陜西省安康市張太溝一帶重晶石礦成礦潛力分析

姜 超, 楊 紹

(中陜核工業集團地質調查院有限公司，陜西 西安 710100)

0 引言

陜西省境內先后共發現重晶石礦產地22處，探明儲量的有15處，主要分布在安康市、旬陽縣、平利縣、紫陽縣、鎮坪縣。重晶石礦床按成因類型可分為海相沉積型重晶石礦、海相火山巖型重晶石礦和巖漿熱液充填型重晶石礦，其中海相沉積型重晶石礦為最主要的重晶石礦床類型，其資源量占全省重晶石資源總量的91%。研究區位于安康市漢濱區石梯鎮張太溝一帶，先后有多家地質和科研單位開展過不同比例尺的地質礦產調查和綜合研究工作，積累了豐富的地質資料。區域上已發現了良田埡、茨溝、水坪、神河、石梯、獐子坪、青山溝、九里崗等中大型重晶石礦床，礦床類型為海相沉積型礦床，礦體嚴格受地層控制，主要產于寒武系下統魯家坪組。研究區雖然開展了較多的地質礦產勘查工作，取得了大量的地質找礦成果，但部分地段地質工作程度仍然較低?；诖?，本次工作對研究區內的魯家坪組空間展布情況、巖石特征及重晶石礦體特征等進行調查研究，共采集揀塊樣5件，達到最低工業品位(富礦)4件。本文在充分收集、分析研究以往地質、化探、礦產等資料的基礎上，結合本次工作情況，通過類比方法對研究區找礦潛力進行分析，為后續礦產勘查工作提供參考。

1 區域地質背景

研究區位于南秦嶺構造帶的中部，大地構造位置歸屬南秦嶺—北大巴山滑脫逆沖推覆系Ⅱ級構造單元—南秦嶺南部滑脫逆沖推覆系Ⅲ級構造單元—石泉—神河滑脫逆沖推覆系Ⅳ級構造單元。區域上表現出多層次韌性滑脫逆沖推覆褶皺帶(圖1)[1-5]。區內地層出露較不全，并普遍遭受了多期次、不同程度的區域變質作用，形成的變質巖為各類片巖、變砂巖、碳酸鹽巖等，變質相為低綠片巖相，局部達高綠片巖相。除區域變質作用外，伴隨著大規模的擠壓構造變形，在形成區域性韌性剪切帶的同時，使巖石物質成分及結構構造再次發生變化，形成糜棱巖、構造片巖等動力變質巖。區域上火山活動較為強烈，在鳳凰山、牛山一帶形成大量富鈉質基性—酸性火山巖，侵入巖有基底隆起中以石英閃長巖為主的巖基、蓋層中沿斷裂產出的巖脈等。區域上地質構造復雜多樣，斷裂構造較為發育，且以韌性剪切構造為主。研究區位于南秦嶺晚古生代、中生代鉛鋅銀銅鐵汞銻重晶石成礦帶，區域已知礦種24種，其中金屬礦產有金、銅、鉛鋅、鐵、釩鉬、錳等14種，非金屬礦產有重晶石、毒重石、磷塊巖、石灰巖、白云巖、金紅石等9種，燃料礦產有石煤1種；共發現礦產地153處，其中礦床44處，礦點97處，礦化點12處，其中重晶石礦床(點)15處、毒重石礦點3處、金礦床(點)13處，區域上成礦條件優越。

圖1 南秦嶺東段大地構造略圖(據張國偉等，2001修改)[2]1—商丹縫合帶；2—勉略縫合帶；3—地質界線；4—過渡性基底巖塊；5—結晶基底巖塊；6—花崗巖；7—不整合界線；8—推覆斷層；9—研究區

2 研究區地質特征

2.1 地層

研究區出露地層主要為古生界地層，主要有：上震旦統—下寒武統魯家坪組(Z2∈1l)、奧陶系洞河組(Od)、奧陶—志留系斑鳩關組(O3S1b)、志留系梅子埡組(S1-2m)、泥盆系大楓溝組(D2d)、古道嶺組(D2-3g)、第四系沖洪積礫石層(Qh)、砂土(Qp)(圖2)。上震旦統—下寒武統魯家坪組(Z2∈1l)為區域重要的重晶石含礦地層，依據巖石組合特征及層序，可分為下段、中段、上段和魯家坪組未分四部分：魯家坪組下巖段為灰黑色中—厚層狀白云巖、條紋狀硅質白云巖，含碳白云質灰巖夾黑色條紋狀碳硅質巖，本段下部夾透鏡狀重晶石礦體，屬含重晶石碳酸鹽巖建造；中段為灰黑色紋層狀或塊狀硅質巖及碳質硅質巖，在本巖段下部的硅質巖層中，重晶石礦呈條帶或透鏡狀產出，屬含重晶石硅質巖建造；上段主要為一套碳質板巖、絹云母板巖、碳硅質板巖夾含碳灰巖、粉晶白云巖及碳質絹云母硅質巖，屬泥巖建造；魯家坪組未分為一套顏色較深的含碳絹云母板巖，硅質板巖夾粉砂質板巖，下部偶見重晶石礦呈條帶或透鏡狀產出，屬泥質巖夾硅質巖建造。奧陶系洞河組(Od)以灰色黏土質板巖、砂質板巖為主，含礫粉砂質灰巖、碳質板巖、碳質硅質板巖、碳質或含碳千枚巖等。奧陶—志留系斑鳩關組(O3S1b)巖性以黑色碳質板巖、碳質硅質板巖為主，局部夾火山巖。志留系梅子埡組(S1-2m)巖性主要為淺灰色絹云母板巖、綠泥絹云母板巖、綠泥石英板巖、粉砂巖等，為區域重要的賦金地層。中泥盆統大楓溝組(D2d)巖性為灰色、灰綠色、灰褐色長石石英砂巖、石英砂巖，夾灰巖、粉砂質板巖、粉砂質絹云母板巖。中—上泥盆統古道嶺組(D2-3g)巖性為灰色、深灰色泥質灰巖、泥質生物灰巖、生物灰巖、生物碎屑灰巖，局部夾白云巖、板巖、砂巖。

圖2 研究區地質簡圖1—沖洪積礫石層；2—砂土；3—古道嶺組；4—大楓溝組；5—梅子埡組；6—斑鳩關組；7—洞河組；8—魯家坪組；9—地質界線；10—斷層；11—韌脆性斷層；12—推覆斷層；13—研究區；14—綜合異常范圍；15—銀異常；16—鋇異常；17—鋅異常；18—重晶石礦床；19—金礦床；20—揀塊樣位置及品位

2.2 構造

研究區位于德勝寨—茨溝倒轉背斜的南翼，褶皺總體呈現出北北東向倒轉傾的單斜構造。研究區內斷層發育，按斷層性質可分為順層產出的逆斷層及斜向平移斷層。順層逆斷層與地層走向基本一致，呈北西—南東向，對礦體影響程度有限，未對礦體完整性造成破壞。斜向平移斷層總體走向北西—南東，礦體被該組斷層破壞，最大斷距達11 m。

2.3 巖漿巖

研究區在早寒武世發生火山噴溢活動，魯家坪組中段第一巖性層(Z2∈1l2-1)、魯家坪組中段第三巖性層(Z2∈1l2-3)火山活動較強烈，形成火山沉積巖，火山噴溢活動為鋇元素富集成礦提供了有利的物質基礎[8-10]。

3 區域典型礦床特征

區域典型的重晶石礦為石梯重晶石礦，該礦床為受海相深海、半深海沉積盆地控礦，含礦為海相碳硅質巖—碳酸鹽巖建造，為典型的海相沉積型礦床，礦床規模為大型。成礦時期為加里東期(晚震旦—早寒武世)，礦體的頂底板圍巖均為碳硅質巖。含礦地層為上震旦—下寒武統魯家坪組下段，重晶石含礦層為三個巖性段：①薄層碳硅質巖和中厚層碳硅質巖互層，夾絹云母石英片巖透鏡體，Ⅳ號重晶石礦體頂部有一層含碳絹云母石英片巖，底部偶夾條紋狀薄層膠磷礦。②薄層碳硅質巖夾Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ等12個重晶石礦體及變質石英砂巖、斜鋇鈣石巖透鏡體。頂部有一層含碳絹云母石英片巖，局部夾砂質白云巖、砂質灰巖透鏡體。③薄層碳硅質巖和中厚層碳硅質巖互層，頂部夾Ⅹ、Ⅶ號重晶石礦體、砂質白云巖和斜鋇鈣石巖透鏡體，地層產狀傾向30°～50°，傾角45°～65°。巖石結構為花崗變晶結構，細粒他形碎屑結構，構造為千枚狀構造、板狀構造、層狀構造。重晶石礦體呈層狀，層位穩定，與圍巖呈整合過渡關系，產狀一致。石梯重晶石礦床共圈定出礦(化)體22個，其中，工業主礦體9個，礦體厚度1.00～5.22 m，礦石平均品位：BaSO456.44%～87.56%，BaCO30.33%～12.36%。主要礦物成分為重晶石，質量分數一般為60%～95%，次為石英、斜鋇鈣石。其他礦物有方解石、碳質、鋇釩云母、鋁硅鋇石、黃鐵礦、金紅石等。礦石結構以細—粗晶結構為主，次為顆粒支架結構、充填膠結結構，可見少許不等粒結構；礦石構造以塊狀構造為主，條帶狀、紋層狀、層狀、平行狀次之，其他少量。

晚震旦世以來海底火山活動沉積了一套富含有機碳、黃鐵礦并有黑色頁巖、硅質巖和碳酸巖組成的黑色巖系，地層中富含鋇、鐵、磷、釩、鉬、鈾、鎳等元素。含礦層物質沉積時，形成了一系列小型下陷盆地，在淺海過渡帶的弱堿—堿性、氧化介質作用下，BaCO3沉積形成重晶石礦；硫經過硫酸鹽還原細菌的作用，BaSO4沉積形成毒重石礦[6-9]。區域上九里崗、金河口、楊家寨、石梯、青山溝等重晶石礦均屬此類。

4 成礦潛力分析

研究區位于石梯大型重晶石礦床以東，位于區域穹隆的核部，構造較為穩定，且侵入巖僅有少量出露，與石梯重晶石礦具有相同的成礦地質條件。區內大面積發育寒武系魯家坪組及奧陶系洞河組，魯家坪組出露面積達15 km2，約占研究區面積的32%，主要巖性為以黑色板巖為主的碎屑巖地層，夾黑色薄層硅質巖和少量灰巖、粉砂巖等，局部含黃鐵礦、菱鐵礦、磷塊巖結核和重晶石、毒重石礦層，是尋找沉積型層狀重晶石礦床的目標層位。

該地區1∶25萬Ba化探異常區面積41 km2，擁有兩個濃集中心，西北部異常具有三級濃度分帶，東南部異常擁有二級濃度分帶，Ba極值分別為2 074×10-6、3 798×10-6。選區異常成礦元素Ba異常強度高，濃度分帶明顯，濃集中心較明顯，異常在區域空間呈北西西向帶狀排列，化探異常與魯家坪組分布一致，屬礦致異常(圖3)。

圖3 研究區鋇元素化探異常圖1—沖洪積礫石層；2—砂土；3—古道嶺組；4—大楓溝組；5—梅子埡組；6—斑鳩關組；7—洞河組；8—魯家坪組；9—地質界線；10—斷層；11—韌脆性斷層；12—推覆斷層；13—研究區；14—鋇元素化探異常；15—重晶石礦床(點)；16—金礦床(點)；17—揀塊樣位置及品位

本次工作共采集揀塊樣5件，達到邊界品位樣品4件，達到最低工業品位(富礦)4件(表1)。樣品結果表明，研究區具有尋找重晶石礦的巨大潛力。本區域發現金礦床(點)13處，梅子埡組亦為安康北部重要的金賦存地層，且研究區東南部、西北部已發現金礦床(點)，說明研究區尋找金礦床是有一定潛力的；同樣，志留系梅子埡組地層也是區域上重要的賦存鉛鋅礦的地層，泗人溝鉛鋅礦即賦存于志留系梅子埡組(S1m)及水洞溝組(S1s)，區域上已發現鉛鋅礦床(點)4處，綜合異常顯示研究區具有好的Zn異常，在此有尋找鉛鋅礦的潛力。

表1 本次工作揀塊樣分析結果表

5 結論

通過對研究區成礦地質條件分析，同典型的礦床對比研究，認為在研究區具有尋找重晶石礦床的巨大潛力。結合區域成礦規律及研究區地質條件，在研究區同時兼顧其他金屬、非金屬礦產的綜合找礦可以取得大的找礦突破。