黔南泥盆系某重晶石礦礦床地質特征及找礦標志

張成林，趙志軍

(貴州省地質礦產勘查開發局104地質大隊，貴州 都勻 558000)

0 引 言

礦區位于鎮寧縣城南東平距約40 km，行政區劃屬鎮寧布依族苗族自治縣沙子鄉所轄。前人對區內重晶石的礦物學、巖相學、礦床學、地球化學、礦床成因及成礦機理等方面做了大量的研究工作，但對重晶石礦礦床地質特征及找礦標志的歸納總結尚不夠深入，文章結合礦區工作實際，在前人研究的基礎上，分析總結了黔南泥盆系某重晶石礦礦床地質特征及找礦標志，以期為今后區內重晶石找礦工作提供更多的指導。

1 區域地質背景

工作區位于上揚子陸塊與江南復合造山帶2個三級構造單元接合部位，主體屬江南復合造山帶，四級構造單元右江裂谷-前陸盆地區之望漠北西向褶斷帶(據《貴州省區域地質志(2017》)。

區域內主要出露地層由新至老依次為第四系、三疊系、二疊系、石炭系及泥盆系。巖性主要以盆地深水沉積-陸棚相-局限臺地相碳酸鹽巖沉積為主，次為硅質及碎屑巖沉積。

區域內主要表現為發育大量近北西向褶皺及斷裂，見圖1。

2 礦床特征

2.1 地層

礦區內出露地層由新至老分述如下：

1)第四系(Q)

主要為灰黃、褐黃色粘土、砂土，厚0～10.00 m。

1.三疊系；2.二疊系；3.石炭系；4.泥盆系；5.向斜；6.背斜；7.倒轉背斜；8.逆斷層；9.性質不明斷層10.工作區位置圖1 區域構造略圖Fig.1 Online map of regional structural

2)石炭系下統(C1)

礦區內僅出露石炭系下統睦化組(C1m)，巖性為深灰、灰黑色中厚層泥晶灰巖、泥質灰巖夾黑色薄層炭質頁巖，底部為黑色薄層硅質巖。厚度>100 m。

3)泥盆系(D)

(1)五指山組(D3w)：上部為灰-深灰中厚層條帶灰巖及泥晶灰巖，下部位深灰色中厚層泥灰巖及瘤狀灰巖偶夾深灰色薄層硅質巖或炭質泥巖。厚60～90 m。

(2)榴江組(D3l)：中及上部為灰黑色薄-中厚層含生物屑硅質灰巖，偶夾深灰色薄-中厚層條帶狀、層紋狀、瘤狀泥晶灰巖透鏡體；下部灰黑色薄及中厚層含生物屑硅質巖夾硅質灰巖及粘土巖。榴江組厚度為250～263 m。為區內重晶石礦賦存層位。

(3)火烘組(D1-2h)：為黑色頁巖、泥巖夾少量薄層砂巖、泥質粉砂巖及砂質頁巖。未見底，厚>50 m。

2.2 構造

礦區內斷裂及褶皺構造較為發育，其主要構造形跡均定型于燕山晚期。見圖2。

1)褶皺

區域兩用—龍井灣背斜由北西向南東延伸，該背斜自北西部進入礦區，從礦區南東部穿出，該背斜在礦區范圍內的部分本次命名為頂紅背斜。頂紅背斜為礦區的主體褶皺構造，該背斜為一向北東倒轉的緊閉倒轉背斜。呈北西—南東向展布，在礦區內延伸約8 km，軸向320°～330°，核部地層為中下泥盆統火烘組，其北東翼巖層傾向38°～81°，傾角26°～45°，南西翼巖層傾向43°～51°，傾角39°～83°，軸面傾向北東，呈波狀起伏。區內重晶石礦體即產于該背斜兩翼，主要分布于該背斜的南西翼(倒轉翼)，北東翼僅零星分布。該背斜被北東向和北西向的斷層破壞，尤其是北東向的斷層將該背斜切割為4段。

1.下石炭統睦化組；2.上泥盆統五指山組；3.上泥盆統榴江組；4.中下泥盆統火烘組；5.礦體露頭線；6.正斷層；7.逆斷層；8.性質不明斷層；9.倒轉背斜；10.向斜；11.工作區位置圖2 礦區構造綱要圖Fig.2 Online map of mining-area structure

牛廠坡背斜為頂紅背斜的次級褶曲，位于牛廠坡附近，走向延伸約400 m，北東翼地層傾角17°～45°，南西翼地層傾角30°～78°，軸面傾向北東。

納盤后山向斜位于礦區北東邊部，礦區內延伸約770 m，北東翼地層傾角15°～61°，南西翼地層傾角27°～69°。

2)斷層

礦區內斷裂構造較為發育，主要發育北西向和北東向的兩組斷層，其次為近南北向和近東西向的斷層。其規模較大的斷層主要有北西向的F1、F5斷層及北東向的F3，其控制了區內的整個構造輪廓。

(1)北西向組

該組斷層主要發育有：F1、F5、F7、F8、F10、F205、F206、F207、F212、F215、F216。

F1(頂紅)逆斷層：為區域納力斷層穿過礦區部分，斷層傾向37°～60°，傾角31°～75°，破碎帶寬2～5 m，水平斷距約600 m，鉛垂斷距達數百米，為一高角度逆沖斷層。該斷層為礦區的邊界構造。該斷層被北東向斷層組切割為數段。

F5正斷層：位于礦區中部，走向延伸約2 km，斷層傾向45°～73°，傾角64°～76°，為一走向斷層，鉛垂斷距數十米，破碎帶寬度0.5 ～2.8 m不等。

F206正斷層：位于礦區中部，走向延伸約2.5 km，斷層傾向214°～255°，傾角35°～68°，破碎帶寬約1～2 m，為一傾向正斷層，鉛垂斷距25～40 m，一般為30 m。

(2)北東向組

該組斷層發育有：F3、F4、F101、F102、F103、F104。

F101正斷層：位于礦區北西部，在礦區走向延伸約460 m，斷層走向70°，傾角72°，傾向南東。

F102正斷層：位于礦區中部，走向延伸1.6 km，傾向120°～135°，傾角76°。破碎帶水平寬0.7 m左右，鉛垂斷距50m左右。

(3)南北向組(F6、F9)

F6正斷層：位于礦區中東部，在礦區內走向延伸約900 m，傾角76°～88°，傾向68°～81°，破碎帶寬0.2～2.5 m不等。

礦區內其他斷層在此不再一一闡述。

2.3 礦層特征

上泥盆統榴江組(D3l)為礦區內重晶石礦含礦巖系，上覆地層為五指山組(D3w)，下伏地層為火烘組(D1-2h)。含礦巖系內自下而上分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦層，礦層之間被薄層狀硅質巖、硅質灰巖隔開，屬深水裂陷盆熱水噴流沉積型重晶石礦床。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ重晶石礦層產出于頂紅背斜兩翼，呈似層狀、透鏡狀產出，礦層產狀與地層產狀一致。頂紅背斜南西翼(倒轉翼)礦層傾向353°～51°，傾角54°～83°，礦層露頭地表延伸約1.9 km，沿傾向延深約140～300 m。頂紅背斜北東翼(正常冀)礦層傾向38°～81°，傾角26°～45°，一般40°左右。頂紅背斜的南西翼礦層厚度大，品位較高，延伸較穩定，背斜北東翼的礦體相較于南西翼厚度薄、不連續、層數不穩定。

2.4 礦層連接對比

含礦巖系上覆地層為上泥盆統五指山組(D3w)，下伏地層為中下泥盆統火烘組(D1-2h)。

(1)Ⅰ礦層本身即為重要的對比標志，Ⅰ礦層厚度大，品位較高，延伸較穩定(整個礦區均有產出)，礦石類型較穩定，為層紋狀重晶石礦。Ⅱ礦層距下部Ⅰ礦層16～80 m，一般為60 m左右，Ⅲ礦層距下部Ⅱ礦層2～20 m，一般為20 m左右。

(2)Ⅱ礦層底部為深灰色薄層硅質巖夾灰巖條帶偶夾重晶石條帶，硅質巖中常見灰色灰巖團塊或透鏡體，局部地段灰巖條帶膨大為條帶狀灰巖層，厚度可達30 m左右。灰巖條帶或條帶狀灰巖可作為Ⅱ礦層底部標志層。

(3)Ⅲ礦層為灰白色至灰色含硅質條帶狀重晶石，礦體中偶有直徑2～5 cm左右灰巖團塊或透鏡。Ⅲ礦層本身特點較為明顯，礦石類型為條帶狀重晶石，礦層內常見灰巖結核，明顯區別于Ⅰ礦層及Ⅱ礦層。Ⅲ礦層可作為對比標志。

3 控礦因素

3.1 地層控制

該區重晶石為沉積礦床，嚴格受限于含礦地層上泥盆統榴江組地層的分布，受地層控制明顯，礦層主要呈層狀、似層狀分布于榴江組的中下部，與上覆和下伏的地層整合產出。

3.2 巖性控制

含礦巖系產于中下泥盆統火烘組(D1-2h)黑色含炭質頁巖、泥巖之上上泥盆統五指山組(D3w)深灰色中厚層泥灰巖及瘤狀灰巖之下，重晶石礦層的直接頂底板及重晶石礦層均有硅質巖的存在，重晶石礦的形成與硅質巖關系密切。

3.3 巖相及古構造控制

礦區位于右江裂谷-前陸盆地區之望漠北西向褶斷帶，水城-紫云-南丹晚古生代裂陷的中部，水城-紫云-南丹深斷裂為一深切基底的區域性深大斷裂，泥盆紀中晚期—石炭紀末期該斷裂強烈拉張，礦區所處地段形成斷陷臺溝(盆)，即泥盆紀中晚期—石炭紀末期該區沉積相區為斷陷臺溝(盆)相，主要沉積了硅質巖類，而區內重晶石礦層產在上泥盆統五指山組碳酸鹽建造之下、榴江組硅質巖建造之中、火紅組黑色薄層炭質粘土巖建造之上，與硅質巖密切共生，可見，重晶石礦受巖相控制明顯。

同時在區域上，水城—紫云—南丹深斷裂內已發現多個重晶石礦床，如產于裂陷臺地相區碳酸鹽巖中的廣西象州、武宣重晶石礦床；產于裂陷臺盆相區硅質巖中的鎮寧樂紀及廣西來賓單一的重晶石礦床等由此可見，礦床受區域構造控制明顯。

3.4 沉積期后構造改造控制

區內重晶石礦沉積成礦后，受多期構造活動改造與破壞，區內大多數北東向、北西向斷裂及褶皺構造形成于印支-燕山運動，受來自南東方向的應力推覆，該期形成了倒轉的頂紅背斜，由于重晶石礦層較為堅硬且不易于變形的特點，背斜軸部沿重晶石礦層尖滅處褶皺，造成了區內重晶石礦主要集中于背斜南西翼，而北東翼僅見零星礦點的特征。而后期喜馬拉雅造山運動及新構造運動形成的北東向及近東西向構造，多造成礦體錯斷，破壞礦體。

4 找礦標志

4.1 地層標志

區內重晶石礦具有固定的產出時代和層位。礦層賦存于上泥盆統榴江組(D3l)中下部。

4.2 巖性標志

重晶石產于上泥盆統榴江組(D3l)中下部，重晶石礦含礦巖系為一套深色富硅質的碎屑巖、碳酸鹽巖沉積組合，其上覆巖石地層為五指山組淺色碳酸鹽巖；下伏巖石地層為火烘組碎屑巖，含礦巖系巖(礦)石組合與頂、底板巖石特征的標志十分明顯。

4.3 顏色、地貌標志

(1)顏色標志：作為區內主礦層的Ⅰ礦層，其礦石自然類型多為淺色的致密塊狀或碎屑狀重晶石，即使不風化其灰白色也可與圍巖深色的硅質巖形成明顯的色差，容易快速辨別。

(2)地貌標志：重晶石堅硬，耐風化，常形成正地形或陡坎地貌，很好識別。

4.4 比重標志

經測試區內重晶石礦平均比重為3.97 g/cm3，區內礦體圍巖及夾石一般為硅質巖，硅質巖一般比重為2.55～2.65 g/cm3。重晶石礦與圍巖比重有明顯的差異，易于區分。

5 結 語

區內地層、構造、古地理等條件利于重晶石成礦。重晶石礦賦礦地層明確；礦體產出于上覆淺色碳酸鹽巖與下伏深色碎屑巖之間的一套硅質巖、硅質灰巖之內；礦體顏色與圍巖有明顯區別；礦體露頭常形成陡坎地貌；礦石體重高于圍巖，找礦標志明顯。