一、矿床概况
1.矿床名称
贵州天柱大河边重晶石矿床。
2.地理位置及中心点经纬度坐标
矿区位于贵州省东部天柱县与湖南省西部新晃侗族自治县的交界地带。地理坐标：东经109°08′07″，北纬27°02′19″。
3.矿床类型、矿种、资源储量、规模、品位、勘查程度、开发情况
1984～1986年，贵州省地质队对天柱县大河边重晶石矿进行了详查工作，BaSO4含量为32.06%～98.06%，平均85.56%。
4.所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带区域成矿条件
ⅢBa-15江南隆起西段Sn-W-Au-Sb-Fe-Mn-Cu-重晶石-滑石成矿带（III-78）。
5.区域成矿条件
（1）大地构造位置
位于上扬子古陆块雪峰山基底逆推带，扬子陆块南部被动边缘褶冲带三级构造单元之万山-兰田和锦屏-雷山长条状褶皱区。
（2）区域地层
区内出露地层主要有上元古界下江群，以及震旦系、寒武系、奥陶系及志留系，累计地层出露厚度逾7000m。寒武系约占30%出露面积，震旦系、奥陶系及志留系分布较为局限（图3-1）。
（3）区域构造
区内褶曲主要有龙塘背斜、大塘背斜、阳寨-半坡向斜、新场背斜、坪地复式向斜，岳寨-绿豆坡背斜、南明向斜、天柱向斜、高酿向斜等。区内断裂十分发育，以逆断层和正断层为主（各占50%），平移断层仅图区南缘老山坡-高酿断层一条，且其东端主要表现为正断层性质。
二、矿床地质特征
1.矿区地质特征
矿区位于坪地复式向斜南东翼中段，总的为一单斜构造，局部发育一系列北东向次级褶曲及压扭性断层，与矿区西部压扭性区域断层F1成锐角相交，构成一个“入字形”构造（图3-2）。
矿区出露地层有青白口系、南华系、震旦系、寒武系和第四系。重晶石矿产于上震旦统—下寒武统老堡组
2.矿床特征
（1）矿体特征
重晶石主矿层出露于坪地（贡溪）向斜两翼，形态简单，呈层状产出，矿体产状与围岩一致，同步褶皱，总体走向北东45°；倾向在向斜北西翼为南东，南东翼为北西；倾角16°～84°，一般为20°～40°；浅部陡，向深部则渐趋变缓。北西翼长12km，南东翼长4km。矿层厚度较稳定，主矿层厚一般3～5m，最小0.5m，最大10.17m，平均厚度3.49m，在倾斜方向，矿层厚度也略有增厚的趋势。
图3-1 大河边重晶石矿床区域地质略图
（据李文炎等，1991）
1—寒武系；2—震旦系；3—下江群；4—背斜；5—向斜；6—压性断层；7—冲断层；8—压扭性断层；9—平推断层；10—地质界线；11—不整合地质界线；12—重晶石矿层
图3-2 天柱县大河边重晶石矿区构造纲要图
（据贵州省地调院，2012）
1—坪能向斜；2—崩龙山背斜；3—哨坝向斜；4—无名小背斜；5—冲坑向斜；6—黄莲向斜；7—卜登寨背斜；8—高架背斜
（2）矿石特征
矿物组成 矿石矿物主要为浅灰—灰色重晶石，伴有白云石、方解石、炭质有机质，少量自生斜长石、粘土矿物、黄铁矿等，其含量随矿石类型而异。
矿石结构 重晶石矿石多为他形-半自形晶，主要结构有粉晶-细晶结构、不等粒变晶结构、花岗变晶结构，次要结构有向心放射状不等粒变晶结构、交代溶蚀结构、条柱状结构等。
矿石构造 块状、花斑状、溶孔状、条纹状和结核状等，多见块状、花斑状、条纹状三种构造。
矿石类型 依据矿石的结构、构造可将矿石分成块状矿石和条带状矿石、花斑状矿石、溶孔状矿石、结核状矿石等矿石类型，每种自然类型矿石的矿物共生组合和含量不一样。
矿石化学成分 有用组分含量：BaSO4含量为32.06%～98.06%，平均85.56%，有用组分含量从北往南有逐渐增高之趋势，据重晶石层光谱全分析样品成果资料显示（表3-1），本区重晶石伴生元素中Sr，B，Y，Yb含量偏高，而作为填料用重晶石的有害杂质Mn，Cu，Pb含量很低；有害组分含量：SiO2，Al2O3，Fe2O3，深部含量分别为1.01%，0.38%，0.35%，地表含量分别为1.49%，0.89%，0.76%，深部比地表低；而CaO，MgO地表含量分别为0.05%，0.09%，深部含量分别为0.88%，0.47%，地表比深部低。矿石中所含各项杂质指标较低，均符合规范要求，矿石质量优良。
表3-1 大河边矿区矿层光谱全分析结果表 单位：ppm
注：ppm为parts per million的缩写，1ppm=1×10-6。
3.矿床地球化学特征
稀土元素特征：重晶石岩类中稀土元素的总量低，∑REE含量范围在（53.6～14.9）×10-6之间，含Y为（25.5～3.06）×10-6，轻稀土元素略有富集，用北美页岩的稀土元素值（Haskin et al.，1984）标准化后，具有明显的负Ce异常（图3-3），与东太平洋隆起的现代热水沉积物的模式一致（Michard，1983），表明本区重晶石岩类具有热水沉积特征。从图3-5看，条带状灰黑色磷灰石重晶石岩（Ba-2）具有中稀土元素富集的特点。条带状灰黑色磷灰石重晶石岩（矿层下部，Ba2）稀土元素的总量高，∑REE可达551×10-6，Y可达353×10-5，∑REE及Y含量明显高于不含磷灰石的重晶石岩，主要是由于条带状灰黑色磷灰石重晶石岩含有较多磷灰石及磷钇矿（P2O5达9.33%），因REE可取代磷灰石及磷钇矿可能为稀土元素和Y的载体矿物，因而引起∑REE及Y含量明显增高，这与在区域上U和REE主要富集于磷块岩和富含磷质的Ni-V-Mo矿层的规律一致（张爱云等，1987）。
三、矿床成因与成矿模式
1.成矿物质来源
成矿物质来源对成矿起着特别重要的控制作用，它决定着矿床类型、矿石质量和矿床规模。对于贡溪重晶石矿床，据地质特征、地球化学特征可知是典型的沉积矿床，成矿物质主要是由火山-热水溶液提供。
（1）陆源
Ba在海水中的平均含量仅20×10-9，但Ba极易被粘土矿物和硅胶吸附并被搬运，故在粘土和页岩中Ba含量可达800×10-6，富有机质的黑色页岩比一般页岩更富含Ba。含矿系内的黑色页岩和硅质岩提供了Ba的部分来源，但这只能是极少的部分，因为含矿系黑色页岩总厚度不超过0.6m，它所携带的Ba十分有限。
（2）海底火山喷发源
在矿层底部发现一层硅质凝灰岩，其Ba含量平均达17267×10-6，为一般页岩（8130×10-6）的21.6倍，这表明重晶石成矿前该区有海底火山活动，火山喷发亦带来了部分Ba，但这也不是主要来源，因为硅质火山岩最大厚度不到1m，而重晶石矿层最大厚度达7.0m，它不可能提供沉积如此之多的Ba。
图3-3 大河边-贡溪超大型重晶石矿床岩石中稀土元素标准化曲线图
（据方维萱等修改，2002）
（3）海底热卤水源
海底热卤水源是矿区Ba元素的最主要来源。矿区基底为巨厚的震旦系冰碛含砾砂板岩和江口组长石石英砂岩及板溪群板岩，它们都具Ba的高丰度值，平均含量达8848×10-6，高出地壳丰度值（1500×10-6）的17.70 倍（胡清洁，1997）。由下渗海水、地表水、地下水混合形成的原生水、间隙水被加温后，淋滤溶取上述岩层中的Ba，形成富含Ba的热卤水，再沿同生断裂上升，在海盆内与海水混合形成Ba2SO4，沉积成矿。Ba在热卤水中的存在形式可能为BaCl2的配合物，因BaCl2具有较高的溶解度，易被搬运。由均一法测温数据得知，重晶石形成时热卤水的最高温度在2130°左右。
2.成矿物理化学条件
该矿床成矿温度为100～200℃，成矿压力为数帕至20×105Pa，成矿的Eh值为357mV，pH值为6.5，为弱酸性-弱碱性过渡的氧化环境中生成。
3.矿床沉积成矿作用
1）在新元古代早期，Rodinia超大陆发生裂解，地壳和岩石圈在引张力作用下发生裂陷作用，使深部含钡热水流体被动上涌。
2）在晚震旦世—早寒武世时，裂陷盆地已演化为深水盆地，随着裂陷作用的继续进行，深部含P，Ba，H2S等组分的硅酸盐热水流体沿同沉积深断裂运移喷溢于深水裂陷盆地中。
3）当硅酸盐气液热流体与海水相遇时，随物质浓度变化，依照沉积分异作用规律（除火山碎屑岩、砂质岩沉积外），最先在酸性环境中沉积了硅质岩，依次含磷硅质岩或夹磷结核层、磷块岩等相继沉积。在硅胶凝聚成硅质岩之际释放Ba2+于海水中。当溶液由酸性演化至弱碱性的氧化环境时，硅质岩不再沉积，此时Ba2+与海水中的
4.成矿模式
该区重晶石找矿主要有如下标志。
1）地层标志：由于该区重晶石赋存于震旦系—寒武系过渡层位老堡组中，有震旦系出露地段，就有找到重晶石层的可能，因此，地层标志为该区重晶石找矿的间接找矿标志。
2）岩性组合：由于该区重晶石岩性组合为硅质岩-重晶石-炭质页岩（自下而上）的岩性组合，岩性组合为其直接找矿标志。
3）矿层露头：矿层露头为该区重晶石找寻的直接找矿标志。
4）开采老硐：开采老硐的存在为该区直接找矿标志。
5）V，P标志：在重晶石矿层顶界向上0.14～0.16m一段黑色炭质页岩内，富含V，Ag，Mo，Ni等多金属。此段黑色页岩中普遍含有稀疏的球形磷结核，外貌特殊，易于辨认。
6）化探：在重晶石层露头出露地段，Ba异常值高。
7）重砂：在重晶石层露头出露地段，Ba异常值高。
8）地貌：由于重晶石较坚硬，不易风化，在地貌上常形成正地形或陡坎，因此，陡崖为其直接找矿标志。
综上所述，可建立大河边重晶石典型矿床成矿模式图（图3-4）。
图3-4 大河边重晶石典型矿床成矿模式图
（据冯学仕等，2004，有修改）
1—大陆地壳；2—地幔；3—陆缘斜坡相碳酸盐沉积；4—裂陷盆地相炭、硅质沉积；5—远岸泥质沉积；6—裂陷盆地核部；7—含钡热水流体；8—拉伸方向；9—同沉积断层；10—重晶石矿体
内容全部来源于网络收集，如有侵权，请联系网站删除：QQ：24596024