河北重晶石矿地质特征及资源潜力探讨

付茂英

(中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071051)

重晶石是具有重要经济价值的工业矿物原料，主要用于油气钻探中的泥浆加重剂，制取钡化物作工业填料和填充剂，在建材工业玻璃生产中作为助熔剂、去氧剂和澄清剂使用，此外还用于冶金、医疗、制革、军工等方面，具有广泛的用途[1]。目前来看，河北省重晶石矿产资源勘查程度较低，资源利用接近枯竭。本次经过对已知矿床的研究与分析，总结成矿地质特征，认为河北省具有较好的重晶石成矿地质条件，指出了今后的找矿方向，对今后找矿工作具有指导意义。

1 河北省重晶石资源特点

目前，河北省重晶石矿区5处，其中上表3处，分布在邢台地区的李家庄、冀家庄、大寨尚家庄及后南峪，勘查程度为普查。重晶石矿脉围岩均为中太古代片麻岩，受断裂构造控制，呈脉状、不规则脉状产出。矿石为粗晶板状重晶石，BaSO4含量85%～92.5%，矿石质量较好。其他重晶石矿点十余处，分布在保定、秦皇岛、石家庄等地[2]。全省累计查明资源储量542.44千t，累计消耗资源储量428.40千t，保有资源储量仅为114.04千t。

2 河北省重晶石矿地质特征

河北省重晶石矿成因类型全部为低温热液型矿床[3]。按成矿围岩不同可分为变质岩型和碳酸盐岩型两类，以变质岩型为主。

变质岩型重晶石矿床主要分布在古老隆起区[4]，较集中产于迁西陆核的抚宁县和阜平陆核的石家庄、邢台境内的太古宇—古元古界地层中。矿体主要受断裂控制[5]。如抚宁县木柞峪矿床走向为北东50°，倾向北西，倾角65°～75°；冀南石家庄—邢台地区受阜平陆核的构造运动影响，其矿化断裂有两组，一组走向近南北，倾向东，倾角60°～80°，另一组走向北西20°～30°，倾向南西，倾角70°～80°。矿体赋存在北西向断裂之中，呈脉状、不规则脉状、透镜状及团块状，一般长100～300m，最长1 200m，脉厚0.3～1m，最厚2m。矿石一般为白色，少数为粉红、微紫红色和微黄色。多数为粗粒状或板状，玻璃或珍珠光泽。矿石类型为重晶石型和石英—重晶石型，矿物成分主要是重晶石，少量石英及长石，局部可见到黄铜矿呈斑点产出，空隙中见有褐铁矿物小点。矿石呈似斑状结构，重晶石呈巨大晶体出现，但亦有较小晶体，少量石英呈嵌晶状生于其中，在重晶石巨大晶体间常有许多细小石英颗粒，黑云母及铁矿物，另外还有许多绢云母存在，重晶石互呈自形的粗粒晶体镶嵌，石英则为柱、粒状和他形颗粒镶嵌。矿石中有用组分BaSO4含量多集中在67.48%～84.60%，平均含量约77.56%。该类矿床多为小型规模。

碳酸盐岩型重晶石矿床主要赋存在长城系高于庄组底部、蓟县系雾迷山组、青白口系景儿峪组顶部的白云岩、泥质白云岩及下寒武统页岩和砂岩中[6]，与褶皱轴部断裂、层间裂隙和硅化破碎带关系密切。部分矿体附近见有燕山期二长花岗岩、碱性花岗岩及斑状花岗岩等与成矿有关的岩体[7]。矿体呈脉状、不规则脉状、分支状及团块状。矿脉走向，冀东地区以北东向为主，冀西地区多呈南北及东西向，倾角都在60°～85°之间，矿脉长一般50～300m，最长1 000m，厚0.5～2m，部分达10～15m。矿物组成以重晶石、燧石、石英为主，次为白云石和方解石，部分矿脉中见有萤石、方铅矿和闪锌矿。矿石主要为自形粗粒结构，角砾状、致密块状构造。目前该类矿床均为矿点。

3 典型矿床特征

3.1 成矿地质条件

3.1.1 地层

以邢台李家庄重晶石矿床为例(图1)，矿区出露地层为五台群石家栏组变质岩系地层[8]，由于多次构造变动及区域变质作用影响，地层层序及相互关系难以识别，片麻理产状凌乱多变。岩层大致产状是走向北西西，倾向北北东，倾角10°～30°。主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩，其次尚有黑云角闪片麻岩、黑云角闪片岩、云母片岩等[9]。

图1 李家庄重晶石矿地质简图

3.1.2 构造

本区构造较为复杂，以褶皱或揉皱为主，断裂构造次之。断裂多为正断层，一般长达数公里，角度陡，断距大。断裂走向分别为近南北向和北西向两组。多数岩脉和重晶石矿脉均受该两组断裂控制，为本区重晶石矿的导矿和容矿构造。断裂构造一般延长数百米，个别延长数公里。

3.1.3 岩浆岩

岩浆岩主要有燕山期斜长角闪岩和花岗伟晶岩，常呈脉体出现，大部分具不同程度的混合岩化。岩脉主要有斜长角闪岩脉、伟晶岩脉和石英脉[10]。石英脉为白色致密状，局部有空网，并含有褐铁矿，有时含有重晶石的颗粒，石英脉一般均受断裂控制，也有沿层理产出者，多为走向350°，在矿区各处均见有，脉宽在0.2～4m，长达数百米不等。

3.2 矿床地质特征

3.2.1 矿体特征

矿区两条相互平行分布的矿脉，呈脉状、不规则脉状、透镜状，从李沟通过安子沟，小西沟到南口村西南300m处尖灭，均赋存于黑云斜长片麻岩中。

(1)主矿脉(东侧矿脉)。

主脉基本上是连续的，断续延长约1 200m，局部因矿化不均或蚀变，有所间断。矿化间断一般在15～30m，矿脉走向350°，倾向南西，倾角80°。由钻探和探槽工程控制，圈定矿体长800m。地表矿体在3～9线的TC7、TC8、TC9、TC10中，矿体最大厚度TC9为1.80m，最小厚度为0.70m。钻孔中矿体的最大厚度9线ZK6为0.91m，最小厚度ZK1为0.25m，钻孔一般控制深度155～180m，矿体赋存标高610～420m，埋深0～104m。矿体向深部和南北两端有变窄变贫的趋势。

(2)支脉。

位于主矿脉西侧，呈不连续出现，重晶石与石英脉为互变，矿化不稳定。含矿带断续延长1 000余米，走向近南北，倾向东，倾角60°～80°。从探槽工程揭露的情况看，矿脉厚度均小于可采厚度(除TC24厚0.65m外)，品位低，未构成工业矿体，深部无钻探工程控制。

3.2.2 矿石类型及物质组成

矿石类型主要为石英—重晶石型。矿石一般为白色、无色、粉红色及紫红色，透明或半透明，粗粒状或板状结晶，一般呈玻璃光泽或珍珠光泽。矿石主要矿物成分为重晶石，其次有石英、褐铁矿和少量的黄铁矿、黄铜矿颗粒及云母等。石英呈颗粒或条带状穿插在重晶石内，局部有石英晶洞存在，而褐铁矿寄生其中；黄铁矿与黄铜矿呈星点状分布重晶石与石英中，云母亦夹在石英中。

根据62件样品分析结果，BaSO4最高含量95%，其中含量在80%以上者有27件，51%～80%有31件样品，20%以下者有4件样品；SiO2最高含量42.28%，一般在10%～25%，平均达17.73%；FeO3最高含量5%，一般在1.5%以下。

3.3 矿床成因探讨

脉岩及其附近Ba元素含量高于变质围岩，初步分析应为含钡元素热液沿构造裂隙侵入，与围岩硫酸根结合形成重晶石矿[11]。根据该矿床的矿物共生组合和围岩蚀变特点，认为其矿床成因类型属低温热液矿床(图2)，受成矿前构造的控制，与中生代燕山期岩浆活动有关[12]。

图2 邢台县李家庄重晶石矿成矿模式图

4 资源潜力分析

李家庄重晶石矿位于邢台—汲县—运城(大池山式)层控型重晶石矿集区[13]，大地构造位于华北地台山西断隆的东部和南部。产出的地层及岩性多为寒武系、奥陶系的碳酸盐岩及太古界阜平群，重晶石矿床大都充填于构造断裂带或构造裂隙之中，其矿体的产状、形态、规模和分布规律，严格受构造的控制。区内前寒武纪与燕山期侵入活动强烈，在冀西邢台等地的太古界中产小型脉状重晶石矿床。其他地区亦有重晶石矿点发现[14]。通过对河北省重要重晶石矿产地研究，结合成矿规律进行成矿预测[15]，河北省邢台县浆水一带、抚宁县上平山—河潮营一带、平泉县杨树岭一带(矿石类型为萤石—重晶石型)、灵寿县一带具有寻找热液型重晶石矿的找矿前景。