黃德將

摘要：百峰—店埡螢石—重晶石礦床位于揚子準(zhǔn)地臺鄂中褶斷區(qū)“黃陵斷穹”北緣，螢石—重晶石礦脈產(chǎn)于下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組—大灣組地層中，其產(chǎn)出受區(qū)內(nèi)斷裂、裂隙構(gòu)造控制，礦脈產(chǎn)狀與斷裂、裂隙構(gòu)造產(chǎn)狀一致，螢石—重晶石礦脈充填于斷層破碎帶中，螢石—重晶石富集于破碎帶中部，兩側(cè)為硅化、螢石—重晶石化角礫灰?guī)r。礦床成因類型屬中低溫?zé)嵋盒兔}狀礦床。

關(guān)鍵詞：百峰—店埡；螢石—重晶石礦床；地質(zhì)特征；礦床成因；鄂西

1.前言

鄂西地區(qū)是我國重要的非金屬礦產(chǎn)聚集區(qū)，一系列大中型磷礦、螢石礦發(fā)育其中。百峰—店埡螢石—重晶石礦床即是黃陵斷穹配套斷裂系統(tǒng)中一典型礦床。礦床發(fā)現(xiàn)于本世紀(jì)初，近年來中南冶金地質(zhì)研究所在區(qū)內(nèi)開展了普查工作，并提交了333+334？螢石—重晶石礦石資源量144.43kt（重晶石96.54kt、螢石25.00kt）。該礦床研究程度低，未見有文獻報道，其地質(zhì)礦化特征未有系統(tǒng)總結(jié)，其成因類型不明，其與區(qū)域大規(guī)模產(chǎn)出的磷礦床有何關(guān)系？這些問題均制約了礦區(qū)下一步勘探工作的進行。基于此，筆者在詳細野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對礦區(qū)地質(zhì)、礦化特征的總結(jié)歸納，探討了礦床成因。以期為黃陵斷穹配套斷裂系統(tǒng)所在區(qū)域的螢石、重晶石等礦產(chǎn)找礦提供思路和理論依據(jù)。

2.區(qū)域地質(zhì)背景

百峰—店埡螢石、重晶石礦地處揚子準(zhǔn)地臺鄂中褶斷區(qū)“黃陵斷穹”北緣?！包S陵斷穹”軸向北北東向，南北長70余公里，東西寬40余公里，為東翼平緩西翼較陡的二元短軸斷穹構(gòu)造。區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要為北西向及北北西向斷裂。以上諸組斷裂規(guī)模宏大，具有多期次活動特征。其中霧渡河斷裂走向長數(shù)十公里，對“黃陵斷穹”地區(qū)地質(zhì)景觀起著重要的控制作用，以其為分界，核南部侵入大量巖漿巖，核北部則以中深變質(zhì)巖為主。

區(qū)域礦產(chǎn)較為豐富，在“黃陵斷穹”核部主要分布有金礦、石墨礦、橄欖石礦、石榴石及矽線石、硫鐵礦、花崗石等礦床和規(guī)模較小的磁鐵礦、銅鉛鋅多金屬礦（化）點。在斷穹翼部沉積蓋層區(qū)有磷礦、銀釩礦、赤鐵礦、硫鐵礦及鎳鉬礦、鉛鋅礦、重晶石等礦床（點）。

3.礦區(qū)地質(zhì)

3.1地層

礦區(qū)出露主要為奧陶系下統(tǒng)及中統(tǒng)地層，第四系沿礦區(qū)河谷地帶少量零星分布，各地層特征由老至新分述如下：

奧陶系下統(tǒng)：區(qū)內(nèi)奧陶系下統(tǒng)分為南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組、紅花園組、大灣組，各組間均為整合接觸。南津關(guān)組：下段灰—淺灰色厚層至塊狀微一細晶白云巖、泥質(zhì)白云巖夾角礫狀白云巖，局部含燧石。局部地段可見重晶石包塊或重晶石扁豆?fàn)願A層。上段深灰色中厚層狀含燧石灰?guī)r，生物屑灰?guī)r，分鄉(xiāng)組：灰色生屑灰?guī)r夾黃綠色頁巖，下段為亮晶含礫砂屑灰?guī)r夾骨屑灰?guī)r段，巖石中粒屑以內(nèi)碎屑占多數(shù)，上段為頁巖夾骨屑灰?guī)r段。紅花園組：灰色生屑灰?guī)r夾黃綠色頁巖。下段泥晶鮞?；?guī)r，上段為骨屑灰?guī)r段，重結(jié)晶明顯。大灣組：下部為層狀泥質(zhì)瘤狀生物灰?guī)r夾黃綠、灰綠色泥巖；中部為紫紅、暗紅色生屑灰?guī)r、泥灰?guī)r；上部為灰、灰綠色薄至中厚層狀泥質(zhì)瘤狀生物灰?guī)r夾泥巖。

奧陶系中統(tǒng)：區(qū)內(nèi)奧陶系中統(tǒng)分為牯牛潭組、廟坡組、寶塔組。牯牛潭組：青灰、灰色及紫灰色薄至中厚層狀灰?guī)r與瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r互層。廟坡組：黑色鈣質(zhì)泥巖和黃綠色頁巖夾灰?guī)r透鏡體。寶塔組：中厚層、厚層狀紫紅、灰綠色“龜裂紋”灰?guī)r。

3.2構(gòu)造

礦床位于揚子準(zhǔn)地臺上揚子臺坪鄂中褶斷區(qū)黃陵背斜北東翼傾伏端，印支期黃陵斷穹抬升隆起，鑄成“黃陵背斜”的雛型，在燕山期造山運動中褶皺定型，形成了軸向北北東緩傾斜穹狀背斜構(gòu)造及一系列北西和北東向斷裂系統(tǒng)。本礦區(qū)內(nèi)的褶皺及斷裂構(gòu)造，即是受區(qū)域性壓應(yīng)力和張扭應(yīng)力～張應(yīng)力作用下的產(chǎn)物。本礦區(qū)褶皺構(gòu)造簡單，為一向北東傾斜的單斜構(gòu)造，略帶弧形，由奧陶系下統(tǒng)及中統(tǒng)地層構(gòu)成，地層傾向40°～70°，傾角7°～26°。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，按其展布方向可分為北西向、北東向、北北西向三組。其中北西向斷裂規(guī)模較大，為區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造；北東向斷裂規(guī)模次之，為區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造；北北西向斷裂規(guī)模最小，為區(qū)內(nèi)的容礦構(gòu)造；目前已發(fā)現(xiàn)的斷層共有四條，即F₁、F₂、F₃、F₄斷層。縱觀全區(qū)，斷層分布數(shù)量雖然較少，但對礦液的運移和存儲起到了至關(guān)重要的作用。

區(qū)內(nèi)北西向斷層目前僅發(fā)現(xiàn)一條，即F₁斷層。該斷層斜貫礦區(qū)中部，為北東盤相對上升、南西盤相對下降的正斷層?？傮w呈北西方向展布，傾向225°～235°，傾角70°～80°。區(qū)內(nèi)分布長度約3300m，北西、南東兩端延伸至礦區(qū)外，垂直斷距達100余米，穿越中下奧陶統(tǒng)。斷層面較平直，斷層帶寬1.00m～2.00m，主要由構(gòu)造角礫巖組成，角礫呈棱角～次棱角狀，粒徑0.2cm～0.8cm，含量10%～50%，云巖石碎粉及鈣質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)，結(jié)構(gòu)較致密，斷層帶中裂隙發(fā)育，裂面產(chǎn)狀與斷層面產(chǎn)狀基本一致。斷層帶在地表呈舒緩波狀延伸。

北東向F₂位于礦區(qū)中部，為北西盤相對上升、南東盤相對下降的正斷層，切割的地層有奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組、紅花園組，其間充填螢石-重晶石脈及碎裂巖、角礫巖，角礫呈棱角～次棱角狀，Ⅰ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的中段。北北西向斷層有F₃、F₄斷層。F₃斷層位于礦區(qū)東南部切割地層為奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組和分鄉(xiāng)組，南西相對盤上升，北東盤相對下降，為一正斷層。其間充填螢石-重晶石脈及構(gòu)造角礫巖、碎裂巖，Ⅱ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的北段。F₄斷層則控制著Ⅲ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的中段段。

4.礦化特征

4.1礦體特征

區(qū)內(nèi)螢石—重晶石礦脈產(chǎn)于下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組—大灣組地層中，其產(chǎn)出受區(qū)內(nèi)斷裂、裂隙構(gòu)造控制，礦脈產(chǎn)狀與斷裂、裂隙構(gòu)造產(chǎn)狀一致，螢石—重晶石礦脈充填于斷層破碎帶中，螢石—重晶石富集于破碎帶中部，兩側(cè)為硅化、螢石—重晶石化角礫灰?guī)r。斷層上、下盤巖石為南津關(guān)組—大灣組白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及生物屑灰?guī)r，局部見有硅化、方解石化、螢石化及重晶石化現(xiàn)象。

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)熱液充填型螢石一重晶石礦脈16條，其中以Ⅰ號礦脈規(guī)模最大，充填于F₂斷層中段，構(gòu)成Ⅰ號礦體；Ⅱ、Ⅲ號礦脈規(guī)模次之，分別充填于F₃、F₄斷層中；其余礦脈規(guī)模較小。螢石、重晶石以半自形、自形晶顆粒集合體或條帶、條紋狀充填于斷裂破碎帶中構(gòu)成螢石一重晶石礦脈，螢石一重晶石礦脈主要分布于破碎帶中部，兩側(cè)則主要充填構(gòu)造角礫巖、碎裂巖及少量浸染狀螢石、重晶石。礦脈地表延伸規(guī)模與所處斷層一致。

I號礦體位于礦區(qū)北部，賦存在F₂斷層破碎帶中段，延伸方向與F₂斷層一致，最低露頭標(biāo)高+600m，最高露頭標(biāo)高+705m。該礦體地表由9個探槽控制，深部由5個鉆孔控制，礦體呈脈狀產(chǎn)出，向兩端及深部逐漸尖滅，走向北東，傾向128°～144°，傾角50°～80°，地表延長630m，斜深50余米，厚度1.00m～3.14m，厚度變化系數(shù)48.18%。螢石一重晶石礦主要富集在破碎帶中部，兩側(cè)為硅化、螢石—重晶石化角礫灰?guī)r，與斷層面界線清晰。BaSO₄含量53.43%～77.84%，平均68.01%，品位變化系數(shù)12.33%；CaF₂含量6.50%～31.30%，平均15.48%，品位變化系數(shù)45.31%。

Ⅱ號礦體位于礦區(qū)東南部，受F₃斷層控制，賦存于F₃斷層破碎帶中，延伸方向與斷層展布方向一致，最低露頭標(biāo)高+615m，最高露頭標(biāo)高+644m。礦體呈脈狀產(chǎn)出，向兩端及深部逐漸尖滅，走向北北西，傾向75°～80°，傾角70°～80°，地表延長122m，斜深80余米，厚度1.00m～1.40m，厚度變化系數(shù)17.33%。螢石一重晶石主要富集在破碎帶中部，兩側(cè)為硅化、螢石—重晶石化角礫灰?guī)r，與斷層面界線晰。BaSO₄含量53.36%～82.54%，平均69.27%，品位變化系數(shù)17.96%；CaF₂含量6.22%～23.44%，平均13.11%，品位變化系數(shù)53.52%。

4.2礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)：區(qū)內(nèi)螢石—重晶石礦石結(jié)構(gòu)有它形—半自行粒狀結(jié)構(gòu)、自形晶結(jié)構(gòu)，另還見有交代結(jié)構(gòu)等。主要結(jié)構(gòu)特征為：

自形晶結(jié)構(gòu)，礦石中重晶石、螢石呈較完整自形晶，晶體較粗大，見有較完整晶面及解理面，其間雜質(zhì)礦物很少。

它形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦石中重晶石、螢石呈它形—半自形細小晶粒狀集合體，其問由方解石、石英充填膠結(jié)。

交代結(jié)構(gòu)，礦石中明顯可見重晶石、螢石顆粒交代充填于角礫狀灰?guī)r。

礦石構(gòu)造：礦石構(gòu)造主要有斑塊狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，次為細脈浸染狀構(gòu)造，其主要特征為：斑塊狀構(gòu)造，重晶石、螢石呈團塊狀分布于礦石中，團塊間為方解石、石英、灰?guī)r巖屑等充填膠結(jié)。由于顏色上存在一定差異，其外貌呈現(xiàn)斑塊狀特征。此類礦石品位一般較高，是本礦區(qū)礦石的主要構(gòu)造類型。

致密塊狀構(gòu)造，它形—半自形、自形粒狀重晶石、螢石及相互密集嵌布組成，礦石外貌致密，無明顯紋理，有用組分含量90%以上，礦石品位較高。

角礫狀構(gòu)造，它形—半自形粒狀重晶石、螢石充填于角礫問形成角礫狀礦石，角礫成分為大小不一的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r碎塊。

細脈浸染狀構(gòu)造，重晶石或螢石呈細小脈狀分布于礦石中，脈寬1mm～2mm，長不足10mm。此類礦石品位較低，是區(qū)內(nèi)低品位礦石的主要構(gòu)造類型。

本礦區(qū)礦石中主要有用礦物為重晶石，伴生有用礦物螢石，脈石礦物為方解石、石英，微量礦物有水云母、黃（褐）鐵礦、巖屑等。

重晶石：區(qū)內(nèi)重晶石呈白色、淺灰白色、淺黃色致密塊狀或粒狀集合體，多為半自形一自形晶結(jié)構(gòu)，粒徑0.5mm～10mm，多數(shù)在1mm～5mm。集合體內(nèi)常含有螢石、方解石、石英及灰?guī)r角礫等，顆粒輪廓不清晰時見有交代殘余結(jié)構(gòu)。

螢石：區(qū)內(nèi)螢石以淺紫紅色、淺紫色、白色半自形—自形晶粒狀集合體與重晶石共生或混雜分散于礦石中，螢石粒徑0.5mm～5mm。

5.礦床成因探討

本礦區(qū)的螢石—重晶石礦均呈陡傾斜脈狀產(chǎn)于奧陶系南津關(guān)組—紅花園組白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、生物屑灰?guī)r斷層及構(gòu)造裂隙中，長5m～630m，延深2m～50m，厚度0.10m～3.14m；礦體中心部位及地表BaSO₄、CaF₂含量高，邊部和深部含量降低；脈體產(chǎn)狀受斷層及構(gòu)造裂隙嚴(yán)格控制，與圍巖產(chǎn)狀不一致；圍巖蝕變主要是重晶石化、螢石化、硅化、方解石化；礦物組分以重晶石、螢石為主，次為方解石、石英及巖屑，微量礦物有水云母、黃鐵礦；礦石結(jié)構(gòu)以自形晶結(jié)構(gòu)、半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)為主、次為交代結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以斑塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造為主，少量細脈浸染狀構(gòu)造；礦石類型螢石—重晶石礦，重晶石為主要有用礦物，螢石為伴生有用礦物。綜上所述，礦床成因類型屬中低溫?zé)嵋盒兔}狀礦床。