摘要：通过对文县清水坪重晶石矿床地质特征、矿体赋存特征和该地区的构造的分析和研究，再加以结合该区以往地质工作程度的研究成果，认为该区主要的控矿因素为钡源、构造条件、沉积环境。上元古界的老地层，为上震旦统重晶石矿床提供了大量钡源，而陆棚相或深水陆棚相的半封闭滞留环境使得沉积物中含较高的有机质和规则的层理结构，结合前人研究成果，认为重晶石形成于氧化-还原界面附近。南秦岭大陆边缘裂谷构造发育，间接参与重晶石成矿作用。
关键词： 沉积型矿床;矿体特征; 控矿因素; 重晶石
清水坪矿区位于典型矿床关家沟矿床东侧，属张家沟-清水坪成矿远景区。1967年，陕西省地质局区域地质测量队在陇南市及周围各区内进行了1:20万区域地质测量工作，初步查明了关家沟矿床矿产分布特征。近年有当地村民进行无组织零星开采，未形成规模。之后引资信誉较好的矿山企业开采至今，为文县典型矿床之一。本次笔者从清水坪重晶石矿床特征及控矿因素进行分析，最终评价该矿床规模。
1、区域地质背景
工作区地处秦岭东西向构造带南部，区域构造属西藏—三江造山系巴颜喀拉地块东端，区内总体构造线为近东西向。其位于世界上最大的毒重石-重晶石成矿带-我国南秦岭早寒武世毒重石-重晶石矿床成矿带中。
区域内地质背景古老，出露地层自上元古界至新生界均有，主要有青白口系、震旦系、寒武系、下古生界、泥盆系、第四系等。
青白口系秧田坝组(Qny)：该组为浊积岩建造，岩性为灰色、深灰色千枚状粉砂岩、绢云千枚岩夹糜棱岩化含砾粉砂质千枚岩、含砾粉砂质绢云千枚岩、变砂质糜棱岩、糜棱岩化复成分细砾岩。
震旦系下统草河坝组(Z1c)为灰绿、灰色凝灰质板岩夹凝灰质砂岩、含砾凝灰质砂岩及少量凝灰质砾岩、中-酸性火山熔岩。上统关家沟组(Z2g)灰黑色粉砂质炭质板岩、含炭粉砂质板岩、泥质粉砂质板岩，局部夹深灰色细晶灰岩。临江组(Z2l)为灰黑色薄层状炭硅质岩夹浅灰色泥灰岩透镜体及炭板岩薄层，灰色砂屑白云岩夹白云岩及硅质白云岩和硅质岩薄层、重晶石(毒重石)等，
寒武系下统干沟组(∈1g)为含磷硅质岩建造，灰-灰黑色薄板状硅钙质重晶石岩、泥质灰岩夹黑色硅质岩条带、重晶石灰岩、泥晶白云岩、条带状重晶石质砂屑硅质岩。
下古生界紫红色页岩(Pz1sh)为紫红色页岩、粉砂质页岩夹灰绿色页岩。
泥盆系中下统石坊群(D1-2s)为灰黑色炭质板岩、炭质粉砂质板岩、含钙炭泥质粉砂岩夹泥灰岩、硅质岩、含铁泥灰岩透镜体、薄层。粗砂岩、含砾粗砂岩、燧石砾岩。局部有劣质煤层。 中统岷堡沟组(D2m)为中层状生物碎屑灰岩、含生物碎屑灰岩、泥晶灰岩夹砂屑灰岩、鲕状灰岩组合，层间互深灰色页岩、薄片状泥质灰岩组合层，上泥盆统铁山组(D3ts)为灰色中厚层细晶灰岩夹灰色薄层泥灰岩、灰黑色厚层-块状细晶灰岩、厚层结晶灰岩、隐晶灰岩、层间夹灰紫色薄层泥灰岩。
第四系全新统风积黄土(Qeol)，岩性为粉砂、亚粘土;冲洪积物(Qpal)，岩性为泥沙、砂、砂砾、砾石韵律层;洪积物(Qal)，岩性为砂、砂砾、砾。
2、矿床地质特征
2.1矿区地层
矿区出露地层由老至新依次为上震旦统关家沟组第三段(Z2g3)、临江组第二段(Z2l2)，中—下泥盆统石坊群第一岩段(D1-2S1)、第二岩段(D1-2S2)，第四系全新统风积黄土(Qheol)、坡积物(QhPal)、洪积物(Qhal)。
2.2构造特征
2.2.1总体分布特征
工作区地处陇南南部，区域构造属西藏—三江造山系巴颜喀拉地块之摩天岭古陆(Ⅶ-1-3)构造体。区内地层整体构成向南西倾斜的单斜层，局部地层发生倒转现象。构造发育，伴随各时期地质构造运动形成地质构造延伸方向基本与区内地层方向一致，形成断层以逆冲推覆断层为主，走向一般为北西西向到北西向。
2.2.2褶皱构造
褶皱构造位于区域中部，主要有金条山-凡昌向斜和关家山-峰园山倒转背斜。
金条山-凡昌向斜。核部主要由浅灰色、灰色页岩、炭质页岩、灰岩等组成;两翼地层中下泥盆统石坊群炭泥质板岩、炭质粉砂岩等，北翼产状一般175°～230°∠38°～86°，南翼产状一般向北倾斜，局部在南山李-梁家山一带发生倒转呈南倾，倾角35°～65°
关家山-峰园山倒转背斜，核部主要由上震旦统关家沟组第一岩段构成，岩性主要为黑色中-薄层硅质岩，钙质白云岩、石英砂岩、结晶灰岩及粉砂岩等;两翼地层自下而上依次为关家沟组第二、第三岩段，南翼倾向一般170-195°，倾角78-80°;北翼倾向180-195°，倾角65-70°。
2.2.3断裂构造
区内断裂构造较发育，断裂走向与区域构造线基本一致，断裂构造大部分均为北西西向或北西向，属于区域构造断裂，断层两侧破碎明显，特别是白马-贾昌一带泥盆系断裂带更为明显;断裂多使地层间接触关系呈不整合关系;另有少数北东向、北西向走向断层破坏错开上述断裂。
3、矿体特征
勘查区重晶石矿体均产于上震旦统临江组第二岩段第二层(Z2l2-2)地层中，含矿地层总体呈单斜层状产出，走向为北西西—南东东向，总体为向南倾斜，局部倒转成北倾，倾角53°～84°。区内含矿地层总体宽度变化较大，出露宽度受地形地貌影响，具体表现为沿山脊、山腰一带出露宽度大，在沟谷、地势较缓地带出露少。地表出露含矿层断续延伸长约1760m，含矿层北界与临江组第二岩段第一层(Z2l2-1)呈整合接触，南界往往被第四系坡积物覆盖，控制不连续。
矿体均位于含矿层西段中下部层位，按重晶石矿空间分布特征，全矿区共圈出5个重晶石矿体，编号为Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、Ⅳ-1、Ⅴ-1(详见图1);
1、 Ⅰ-1、
Ⅰ-1矿体地表出露延伸长约50m，地表出露最大宽度为2.3m，控制矿体厚度为2.12m，沿倾斜方向最大延深26m。矿体BaSO4、平均含量分别为42.24%，总体走向北西—南东向，倾向26°～35°，倾角76°～82°。
2、Ⅱ-1矿体
Ⅱ-1矿体地表出露延伸长约80m，沿倾斜方向最大延深80m;平均厚4.10m， BaSO4含量平均为57.29%，总体呈不规则透镜状产出，走向北西西向，产状一般358°～8°∠70°～80°。为4.86%，变化系数55.34%，分布较均匀。
3、Ⅲ-1矿体
Ⅲ-1矿体延伸长约144m，出露宽度变化在0～23.0m之间，控制矿体斜深125m，平均厚12.16m， BaSO4含量平均为56.83%，。总体走向为近东西向，产状，产状一般为178°～195°∠63°～80。
4、Ⅳ-1矿体
Ⅳ-1矿体延伸长约28m，斜深22m，平均厚度3.99m;BaSO4平均含量为72.48%，产状为200°∠87°。
5、Ⅴ-1矿体
Ⅴ-1矿体延伸长约116m，斜深103m，平均厚度9.59m，BaSO4平均含量为68.01%，产状变化为25-35°∠52-70°。
图1清水坪重晶石矿分布图
3.1矿石特征
3.1.1 矿石化学成份
通过对勘查区内采集的样品进行BaSO4化学分析，并对分析成果进行统计计算，全区内重晶石矿BaSO4变化于30.35～87.50%，平均为62.33%，变化不大，分布均匀;BaCO3 变化于0.13～37.69%，平均值8.52%，变化小。
3.1.2 矿石矿物成份
综合岩矿鉴定结果，区内重晶石矿矿物组成主要由重晶石、钡方解石、钡白云石(碳镁钡石)，另见不透明矿物。岩石具他形粒状变晶结构，块状构造特征。区内重晶石与毒重石多呈一体共生。
重晶石;为他形粒状，略显定向拉伸特征;少数呈晶簇状，放射分布，似菊花石的特征。
钡方解石和钡白云石多为微粒状，一般粒径小于0.06mm，少数可到0.1mm。
不透明矿物为尘点状，具炭质特征;分布不很均匀。
各矿体主要组份BaSO4下表1。
表1 BaSO4、BaCO3含量变化特征统计表
矿体
编号 |
样品
件数 |
BaSO4〔％〕 |
备注 |
| 最小 |
最大 |
平均 |
变化
系数 |
| Ⅰ-1 |
2 |
30.35 |
65.10 |
47.73 |
51.49 |
重晶石矿 |
| Ⅱ-1 |
15 |
32.10 |
84.05 |
59.94 |
7.43 |
重晶石矿 |
| Ⅲ-1 |
86 |
30.85 |
87.50 |
60.37 |
26.57 |
重晶石矿 |
| Ⅳ-1 |
2 |
69.45 |
75.50 |
72.48 |
5.90 |
重晶石矿 |
| Ⅴ-1 |
2 |
35.15 |
84.70 |
70.55 |
17.44 |
重晶石矿 |
3.1.3 矿石结构构造
根据岩矿鉴定结果，区内重晶石矿结构构造均较单一。重晶石矿主要为他形粒状变晶结构，块状构造，岩石主要由重晶石，次为钡方解石、钡白云石，另有少量不透明矿物。
4、矿床控制因素
4.1 矿物来源
毗邻重晶石矿区的地层均为上元古界老地层，这些地层为上震旦统重晶石矿床提供了大量钡源。关家沟组(Zag)和临江组(Zbl)地层钡含量一般为0.2～1%，最高达5%。寒武纪沉积海盆中的有机质、厌氧菌及其他生物带来了硫源。钡、硫来源也有可能是来自喷发震旦纪火山残留。
4.2赋矿地层
该工作区已填出矿体均位于上震旦统临江组第二段第二层(Z2l2-2)，岩性多以硅质岩(si)、硅质灰岩(sill)、炭、泥质板岩(slat)、粉砂岩(st)等互层组成，各岩层厚度变化较大，各单层厚度一般在2～40m之间;重晶石矿层多以透镜状、似层状分布在硅质岩、炭、泥质板岩之间。总体呈北西-南东向分布，产状在走向上变化较大，总体呈南倾，该层在木匠沟北及清水坪村北侧发生倒转，倾向向北，倾角53°～84°。厚度大于127m。该层与下部临江组第二岩段第一层呈整合接触关系。
5讨论
赋存重晶石矿的上震旦统地层以碳酸盐岩、硅质岩为主，该类沉积物显示了滨海-浅海相特征。矿层顶底板围岩富含碳，且有生物化石而硅质岩往往为矿层底板，说明当时沉积环境稳定。
早古生界地表水、地下径流和相关热液体和深部层间水能经常从含钡岩层中溶滤出一定数量的钡离子，并以黏土、硅胶或某种络合物的形式，在未经过长途迁移的情况下汇入陆棚相或深水陆棚相的半封闭滞留环境，由于物理化学条件的改变，大量SiO2胶体凝结并形成硅质岩，同时钡离子呈游离态在含高浓度硫的氧化-还原界面附近同硫酸根结合沉淀为重晶石。
6结论
通过对以往地质、矿产资料及本次工作对矿区成矿地质条件、控矿因素、矿体地质特征的分析研究，认为本矿区地层的沉积韵律明显，每个韵律均由砂板岩(碎屑岩)-碳酸盐岩(化学沉积岩)-硅质岩(胶体化学沉积岩)组成，形成由正常陆源碎屑泥质沉积至化学、胶体化学沉积的比较完整的旋回。
矿体顶、底板岩石以泥、炭质板岩、硅质岩、含炭硅质岩为主。矿石以层状、条带状构造及结晶结构为主，矿物共生组合中重晶石与碳酸盐岩和含炭硅质岩的密切依存，反映出重晶石矿体主要产于化学、胶体化学沉积阶段，具有明显的沉积成矿作用的特点。
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