zh）：

⑭灰色薄层泥质粉砂岩夹炭质泥岩，具水平层理，含颗粒状(粒径1mm)黄铁矿，含量低于1%。厚2.87m。

——整合接触——

震旦上统—寒武系老堡组(Pt3b3∈1l)：

⑬深灰色薄层硅质岩，见水平层理，节理较发育，岩芯较碎。 厚0.78m

⑫深灰色中厚层泥质粉砂岩夹薄层硅质岩，具水平层理，局部见节理，充填石英细脉。厚13.00m

⑪深灰色薄层硅质岩，具水平层理，节理较发育，局部夹泥质条带。 厚1.04m

⑩灰色炭质泥岩，块状构造，含颗粒状(粒径1mm)黄铁矿，含量低于1%。 厚0.55m

⑨浅灰色块状重晶石，具水平层理，局部夹泥质条带；下部节理发育，呈网状分布。 厚1.46m

⑧深灰色粉砂质泥岩，局部夹层纹状重晶石，偶夹薄层硅质岩。 厚1.51m

⑦灰色炭质泥岩，块状构造，局部含团块状重晶石；节理发育，充填白色石英细脉。 厚0.64m

⑥深灰色薄层硅质岩，具水平层理，中上部夹炭质泥岩；节理发育，产出无规律，充填石英细脉。厚15.81m

⑤深灰色粉砂质泥岩夹薄层硅质岩，具水平层理，局部地层产状因节理作用近于直立，层面见挠曲。厚1.69m

④灰色薄层硅质岩与炭质泥岩互层。具水平层理，节理较发育，充填白色石英细脉。 厚4.72m

③深灰色薄层硅质岩夹炭质泥岩,具水平层理，中上部节理发育，充填石英脉，宽1～4mm。厚24.6m

②深灰色炭质泥岩夹薄层硅质岩。具水平层理，下部见节理，充填石英细脉，宽小于1mm。厚1.83m

——整合接触——

震旦系陡山沱组（Pt33d）：

①浅灰色泥岩与灰色中厚层含泥质粉砂岩互层，具水平层理，下部节理发育，充填泥质薄膜。厚3.01m

2.2 构造

矿区构造类型主要为褶皱及断层，褶皱主要为老文溪向斜，该向斜位于矿区北西部，靠近矿区边界，总体由北东—南西向逐渐变成近南北向，轴迹在平面上呈向北东突出的弧状，向斜总体为一个南东翼陡、北西翼缓的不对称向斜；向斜北西翼倾向为南东，倾角13°～26°；向斜南东翼倾向为北西，倾角30°～45°，向斜南东翼次级褶皱不发育。矿区位于老文溪向斜的东翼，区内地层呈单斜构造，岩层总体向北西倾斜，局部受断裂构造影响倾角变化较大。矿区内断裂构造主要为高马山逆断层，该断层出露于矿区南部，对该地区地层的连续性破坏较大。

矿区主要断层为高马山断层，该断层位于矿区南部，经花坪—大黄莲—磨王冲及桐木湾两端延伸出矿区范围，矿区内长度约1.5km。断层总体走向北东，倾向南东，倾角45°～65°，为逆断层；断层破碎带宽约15m，由断层角砾岩、碎裂岩及断层泥充填，角砾岩及碎裂岩成分以硅质岩、白云岩、砂岩及炭质粘土岩为主，由钙泥质胶结，沿碎裂岩裂隙偶见方解石脉、重晶石、石英充填，局部发育黄铁矿化、褐铁矿化、铅锌矿化。该断层于矿区内造成地层重复，对矿区南部含矿层位浅部起破坏作用，地层断距约50～100m。总体而言，该断层对矿区重晶石矿影响不大。

2.3 矿体特征

该重晶石矿床属沉积型层状层矿床，赋存于震旦系上统—寒武系老堡组（Pt33b∈1l）上部，矿区内仅有1个矿体，分布于矿区北部地段，矿体连续，矿体产状与围岩一致，整体倾向北西，倾角22°～33°，平均29°。

矿体形态简单，呈层状、似层状产出，矿体内无天窗。矿体主要以单层矿产出为特征，矿体连续，局部有不稳定夹石呈插花状分布。矿体产状与围岩基本一致，整体倾向北西，平均倾角29°，矿体沿走向长约2770m。矿体单工程平均厚度0.80～3.02m，矿体平均厚度1.68m；矿体厚度在走向上整体呈由北向南逐渐变小的趋势，局部略有起伏；矿体厚度在倾向上整体平稳，变化较小。矿体BaSO4含量53.53%～68.74%，平均65.03%。

2.4 矿石特征

根据矿石结构构造，矿石自然类型可划分为块状、纹层状、条带状、透镜状状、结核状重晶石矿等[3]。块状矿石呈灰、深灰色，质纯、品位高，BaSO4含量一般70%左右，其中灰色块状矿石矿密度较大，BaSO4含量75%以上；条带状、纹层状重晶石矿呈深灰、灰黑色，品位较高，一般80%左右，最高达93.43%，密度较大。结核状、透镜状矿石体重轻，硬度较大，品位较低。

块状构造矿石主要由重晶石晶粒富集形成，该类型矿石多分布在角砾状和纹层状矿体的过渡部位。纹层状构造矿石主要以水平纹层为主，由重晶石呈层状或细脉状与硅泥质粘土互层产出形成，重晶石主要呈细小的碎片状密集分布。条带状构造与纹层状呈过渡渐变关系，条带宽度在1～2mm之间，重晶石主要呈细层状分布，重晶石条带间多被硅、泥质充填。结核状、透镜状构造矿石中的重晶石呈椭球状、饼状、透镜状夹于炭质页岩、炭质粘土岩中，并伴有球形磷结核、硅质结核。

矿石主要发育细晶结构、中—粗晶结构、不等晶结构、粉砂质结构及交代结构等（图3）。其中，细晶结构主要发育于纹层状重晶石矿石中；中—粗晶结构主要发育于块状重晶石矿石中；不等晶结构主要发育于块状碳酸盐化重晶石矿石中，粉砂状结构主要发育于含重晶石结核炭质粉砂质粘土岩中；交代结构主要为硫酸盐矿物与碳酸盐矿物之间相互穿插，相互交代，常常形成嵌布关系复杂的穿插结构、残留结构，导致重晶石结构破碎，易泥化。

图3 典型重晶石矿石结构和构造特征

3 开发利用前景

勘查成果显示，老文溪重晶石矿床共求获（332）+（333）资源量15154×103t，属大型矿床。其中，(332)资源量8367×103t，占矿区资源总量的55%；(333)资源量6787×103t，占矿区资源总量的45%。

目前，我国的重晶石年供应总量（250～300）×104t,国内重晶石年消费量约（120～150）×104t，其中用于油气勘查的（70～80）×104t,占总消费量的60%；用于钡化工产品（40～50）×104t，约占30%；其他用量10余万吨，约占10%。国内年消费量仅为年供应量的一半，另一半主要出口世界各国；因此，我国是世界重晶石最大生产和出口国。

重晶石是重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途，如钻井泥浆加重剂、锌钡白颜料、光学玻璃掺合料、填料工业用重晶石、水泥工业用矿化剂、防射线水泥及混凝土，此外，也用于医药工业和农业方面，如消化道造影剂、制造农药等。

重晶石矿用于钻井泥浆加重剂的历史悠久，重晶石的消费与世界石油生产有着密切的关系，世界主要的石油生产地区也是重晶石的重要消费地区。其中，美国是最大的重晶石消费国，也是最大的重晶石进口国,除少部分可以由其国内供应外，大部分从中国、印度、墨西哥等地进口。此外，英国、德国、荷兰、挪威等国家为满足石油钻探等方面对重晶石的需求，还从中国、印度、摩洛哥等大量进口原矿。综上，由于重晶石矿的产地分布不均，而从事石油开发对重晶石矿的需求量较大，仅此，重晶石矿床开发市场广阔。

老文溪重晶石比邻天柱县为“全国重晶石之乡”，区域上矿产资源丰富，但是长期以来我省主要以出售重晶石矿原矿或粗加工矿产品为主，出售的矿产品附加值低，其经济效益较差，20世纪80年代贵州外贸系统收购和出口重晶石块矿与粉矿，两者价值平均都相差3倍左右[5]；而粉矿与更深一步加工的钡化工产品相比，其价格亦相差数倍。因此，结合区域矿产资源优势进一步加强重晶石深加工产品的研制、生产和销售是提高资源利用率和经济效益的有效途径。本矿床查明保有资源储量15154×103t，潜在经济价值30多亿人民币；根据相关的技术经济指标公式及参数计算，该矿床全采期的期望总利润约13.46亿元，投资偿还年限4年，投资收益率达25%，投资回报率较为理想。若矿山完善相应的重晶石矿深加工产业链，并有矿区丰富的重晶石矿产资源作为支撑，通过市场开发、拓宽销售渠道，必将带来可观的经济效益和良好的社会效益。

4 结语

（1）老文溪重晶石矿床赋矿层位为震旦—寒武系老堡组（Pt33b∈1l），属沉积型层状层矿床，矿体形态简单，呈层状、似层状产出。

（2）老文溪重晶石矿床矿石具块状、纹层状、条带状、透镜状、结核状等构造，矿石主要发育细晶、中—粗晶、不等晶、粉砂质及交代结构。

（3）近期勘查工作查明老文溪重晶石矿床资源量15154×103t，属大型矿床，矿床全采期的期望总利润约13.46亿元，投资收益率达25%，投资收益率加高；矿山企业可考虑通过完善重晶石矿深加工产业链，进一步提高矿山开发的经济效益和社会效益。