鄂西南-川東南-黔中南莊坪式層控?zé)嵋?a href='http://www.pnj.net.cn//' target='_blank' class='key_tag'>重晶石礦集區(qū)位于上揚子臺褶帶,地理位置包括鄂西南、川東南、黔東北和黔中,呈近北東向帶狀展布。
1、區(qū)域地質(zhì)背景
礦集區(qū)地處揚子板塊內(nèi)部二級構(gòu)造單元上揚子臺褶帶(鄂黔臺褶帶),古生代至中三疊統(tǒng)海相蓋層發(fā)育良好。印支運動全部上升成陸,燕山運動全部褶皺,形成地臺蓋層褶皺帶。然而,侏羅世的褶皺是本區(qū)蓋層變形的主要形式,廣泛發(fā)育于鄂西、湘西、川東和黔東地區(qū),由下古生界、上古生界、三疊系和侏羅系組成的褶皺,為一系列等間距的背斜和向斜,并受兩組北北東向和北東東(近東西)向的褶皺基底斷裂網(wǎng)格的控制,呈北東向平緩弧形展布或多字型排布的構(gòu)造格局。在中生代(印支一燕山運動),大概從中三疊世開始碰撞并延續(xù)到中白堊世而形成的上述的蓋層構(gòu)造褶皺帶。
區(qū)內(nèi)重晶石礦床受上述蓋層構(gòu)造褶斷帶的控制明顯。以川東南地區(qū)為例:該區(qū)褶皺、斷裂群沿北北東向展布,褶皺長數(shù)十至百余公里,期間每個背斜控制著一個亞礦帶,共六個亞礦帶,總計重晶石礦脈300余條;黔東北也有由背斜控制的螢石-重晶石礦帶、汞礦帶、鉛鋅礦化帶等。
2、成礦特征
礦集區(qū)內(nèi)以層控型重晶石礦為主要類型之一,成礦區(qū)域較大,是我國這類礦床的重要產(chǎn)地。主要分布在鄂西、川東南、黔西地區(qū)。礦床賦礦圍巖時代為晚寒武世、早奧陶世,在黔中西部為早二疊世和早三疊世。重晶石礦床的形成時代為燕山期。主要賦存于上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖中,廣大區(qū)域范圍內(nèi)無巖漿巖分布,表明螢石和重晶石的成礦作用與巖漿活動無明顯聯(lián)系。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)數(shù)以百計的重晶石礦床(點),以中小型為主。礦床或礦體的產(chǎn)出與分布嚴(yán)格受北北西向至北西向的張性、張扭性斷裂組的控制,呈陡傾斜脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。
3、典型礦床
貴州施秉縣頂罐坡重晶石礦床,重晶石廠家的礦床位于施秉城南2km處。
(1)區(qū)域地質(zhì)背景:礦床位于揚子準(zhǔn)地臺上揚子臺褶帶的中部,近東西向貴陽-芷江大斷裂穿過礦區(qū)。
(2)成礦環(huán)境:重晶石礦床賦存于上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng),在礦區(qū)外圍的黃平、凱里、麻江、貴定以及都勻等縣的上寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng),均有重晶石礦產(chǎn)出。含礦地層巖系由上到下為①下奧陶統(tǒng)大彎組,上部為灰綠色薄層砂質(zhì)頁巖夾灰?guī)r,下部為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及鈣質(zhì)頁巖;②紅花園組:淺灰色中層灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r;③桐梓組:上部為細(xì)粒白云巖、灰質(zhì)白云巖,中部為泥質(zhì)灰?guī)r與鈣質(zhì)頁巖,下部為中層灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r。上寒武統(tǒng)爐山組為淺灰—灰白色中—細(xì)粒白云巖。
(3)礦體分布及產(chǎn)狀:重晶石含礦帶長900m,有重晶石礦脈17條,呈側(cè)列式分布,為陡傾斜礦體,沿北東—南西向張性及張扭性斷裂充填。一般傾向南東,傾角55~70°。單個礦脈長30~80m不等,水平厚度0.2~20m,延伸可達(dá)70m。圍巖蝕變微弱,范圍小,主要有弱硅化、方解石化、白云石化等。
(4)礦石類型及礦物組合:為單一重晶石礦床。礦石類型有塊狀、板狀及蜂窩狀三種。
(5)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:柱狀結(jié)構(gòu);塊狀、板狀及蜂窩狀構(gòu)造。
(6)有用組分含量:塊狀礦石含BaSO495%左右,板狀結(jié)晶礦石BaSO4含量98%,蜂窩狀礦石BaSO4含量90%左右。含鍶0.96%~1.64%。
(7)成礦的物理化學(xué)條件:該礦床成礦溫度為130~220℃,較高達(dá)276℃,硫同位素組成δ34S值為+28.82×10-3~+16.13×10-3,屬重型硫。
4、成礦規(guī)律
震旦系-下寒武統(tǒng)為鋇源層,寒武系—奧陶系的蒸發(fā)巖為硫源層,總稱礦源層。
上寒武統(tǒng)-下奧陶統(tǒng)的碳酸鹽巖層和泥質(zhì)、含泥質(zhì)巖層,分別為容礦層和遮擋層。組成一個重晶石礦床的類似于油氣的生、儲、蓋組合系統(tǒng)。
成礦介質(zhì)為大氣降水溶解蒸發(fā)鹽巖形成的氯化物鹵水,由氯化物鹵水萃取a2+并搬運到淺層富有SO42-的有利環(huán)境沉淀為重晶石礦床。
武陵蓋層構(gòu)造宏觀控制著F-Ba系列的螢石-重晶石礦帶(上),和Hg-Pb-Zn-Cu-Ba-F系列的汞礦帶或鉛鋅礦帶(下)的垂向序列。
5、成礦模式
礦集區(qū)內(nèi)重晶石、螢石礦帶、鉛鋅礦帶、汞礦帶有相似的物質(zhì)來源,形成在垂向上均組成一個十分清晰的還原環(huán)境與氧化環(huán)境成礦的礦帶序列。重晶石礦在區(qū)域上據(jù)典型的層控型礦床的成礦模式,現(xiàn)簡述如下:
(1)大氣降水滲入地下,隨深度增加而被加熱,直接溶解膏鹽成為熱鹵水,或混合有深地層鹵水。
(2)鹵水受水化學(xué)垂直分帶法則的制約,SO42-型水多集中于淺層,而氯化物鹵水主要富集于底層,于是溶解膏鹽生成的鹵水中的SO42-和Cl-便分道揚鑣。SO42-向淺層運移,而含C1的鹵水便向底層集中。
(3)氯化物鹵水在底層的Ba源層浸出Ba等元素組分,形成含礦的鹵水,主要以BaCl2等形式存在于鹵水中。
(4)因地?zé)崽荻?,?gòu)造運動等作用釋放熱量的影響,使含Ba鹵水增溫而具有驅(qū)動能力,沿斷裂運移上升至淺層與SO42-型水相遇,促使物化條件迅速改變(溫、壓下降,Eh升高,pH降低),于是Ba2+與SO42--化合成重晶石沉淀于斷裂空間。
由于上覆泥質(zhì)類巖層的屏蔽作用,使上述成礦過程能夠重復(fù)緩慢地進(jìn)行,直到貴州重晶石礦床完全形成。