何建平，李元家，周子琴

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

沉積型重晶石礦床是我國(guó)最重要的一種重晶石礦床類(lèi)型，這類(lèi)礦床一般規(guī)模較大，產(chǎn)于一定的地層中，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造明顯，礦層內(nèi)部與近況圍巖沒(méi)有熱液蝕變現(xiàn)象，且多形成于封閉、半封閉流水不暢的海灣或?yàn)a湖相，水動(dòng)力條件相對(duì)較弱［1］。本文結(jié)合野外實(shí)際工作，對(duì)大豁落重晶石礦地質(zhì)特征做簡(jiǎn)要介紹，和國(guó)內(nèi)典型的沉積型重晶石礦床做對(duì)比，對(duì)礦床成因進(jìn)行了分析，并給出找礦標(biāo)志，提供了找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大豁落重晶石礦區(qū)域上位于塔里木陸塊區(qū)，敦煌陸塊，柳園裂谷；地層劃分屬于塔里木地層大區(qū)，敦煌地層區(qū)，羅雅楚山—柳園地層分區(qū)。區(qū)內(nèi)出露地層由老到新為長(zhǎng)城系古硐井群，薊縣系平頭山組，寒武系雙鷹山組、西雙鷹山組，奧陶系羅雅楚山組、第四系全新統(tǒng)。

區(qū)域上巖漿侵入活動(dòng)頻繁，分布廣泛，主要有華力西中期花崗閃長(zhǎng)巖、華里西晚期鉀長(zhǎng)花崗和一些花崗巖脈、輝綠巖脈、石英脈等。

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺重疊，斷裂交織。褶皺構(gòu)造主要為雙鷹山復(fù)式向斜，分布于雙鷹山—大豁落井一帶。東西長(zhǎng)18km，南北寬1km—3km，呈近東西走向的狹長(zhǎng)帶狀。包含一個(gè)背斜和兩個(gè)向斜，背斜核部為寒武系雙鷹山組，兩翼為奧陶系羅雅楚山組；向斜核部為奧陶系羅雅楚山組，兩翼為寒武系雙鷹山組。該復(fù)式向斜地層總體南傾，傾角40°—70°，局部地段發(fā)生倒轉(zhuǎn)，其兩翼地層都不同程度的受斷層影響而缺失或零星出露。

斷裂構(gòu)造主要為雙鷹山—大豁落井?dāng)嗔褞?。斷裂帶是由?shù)條近東西向逆斷層組成，西部大部分?jǐn)鄬觾A向北，在東部部分?jǐn)鄬用鎯A向南，傾角西部陡（80°±），東部 30°～60°。斷裂帶上，可見(jiàn)斷層崖、三角面、拖褶曲、斷層角礫巖，局部地方有糜棱巖出現(xiàn)，沿?cái)鄬佑惺⒚}發(fā)育。

區(qū)域上位于北山寒武系黑色巖系P、V、U成礦帶中。已發(fā)現(xiàn)礦床有雙鷹山重晶石礦、大豁落釩礦。發(fā)現(xiàn)的礦種主要有重晶石礦、釩礦、磷礦等礦產(chǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為寒武系雙鷹山組、奧陶系羅雅楚山組。寒武系雙鷹山組與上覆奧陶系羅雅楚山組呈平行不整合接觸，整體為一向南傾的背斜。

寒武系雙鷹山組巖性主要為灰黑色（含泥）硅質(zhì)巖，夾少量細(xì)晶灰?guī)r、粗晶灰?guī)r、巖屑砂巖、含炭頁(yè)巖、粉砂巖、白云巖、石膏及重晶石透鏡體，局部地段含炭頁(yè)巖中見(jiàn)有含磷結(jié)核，巖層傾向150°～175°，傾角50°～70°。重晶石礦體產(chǎn)于該組上部含泥硅質(zhì)巖中，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。根據(jù)巖石組合特征，該組沉積環(huán)境應(yīng)屬淺海海盆環(huán)境。

奧陶系羅雅楚山組為一套淺灰綠色碎屑巖，由淺灰綠色長(zhǎng)石巖屑砂巖、泥巖、含礫粗砂巖等組成。在傾向上表現(xiàn)為顆粒由粗到細(xì)的粒序?qū)永恚貙釉诘V區(qū)北部發(fā)生倒轉(zhuǎn)，整體為一套深海—半深海濁流沉積的碎屑巖。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造均有發(fā)育。

褶皺表現(xiàn)為一軸面向南傾斜的背斜，核部由寒武系雙鷹山組的（含泥）硅質(zhì)巖夾少量細(xì)晶灰?guī)r、巖屑砂巖、含炭頁(yè)巖、粉砂巖、白云巖、石膏及重晶石透鏡體等組成，（含泥）硅質(zhì)巖中發(fā)育一系列緊閉尖棱褶皺；兩翼由奧陶系羅雅楚山組的長(zhǎng)石巖屑砂巖組成。斷裂構(gòu)造主要有NE向和近EW向兩組，共3條，均發(fā)育于雙鷹山組中，對(duì)礦體完整性沒(méi)有影響。（如圖1所示）。

近EW向斷層：F1為一性質(zhì)不明斷層，走向70°，長(zhǎng)320m，經(jīng)探槽揭露，局部可見(jiàn)構(gòu)造角礫巖。N E向斷層：分別為F2、F3，均為平移斷層。其中F2為一右行平移斷層，走向17°，長(zhǎng)60m，錯(cuò)斷了硅質(zhì)巖中的灰?guī)r夾層，斷距約14m。F3為一左行平移斷層，呈舒緩波狀，總體走向25°，長(zhǎng)200m，錯(cuò)斷了巖礦層及閃長(zhǎng)玢巖脈，斷距3～6m。

2.3 巖漿巖

僅見(jiàn)少量閃長(zhǎng)玢巖脈和石英細(xì)脈，閃長(zhǎng)玢巖脈呈北西向展布，長(zhǎng)560～800m，寬2～5m。石英細(xì)脈多沿構(gòu)造裂隙充填，呈近南北向、近東西向展布，長(zhǎng)60～450m。

2.4 圍巖特征

含礦層頂、底板巖石為寒武系雙鷹山組的含泥硅質(zhì)巖及灰?guī)r，重晶石礦體多呈似層狀、透鏡狀出于其中，礦體與圍巖界線清楚，無(wú)熱液蝕變現(xiàn)象。

圖1 大豁落重晶石礦區(qū)構(gòu)造綱要

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦帶特征

根據(jù)礦體出露位置及分布特征，礦區(qū)內(nèi)劃分為南、北兩個(gè)礦帶，共圈出重晶石礦體9條（見(jiàn)表1）。

北礦帶長(zhǎng)約3.5km，寬約0.8～4.5m，由BarⅠ-1、BarⅠ-2、BarⅠ-3、BarⅠ-4、BarⅠ-5 號(hào)礦體組成。礦體賦存于寒武系雙鷹山組含泥硅質(zhì)巖中，呈似層狀、透鏡狀，近東西向展布，礦體傾向 160°～185°，傾角50°～75°，頂?shù)装寰鶠榛液谏喙栀|(zhì)巖。

南礦帶長(zhǎng)約 3km，寬約 1～8m，由 BarⅡ-2、BarⅡ-3、BarⅡ-4、BarⅡ-5 號(hào)礦體組成。 礦體賦存于寒武系雙鷹山組含泥硅質(zhì)巖中，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體傾向 160°～185°，傾角 45°～60°，頂?shù)装寰鶠榛液谏喙栀|(zhì)巖。

3.2 礦體特征

勘查區(qū)內(nèi)共圈出重晶石礦體9條。礦體長(zhǎng)度208～834m，平均厚度在 0.82～3.38m，BaSO4平均品位42.82%～66.07%。其中 BarⅠ-2、BarⅠ-5 為勘查區(qū)內(nèi)主要礦體，二者均分布于北礦帶。具體礦體特征見(jiàn)表1。

3.3 礦石質(zhì)量

1）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)礦石結(jié)構(gòu)以中細(xì)粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)（如圖2-A、B所示）、同生角礫結(jié)構(gòu)（如圖2-C、D所示）為主，并見(jiàn)有少量的放射狀結(jié)構(gòu)礦石（如圖 2-E、F 所示）。

區(qū)內(nèi)礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造（如圖2-A所示），斑塊狀構(gòu)造（如圖2-C所示），結(jié)核狀構(gòu)造（如圖2-E所）為主，并具少量蜂窩狀構(gòu)造。

表1 礦體特征表

圖2 區(qū)內(nèi)礦石手標(biāo)本及其鏡下特征

2）礦物成分。大豁落重晶石礦礦石礦物為重晶石。重晶石呈灰白色—灰色，多呈半自形—它形晶，長(zhǎng)方形柱狀、寬板狀，粒度變化大，小者粒徑在0.1mm以下，大者粒徑5mm×7mm，且大小不等顆?；祀s分布。脈石礦物為硅質(zhì)、石英、碳酸鹽集合體、泥質(zhì)、鐵質(zhì)、粘土礦物等。

3）礦石化學(xué)成分。礦石的主要化學(xué)成分為Ba-SO4、Mn、Ag、CaO、A12O3、Fe2O3、SiO2、K2O、Na2O、TiO2、MnO等。有用組分為 BaSO4，BaSO4含量最高87.96%，平均含量57.43%。主要有害組分為CaO、Fe2O3、A12O3、SiO2、Ag、Zn。 根據(jù)光譜分析統(tǒng)計(jì)表明，重晶石礦石中普遍含P、V、Ag等元素。

3.4 礦石類(lèi)型

根據(jù)礦石的礦物組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，礦區(qū)礦石自然類(lèi)型為塊狀重晶石型礦石、斑塊狀重晶石型礦石。

1)塊狀重晶石型礦石：灰—深灰色，中細(xì)粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。重晶石含量50%～90%，脈石礦物含量10%～50%。此類(lèi)型礦石主要分布于北礦帶。

2)斑塊狀重晶石型礦石：深灰色，同生角礫狀結(jié)構(gòu)，斑塊狀構(gòu)造。重晶石含量30%～70%，分布不規(guī)則。此類(lèi)型礦石主要分布于南礦帶。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

中國(guó)中早寒武世重晶石礦床一般分布于揚(yáng)子板塊邊緣由淺海碳酸鹽巖及砂泥質(zhì)沉積區(qū)向半深海、深海砂質(zhì)復(fù)理石沉積區(qū)的過(guò)渡帶，屬非補(bǔ)償滯流海泥質(zhì)（富硅、碳質(zhì)）沉積區(qū)，且重晶石與同期沉積的結(jié)核狀磷礦、釩礦具有密切的空間關(guān)系和相同的構(gòu)造環(huán)境，礦床成因?qū)偕锘瘜W(xué)沉積礦床［2］。

大豁落重晶石礦產(chǎn)于寒武系雙鷹山組頂部的（含泥）硅質(zhì)巖中，含礦層位穩(wěn)定，礦體多呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體與圍巖界線清楚，沿走向常與含泥硅質(zhì)巖呈相變關(guān)系，硅質(zhì)巖、石膏、重晶石普遍發(fā)育平行層理構(gòu)造，顯示了沉積礦床的特點(diǎn)。

礦層的頂、底板圍巖主要為含泥硅質(zhì)巖，次為結(jié)晶灰?guī)r，呈現(xiàn)出以化學(xué)沉積為主的深水、半深水停滯性海盆的還原環(huán)境，礦石礦物成分單一，金屬礦物少見(jiàn)，與熱液有關(guān)的金屬元素如Cu、Pb、As、Au等元素含量均較低。且重晶石礦層與圍巖沒(méi)有熱液蝕變現(xiàn)象。

以上地質(zhì)特征符合中國(guó)寒武系重晶石礦床地質(zhì)特征，故認(rèn)為區(qū)內(nèi)重晶石礦床類(lèi)型為化學(xué)沉積型重晶石礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

1）重晶石礦體產(chǎn)于寒武系雙鷹山組的含泥硅質(zhì)巖中,尋找與其層位相同的灰黑色含泥硅質(zhì)巖為直接找礦標(biāo)志[3]。

2）由于礦層與頂?shù)装鍑鷰r抗風(fēng)化作用的不同，含泥硅質(zhì)巖形成一定規(guī)模的黑色山脊，為尋找重晶石礦的獨(dú)特地貌標(biāo)志特征。

3）區(qū)內(nèi)重晶石礦石具有蒜臭味，且比重較含泥硅質(zhì)巖大、顏色相對(duì)較淺，也是一種尋找重晶石礦的物理標(biāo)志。

5 結(jié)論

1）礦區(qū)西部現(xiàn)正在開(kāi)采的雙鷹山重晶石礦體與礦區(qū)內(nèi)南礦帶中礦體處于同一礦帶上，鉆探施工僅對(duì)勘查區(qū)北礦帶進(jìn)行了深部驗(yàn)證，未對(duì)南礦帶礦體進(jìn)行驗(yàn)證，因此在勘查區(qū)南礦帶布施深部工程，將會(huì)取得找礦的更大突破。

2）礦區(qū)為一倒轉(zhuǎn)背斜，礦體存在于背斜核部的硅質(zhì)巖中，在以后的找礦過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)褶皺構(gòu)造帶的研究，爭(zhēng)取有更大的突破。