張成林，趙志軍

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局104地質(zhì)大隊(duì)，貴州 都勻 558000)

0 引 言

礦區(qū)位于鎮(zhèn)寧縣城南東平距約40 km，行政區(qū)劃屬鎮(zhèn)寧布依族苗族自治縣沙子鄉(xiāng)所轄。前人對(duì)區(qū)內(nèi)重晶石的礦物學(xué)、巖相學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)、礦床成因及成礦機(jī)理等方面做了大量的研究工作，但對(duì)重晶石礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志的歸納總結(jié)尚不夠深入，文章結(jié)合礦區(qū)工作實(shí)際，在前人研究的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了黔南泥盆系某重晶石礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志，以期為今后區(qū)內(nèi)重晶石找礦工作提供更多的指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)位于上揚(yáng)子陸塊與江南復(fù)合造山帶2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元接合部位，主體屬江南復(fù)合造山帶，四級(jí)構(gòu)造單元右江裂谷-前陸盆地區(qū)之望漠北西向褶斷帶(據(jù)《貴州省區(qū)域地質(zhì)志(2017》)。

區(qū)域內(nèi)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(tái)地相碳酸鹽巖沉積為主，次為硅質(zhì)及碎屑巖沉積。

區(qū)域內(nèi)主要表現(xiàn)為發(fā)育大量近北西向褶皺及斷裂，見(jiàn)圖1。

2 礦床特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)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(zhuǎn)背斜；8.逆斷層；9.性質(zhì)不明斷層10.工作區(qū)位置圖1 區(qū)域構(gòu)造略圖Fig.1 Online map of regional structural

2)石炭系下統(tǒng)(C1)

礦區(qū)內(nèi)僅出露石炭系下統(tǒng)睦化組(C1m)，巖性為深灰、灰黑色中厚層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾黑色薄層炭質(zhì)頁(yè)巖，底部為黑色薄層硅質(zhì)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?guī)r及泥晶灰?guī)r，下部位深灰色中厚層泥灰?guī)r及瘤狀灰?guī)r偶夾深灰色薄層硅質(zhì)巖或炭質(zhì)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(zhì)灰?guī)r，偶夾深灰色薄-中厚層條帶狀、層紋狀、瘤狀泥晶灰?guī)r透鏡體；下部灰黑色薄及中厚層含生物屑硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)灰?guī)r及粘土巖。榴江組厚度為250～263 m。為區(qū)內(nèi)重晶石礦賦存層位。

(3)火烘組(D1-2h)：為黑色頁(yè)巖、泥巖夾少量薄層砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及砂質(zhì)頁(yè)巖。未見(jiàn)底，厚>50 m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂及褶皺構(gòu)造較為發(fā)育，其主要構(gòu)造形跡均定型于燕山晚期。見(jiàn)圖2。

1)褶皺

區(qū)域兩用—龍井灣背斜由北西向南東延伸，該背斜自北西部進(jìn)入礦區(qū)，從礦區(qū)南東部穿出，該背斜在礦區(qū)范圍內(nèi)的部分本次命名為頂紅背斜。頂紅背斜為礦區(qū)的主體褶皺構(gòu)造，該背斜為一向北東倒轉(zhuǎn)的緊閉倒轉(zhuǎn)背斜。呈北西—南東向展布，在礦區(qū)內(nèi)延伸約8 km，軸向320°～330°，核部地層為中下泥盆統(tǒng)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(qū)內(nèi)重晶石礦體即產(chǎn)于該背斜兩翼，主要分布于該背斜的南西翼(倒轉(zhuǎn)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(tǒng)睦化組；2.上泥盆統(tǒng)五指山組；3.上泥盆統(tǒng)榴江組；4.中下泥盆統(tǒng)火烘組；5.礦體露頭線；6.正斷層；7.逆斷層；8.性質(zhì)不明斷層；9.倒轉(zhuǎn)背斜；10.向斜；11.工作區(qū)位置圖2 礦區(qū)構(gòu)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(jí)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(pán)后山向斜位于礦區(qū)北東邊部，礦區(qū)內(nèi)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(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要發(fā)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(guī)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(qū)內(nèi)的整個(gè)構(gòu)造輪廓。

(1)北西向組

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

F1(頂紅)逆斷層：為區(qū)域納力斷層穿過(guò)礦區(qū)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(dá)數(shù)百米，為一高角度逆沖斷層。該斷層為礦區(qū)的邊界構(gòu)造。該斷層被北東向斷層組切割為數(shù)段。

F5正斷層：位于礦區(qū)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(shù)十米，破碎帶寬度0.5 ～2.8 m不等。

F206正斷層：位于礦區(qū)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(fā)育有：F3、F4、F101、F102、F103、F104。

F101正斷層：位于礦區(qū)北西部，在礦區(qū)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(qū)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(qū)中東部，在礦區(qū)內(nèi)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(qū)內(nèi)其他斷層在此不再一一闡述。

2.3 礦層特征

上泥盆統(tǒng)榴江組(D3l)為礦區(qū)內(nèi)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(nèi)自下而上分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦層，礦層之間被薄層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r隔開(kāi)，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(chǎn)出于頂紅背斜兩翼，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。頂紅背斜南西翼(倒轉(zhuǎn)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(wěn)定，背斜北東翼的礦體相較于南西翼厚度薄、不連續(xù)、層數(shù)不穩(wěn)定。

2.4 礦層連接對(duì)比

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

(1)Ⅰ礦層本身即為重要的對(duì)比標(biāo)志，Ⅰ礦層厚度大，品位較高，延伸較穩(wěn)定(整個(gè)礦區(qū)均有產(chǎn)出)，礦石類型較穩(wěn)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(zhì)巖夾灰?guī)r條帶偶夾重晶石條帶，硅質(zhì)巖中常見(jiàn)灰色灰?guī)r團(tuán)塊或透鏡體，局部地段灰?guī)r條帶膨大為條帶狀灰?guī)r層，厚度可達(dá)30 m左右?；?guī)r條帶或條帶狀灰?guī)r可作為Ⅱ礦層底部標(biāo)志層。

(3)Ⅲ礦層為灰白色至灰色含硅質(zhì)條帶狀重晶石，礦體中偶有直徑2～5 cm左右灰?guī)r團(tuán)塊或透鏡。Ⅲ礦層本身特點(diǎn)較為明顯，礦石類型為條帶狀重晶石，礦層內(nèi)常見(jiàn)灰?guī)r結(jié)核，明顯區(qū)別于Ⅰ礦層及Ⅱ礦層。Ⅲ礦層可作為對(duì)比標(biāo)志。

3 控礦因素

3.1 地層控制

該區(qū)重晶石為沉積礦床，嚴(yán)格受限于含礦地層上泥盆統(tǒng)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(chǎn)出。

3.2 巖性控制

含礦巖系產(chǎn)于中下泥盆統(tǒng)火烘組(D1-2h)黑色含炭質(zhì)頁(yè)巖、泥巖之上上泥盆統(tǒng)五指山組(D3w)深灰色中厚層泥灰?guī)r及瘤狀灰?guī)r之下，重晶石礦層的直接頂?shù)装寮爸鼐V層均有硅質(zhì)巖的存在，重晶石礦的形成與硅質(zhì)巖關(guān)系密切。

3.3 巖相及古構(gòu)造控制

礦區(qū)位于右江裂谷-前陸盆地區(qū)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(qū)域性深大斷裂，泥盆紀(jì)中晚期—石炭紀(jì)末期該斷裂強(qiáng)烈拉張，礦區(qū)所處地段形成斷陷臺(tái)溝(盆)，即泥盆紀(jì)中晚期—石炭紀(jì)末期該區(qū)沉積相區(qū)為斷陷臺(tái)溝(盆)相，主要沉積了硅質(zhì)巖類，而區(qū)內(nèi)重晶石礦層產(chǎn)在上泥盆統(tǒng)五指山組碳酸鹽建造之下、榴江組硅質(zhì)巖建造之中、火紅組黑色薄層炭質(zhì)粘土巖建造之上，與硅質(zhì)巖密切共生，可見(jiàn)，重晶石礦受巖相控制明顯。

同時(shí)在區(qū)域上，水城—紫云—南丹深斷裂內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多個(gè)重晶石礦床，如產(chǎn)于裂陷臺(tái)地相區(qū)碳酸鹽巖中的廣西象州、武宣重晶石礦床；產(chǎn)于裂陷臺(tái)盆相區(qū)硅質(zhì)巖中的鎮(zhèn)寧樂(lè)紀(jì)及廣西來(lái)賓單一的重晶石礦床等由此可見(jiàn)，礦床受區(qū)域構(gòu)造控制明顯。

3.4 沉積期后構(gòu)造改造控制

區(qū)內(nèi)重晶石礦沉積成礦后，受多期構(gòu)造活動(dòng)改造與破壞，區(qū)內(nèi)大多數(shù)北東向、北西向斷裂及褶皺構(gòu)造形成于印支-燕山運(yùn)動(dòng)，受來(lái)自南東方向的應(yīng)力推覆，該期形成了倒轉(zhuǎn)的頂紅背斜，由于重晶石礦層較為堅(jiān)硬且不易于變形的特點(diǎn)，背斜軸部沿重晶石礦層尖滅處褶皺，造成了區(qū)內(nèi)重晶石礦主要集中于背斜南西翼，而北東翼僅見(jiàn)零星礦點(diǎn)的特征。而后期喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的北東向及近東西向構(gòu)造，多造成礦體錯(cuò)斷，破壞礦體。

4 找礦標(biāo)志

4.1 地層標(biāo)志

區(qū)內(nèi)重晶石礦具有固定的產(chǎn)出時(shí)代和層位。礦層賦存于上泥盆統(tǒng)榴江組(D3l)中下部。

4.2 巖性標(biāo)志

重晶石產(chǎn)于上泥盆統(tǒng)榴江組(D3l)中下部，重晶石礦含礦巖系為一套深色富硅質(zhì)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(biāo)志十分明顯。

4.3 顏色、地貌標(biāo)志

(1)顏色標(biāo)志：作為區(qū)內(nèi)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(fēng)化其灰白色也可與圍巖深色的硅質(zhì)巖形成明顯的色差，容易快速辨別。

(2)地貌標(biāo)志：重晶石堅(jiān)硬，耐風(fēng)化，常形成正地形或陡坎地貌，很好識(shí)別。

4.4 比重標(biāo)志

經(jīng)測(cè)試區(qū)內(nèi)重晶石礦平均比重為3.97 g/cm3，區(qū)內(nèi)礦體圍巖及夾石一般為硅質(zhì)巖，硅質(zhì)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(qū)分。

5 結(jié) 語(yǔ)

區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)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(chǎn)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(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r之內(nèi)；礦體顏色與圍巖有明顯區(qū)別；礦體露頭常形成陡坎地貌；礦石體重高于圍巖，找礦標(biāo)志明顯。