黔南泥盆系某重晶石矿矿床地质特征及找矿标志

张成林，赵志军

(贵州省地质矿产勘查开发局104地质大队，贵州 都匀 558000)

0 引 言

矿区位于镇宁县城南东平距约40 km，行政区划属镇宁布依族苗族自治县沙子乡所辖。前人对区内重晶石的矿物学、岩相学、矿床学、地球化学、矿床成因及成矿机理等方面做了大量的研究工作，但对重晶石矿矿床地质特征及找矿标志的归纳总结尚不够深入，文章结合矿区工作实际，在前人研究的基础上，分析总结了黔南泥盆系某重晶石矿矿床地质特征及找矿标志，以期为今后区内重晶石找矿工作提供更多的指导。

1 区域地质背景

工作区位于上扬子陆块与江南复合造山带2个三级构造单元接合部位，主体属江南复合造山带，四级构造单元右江裂谷-前陆盆地区之望漠北西向褶断带(据《贵州省区域地质志(2017》)。

区域内主要出露地层由新至老依次为第四系、三叠系、二叠系、石炭系及泥盆系。岩性主要以盆地深水沉积-陆棚相-局限台地相碳酸盐岩沉积为主，次为硅质及碎屑岩沉积。

区域内主要表现为发育大量近北西向褶皱及断裂，见图1。

2 矿床特征

2.1 地层

矿区内出露地层由新至老分述如下：

1)第四系(Q)

主要为灰黄、褐黄色粘土、砂土，厚0～10.00 m。

1.三叠系；2.二叠系；3.石炭系；4.泥盆系；5.向斜；6.背斜；7.倒转背斜；8.逆断层；9.性质不明断层10.工作区位置图1 区域构造略图Fig.1 Online map of regional structural

2)石炭系下统(C1)

矿区内仅出露石炭系下统睦化组(C1m)，岩性为深灰、灰黑色中厚层泥晶灰岩、泥质灰岩夹黑色薄层炭质页岩，底部为黑色薄层硅质岩。厚度>100 m。

3)泥盆系(D)

(1)五指山组(D3w)：上部为灰-深灰中厚层条带灰岩及泥晶灰岩，下部位深灰色中厚层泥灰岩及瘤状灰岩偶夹深灰色薄层硅质岩或炭质泥岩。厚60～90 m。

(2)榴江组(D3l)：中及上部为灰黑色薄-中厚层含生物屑硅质灰岩，偶夹深灰色薄-中厚层条带状、层纹状、瘤状泥晶灰岩透镜体；下部灰黑色薄及中厚层含生物屑硅质岩夹硅质灰岩及粘土岩。榴江组厚度为250～263 m。为区内重晶石矿赋存层位。

(3)火烘组(D1-2h)：为黑色页岩、泥岩夹少量薄层砂岩、泥质粉砂岩及砂质页岩。未见底，厚>50 m。

2.2 构造

矿区内断裂及褶皱构造较为发育，其主要构造形迹均定型于燕山晚期。见图2。

1)褶皱

区域两用—龙井湾背斜由北西向南东延伸，该背斜自北西部进入矿区，从矿区南东部穿出，该背斜在矿区范围内的部分本次命名为顶红背斜。顶红背斜为矿区的主体褶皱构造，该背斜为一向北东倒转的紧闭倒转背斜。呈北西—南东向展布，在矿区内延伸约8 km，轴向320°～330°，核部地层为中下泥盆统火烘组，其北东翼岩层倾向38°～81°，倾角26°～45°，南西翼岩层倾向43°～51°，倾角39°～83°，轴面倾向北东，呈波状起伏。区内重晶石矿体即产于该背斜两翼，主要分布于该背斜的南西翼(倒转翼)，北东翼仅零星分布。该背斜被北东向和北西向的断层破坏，尤其是北东向的断层将该背斜切割为4段。

1.下石炭统睦化组；2.上泥盆统五指山组；3.上泥盆统榴江组；4.中下泥盆统火烘组；5.矿体露头线；6.正断层；7.逆断层；8.性质不明断层；9.倒转背斜；10.向斜；11.工作区位置图2 矿区构造纲要图Fig.2 Online map of mining-area structure

牛厂坡背斜为顶红背斜的次级褶曲，位于牛厂坡附近，走向延伸约400 m，北东翼地层倾角17°～45°，南西翼地层倾角30°～78°，轴面倾向北东。

纳盘后山向斜位于矿区北东边部，矿区内延伸约770 m，北东翼地层倾角15°～61°，南西翼地层倾角27°～69°。

2)断层

矿区内断裂构造较为发育，主要发育北西向和北东向的两组断层，其次为近南北向和近东西向的断层。其规模较大的断层主要有北西向的F1、F5断层及北东向的F3，其控制了区内的整个构造轮廓。

(1)北西向组

该组断层主要发育有：F1、F5、F7、F8、F10、F205、F206、F207、F212、F215、F216。

F1(顶红)逆断层：为区域纳力断层穿过矿区部分，断层倾向37°～60°，倾角31°～75°，破碎带宽2～5 m，水平断距约600 m，铅垂断距达数百米，为一高角度逆冲断层。该断层为矿区的边界构造。该断层被北东向断层组切割为数段。

F5正断层：位于矿区中部，走向延伸约2 km，断层倾向45°～73°，倾角64°～76°，为一走向断层，铅垂断距数十米，破碎带宽度0.5 ～2.8 m不等。

F206正断层：位于矿区中部，走向延伸约2.5 km，断层倾向214°～255°，倾角35°～68°，破碎带宽约1～2 m，为一倾向正断层，铅垂断距25～40 m，一般为30 m。

(2)北东向组

该组断层发育有：F3、F4、F101、F102、F103、F104。

F101正断层：位于矿区北西部，在矿区走向延伸约460 m，断层走向70°，倾角72°，倾向南东。

F102正断层：位于矿区中部，走向延伸1.6 km，倾向120°～135°，倾角76°。破碎带水平宽0.7 m左右，铅垂断距50m左右。

(3)南北向组(F6、F9)

F6正断层：位于矿区中东部，在矿区内走向延伸约900 m，倾角76°～88°，倾向68°～81°，破碎带宽0.2～2.5 m不等。

矿区内其他断层在此不再一一阐述。

2.3 矿层特征

上泥盆统榴江组(D3l)为矿区内重晶石矿含矿岩系，上覆地层为五指山组(D3w)，下伏地层为火烘组(D1-2h)。含矿岩系内自下而上分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿层，矿层之间被薄层状硅质岩、硅质灰岩隔开，属深水裂陷盆热水喷流沉积型重晶石矿床。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ重晶石矿层产出于顶红背斜两翼，呈似层状、透镜状产出，矿层产状与地层产状一致。顶红背斜南西翼(倒转翼)矿层倾向353°～51°，倾角54°～83°，矿层露头地表延伸约1.9 km，沿倾向延深约140～300 m。顶红背斜北东翼(正常冀)矿层倾向38°～81°，倾角26°～45°，一般40°左右。顶红背斜的南西翼矿层厚度大，品位较高，延伸较稳定，背斜北东翼的矿体相较于南西翼厚度薄、不连续、层数不稳定。

2.4 矿层连接对比

含矿岩系上覆地层为上泥盆统五指山组(D3w)，下伏地层为中下泥盆统火烘组(D1-2h)。

(1)Ⅰ矿层本身即为重要的对比标志，Ⅰ矿层厚度大，品位较高，延伸较稳定(整个矿区均有产出)，矿石类型较稳定，为层纹状重晶石矿。Ⅱ矿层距下部Ⅰ矿层16～80 m，一般为60 m左右，Ⅲ矿层距下部Ⅱ矿层2～20 m，一般为20 m左右。

(2)Ⅱ矿层底部为深灰色薄层硅质岩夹灰岩条带偶夹重晶石条带，硅质岩中常见灰色灰岩团块或透镜体，局部地段灰岩条带膨大为条带状灰岩层，厚度可达30 m左右。灰岩条带或条带状灰岩可作为Ⅱ矿层底部标志层。

(3)Ⅲ矿层为灰白色至灰色含硅质条带状重晶石，矿体中偶有直径2～5 cm左右灰岩团块或透镜。Ⅲ矿层本身特点较为明显，矿石类型为条带状重晶石，矿层内常见灰岩结核，明显区别于Ⅰ矿层及Ⅱ矿层。Ⅲ矿层可作为对比标志。

3 控矿因素

3.1 地层控制

该区重晶石为沉积矿床，严格受限于含矿地层上泥盆统榴江组地层的分布，受地层控制明显，矿层主要呈层状、似层状分布于榴江组的中下部，与上覆和下伏的地层整合产出。

3.2 岩性控制

含矿岩系产于中下泥盆统火烘组(D1-2h)黑色含炭质页岩、泥岩之上上泥盆统五指山组(D3w)深灰色中厚层泥灰岩及瘤状灰岩之下，重晶石矿层的直接顶底板及重晶石矿层均有硅质岩的存在，重晶石矿的形成与硅质岩关系密切。

3.3 岩相及古构造控制

矿区位于右江裂谷-前陆盆地区之望漠北西向褶断带，水城-紫云-南丹晚古生代裂陷的中部，水城-紫云-南丹深断裂为一深切基底的区域性深大断裂，泥盆纪中晚期—石炭纪末期该断裂强烈拉张，矿区所处地段形成断陷台沟(盆)，即泥盆纪中晚期—石炭纪末期该区沉积相区为断陷台沟(盆)相，主要沉积了硅质岩类，而区内重晶石矿层产在上泥盆统五指山组碳酸盐建造之下、榴江组硅质岩建造之中、火红组黑色薄层炭质粘土岩建造之上，与硅质岩密切共生，可见，重晶石矿受岩相控制明显。

同时在区域上，水城—紫云—南丹深断裂内已发现多个重晶石矿床，如产于裂陷台地相区碳酸盐岩中的广西象州、武宣重晶石矿床；产于裂陷台盆相区硅质岩中的镇宁乐纪及广西来宾单一的重晶石矿床等由此可见，矿床受区域构造控制明显。

3.4 沉积期后构造改造控制

区内重晶石矿沉积成矿后，受多期构造活动改造与破坏，区内大多数北东向、北西向断裂及褶皱构造形成于印支-燕山运动，受来自南东方向的应力推覆，该期形成了倒转的顶红背斜，由于重晶石矿层较为坚硬且不易于变形的特点，背斜轴部沿重晶石矿层尖灭处褶皱，造成了区内重晶石矿主要集中于背斜南西翼，而北东翼仅见零星矿点的特征。而后期喜马拉雅造山运动及新构造运动形成的北东向及近东西向构造，多造成矿体错断，破坏矿体。

4 找矿标志

4.1 地层标志

区内重晶石矿具有固定的产出时代和层位。矿层赋存于上泥盆统榴江组(D3l)中下部。

4.2 岩性标志

重晶石产于上泥盆统榴江组(D3l)中下部，重晶石矿含矿岩系为一套深色富硅质的碎屑岩、碳酸盐岩沉积组合，其上覆岩石地层为五指山组浅色碳酸盐岩；下伏岩石地层为火烘组碎屑岩，含矿岩系岩(矿)石组合与顶、底板岩石特征的标志十分明显。

4.3 颜色、地貌标志

(1)颜色标志：作为区内主矿层的Ⅰ矿层，其矿石自然类型多为浅色的致密块状或碎屑状重晶石，即使不风化其灰白色也可与围岩深色的硅质岩形成明显的色差，容易快速辨别。

(2)地貌标志：重晶石坚硬，耐风化，常形成正地形或陡坎地貌，很好识别。

4.4 比重标志

经测试区内重晶石矿平均比重为3.97 g/cm3，区内矿体围岩及夹石一般为硅质岩，硅质岩一般比重为2.55～2.65 g/cm3。重晶石矿与围岩比重有明显的差异，易于区分。

5 结 语

区内地层、构造、古地理等条件利于重晶石成矿。重晶石矿赋矿地层明确；矿体产出于上覆浅色碳酸盐岩与下伏深色碎屑岩之间的一套硅质岩、硅质灰岩之内；矿体颜色与围岩有明显区别；矿体露头常形成陡坎地貌；矿石体重高于围岩，找矿标志明显。