甘肃文县东风沟重晶石矿床
2020-01-14 · 技术研发知识服务融合发展。
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一、矿床概况
1.矿床名称
甘肃文县东风沟重晶石矿床。
2.地理位置及中心点经纬度坐标
矿区位于甘肃省文县临江镇东风沟，距县城4.5km，交通尚方便；地理坐标为东经104°57′00″，北纬33°05′05″。
3.矿床类型、矿种、资源储量、规模、品位、勘查程度、开发情况
该矿床属沉积型重晶石矿床，分布在东风沟两侧，矿体产于硅质岩中，在硅质岩与上部粉砂岩接触面上呈块状、透镜状，长由数十米到数百米，宽10～100m，走向总体东西向，倾角50°～80°，硫酸钡平均90.12%。东风沟重晶石矿床规模属大型，矿体厚度大，主要矿体均处在潜水面以上，易露采。
4.所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带
所属成矿区带：ⅢBa-9秦岭成矿带（III-66-①，②）。
5.区域地质条件
该区大地构造处秦岭东西向构造带南缘，松潘甘孜褶皱系的东侧。关家沟-何家坝复背斜的核部，主体构造方向为北东-南西向。
（1）地层
地层区划属昆仑秦岭区之松潘-甘孜分区摩天岭小区。出露地层主要有前震旦系碧口群和中泥盆统三河口组。碧口群主要由巨厚沉积碎屑岩组成，夹少量火山碎屑岩，均遭受了不同程度的变质。按其特征分为上、中、下三个亚群，区域内只出露下亚群，该亚群据岩性特征分为三个岩组。中泥盆统三河口组为一套巨厚的海相碎屑岩-碳酸盐岩建造（图3-12）。
图3-12 文县重晶石矿田区域地质略图
（据李文炎等，1991）
1—中泥盆统；2—下—中泥盆统；3—下寒武统干沟组中上岩段；4—下寒武统干沟组下岩段；5—震旦系临江组；6—震旦系关家沟组；7—前震旦系碧口群；8—地层界线；9—实测及推测断层；10—矿床位置
（2）侵入岩
区域内侵入岩不发育，仅有一些小的酸性岩脉。主要有斜长细晶岩脉、花岗斑岩脉、黑云母斜长花岗岩脉、闪长玢岩脉。斜长细晶岩脉具斑状结构、块状构造，基质为细晶结构。花岗斑岩脉具斑状结构、块状构造，基质为微粒结构。闪长玢岩脉具斑状结构、块状构造，基质为隐晶质结构。
二、矿床地质特征
1.矿区地质特征
矿区大地构造位于西藏-三江造山系、巴颜喀拉地块、摩天岭陆缘裂谷盆地。
矿区内出露地层主要为前震旦系碧口群、震旦系、寒武系、泥盆系、第四系。重晶石矿体赋存于寒武系干沟组第二岩性段
矿区内断裂构造发育，矿体受后期断裂构造的影响破坏严重，成矿后断裂构造使东风沟向斜下部重晶石矿体移位出露于照花山、水磨一带。矿区内发育有东风沟向斜、拐沟背斜。
矿区岩浆岩不太发育。仅见斜长花岗岩（γο）侵入于干沟组中，岩石呈浅灰—淡肉红色（风化后呈浅黄灰色），细到中粒花岗结构（岩墙边部有斑状结构）。矿物成分以斜长石（50%～60%，中长石为多），石英（10%～25%）为主，绢云母（10%～15%是斜长石的蚀变产物）、白云母（10%）、铁白云石（3%～10%）为次，有少量的黄铁矿、磷灰石、金红石、锆石。岩石坚硬，节理发育，内有白色石英脉穿插。与围岩的接触关系清晰而不规则，近接触界线处的围岩有不同程度的硅化、角岩化、黄铁矿化和褪色现象。
2.矿床特征
（1）矿体特征
东风沟矿区已查明大小重晶石矿体五个（图3-13）。由于断裂破坏，矿体形态已失原貌，矿体与顶底板围岩地表接触关系不清，往往呈断层接触或为第四系所覆盖，其中以Ba1号矿体最大。该矿体平面上形似鲸鱼，地表长440m，宽40～100m，经深部钻孔验证，矿体分上下两部分。下部为块状矿石，厚达32.8m；上部是条带（纹）状矿石夹团块状矿石及变质重晶石炭质粉砂岩透镜体，厚达38.2m。
图3-13 文县东风沟重晶石矿地质略图
（据李裕能，1985）
1—第四系；2—下寒武统干沟组上岩段；3—下寒武统干沟组中岩段；4—下寒武统干沟组下岩段；5—上震旦统临江组；6—下震旦统关家沟组；7—斜长花岗岩脉；8—重晶石矿体；9—构造破碎带；10—压扭性断层；11—性质不明断层；12—背斜构造；13—地层界线；14—地层产状
其矿体产出特征如表3-2所示。
表3-2 文县重晶石矿体产出特征
资料来源：中国重晶石矿床。
（2）矿石类型及物质组分
矿石类型主要有致密块状矿石、条带状矿石和团块状矿石。
致密块状矿石 浅灰—深灰色，微-细粒花岗变晶结构、块状构造。微-细晶（0.01～0.1mm）重晶石为主：约占95%，呈他形晶互相镶嵌。杂质（石英、泥质、铁质、长石等）极少，属重晶石单矿型，相对密度大（4.2～4.5），BaSO4含量85%～97.72%，多属Ⅰ级品矿石。
条带状矿石 浅灰—灰色，微-细粒变晶结构，条带（纹层）状构造。矿物成分以微-细晶（0.01～0.1mm）重晶石为主，占70%～85%；其次为粉砂级碎屑，碎屑成分有：石英（2%～7%）、绢云母（2%～5%）、氧化铁（或黄钾铁钒1%～5%）、碳质（1%～3%）及少量斜长石、绿帘石，属泥砂质重晶石型。相对密度3.9～4.05，BaSO4含量一般是70%～90.12%，矿石品级为Ⅱ，Ⅲ级。
团块状矿石 浅灰—灰色，团块或假鲕状结构，条带状、团块状构造，矿物成分主要为粉砂级石英、白云母、泥质、长石、绢云母和重晶石，重晶石占30%～70%，属泥砂质重晶石型。相对密度3.39，BaSO4含量一般为38%～74%。该类矿石极少，常以透镜状、长条状分布于条带状矿石之中，多为贫矿石。
上述三类矿石矿物成分的变化规律为泥砂质含量循块状矿石→条带状矿石→团块状矿石的方向明显递增。矿石化学成分如表3-3所示。
表3-3 矿石化学成分表 单位：%
（据东风沟矿区斜坡里矿段调查报告）
由上表可知，水溶盐基本相同，BaCO3极少，SiO2含量变化最大。东风沟矿区其余矿段的物质成分基本与斜坡里矿段相似，唯文县城郊关家沟-鹄衣坝矿床诸矿体块状矿石中见有毒重石-重晶石型矿石，其主要矿物为重晶石、毒重石（有时毒重石含量大于重晶石），次要矿物为方解石。
三、矿床成因与成矿模式
1.物质来源
下伏前震旦系碧口岩群岩石中含Ba量高，一般为0.2%～1%，最高3%～5%，为地壳克拉克值4～100倍，碧口岩群大面积裸露是雄厚的成矿物质基础。同时，经早震旦世的补偿沉积以后，位于扬子大陆北缘的该区水体全面变深，分别在陡山沱期晚期和下寒武世早期形成欠补偿沉积，此时盆地的沉积物供给速率远远小于沉积空间的扩展速率，沉积作用以化学作用为主，在含泥硅质岩中沉积有菱铁矿、锰、磷及重晶石矿层。此时盆地稳定，沉积物表面水动力条件极弱，而沉积物中地下水循环作用，就显得格外重要。地下径流，有关热液流体和深部层间水及高纯氯化物卤水等，能经常从含钡岩石中溶滤出相当数量Ba，以粘土、硅胶团的吸附或某种配合物的形式随水溶液迁移。根据沉积物特征判断，其未经长途搬运的情况下，就近汇入陆棚盆地。由于物理化学条件改变，大量的SiO2胶体凝聚，胶凝结果为硅质岩。与此同时，钡离子从硅胶团中解脱而呈游离态，于富含有机质和高深度硫的氧化还原界面附近同硫酸根结合而沉淀为重晶石。该区大型重晶石矿床成矿物质钡主要来自基底层是无疑的。
2.成矿的物理化学条件
成矿温度为200℃左右；成矿的Eh值为297mV，pH值为6.85；δS34值在+3.694×10-3左右。
3.矿床成因探讨
重晶石矿床具有特征：①重晶石矿赋存有一定的层位，以似层状或透镜状夹于泥质板岩中或灰岩与硅质岩接触面；②重晶石矿体与上、下围岩皆为整合接触，且变质炭质粉砂岩中有顺层纹带状重晶石矿的小透镜体；③重晶石矿在走向上明显可相变为含重晶石灰岩或灭于变质含重晶石炭质粉砂岩中；④纹带状重晶石矿内明显见重晶石与砂、泥质混生，或细粒重晶石（一般夹杂质较多）与粗粒重晶石（一般含杂质较少）组成相间纹层，或是重晶石与杂质形成纹层；⑤重晶石矿体的邻近围岩都较均匀地含少量重晶石。从这些特征可以确定本区内的重晶石矿床为沉积型。
4.成矿模式
在表生作用下，含钡岩石易于风化、分解，使钡能很快参加表生循环作用，钡呈可溶性的钡重碳酸盐或氯化物、硫酸盐形式被搬运到浅海-滨海带，当含有BaSO4的水体被蒸发，或者受到石灰岩的中和作用，尤其是在水体中
图3-14 文县东风沟重晶石矿成矿模式图
（据甘肃省重晶石矿资源潜力评价成果报告，2012）
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