贵州省天柱县西北部贡溪向斜重晶石地质特征及找矿远景

吴经炜，杨澄雨，董树义

（1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2.成都理工大学地球物理学院，四川 成都 610059）

我国是世界上重晶石储量丰富的国家之一，同时也是重晶石出口量最大的国家。在我国，重晶石主要分布于南方，储量最大的为贵州省，其次为广西、湖南等。2012年5月～2014年10月，贵州省地矿局101队完成贵州省天柱县贡溪向斜重晶石矿整装勘查工作，提交重晶石矿资源量(332+333+334?)类型总计22 943.06万t；在研究区内划分找矿远景区，为研究区内探矿权新立和调整提供科学依据。

1 地质背景及成矿地质条件

勘查区大地构造位置属扬子准地台与华南褶皱带之间的过渡带，即江南隆起(江南地轴)西侧。区域构造处于北东向贡溪复式向斜南西段。

根据《中国成矿区带划分方案》，贵州省属环太平洋成矿域(Ⅰ-4)，跨越扬子成矿省(Ⅱ-15)和华南成矿省(Ⅱ-16)。本区属江南隆起西段Sn-W-Sb-Fe-Mn-Cu-重晶石、滑石成矿带(Ⅲ-79)，勘查区处于天锦黎金水晶重晶石钒成矿带(Ⅳ-10)[1]，该成矿带上已发现超大型重晶石矿床有天柱大河边重晶石矿床、新晃贡溪重晶石矿床等(见图1)。而天柱县西北部贡溪向斜位于天锦黎金水晶重晶石钒成矿带上，因此，在本区内开展地质工作，划分找矿远景区。

1.1 地层

区域出露地层主要有青白口系、南华系、震旦系、寒武系及第四系。累计最大厚度逾7 000m。其中寒武系地层分布最为广泛，约占60%，主要分布在贡溪向斜核部；向斜两翼依次为震旦系、南华系、青白口系。第四系零星分布于山鹿、冲沟和低洼。地层及岩性特征见下页表。

1.2 构造

勘查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—坪地复式向斜贯穿整个勘查区，与其发育一系列北东走向的次级褶皱、压性及压扭性断裂和北北东及北东东向张扭性断裂构造(见图2)。

图1 区域成矿带示意图

地层及岩性特征

1.2.1 褶皱构造

区域褶皱构造主要表现为贡溪—坪地复式向斜和南明—地灵向斜。

(1) 贡溪—坪地复式向斜。

属区域性复式向斜构造，覆盖整装勘查区全部范围。南西端扬起于三穗县龙寨以南，向斜经坪地、贡溪、中寨，止于湖南省新晃县祥冲以北。两翼发育有崩龙山背斜、坪能向斜、云洞背斜、高架背斜、卜登寨背斜、脚寨向斜，呈北东向雁列式展布。

向斜轴线总体走向NE45°，延伸长50余千米。跨度10km，轴部出露地层为上寒武—中寒武统地层。两翼为震旦系、南华系及青白口系地层。南东翼地层倾角一般为30～40°，北西翼倾角为35°。核部地层倾角较平缓，多在15°以下。区内一组北东向之纵向断裂(如F1、F8、F205)发育，后者并在局部地段对前者轴部破坏。产在中寒武统敖溪组的含钾岩系以及产在留茶坡重晶石矿、钒、磷、铀矿之含矿岩系，出露于向斜翼部。

(2) 南明—地灵向斜。

位于整装勘查区南西，向斜轴向NE40°，延伸长约10km，跨度2～3km。向北东扬起端被北东东西向邦洞断层错失，往南西被二叠系超覆。

向斜核部出露地层为寒武系乌训组，两翼地层基本对称，两翼依次出露寒武系木昌组、震旦系—寒武系留茶坡组、震旦系陡山陀组、南华系南沱组及青白口系隆里组、平略组，其地层倾角25～50°，除留茶坡组受断层破坏残缺外，其余地层层序较完整。在向斜的扬起端常发育次级褶皱，这类型褶皱在留茶坡中尤其明显。沿向斜两翼出露的震旦系—寒武系留茶坡组黑色岩系中富含有P、V、U、Mo、Ni等元素，局部构成钒矿体。在向斜南东翼之震旦系陡山陀组产菱铁矿，在向斜北西翼之震旦系陡山陀组白云岩中见铅锌矿化。

1.2.2 断裂构造

区内断裂构造有北东向、北北东向、北东东向三组。其中北东向断裂构造延伸规模较大，对重晶石、钒矿、铅锌多金属矿具有控矿作用，而北北东向、北东东向断裂规模较小，对重晶石、钒矿、铅锌多金属矿具有破坏作用。

(1) 北东向组。

主要有新寨(扶罗)断裂、八界断裂、平磨断层、卜登寨断层、碧林(圭勺)断层、岳寨断层等。择其主要断裂构造叙述。

图2 重晶石矿整装勘查区大地构造及区域地质构造略图

新寨(扶罗)断裂：位于区内北西部新寨乡附近。断层走向41°，长度＞32km。断层倾向北西。沿断裂带强烈挤压破碎、破碎带宽达数十米，局部见糜棱岩带。断层面觉清晰的平错擦痕及刮铲阶步。沿断裂带南北两侧，还见有发育完整的帚状构造和族扭构造以及沿次级裂隙充填的石英脉。断层力学性质为压性兼扭性。在地层效应上，断层两盘出露地层均为清水江组第二段及平略组。北段表现为上盘下降，为后期重力作用造成，总体为一逆冲断层。

坪地断层：位于区内中部坪地(贡溪)复向斜近轴部。横贯测区，全长34km，总体走向45°，断层面总体倾向南东，倾角60～65°。南盘下寒武统由南东向北西逆冲于上寒武统之上。断距达500～600m。断层挤压破碎带宽达5～10m。一组倾向310 °倾角60°之劈理十分发育。在圭禄山见挤压形成的片理，在铜鼓见石墨化，在龙脚一带见100余米的方解石脉充填的破碎带。在断层南盘，发育一组走向25～30°之压扭性结构面，二者构成一个完整的“入”字型构造。指示北盘相对向北东扭动。该断层为区域一级构造，并构成采矿权区西部边界。其力学性质为压扭性，为一逆断层。

(2) 北北东组。

此组断裂主要发育于区内南部大河边采矿权区。其代表为F5、F6、F7，该组断裂走向20～30°，倾向南东东，倾角约70°，走向长2～5km。断层东盘向西仰冲，断距数十米至百余米。断层破碎带及断裂带附近的炭质页岩常见因挤压而产生的片理化现象。其力学性质为压扭性，均为逆断层。

(3) 北东东组。

主要见于区内南部大河边采矿权区。以F3、F4为代表，为一组平移断层。该组断裂走向78～80°，倾角57～65°，长度2～3km。断层线平直，断层两盘标志层有明显错动。水平断距达160m，表现为上盘下降，垂直断距达数十米。上述特征反映其力学性质为一组扭裂面。

2 典型矿床及特征

区域上已发现超大型重晶石矿——天柱大河边重晶石矿床。大河边重晶石矿床与贡溪向斜重晶石矿床都产于震旦系至寒武系留茶坡组中上部、产于硅质岩与黑色炭质页岩之间，并且同属于天锦黎金水晶重晶石钒成矿带(Ⅳ-10)。

重晶石矿呈层状、似层状产出，与围岩整合接触，同步褶皱；矿层产状与围岩一致；主矿层厚度一般3～5m，最小0.5m，最大厚度10.17m。全矿床平均厚度3.49m。以大河边重晶石矿区为例，在空间上有一定的变化规律：矿层由北往南，厚度逐渐增大，而最大厚度地段为南段，南段、中段矿厚度在局部存在较大起伏，其总的变化趋势相对比北段稳定；矿层在倾向方向，厚度有增大趋势。

总之，矿层较为稳定，倾向方向的变化较走向的变化小，特别在圭勺至大河边带，矿体的厚度大，变化小，且稳定。

各类矿石主要矿物均为重晶石，次要矿物有白云石、方解石、炭质有机质，少量自生石英、自生斜长石、粘土矿物、黄铁矿等，含量随矿石类型而异。重晶石矿直接顶板为黑色炭质页岩夹重晶石透镜和磷质、硅质结核，即为含磷结核之黑色炭质页岩(上结核层)。富含钒、银金属，并且钒在大河边矿区构成工业矿体。矿层直接底板为黑色薄层硅质岩夹炭质页岩。

3 成矿模式及找矿标志

3.1 成矿模式

多位地质学家对区内重晶石矿床的成因提出自己的观点。例如：涂光炽[2]对天柱—新晃的重晶石地质特征进行归纳总结，认为属于层控矿床；范德廉等[3]提出重晶石应为黑色岩系的一部分，认为重晶石矿床是热液沉积形成的；王忠诚等[4]通过大河边重晶石锶同位素的研究，认为钡元素来自地壳；魏怀瑞等[5]通过对贵州天柱县重晶石热水喷流沉积特征与冲绳等地发现的硫化物烟囱进行对比，认为天柱重晶石烟囱为硫化物烟囱；根据杨瑞东等[6]研究认为本区重晶石矿成因为海底热水(液)喷流沉积重晶石矿床，推测天柱可能为海底热水(液)喷流中心，为该区形成超大型重晶石矿床提供了地质理论基础。

对于重晶石的成因，大多数研究者观点一致，认为是热液成因[3-10]。当然也有不同的观点，褚有龙[11]认为是陆源化学沉积成因；吴卫芳等[12]认为生物成因比重较大。

3.2 找矿标志

(1) 地层时代标志：该区重晶石矿产于震旦系至寒武系留茶坡组中上部，在区域上在该层位和时代不断发现重晶石矿，说明其具有固定的产出时代和层位，因此时代和层位是寻找该类型重晶石矿的标志之一[6，13-14]。

(2) 岩性标志：重晶石矿产于震旦系至寒武系留茶坡组硅质岩与黑色炭质页岩之间，根据大河边重晶石矿直接顶底板特征，在该区寻找重晶石矿最直接的标志是震旦系至寒武系留茶坡组顶部磷结核层以及上部含重晶石矿结核。

(3) 钒、磷标志：在重晶石矿层顶界向上0.14～6.10m内炭质页岩中，富含V、Ag、Mo、Ni等多金属，并常富集成钒、银矿体。在该层中普见磷结核，外貌特殊，易于识别。因此，在区域上发现此层，应注意其下可能有重晶石矿存在。

4 找矿预测与找矿远景区划分

通过勘查工作，经资料的综合整理及综合研究分析，在整装勘查区内共优选出3个重晶石矿找矿远景区，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(见图3)。

图3 找矿远景区分布图

(1) 上圭勺—大杨柳重晶石找矿远景区。

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，其为Ⅰ重晶石矿体深部延伸区域，通过浅部施工的钻探工程控制矿体情况，矿体沿倾向延伸较为稳定，且在大多区域厚度有增厚的趋势，矿体倾角有变缓的趋势。该区域重晶石成矿条件较好，且综合研究程度较高，如通过系统的工程控制，通过概算，预计投入钻探工作量8 000m，可将该区块工作程度提升至普查程度，预计可增加333类型重晶石矿石资源量1亿余吨，既可以扩大矿体资源储量，又可延长矿山服务年限，矿体埋深多在400～500m，故将该区划分为A类找矿远景区。

(2) 石硬—高车重晶石矿找矿远景区。

位于贡溪向斜北西翼，云洞背斜为一鼻状背斜，该区域处于云洞背斜倾伏端之南西侧，云洞背斜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、清虚洞组广泛分布，预测该区域有较好的找矿前景。但该区矿体为隐伏矿体，预测矿体埋深多在500～800m；预计投入钻探工作量5 000m，通过概算可探获333+334类型重晶石矿石资源量8 000万t。该区目前无工程控制，综合研究程度不高，故将该区划分为B类找矿远景区。

(3) 麦溪—岑楼坡重晶石矿找矿远景区。

位于贡溪向斜的核部，因大河边山环重晶石矿、寨脚、卜登寨、圭禄山下寨等地均发现有重晶石矿露头，虽有F1断层相隔，但贡溪向斜北西翼之云洞背斜重晶石矿体的发现，通过钻探工程验证，其沿南东方向延伸稳定，根据成矿预测，深部存在隐伏重晶石矿可能性大，找矿前景好。预计投入钻探工作量5 000～6 000m，通过预测，可探获333+334类型重晶石矿石资源量6 000万t。该区矿体为隐伏矿体，目前无工程控制，综合研究程度不高，预测重晶石矿体埋深较大，多在800～1 000m，故将该区划分为C类找矿远景区。

【参考文献】

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