浅析天柱县贡溪向斜重晶石矿矿体地质及找矿标志

徐东波

摘 要：该文通过开展贡溪向斜重晶石矿的整装勘查，大致查明整装勘查区内重晶石矿及共伴生矿产，分析了天柱县贡溪向斜重晶石矿矿体地质及找矿标志，明确了找矿方向。这项工作有利于增强黔东南重晶石、钒矿资源供给能力和保障水平，为下步勘查提供依据。

关键词：重晶石 矿体地质 找矿标志

中图分类号：P619 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0012-03

天柱地区拥有得天独厚的重晶石矿资源，已查明的重晶石矿资源储量达2亿吨以上，名列全国第一，为全省乃至全国重晶石精深加工提供强有力的资源保障。该文从天柱地区重晶石矿分布规律和开发利用现状，结合近期完成的天柱贡溪向斜重晶石矿整装勘查成果分析和研究。重点对区内重晶石的成矿条件、赋存规律及找矿标志进行较为系统总结和研究，主要从成矿区内重晶石含矿地层标志、岩性组合、沉积相特征、矿化标志和地貌特征等方面，剖析天柱地区找矿空白区及深部重晶石找矿前景和资源潜力，提高黔东南乃至全国重晶石矿资源保障水平。

1 区域地质概况及开发利用现状

研究区位于扬子地台南东缘，江南地轴转折处西侧区域性北东向贡溪-坪地复式向斜。区内出露地层为新元古代青白口系下江群、南华系、震旦系，古生代寒武系。青白口系以含火山碎屑海相沉积浅变质岩为主，南华系以含砾砂岩、泥岩、页岩组合，震旦系以硅质岩、炭质岩夹碳酸盐岩组合，寒武系主要为海相碳酸盐岩及陆源碎屑沉积。受两个构造单元的相互作用，在其接合带发育深大断裂和褶皱，构造样式复杂，造就了重晶石、钒、铅、锌、锑、金、锰、磷、含钾页岩等优越的成矿地质条件（图1），该区为著名湘西-黔东多金属矿带的重要组成部分，是寻找海底喷流沉积型重晶石矿的有利地带。

本区重晶石矿产勘查及科研程度较高。

在20世纪80年代，湖南省地质局407队在贡溪向斜北西翼新晃县完成重晶石矿普查-详查工作，提交C级储量1 757.56万t，D级储量5 257.22万t；同期，贵州省地质局103队在贡溪向斜南东翼完成贵州省天柱县大河边重晶石矿区详细普查工作，提交了《贵州省天柱县大河边重晶石矿区详细普查地质报告》，提交重晶石D+E级储量11 337.02万t，其中D级储量10 881.04万t，E级储量455.98万t，伴生钒矿（V2O5）D级储量13.54万t，为一特大型沉积型重晶石、钒、磷、铁多金属矿床。

特别是2012—2014年，贵州省地质局101队完成了贵州省天柱县贡溪向斜重晶石矿整装勘查，在天柱大河边重晶石矿产地外围新增重晶石矿（332+333+334）资源量1.06亿t，在天柱地区重晶石矿总资源量为2.19亿t，达到超大型矿床规模。

涉及到重晶石研究方面的科研主要有胡瑞忠、杨瑞东、夏菲、马东升等，对贵州大河边至湖南新晃超大型重晶石矿地球化学特征、海底热水喷流沉积结构、构造特征及形成地质背景专项课题研究工作。

研究区重晶石矿产资源勘查开发日益成熟，已设置有重晶石探矿权4个、采矿权9个，总面积73.49 km2，矿权区以外的空白区面积达130 km2。重晶石深加工企业5个，产能达150万t。

2 矿床地质特征

研究区重晶石矿主要分布在北东向展布的贡溪向斜两翼震旦系留茶坡组中上部，黑色薄层炭质粘土岩与黑色薄层硅质岩地层中，按成矿空间部位及结构，分为上、中、下三部分，上部多为条带状矿石，连续性较好，厚度变化不大，一般厚0.5～1.0 m，BaSO4 43.12%～90.57%，平均82.34%；中部为碳酸盐～硫化物～重晶石层，厚0.3m，品位较低，意义不大；下部多为块状矿石，一般厚一至十余米，三者没有明显的界线。控制的天柱县大河边重晶石矿床主要为下矿层，走向延伸长度13 473 m，矿体宽度400～1 800 m，产出标高+900～+200 m，厚度0.5～14.64m，平均厚度3.49 m， BaSO4品位52.06%～98.06%，平均品位85.56%。天柱地区累计查明的重晶石矿总资源矿石量为2.19亿t，达到超大型矿床规模。

据最新的天柱县贡溪向斜重晶石矿整装勘查成果，经工程控制的重晶石矿体有四个，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿体，赋存在贡溪向斜南东翼留茶坡组中上部的下矿层中，围岩为黑色薄层炭质粘土岩与黑色薄层硅质岩。

Ⅰ矿体：位于圭勺-大河边-大杨柳一线出露，北东延伸进入湖南地界。区内走向延伸长度13 473 m，矿体宽度400-1 800 m，产出标高+900～+200 m，厚度0.5～14.64 m，平均厚度3.49 m，BaSO4品位52.06%～98.06%，平均品位85.56%。重晶石矿体呈层状，与围岩整合接触，同步褶皱。矿体总体走向北东45°，倾角一般25°～45°，一般为35°，沿倾向矿体倾角有变缓的趋势，达到超大型矿体规模。

Ⅱ矿体：位于坪地寨脚一带，山环重晶石矿采矿权与F1断层之间。其走向北东，倾向南西，倾角35°～65°；南西端重晶石露头见于卜登寨，重晶石矿露头沿F1断层零星可见，北东延伸进入湖南地界；矿体走向延伸大于4 500 m，倾向控制深度700 m，矿体埋深+900～+70 m；矿体单工程厚度1.07～2.10 m，平均厚度1.49 m；BaSO4品位77.12%～92.07%，平均品位85.30%。呈层状、似层状产出，为大型矿体规模。

Ⅲ矿体：位于大寨—亚进普查区云洞至平磨一带，重晶石露头沿云洞背斜两翼分布，呈层状、似层状产出，总体走向北东，云洞背斜南东翼重晶石矿体倾向南东，倾角35°～50°云洞背斜北西翼重晶石矿体倾向北西，倾角13°～30°，走向长度3 832 m， 矿体宽度200～900 m，倾向控制深度400～450 m，矿体埋深+800～+200 m，矿体厚度0.78～2.26 m，平均厚度1.39 m，厚度稳定；BaSO4品位51.82%～85.10%，平均品位77.55%，有用组份分布均匀。为大型矿体规模。

Ⅳ矿体：位于大寨—亚进普查区，产于云洞背斜北西翼，呈层状、似层状产出，走向北东，倾向北西，矿体长度800 m，宽度60～240 m。矿体埋深+800～+750 m，厚度0.80～0.85 m，平均厚度0.83 m，厚度稳定。BaSO4品位63.60%～76.23%，平均品位70.11%，有用组份分布均匀。属小型矿体。

矿石矿物以重晶石为主。矿石结构具粉晶、细晶、不等粒变晶等结构；矿石构造主要有块状、条带状、花斑状、溶孔状、结核状等。矿石自然类型有块状、条带状、花斑状重晶石矿为主。

3 矿床成因

据胡瑞忠、杨瑞东、夏菲、马东升等对贵州大河边至湖南新晃超大型重晶石矿地球化学特征、海底热水喷流沉积结构、构造特征及形成地质背景专项课题研究成果。发现在贡溪向斜贵州天柱大河边至湖南新晃一带震旦系留茶坡组重晶石矿床具有海底喷流沉积构造特征，如垂直或斜交底板页岩层面的重晶石脉、冲刷构造、饼状构造、柱状构造、炭质膜壳构造、透镜状构造、结核构造、斑状构造、水平纹层构造等，构成了典型的热水（液）喷流沉积构造系列，代表海底喷流作用开始—强烈—衰退的过程。海底喷流沉积构造构造序列的发现为天柱大河边寒武系底部重晶石矿床属于热水喷流成因提供了重要证据，丰富了海底热水喷流沉积的沉积标志。

4 找矿标志

（1）地层标志，研究区内及区域重晶石矿具有固定的产出时代和层位。矿层赋存于震旦系地层留茶坡组上部。（2）岩性标志，重晶石产于留茶坡组中上部，重晶石矿含矿岩系为一套富硅质、炭质有机质的碎屑岩沉积组合，其上覆岩石地层为寒武系厚度上百米的黑色、灰黑色碎屑岩；下伏岩石地层为震旦系陡山陀组泥质白云岩，含矿岩系岩（矿）石组合与顶、底板岩石特征的标志十分明显。（3）钒、磷矿（化）标志，在重晶石矿层顶界上下0.1～8 m多为黑色薄层炭质粘土岩，有的地段相变为中厚层砂岩、泥晶灰岩，富含V、Ag、Mo、Ni等多金属，习称“多金属”层，并常富集成钒、银矿体，在此段黑色页岩中常见稀疏的磷结核，外貌特殊，易于辨认。如发现该层，应该注意其下可能有重晶石矿层存在。（4）地貌标志，重晶石较为坚硬，不易风化。在地貌上常形成正地形或陡坎，易于识别。

5 成矿条件及找矿前景分析

5.1 成矿条件分析

根据贡溪向斜现有的重晶石勘查成果分析，已查明的天柱大河边重晶石矿和新晃县贡溪重晶石矿属超大型矿床，目前探明的重晶石资源总量已达到3.6亿吨。长期以来不少学者通过对本区域重晶石矿石的沉积结构、构造、矿床地球化学、铅同位素、矿物特征及形成地质背景的研究，初步认为是热水（液）喷流沉积型矿床，重晶石矿体赋存于震旦系留茶坡组地层中，留茶坡岩相、岩性及其厚度与重晶石成矿关系密切。

通过已有勘查研究成果，该区重晶石成矿具有特定地质背景、沉积环境、成矿物质来源、地层岩相条件。（1）特殊地质背景对重晶石形成提供有利成矿空间。该区震旦系-寒武纪沉积成矿盆地是在南华纪大陆斜坡上形成断陷型热水成矿盆地。同生断层作用将盆地切割形成一系列次级盆地，即西部玉屏-三穗和东部天柱-新晃两个二级沉积盆地。由于北东向同生断层的发育，将东部的天柱-新晃二级沉积盆地分割为天柱大河边-碧林和新晃龙背-铜盆盖两个三级热水沉积成矿盆地。这些次级盆地为大型-超大型重晶石矿床的形成提供构造成矿空间，震旦纪沉积的留茶坡组黑色硅质岩和有机质、炭质页岩提供容矿岩石。（2）特定沉积环境对重晶石形成提供富集条件。晚震旦世末至早寒武世初，位于湘黔桂海盆边缘地段。根据沉积相分析，晚震旦世末硅质岩中产有深水放射虫、海绵骨针及丰富的菌藻类生物化石，区内岩石水平层理、条带状及纹层状构造发育，说明沉积环境处于外陆棚。早寒武世初黑色页岩中生物稀少，主要为海绵骨针，水平层理，高有机质，较多黄铁矿，属深水陆棚边缘盆地，而重晶石矿层夹在硅质岩建造与黑色页岩建造之间，故重晶石形成于外陆棚至棚缘盆地环境中，具有深水、滞留、还原和补偿性的特点。（3）成矿物质来源对成矿起着特别重要控制作用。据夏菲、彭军、夏文杰等对天柱大河边和新晃铜盆盖等矿床研究，其一在新晃铜盆盖矿床中发在主矿层底板硅质岩和重昌石矿层之间存在沉凝灰岩或凝灰质硅质岩，Ba含量达130×10-6～227.333×10-6，平均167.267×10-6；由此分析认为在重晶石矿层形成之前，该区发生过海底火山喷发；其二是天柱大河边矿床，在重晶石矿层下部地层如南华系南沱组及震旦系江口组冰绩含砾砂岩和含砾石英砂岩中含Ba（112 000～19 067）×10-6，为地壳克拉克值（425）×10-6的28倍。在深大断裂构造活动作用下形成热卤水，含钡热卤水通过地表水下渗混合形成混合热卤水，在深部不断加温淋滤基底层富钡岩，并与原生流体混合而形成含矿流体，从而为重晶石矿形成提供矿质来源。（4）地层、岩性及岩相对重晶石矿形成具有控制作用。①地层控矿：研究区内重晶石矿为超大型重晶石矿床，受地层控制明显。矿床产于留茶坡组中，区域上相同类型的重晶石矿床、矿点重晶石矿均严格限制在留茶坡组中，毫无例外，矿体呈层状、似层与上下覆及下伏地层整合产出，同步褶皱。②岩性控制：通过已有的地质资料综合研究分析，含矿岩系岩性主要为黑色薄层硅质岩与黑色薄层炭质页岩互层，其厚度大小与重晶石矿的有无及厚度变化有一定的关系，含矿岩系中黑色薄层硅质岩与黑色薄层炭质页岩厚度越大，重晶石矿体厚度越小，甚至完全尖灭。③岩相控制：研究区重晶石矿位于扬子沉积区向华南沉积区的过度地带，早寒武时期沉积相区为陆棚相，重晶石矿层上覆为一套厚度大于200 m的黑色炭质粘土岩，具规则的水平层理，细小的沉积粒度，有机质含量较高，较多的黄铁矿产出，显然是滞留盆地的产物，含矿岩系中的硅质岩又是静水盆地中形成的，研究区及邻区重晶石矿产于硅质岩建造与黑色炭质粘土岩建造之间，受岩相控制明显。

5.2 找矿前景分析

依据研究区内重晶石矿控矿条件，成矿规律，结合最新取得的贵州省天柱贡溪向斜重晶石矿整装勘查成果，遵循最小面积最大含矿概率原则，在已知矿体沿走向、倾向延伸方向圈定找矿远景区的方法和原则。对天柱地区找矿空白区及深部重晶石找矿前景和资源潜力进行综合分析，规划出3个不同类别的重晶石矿找矿远景区，预计可增加重晶石矿石资源量2亿余吨。其中A类找矿远景区1处，B类找矿远景区1处，C类找矿远景区1处。

（1）上圭勺—大杨柳重晶石A类找矿远景区。位于贡溪向斜南东翼，主要集中在矿权区（大代白、圭禄山、山环）内。矿体沿倾向延伸较为稳定，矿体厚度有增厚的趋势，区域成矿条件好，综合研究程度较高，投入地质勘查预计可增加重晶石（333）矿石资源量1亿余吨。（2）石硬—高车重晶石矿B类找矿远景区。位于贡溪向斜北西翼云洞背斜倾伏端之南西侧，两翼均有重晶石矿产出，层位稳定；厚度、品位变化不大；加之该区域重晶石矿含矿岩系上覆地层九门冲组、杷榔组、清虚洞组分布广泛，预测该区域有较好的深部找矿前景。投入地质勘查预计可探获（333+334）重晶石矿石资源量8 000万t。（3）麦溪—岑楼坡重晶石矿找矿远景区。位于贡溪向斜的核部，为勘查空白区。根据成矿预测，深部存在隐伏重晶石矿，矿体埋深在1 000 m以上，具一定的找矿前景好。投入地质勘查预计可探获（333+334）重晶石矿石资源量6 000万t。

6 结语

该文通过分析和研究天柱地区已有的重晶石找矿成果，结合最新的天柱贡溪向斜整装勘查成果，从区内重晶石矿床地质特征，结合区域重晶石成矿条件及成矿背景，重点剖析天柱地区重晶石矿成矿条件、赋存规律及找矿标志，初步认为该区域重晶石矿资源丰富，成矿条件优越，具有较好找矿前景和较大的资源潜力，加强该地区的重晶石勘查，对提高黔东南乃至全国重晶石矿资源保障水平，具有十分重要的现实意义。

参考文献

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