陕西省安康市张太沟一带重晶石矿成矿潜力分析

2022-07-05姜超,杨绍

资源信息与工程 2022年3期

姜超, 杨绍

(中陕核工业集团地质调查院有限公司，陕西西安 710100)

0 引言

陕西省境内先后共发现重晶石矿产地22处，探明储量的有15处，主要分布在安康市、旬阳县、平利县、紫阳县、镇坪县。重晶石矿床按成因类型可分为海相沉积型重晶石矿、海相火山岩型重晶石矿和岩浆热液充填型重晶石矿，其中海相沉积型重晶石矿为最主要的重晶石矿床类型，其资源量占全省重晶石资源总量的91%。研究区位于安康市汉滨区石梯镇张太沟一带，先后有多家地质和科研单位开展过不同比例尺的地质矿产调查和综合研究工作，积累了丰富的地质资料。区域上已发现了良田垭、茨沟、水坪、神河、石梯、獐子坪、青山沟、九里岗等中大型重晶石矿床，矿床类型为海相沉积型矿床，矿体严格受地层控制，主要产于寒武系下统鲁家坪组。研究区虽然开展了较多的地质矿产勘查工作，取得了大量的地质找矿成果，但部分地段地质工作程度仍然较低。基于此，本次工作对研究区内的鲁家坪组空间展布情况、岩石特征及重晶石矿体特征等进行调查研究，共采集拣块样5件，达到最低工业品位(富矿)4件。本文在充分收集、分析研究以往地质、化探、矿产等资料的基础上，结合本次工作情况，通过类比方法对研究区找矿潜力进行分析，为后续矿产勘查工作提供参考。

1 区域地质背景

研究区位于南秦岭构造带的中部，大地构造位置归属南秦岭—北大巴山滑脱逆冲推覆系Ⅱ级构造单元—南秦岭南部滑脱逆冲推覆系Ⅲ级构造单元—石泉—神河滑脱逆冲推覆系Ⅳ级构造单元。区域上表现出多层次韧性滑脱逆冲推覆褶皱带(图1)[1-5]。区内地层出露较不全，并普遍遭受了多期次、不同程度的区域变质作用，形成的变质岩为各类片岩、变砂岩、碳酸盐岩等，变质相为低绿片岩相，局部达高绿片岩相。除区域变质作用外，伴随着大规模的挤压构造变形，在形成区域性韧性剪切带的同时，使岩石物质成分及结构构造再次发生变化，形成糜棱岩、构造片岩等动力变质岩。区域上火山活动较为强烈，在凤凰山、牛山一带形成大量富钠质基性—酸性火山岩，侵入岩有基底隆起中以石英闪长岩为主的岩基、盖层中沿断裂产出的岩脉等。区域上地质构造复杂多样，断裂构造较为发育，且以韧性剪切构造为主。研究区位于南秦岭晚古生代、中生代铅锌银铜铁汞锑重晶石成矿带，区域已知矿种24种，其中金属矿产有金、铜、铅锌、铁、钒钼、锰等14种，非金属矿产有重晶石、毒重石、磷块岩、石灰岩、白云岩、金红石等9种，燃料矿产有石煤1种；共发现矿产地153处，其中矿床44处，矿点97处，矿化点12处，其中重晶石矿床(点)15处、毒重石矿点3处、金矿床(点)13处，区域上成矿条件优越。

图1 南秦岭东段大地构造略图(据张国伟等，2001修改)[2]1—商丹缝合带；2—勉略缝合带；3—地质界线；4—过渡性基底岩块；5—结晶基底岩块；6—花岗岩；7—不整合界线；8—推覆断层；9—研究区

2 研究区地质特征

2.1 地层

研究区出露地层主要为古生界地层，主要有：上震旦统—下寒武统鲁家坪组(Z2∈1l)、奥陶系洞河组(Od)、奥陶—志留系斑鸠关组(O3S1b)、志留系梅子垭组(S1-2m)、泥盆系大枫沟组(D2d)、古道岭组(D2-3g)、第四系冲洪积砾石层(Qh)、砂土(Qp)(图2)。上震旦统—下寒武统鲁家坪组(Z2∈1l)为区域重要的重晶石含矿地层，依据岩石组合特征及层序，可分为下段、中段、上段和鲁家坪组未分四部分：鲁家坪组下岩段为灰黑色中—厚层状白云岩、条纹状硅质白云岩，含碳白云质灰岩夹黑色条纹状碳硅质岩，本段下部夹透镜状重晶石矿体，属含重晶石碳酸盐岩建造；中段为灰黑色纹层状或块状硅质岩及碳质硅质岩，在本岩段下部的硅质岩层中，重晶石矿呈条带或透镜状产出，属含重晶石硅质岩建造；上段主要为一套碳质板岩、绢云母板岩、碳硅质板岩夹含碳灰岩、粉晶白云岩及碳质绢云母硅质岩，属泥岩建造；鲁家坪组未分为一套颜色较深的含碳绢云母板岩，硅质板岩夹粉砂质板岩，下部偶见重晶石矿呈条带或透镜状产出，属泥质岩夹硅质岩建造。奥陶系洞河组(Od)以灰色黏土质板岩、砂质板岩为主，含砾粉砂质灰岩、碳质板岩、碳质硅质板岩、碳质或含碳千枚岩等。奥陶—志留系斑鸠关组(O3S1b)岩性以黑色碳质板岩、碳质硅质板岩为主，局部夹火山岩。志留系梅子垭组(S1-2m)岩性主要为浅灰色绢云母板岩、绿泥绢云母板岩、绿泥石英板岩、粉砂岩等，为区域重要的赋金地层。中泥盆统大枫沟组(D2d)岩性为灰色、灰绿色、灰褐色长石石英砂岩、石英砂岩，夹灰岩、粉砂质板岩、粉砂质绢云母板岩。中—上泥盆统古道岭组(D2-3g)岩性为灰色、深灰色泥质灰岩、泥质生物灰岩、生物灰岩、生物碎屑灰岩，局部夹白云岩、板岩、砂岩。

图2 研究区地质简图1—冲洪积砾石层；2—砂土；3—古道岭组；4—大枫沟组；5—梅子垭组；6—斑鸠关组；7—洞河组；8—鲁家坪组；9—地质界线；10—断层；11—韧脆性断层；12—推覆断层；13—研究区；14—综合异常范围；15—银异常；16—钡异常；17—锌异常；18—重晶石矿床；19—金矿床；20—拣块样位置及品位

2.2 构造

研究区位于德胜寨—茨沟倒转背斜的南翼，褶皱总体呈现出北北东向倒转倾的单斜构造。研究区内断层发育，按断层性质可分为顺层产出的逆断层及斜向平移断层。顺层逆断层与地层走向基本一致，呈北西—南东向，对矿体影响程度有限，未对矿体完整性造成破坏。斜向平移断层总体走向北西—南东，矿体被该组断层破坏，最大断距达11 m。

2.3 岩浆岩

研究区在早寒武世发生火山喷溢活动，鲁家坪组中段第一岩性层(Z2∈1l2-1)、鲁家坪组中段第三岩性层(Z2∈1l2-3)火山活动较强烈，形成火山沉积岩，火山喷溢活动为钡元素富集成矿提供了有利的物质基础[8-10]。

3 区域典型矿床特征

区域典型的重晶石矿为石梯重晶石矿，该矿床为受海相深海、半深海沉积盆地控矿，含矿为海相碳硅质岩—碳酸盐岩建造，为典型的海相沉积型矿床，矿床规模为大型。成矿时期为加里东期(晚震旦—早寒武世)，矿体的顶底板围岩均为碳硅质岩。含矿地层为上震旦—下寒武统鲁家坪组下段，重晶石含矿层为三个岩性段：①薄层碳硅质岩和中厚层碳硅质岩互层，夹绢云母石英片岩透镜体，Ⅳ号重晶石矿体顶部有一层含碳绢云母石英片岩，底部偶夹条纹状薄层胶磷矿。②薄层碳硅质岩夹Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ等12个重晶石矿体及变质石英砂岩、斜钡钙石岩透镜体。顶部有一层含碳绢云母石英片岩，局部夹砂质白云岩、砂质灰岩透镜体。③薄层碳硅质岩和中厚层碳硅质岩互层，顶部夹Ⅹ、Ⅶ号重晶石矿体、砂质白云岩和斜钡钙石岩透镜体，地层产状倾向30°～50°，倾角45°～65°。岩石结构为花岗变晶结构，细粒他形碎屑结构，构造为千枚状构造、板状构造、层状构造。重晶石矿体呈层状，层位稳定，与围岩呈整合过渡关系，产状一致。石梯重晶石矿床共圈定出矿(化)体22个，其中，工业主矿体9个，矿体厚度1.00～5.22 m，矿石平均品位：BaSO456.44%～87.56%，BaCO30.33%～12.36%。主要矿物成分为重晶石，质量分数一般为60%～95%，次为石英、斜钡钙石。其他矿物有方解石、碳质、钡钒云母、铝硅钡石、黄铁矿、金红石等。矿石结构以细—粗晶结构为主，次为颗粒支架结构、充填胶结结构，可见少许不等粒结构；矿石构造以块状构造为主，条带状、纹层状、层状、平行状次之，其他少量。

晚震旦世以来海底火山活动沉积了一套富含有机碳、黄铁矿并有黑色页岩、硅质岩和碳酸岩组成的黑色岩系，地层中富含钡、铁、磷、钒、钼、铀、镍等元素。含矿层物质沉积时，形成了一系列小型下陷盆地，在浅海过渡带的弱碱—碱性、氧化介质作用下，BaCO3沉积形成重晶石矿；硫经过硫酸盐还原细菌的作用，BaSO4沉积形成毒重石矿[6-9]。区域上九里岗、金河口、杨家寨、石梯、青山沟等重晶石矿均属此类。

4 成矿潜力分析

研究区位于石梯大型重晶石矿床以东，位于区域穹隆的核部，构造较为稳定，且侵入岩仅有少量出露，与石梯重晶石矿具有相同的成矿地质条件。区内大面积发育寒武系鲁家坪组及奥陶系洞河组，鲁家坪组出露面积达15 km2，约占研究区面积的32%，主要岩性为以黑色板岩为主的碎屑岩地层，夹黑色薄层硅质岩和少量灰岩、粉砂岩等，局部含黄铁矿、菱铁矿、磷块岩结核和重晶石、毒重石矿层，是寻找沉积型层状重晶石矿床的目标层位。

该地区1∶25万Ba化探异常区面积41 km2，拥有两个浓集中心，西北部异常具有三级浓度分带，东南部异常拥有二级浓度分带，Ba极值分别为2 074×10-6、3 798×10-6。选区异常成矿元素Ba异常强度高，浓度分带明显，浓集中心较明显，异常在区域空间呈北西西向带状排列，化探异常与鲁家坪组分布一致，属矿致异常(图3)。

图3 研究区钡元素化探异常图1—冲洪积砾石层；2—砂土；3—古道岭组；4—大枫沟组；5—梅子垭组；6—斑鸠关组；7—洞河组；8—鲁家坪组；9—地质界线；10—断层；11—韧脆性断层；12—推覆断层；13—研究区；14—钡元素化探异常；15—重晶石矿床(点)；16—金矿床(点)；17—拣块样位置及品位

本次工作共采集拣块样5件，达到边界品位样品4件，达到最低工业品位(富矿)4件(表1)。样品结果表明，研究区具有寻找重晶石矿的巨大潜力。本区域发现金矿床(点)13处，梅子垭组亦为安康北部重要的金赋存地层，且研究区东南部、西北部已发现金矿床(点)，说明研究区寻找金矿床是有一定潜力的；同样，志留系梅子垭组地层也是区域上重要的赋存铅锌矿的地层，泗人沟铅锌矿即赋存于志留系梅子垭组(S1m)及水洞沟组(S1s)，区域上已发现铅锌矿床(点)4处，综合异常显示研究区具有好的Zn异常，在此有寻找铅锌矿的潜力。