摘要：天柱縣大河邊重晶石礦床屬世界級(jí)超大型礦床，其主要集中分布在大河邊、圭祿山一帶。經(jīng)調(diào)查研究，典型礦床發(fā)育有韻律層理、滑塌構(gòu)造、碎屑流構(gòu)造和濁流構(gòu)造，重晶石是通過噴流產(chǎn)生硫酸鋇礦液，再經(jīng)過水下重力流作用的改造、運(yùn)移和二次堆積而成礦的。根據(jù)研究區(qū)含礦巖系厚度和礦體厚度變化規(guī)律，預(yù)測圭祿山-大代白-圭勺地區(qū)可能是沉積盆地中心部位，建立斜坡背景下海底噴流的沉積成礦模式。根據(jù)礦體厚度等值線圈定其邊界，大致圈定天柱縣大河邊和云洞兩個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，預(yù)測大河邊重晶石礦床西北方向（坪地向斜核部）仍有較好的找礦潛力。

關(guān)鍵詞：重晶石；礦床特征；成礦模式；找礦潛力；天柱縣

中圖分類號(hào)：P619.251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）02-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.019

Metallogenic Model and Prospecting Potential of Dahebian Barite Deposit in Tianzhu County

WANG Wenjie， LIU Ling， YANG Guilong， SHI Rui， LI Yonggang

（101 Geological Brigade， Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province， Kaili 556000， China）

Abstract： The Dahebian barite deposit in Tianzhu County is a world-class super-large deposit， which is mainly distributed in the Dahebian and Guilushan areas. According to the investigation and research， the typical deposits has developed rhythmic bedding， slump structure， clastic flow structure and turbidity flow structure， and barite deposit is formed by producing barium sulfate ore solution through jet flow， and then through transformation， migration and secondary accumulation of underwater gravity flow. According to the variation rules of the thickness of the ore-bearing rock series and the thickness of the ore body in the study area， it is predicted that the Guilushan-Dadabai-Guishao area may be the center of the sedimentary basin， and the sedimentary metallogenic model of submarine jet flow under the slope background is established. The boundary of the ore body is determined according to the contour coil of the thickness of the ore body， and the two prospecting prospects of Dahebian and Yundong in Tianzhu County are roughly delineated， it is predicted that there is still good prospecting potential in the northwest direction of Dahebian barite deposit （the core of Pingdi syncline）.

Keywords： barite; deposit characteristics; metallogenic model; prospecting potential; Tianzhu County

天柱縣大河邊重晶石礦床是一座世界級(jí)超大型礦床。關(guān)于重晶石礦床，長期以來，主要研究視角是礦床成因、成礦物質(zhì)來源、地球化學(xué)特征及成礦背景等。盡管前人研究成果較多，但是對(duì)礦集區(qū)成礦模式、找礦潛力的研究仍然不夠。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過典型礦床調(diào)查，研究礦床特征、礦體產(chǎn)出層位、沉積特征與礦體厚度變化規(guī)律，建立成礦模式，開展找礦預(yù)測并圈定找礦靶區(qū)。

1 研究區(qū)礦床分布

研究區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子陸塊東南緣，即江南造山帶西側(cè)。根據(jù)南華紀(jì)錳礦成礦帶劃分，研究區(qū)處于武陵錳成礦帶與雪峰錳成礦帶之間的天柱-懷化-隆回隆起帶西南端[1-2]。區(qū)域構(gòu)造為坪地-貢溪復(fù)式向斜，區(qū)域出露地層為新元古代青白口系、南華系、震旦系，古生代寒武系，新生代第四系。

重晶石礦主要集中分布在天柱縣大河邊、圭祿山、大代白、蝦麻塘、上公塘、圭勺、高架、高吊、山環(huán)、寨腳、云洞等地，新晃侗族自治縣貢溪鎮(zhèn)的碧林、銅盆蓋等地也有分布，二者共同構(gòu)成重晶石礦床，如圖1所示。重晶石礦床屬噴流沉積型[3]。賦礦地層為震旦-寒武系老堡組，含礦巖系為黑色硅質(zhì)巖、炭質(zhì)頁巖（夾重晶石及碳酸鹽巖）。礦體呈層狀、似層狀單層或多層產(chǎn)出。研究區(qū)內(nèi)重晶石礦床規(guī)模以大型、超大型為主，中型次之，已知有2個(gè)超大型礦床（大河邊、貢溪）、1個(gè)大型礦床（寨腳）和1個(gè)中型礦床（云洞）。

2 典型礦床特征

天柱縣大河邊重晶石礦床位于坪地復(fù)式向斜東南翼，由一系列近北東向的背斜、向斜組成，斷裂構(gòu)造主要為近北東向，其次為東西向。礦區(qū)出露地層為新元古代青白口系隆里組，南華系南沱組，震旦系陡山沱組，震旦-寒武系老堡組，寒武系九門沖組、變馬沖組、杷榔組、烏訓(xùn)組、敖溪組和車夫組，如圖2所示[4]。

2.1 含礦地層特征

研究區(qū)內(nèi)重晶石礦賦存于震旦-寒武系老堡組，含礦巖系為黑色硅質(zhì)巖、炭質(zhì)頁巖（夾重晶石及碳酸鹽巖）。其上部為黑色薄層硅質(zhì)巖，夾炭質(zhì)頁巖和灰?guī)r透鏡體；中部為灰色條紋狀重晶石，夾花斑狀與塊狀重晶石、炭質(zhì)泥巖和灰?guī)r透鏡體；下部為黑色薄至中層硅質(zhì)巖，夾少量炭質(zhì)頁巖，局部見重晶石結(jié)核。

2.2 礦體特征

重晶石礦體最大厚度為14.64 m，最小厚度為0.83 m，一般厚度為3～5 m，平均厚度為3.49 m。礦體呈層狀，與圍巖整合接觸，同步褶皺。礦體走向?yàn)楸睎|45°，傾向北西，傾角為25°～45°，一般為35°。沿傾斜方向，礦體傾角在深部變緩，平均為12°。

由西南至東北，礦體大致分為南段、中段和北段。

2.3 礦石特征

礦石礦物主要為重晶石，脈石礦物主要為方解石、白云石、黃鐵礦、碳質(zhì)黏土和微量石英（玉髓）。重晶石呈它形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，在礦石中主要以基底和裂隙兩種形式賦存，其中基底賦存約占85%，裂隙充填占2%。根據(jù)巖礦觀察，常有兩期結(jié)晶的重晶石礦物，早期為結(jié)晶粒度細(xì)的重晶石顆粒，晚期為結(jié)晶粒度較粗的重晶石礦，它可能為后期熱液蝕變的重結(jié)晶產(chǎn)物。方解石和白云石以內(nèi)碎屑、孔隙、填隙和裂隙四種形式賦存，礦物含量因礦石類型不同存在差異；黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)主要以基底形式賦存，含量為1%～2%。礦石主要組分為BaSO4，品位介于48.53%～96.55%，平均品位為85.56%。礦石有害組分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和水溶鹽。若礦石中SiO2、CaO含量偏高，則BaSO4品位較低。

礦石結(jié)構(gòu)有不等晶結(jié)構(gòu)、藻砂屑結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)和粉-細(xì)晶結(jié)構(gòu)等。不等晶結(jié)構(gòu)是指不同粒度的重晶石礦物、方解石、石英和白云石呈不均勻分布，如圖3（a）所示；藻砂屑結(jié)構(gòu)由內(nèi)碎屑和填隙物兩部分組成，如圖3（b）所示；放射狀結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為重晶石集合體圍繞較細(xì)的重晶石或碳酸鹽礦物呈放射狀產(chǎn)出，如圖3（c）所示；粉-細(xì)晶結(jié)構(gòu)是指重晶石、方解石礦物均勻分布，具重結(jié)晶現(xiàn)象，如圖3（d）所示。礦石主要呈條紋狀、塊狀、花斑狀和結(jié)核狀。

3 成礦時(shí)代與模式

研究區(qū)內(nèi)重晶石礦主要產(chǎn)于震旦-寒武系老堡組，從賦礦層位來看，成礦地層限制在震旦-寒武系老堡組黑色硅質(zhì)巖系中，除老堡組，其他層位目前還沒有發(fā)現(xiàn)重晶石。涂光熾[5]研究指出，重晶石及圍巖形成時(shí)代為566～497 Ma；方維萱等[6]研究認(rèn)為，天柱縣大河邊重晶石礦床形成時(shí)代與鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣鉀鎂煌斑巖侵位時(shí)間相當(dāng)，重晶石形成于503～475 Ma；王富良[7]將天柱縣云洞重晶石礦床的成礦年齡限制在520～561 Ma，相當(dāng)于早寒武世。研究表明，大河邊重晶石礦床屬于海底噴流沉積型礦床[8-9]。

經(jīng)調(diào)查，大河邊重晶石礦床存在負(fù)載構(gòu)造、滑塌構(gòu)造、層內(nèi)斷裂、脈狀構(gòu)造、碎屑流構(gòu)造和液化變形構(gòu)造等沉積構(gòu)造，如圖4所示，它應(yīng)為斜坡重力流作用的產(chǎn)物。在震旦-寒武世時(shí)期，研究區(qū)處于被動(dòng)大陸斜坡環(huán)境，海水中存在大量微生物作用形成的SO42-（硫主要來源于海水或海底煙囪），此時(shí)在斜坡帶上發(fā)生同沉積斷裂，深部含鋇流體（熱液）沿著同生斷裂噴發(fā)至盆地，與盆地中的大量SO42-結(jié)合，形成重晶石顆粒[10]。受海底熱水循環(huán)系統(tǒng)影響，加上生物的聚集作用，深海水中的鋇離子濃度逐漸增高。成礦環(huán)境為封閉半封閉系統(tǒng)，鋇離子在氧化還原界面附近與豐富的SO42-結(jié)合，形成硫酸鋇。受洋流作用影響，重晶石顆粒由西南向東北搬運(yùn)沉積，在噴流口附近形成重晶石礦體（厚度5～15 m），東北方向搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，重晶石礦體厚度變薄（1～2 m），但局部低凹處仍然形成較厚的礦體（3～4 m）。重晶石礦床存在豐富的滑塌構(gòu)造、碎屑流構(gòu)造和濁流構(gòu)造，表明重晶石在噴流口初步堆積后，受某種同沉積地質(zhì)營力作用，形成震積巖，沿著斜坡向沉積盆地中心遷移并最終堆積定位，形成超大規(guī)模的重晶石礦床。因此，天柱縣大河邊重晶石礦床是海底噴流沉積型礦床，但經(jīng)歷過水下重力流的改造、運(yùn)移和二次堆積。

4 找礦潛力

新元古代晚期，在大陸斜坡構(gòu)造背景下，地幔隆起形成同生斷裂，導(dǎo)致地殼發(fā)生裂陷，形成地墊式盆地，控制了大型、超大型重晶石礦床的形成，如大河邊重晶石礦床、貢溪重晶石礦床。按照鉆孔編錄資料繪制礦體厚度等值線，大致圈定大河邊和云洞兩個(gè)找礦靶區(qū)，如圖5所示。

根據(jù)見礦鉆孔的礦體厚度等值線圈定礦體邊界，采用地質(zhì)模型進(jìn)行成礦預(yù)測。經(jīng)評(píng)估，天柱縣坪地向斜的重晶石潛在資源量為4億t，預(yù)測區(qū)累計(jì)已查明資源量為20 328.95萬t，預(yù)測空白區(qū)潛在資源量為19 671.05萬t。其中，大河邊重晶石礦床外圍新增資源量為7 687.91萬t，原礦產(chǎn)地資源量為10 881.04萬t，累計(jì)查明資源量為18 568.95萬t。

5 結(jié)論

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在重晶石礦層中，負(fù)載構(gòu)造、滑塌構(gòu)造等沉積構(gòu)造非常發(fā)育。分析認(rèn)為，天柱縣大河邊重晶石礦床是海底噴流沉積型礦床，沉積環(huán)境屬于大陸斜坡環(huán)境，重晶石成礦與水下重力流作用有關(guān)，大致經(jīng)歷水下重力流的改造、移動(dòng)和堆積過程。根據(jù)礦體厚度等值線圈定礦體邊界，大致圈定天柱縣大河邊和云洞兩個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，預(yù)測大河邊重晶石礦床西北方向（坪地向斜核部）仍有較好的找礦潛力。

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