渝東南武隆-彭水一帶螢石及重晶石礦控礦因素與找礦潛力

李培龍，鄧紅賓，葉洪偉，余長榮，黃永生，辜曉梅

（四川省地第十地質大隊，四川 綿陽 621000）

螢石除被應用于冶金、水泥、玻璃等傳統行業外，在新能源、國防、半導體、醫療等新興領域中的應用也愈加廣泛；重晶石在石油鉆井泥漿加重劑、鋇化工及防核輻射原材料等應用廣泛，螢石及重晶石在國家經濟安全領域具有重要作用，先后被中國、美國、歐盟等世界主要經濟體均將其納入戰略性礦產或關鍵性礦產（王文利等，2014；王東方等，2019；吳巧生等，2019；姜雅等，2021）。截至2020 年底，中國重晶石資源儲量3 689.12 萬噸，螢石資源儲量4 857.55 萬噸（中華人民共和國自然資源部，2021）。2018 年我國螢石進口量首次超過出口量，國內重晶石因采富棄貧而導致優質資源逐年枯竭（李敬等，2019；劉秋穎等，2020），目前的螢石及重晶石優質資源的優勢正在逐漸變弱，資源保障度在逐年下降。

區域內礦產資源勘查最早始于1940 年后期，形成的重晶石-螢石礦基礎資料比較缺乏，只有一些零散的重晶石-螢石礦勘查報告資料。以往重晶石-螢石礦等非金屬礦產經濟價值相對較低，人們的重視程度不夠，勘查程度低，對本區重晶石-螢石礦資源潛力挖掘較少。隨著新能源、國防、半導體、醫療、氟及鋇化工、防核輻射原材料等新興領域應用及產業的發展，螢石及重晶石礦產資源消費將迎來快速增長期。

渝東南地區重晶石-螢石礦規模大，分布范圍廣，已發現的重晶石-螢石礦床（點）達到134 個，重晶石-螢石礦脈已超過310 余條，具有礦體規模大、多層位賦礦等特點，成礦地質條件優越，找礦潛力大。研究區1∶5 萬區域地質礦產調查時開展了詳細的野外調查工作，形成了系列成果，以本次工作內容為依據，加強渝東南武隆-彭水一帶控礦因素與找礦潛力的研究，進一步圈定找礦靶區，為礦產勘查選區提供參考。

1 成礦地質背景

渝東南武隆-彭水一帶大地構造位置位于揚子陸塊區（VI）上揚子古陸塊（VI-2）揚子陸塊南部碳酸鹽臺地（Pz）（VI-2-4）（潘桂棠等，2009），位處武陵山陸緣褶皺沖斷帶，以七曜山隱伏斷裂與四川前陸盆地為界，南東進入湘黔境內，臨接雪峰山基底逆推帶。渝東南重晶石-螢石成礦帶由北西向南東分別有老廠坪-江口成礦帶、郁山成礦帶、筲箕灘成礦帶、丁市成礦帶、咸豐成礦帶、桐麻嶺成礦帶，主要受北東向背斜構造控制，重晶石-螢石礦規律分布于震旦系-奧陶系地層的背斜近軸部的兩翼地段，背斜軸部及轉折端控制著礦床（點）呈帶狀分布并廣泛分布于彭水、黔江、酉陽、石柱、武隆和秀山等地區，如：彭水縣竹子塔、郁山、白石埡、紅花嶺以及武隆縣桐梓、酉陽縣桂花、黔江縣太極重晶石-螢石礦等，1∶5萬區域地質礦產調查區范圍位于老廠坪-江口成礦帶及郁山成礦帶內（圖1）。研究區主要出露早古生代寒武紀-中生代侏羅紀地層，以二疊系一套淺海開闊臺地相及濱海沼澤相沉積及三疊系局限臺地潮坪-臺緣淺灘相-濱岸咸化瀉湖-湖沼相沉積地層出露最為廣泛，其次為奧陶系-志留系地層，主要分布在背、向斜兩翼及背斜軸部區域。區內構造為一系列北東-北北東向褶皺與斷裂組成。

圖1 渝東南重晶石-螢石成礦帶分布圖

2 研究區重晶石-螢石礦產特征及典型礦床特征

研究區地處老廠坪-江口與郁山成礦帶內，區內主要有柏香、紅花嶺、黃家壩、朗溪等重晶石-螢石礦床（點），較為典型的彭水紅花嶺重晶石-螢石礦床位于彭水漢葭鎮，礦床出露于郁山背斜的北西翼近軸部，控礦斷裂為郁山大斷裂帶附近數條北北西—南南東的相互平行的陡傾正斷層。礦區內圈定螢石-重晶石礦脈58 條，呈脈狀、樹枝狀或透鏡狀產出，單個礦脈長一般為幾百米-上千米不等，與圍巖的界線淸楚，賦礦層位為下奧陶統桐梓組（O1t）、紅花園組（O1h）及中奧陶統湄潭組（O2m），無巖漿巖出露①重慶市彭水縣紅花嶺螢石、重晶石礦簡要地質報告，重慶市地質礦產勘查開發局607 地質隊，2011.（圖2、圖3）。簡述幾條主要礦體特征：

圖2 紅花嶺重晶石-螢石礦區地質簡圖

圖3 紅花嶺重晶石-螢石礦地質剖面圖

Ⅰ礦體：位于紅花嶺南東側，受F2斷層控制，賦存于紅花園組底部灰巖與斷層接觸部位，礦體產狀與斷層產狀一致，走向約325°，傾向北東，平均傾角73°，地表出露長為270 m，水平厚度一般為0.8～4.5 m，最大水平厚度達6.3m。礦石為螢石與重晶石混合型，螢石呈不規則小脈狀及團塊狀嵌布于重晶石中，分布不均勻且變化較大。礦體平均品位CaF2為56%，BaSO4為66%。

Ⅱ礦體：位于紅花嶺南東側，受F3斷層控制，賦存于紅花園組底部灰巖與斷層接觸部位，礦體產狀與斷層產狀一致，走向約334°，傾向北東，平均傾角70°，地表出露長1 320 m，水平厚度為1.5～17.4 m，最大水平厚度達19.6 m，礦石為重晶石，幾乎不含螢石，BaSO4品位為48%～89%。

Ⅲ礦體：位于秦家山西側，受F8斷層控制，賦存于紅花園組底部灰巖與斷層接觸部位，礦體產狀與斷層產狀一致，走向約338°，傾向北東，平均傾角80°，地表出露長1 020 m，水平厚度為1.5～17.4 m，最大水平厚度達19.6 m，礦體北西段礦石以重晶石為主，含少量螢石且多含方解石，南東段礦石含螢石但品位一般為20%～30%，整體以重晶石為主，BaSO4平均品位為68%。

Ⅳ礦體：位于汪家山東側，受F8斷層控制，賦存于桐梓組中部白云巖與灰巖層間裂隙部位，礦體產狀與層間裂隙產狀一致，走向345°～350°，傾角近90°，地表出露長328 m，水平厚度為0.9～1.18 m，礦石以重晶石為主，間夾少量可手選顆粒狀方解石、螢石等，BaSO4品位一般72.88%～98.94%，平均品位為88.27%。礦區內重晶石礦常單獨成為單一的重晶石礦脈，含少量或微量的螢石；螢石礦均與重晶石混合出現，無單獨的螢石礦脈存在。礦物成分除重晶石、螢石外，其余礦物成分為方解石及少量的褐鐵礦、黃鐵礦、微量的石英、綠泥石等。礦物粒徑一般為1.5～3.6 mm，最小者為0.03 mm，最大達6 mm。重晶石一般呈白色，細長葉片狀、不規則板狀粗晶或細晶；螢石一般呈淺黃色、黃色、淺綠色，多具裂紋或破碎狀，螢石與重晶石常常相互嵌生；方解石則為白色板狀且常呈粗大的晶塊，黃鐵礦呈星散狀分布于螢石或重晶石中。

3 研究區重晶石-螢石礦控礦因素

3.1 含礦地層

研究區重晶石-螢石礦床主要賦存于奧陶系碳酸鹽巖地層中。按區域巖性組合特征，主要地層為下奧陶統桐梓組（O1t）、紅花園組（O1h）及中奧陶統湄潭組（O2m）。

3.1.1 下奧陶統桐梓組（O1t）

為一套淺海相碳酸鹽巖夾頁巖沉積，下部為黃灰色鈣質頁巖為主夾生物碎屑灰巖；中部淺-深灰色中厚層至塊狀微晶白云巖與灰巖互層夾生物碎屑灰巖、砂礫屑灰巖、鮞?；規r；上部深灰色薄-中厚層狀生物碎屑灰巖與頁巖不等厚互層夾黑色薄層燧石，厚度209.23～421.97 m。該組中上部為區域主要含礦層位。

3.1.2 下奧陶統紅花園組（O1h）

為一套淺海相碳酸鹽巖夾頁巖沉積，下部為深灰色中-厚層狀夾薄層狀生物碎屑灰巖，偶夾深灰色燧石薄層、條帶和團塊。上部為深灰色厚層-塊狀夾薄-中厚層狀生物碎屑灰巖，與下伏桐梓組為整合接觸，厚87.5～140.8 m，為區域主要含礦層位。

3.1.3 中奧陶統湄潭組（O2m）

為一套淺海相砂、頁巖夾碳酸鹽巖沉積，巖性組合比較穩定，以黃綠、灰綠色、黃灰色水云母頁巖、鈣質頁巖為主夾淺綠灰色、灰色瘤狀泥質灰巖、砂礫屑生物碎屑灰巖，上部夾粉-細砂巖，與下伏紅花園組為整合接觸，厚度178.59～269.38 m，中、下部為區域重要含礦層位。

3.2 導礦構造

區域上北東向規模較大的七曜山斷裂和大庸-石阡斷裂屬深切基底變質巖系的區域性大斷裂。區域性大斷裂可能形成于晉寧運動時期，燕山運動時期斷裂較為活躍，使東南盤褶皺隆起；喜山運動時期，來自北西西方向的推擠作用構造帶表現出新的活動性（王贊軍等，2016），最新活動時代為晚更新世（陳文斌等．2004），表明區域性大斷裂活動性較強，既屬成礦前構造，又是成礦期明顯再活動的構造，控制著渝東南褶皺帶，為該地區重晶石-螢石成礦區域的主要導礦構造。

3.3 儲礦構造

螢石-重晶石礦體呈脈狀、樹枝狀、透鏡狀賦存于北西—北北西向斷裂中，呈斜列式分布。北西—北北西向儲礦構造一般延伸2～8 km，部分10～20 km，斷層線幾近直線狀，斷面平整光滑，表現為高角度的拉張斷裂，對早期北東向主干斷層破壞輕微；大部分具一米至數米的斷層破碎帶，其中有斷層角礫、斷層泥等構造巖類及方解石細脈充填。該組斷裂是區內螢石、重晶石、方解石礦的主要儲礦構造②火爐鋪幅(H48E016024)、江口幅(H48E017024)、高谷幅(H49E016001)、彭水幅(H49E017001)、黃家壩(H49E018001)五幅1∶5 萬區域地質礦產調查聯測報告．重慶地質礦產研究院，2013．，均為剪切性質，具弱張性特征，屬背斜褶皺形成的派伸斷裂，向斜中不發育。斷層走向305°～343°，傾向北東、南西皆有，傾角62°～85°，成組平行產出，與背斜軸大角度相交，交角一般55°～75°。背斜核部及兩翼的北東走向斷層對北西向、北北西向兩組剪切斷層有限制作用，局部有小距離錯動。

研究區北西—北北西向次級斷裂較發育且相對密集，局部呈網狀，野外地質調查過程中，常見一些方解石化、重晶石化、螢石化、硅化、黃鐵礦化等礦化沿北西—北北西向次級斷裂節理裂隙充填、分布，在節理裂隙發育密集地帶的礦化較強，顯示該北西—北北西向次級斷裂具有聚礦成礦能力，類似的構造控礦部位為下一步找礦提供了方向。

3.4 圍巖蝕變

礦體圍巖蝕變主要有方解石化、重晶石化、螢石化、硅化、黃鐵礦化等，在成礦時期的劇烈構造活動中熱液與圍巖發生的化學反應時形成數十厘米至數米，總體顯示較弱。

4 螢石-重晶石礦物質來源與成礦作用

眾多專家學者對渝東南地區重晶石-螢石礦成礦帶進行了勘查與研究，形成了豐富的找礦成果資料，區域螢石-重晶石礦床特征、控礦因素、礦床成因、資源儲量等研究成果豐富。區域螢石-重晶石礦床嚴格受地層巖性、巖相條件、背斜、斷裂構造及圍巖蝕變因素的綜合控制（張華松等，2015），研究區礦床類型為熱液型脈狀螢石-重晶石礦床，且與巖漿活動無直接成因上的聯系，成礦物質來自沉積巖地層（鄒灝等，2016），寒武系下統牛蹄塘組黑色碳質頁巖及硅質巖，為多元素富集層，其中的鋇豐度值2 557×10-6～9 812×10-6，最高達13 220×10-6③重慶市礦產資源潛力評價成礦地質背景研究成果報告．重慶市地質礦產勘查開發局川東南地質大隊，2011．，最有可能提供Ba 源；上震旦統陡山沱組-下寒武統明心寺組富含氟的地層中，F 豐度值0.57%～1.467%，遠高于F 的克拉克值0.05%（鄒灝等，2013），提供了螢石礦的F 源。不同階段的熱液產物，其物質來源與圍巖密切相關，后期受熱液的疊加影響（羅麗萍等，2020）。該區域通過構造變形的演化，激發了深部或圍巖“礦源層”，由熱鹵水介質攜帶成礦物質在有利構造部位沉淀③，形成了系列的重晶石-螢石礦床（點）。渝東南地區主要構造運動屬燕山期，亦為該區域重要的成礦時期，該期的劇烈構造運動驅動Ba、F 等成礦元素匯聚，在渝東南地區形成了一系列的重晶石-螢石礦床（點）。

5 找礦潛力與找礦方向

5.1 找礦潛力

重晶石（BaSO4）-螢石（CaF2）具有特殊的地球化學特征，1∶5 萬水系沉積物測量圈定的元素異常為尋找重晶石-螢石礦產提供了重要依據。AS71-甲（Ba、F、Sr、Zn）、AS75-甲（Ba、F）由螢石-重晶石礦（床）點引起，綜合異常區內已知礦床（點）外圍是重點關注的區域；AS37-乙2（Ba、F、Sr、Au）為可能含礦、控礦作用的地質體、地質構造形成的綜合異常，是找礦極好的綜合異常區；Ba、F 單元素異常（Ba-15、Ba-20、Ba-33、Ba-39、Ba-43、Ba-45、Ba-53、Ba-56 及F-71、F-116、F-117、F-119）多為局部富集螢石-重晶石的地質體引起。本次圈定的2 處找礦靶區（圖1）位于郁山成礦帶內，綜合異常及單元素異常與含礦層位、控礦構造有較高的吻合性，帶內有多處螢石-重晶石礦（床）點成礦事實，找礦潛力較大。在紅花嶺礦區西部秦家山礦段，以往勘查及開采的礦產主要是淺表產于湄潭組和紅花園上部的礦體，而礦段深部的紅花園組下部及桐梓組中的勘查工作較少，紅花園礦區西部及周邊尚有較大找礦潛力。在紅花嶺-朗溪、彭水北東兩個靶區化探異常范圍大、濃度高，含礦地層厚度大、儲礦斷裂及次級斷層裂隙發育，尚有較大找礦潛力。

5.2 找礦方向

根據本區域螢石-重晶石礦床（點）的成礦地質條件、成礦作用要素等共性特點，在含礦層位和成礦空間上具有明顯的集中特性。根據該區1∶5 萬區調成果，結合收集的螢石-重晶石礦床（點）相關資料，認為該區域螢石-重晶石礦床（點）具有的典型特征為：①含礦層位通常底至奧陶系下統桐梓組，頂到中統湄潭組，含礦地層厚度大、分布范圍廣；②礦體（脈）就位于北西向、北北西向高角度脆韌性斷裂帶，充填于主斷裂及旁側的次級斷裂或裂隙中，次級斷裂、裂隙與主斷裂一般有15°～30°的走向交角；③礦體（脈）產出于背斜兩翼及核部的緩傾斜含礦地層中，尤以開闊平緩的核部位置最為有利。建議重點選擇在郁山成礦帶彭水北東靶區及紅花嶺至朗溪靶區中進一步部署1∶1 萬水系沉積物測量、地質礦產調查評價等基礎性工作，新成果將提供出大量的有價值的直接信息。類比相應遠景或區域范圍內的典型礦床特征，尋找類似成因礦產，并優選出可進一步開展工作的基地。

6 結論

（1）渝東南地區是重晶石-螢石礦較集中的產出地，燕山期為該區域主成礦期。研究區1∶5 萬水系沉積物測量圈定的主要綜合異常及Ba、F 單元素異常，與含礦層位、背斜及控礦斷裂構造有較高的吻合性，指示了找礦方向。結合區域目前已有的研究資料，認為研究區有較大的找礦前景。

（2）近年來螢石及重晶石礦產資源在新興領域應用迎來快速增長期，加強該區域重晶石-螢石礦的找礦研究工作，科學合理部署礦產勘查工作意義重大，建議重點選擇在郁山成礦帶彭水北東靶區及紅花嶺至朗溪靶區內進一步開展找礦勘查突破。對現有礦山重點進行礦床深部勘查，底要揭穿桐梓組地層、頂要探及湄潭組頂部；對靶區中的空白地帶，重點關注地表為奧陶系中統湄潭組以及上統地層分布的淺覆蓋區，采用遙感、物探，結合大比例尺化探及填圖工作，發現儲礦構造、礦致異常、礦化蝕變帶后進行工程揭露。