姜 超, 楊 紹

(中陜核工業(yè)集團地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100)

0 引言

陜西省境內(nèi)先后共發(fā)現(xiàn)重晶石礦產(chǎn)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(zhèn)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(qū)位于安康市漢濱區(qū)石梯鎮(zhèn)張?zhí)珳弦粠?，先后有多家地質(zhì)和科研單位開展過不同比例尺的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和綜合研究工作，積累了豐富的地質(zhì)資料。區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)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(yán)格受地層控制，主要產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)魯家坪組。研究區(qū)雖然開展了較多的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，取得了大量的地質(zhì)找礦成果，但部分地段地質(zhì)工作程度仍然較低。基于此，本次工作對研究區(qū)內(nèi)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(jìn)行調(diào)查研究，共采集揀塊樣5件，達(dá)到最低工業(yè)品位(富礦)4件。本文在充分收集、分析研究以往地質(zhì)、化探、礦產(chǎn)等資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合本次工作情況，通過類比方法對研究區(qū)找礦潛力進(jìn)行分析，為后續(xù)礦產(chǎn)勘查工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于南秦嶺構(gòu)造帶的中部，大地構(gòu)造位置歸屬南秦嶺—北大巴山滑脫逆沖推覆系Ⅱ級構(gòu)造單元—南秦嶺南部滑脫逆沖推覆系Ⅲ級構(gòu)造單元—石泉—神河滑脫逆沖推覆系Ⅳ級構(gòu)造單元。區(qū)域上表現(xiàn)出多層次韌性滑脫逆沖推覆褶皺帶(圖1)[1-5]。區(qū)內(nèi)地層出露較不全，并普遍遭受了多期次、不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用，形成的變質(zhì)巖為各類片巖、變砂巖、碳酸鹽巖等，變質(zhì)相為低綠片巖相，局部達(dá)高綠片巖相。除區(qū)域變質(zhì)作用外，伴隨著大規(guī)模的擠壓構(gòu)造變形，在形成區(qū)域性韌性剪切帶的同時，使巖石物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造再次發(fā)生變化，形成糜棱巖、構(gòu)造片巖等動力變質(zhì)巖。區(qū)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(zhì)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(chǎn)出的巖脈等。區(qū)域上地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，且以韌性剪切構(gòu)造為主。研究區(qū)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(qū)域已知礦種24種，其中金屬礦產(chǎn)有金、銅、鉛鋅、鐵、釩鉬、錳等14種，非金屬礦產(chǎn)有重晶石、毒重石、磷塊巖、石灰?guī)r、白云巖、金紅石等9種，燃料礦產(chǎn)有石煤1種；共發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)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(qū)域上成礦條件優(yōu)越。

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

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)出露地層主要為古生界地層，主要有：上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)魯家坪組(Z2∈1l)、奧陶系洞河組(Od)、奧陶—志留系斑鳩關(guān)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(tǒng)—下寒武統(tǒng)魯家坪組(Z2∈1l)為區(qū)域重要的重晶石含礦地層，依據(jù)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(zhì)白云巖，含碳白云質(zhì)灰?guī)r夾黑色條紋狀碳硅質(zhì)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(zhì)巖及碳質(zhì)硅質(zhì)巖，在本巖段下部的硅質(zhì)巖層中，重晶石礦呈條帶或透鏡狀產(chǎn)出，屬含重晶石硅質(zhì)巖建造；上段主要為一套碳質(zhì)板巖、絹云母板巖、碳硅質(zhì)板巖夾含碳灰?guī)r、粉晶白云巖及碳質(zhì)絹云母硅質(zhì)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(zhì)板巖夾粉砂質(zhì)板巖，下部偶見重晶石礦呈條帶或透鏡狀產(chǎn)出，屬泥質(zhì)巖夾硅質(zhì)巖建造。奧陶系洞河組(Od)以灰色黏土質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖為主，含礫粉砂質(zhì)灰?guī)r、碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)或含碳千枚巖等。奧陶—志留系斑鳩關(guān)組(O3S1b)巖性以黑色碳質(zhì)板巖、碳質(zhì)硅質(zhì)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(qū)域重要的賦金地層。中泥盆統(tǒng)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?guī)r、粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖。中—上泥盆統(tǒng)古道嶺組(D2-3g)巖性為灰色、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)生物灰?guī)r、生物灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，局部夾白云巖、板巖、砂巖。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)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(guān)組；7—洞河組；8—魯家坪組；9—地質(zhì)界線；10—斷層；11—韌脆性斷層；12—推覆斷層；13—研究區(qū)；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(gòu)造

研究區(qū)位于德勝寨—茨溝倒轉(zhuǎn)背斜的南翼，褶皺總體呈現(xiàn)出北北東向倒轉(zhuǎn)傾的單斜構(gòu)造。研究區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，按斷層性質(zhì)可分為順層產(chǎn)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(dá)11 m。

2.3 巖漿巖

研究區(qū)在早寒武世發(fā)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(zhì)基礎(chǔ)[8-10]。

3 區(qū)域典型礦床特征

區(qū)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(zhì)巖—碳酸鹽巖建造，為典型的海相沉積型礦床，礦床規(guī)模為大型。成礦時期為加里東期(晚震旦—早寒武世)，礦體的頂?shù)装鍑鷰r均為碳硅質(zhì)巖。含礦地層為上震旦—下寒武統(tǒng)魯家坪組下段，重晶石含礦層為三個巖性段：①薄層碳硅質(zhì)巖和中厚層碳硅質(zhì)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(zhì)巖夾Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ等12個重晶石礦體及變質(zhì)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(zhì)白云巖、砂質(zhì)灰?guī)r透鏡體。③薄層碳硅質(zhì)巖和中厚層碳硅質(zhì)巖互層，頂部夾Ⅹ、Ⅶ號重晶石礦體、砂質(zhì)白云巖和斜鋇鈣石巖透鏡體，地層產(chǎn)狀傾向30°～50°，傾角45°～65°。巖石結(jié)構(gòu)為花崗變晶結(jié)構(gòu)，細(xì)粒他形碎屑結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為千枚狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造。重晶石礦體呈層狀，層位穩(wěn)定，與圍巖呈整合過渡關(guān)系，產(chǎn)狀一致。石梯重晶石礦床共圈定出礦(化)體22個，其中，工業(yè)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(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為60%～95%，次為石英、斜鋇鈣石。其他礦物有方解石、碳質(zhì)、鋇釩云母、鋁硅鋇石、黃鐵礦、金紅石等。礦石結(jié)構(gòu)以細(xì)—粗晶結(jié)構(gòu)為主，次為顆粒支架結(jié)構(gòu)、充填膠結(jié)結(jié)構(gòu)，可見少許不等粒結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)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(zhì)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(zhì)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(zhì)作用下，BaCO3沉積形成重晶石礦；硫經(jīng)過硫酸鹽還原細(xì)菌的作用，BaSO4沉積形成毒重石礦[6-9]。區(qū)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(qū)位于石梯大型重晶石礦床以東，位于區(qū)域穹隆的核部，構(gòu)造較為穩(wěn)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(zhì)條件。區(qū)內(nèi)大面積發(fā)育寒武系魯家坪組及奧陶系洞河組，魯家坪組出露面積達(dá)15 km2，約占研究區(qū)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(zhì)巖和少量灰?guī)r、粉砂巖等，局部含黃鐵礦、菱鐵礦、磷塊巖結(jié)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(biāo)層位。

該地區(qū)1∶25萬Ba化探異常區(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(guān)組；7—洞河組；8—魯家坪組；9—地質(zhì)界線；10—斷層；11—韌脆性斷層；12—推覆斷層；13—研究區(qū)；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(dá)到邊界品位樣品4件，達(dá)到最低工業(yè)品位(富礦)4件(表1)。樣品結(jié)果表明，研究區(qū)具有尋找重晶石礦的巨大潛力。本區(qū)域發(fā)現(xiàn)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(qū)東南部、西北部已發(fā)現(xiàn)金礦床(點)，說明研究區(qū)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(qū)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(qū)域上已發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦床(點)4處，綜合異常顯示研究區(qū)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(jié)果表

5 結(jié)論

通過對研究區(qū)成礦地質(zhì)條件分析，同典型的礦床對比研究，認(rèn)為在研究區(qū)具有尋找重晶石礦床的巨大潛力。結(jié)合區(qū)域成礦規(guī)律及研究區(qū)地質(zhì)條件，在研究區(qū)同時兼顧其他金屬、非金屬礦產(chǎn)的綜合找礦可以取得大的找礦突破。