湖北保康百峰—店埡螢石—重晶石礦床地質特征及成因

黃德將

摘要：百峰—店埡螢石—重晶石礦床位于揚子準地臺鄂中褶斷區“黃陵斷穹”北緣，螢石—重晶石礦脈產于下奧陶統南津關組—大灣組地層中，其產出受區內斷裂、裂隙構造控制，礦脈產狀與斷裂、裂隙構造產狀一致，螢石—重晶石礦脈充填于斷層破碎帶中，螢石—重晶石富集于破碎帶中部，兩側為硅化、螢石—重晶石化角礫灰巖。礦床成因類型屬中低溫熱液型脈狀礦床。

關鍵詞：百峰—店埡；螢石—重晶石礦床；地質特征；礦床成因；鄂西

1.前言

鄂西地區是我國重要的非金屬礦產聚集區，一系列大中型磷礦、螢石礦發育其中。百峰—店埡螢石—重晶石礦床即是黃陵斷穹配套斷裂系統中一典型礦床。礦床發現于本世紀初，近年來中南冶金地質研究所在區內開展了普查工作，并提交了333+334？螢石—重晶石礦石資源量144.43kt（重晶石96.54kt、螢石25.00kt）。該礦床研究程度低，未見有文獻報道，其地質礦化特征未有系統總結，其成因類型不明，其與區域大規模產出的磷礦床有何關系？這些問題均制約了礦區下一步勘探工作的進行。基于此，筆者在詳細野外地質調查的基礎上，通過對礦區地質、礦化特征的總結歸納，探討了礦床成因。以期為黃陵斷穹配套斷裂系統所在區域的螢石、重晶石等礦產找礦提供思路和理論依據。

2.區域地質背景

百峰—店埡螢石、重晶石礦地處揚子準地臺鄂中褶斷區“黃陵斷穹”北緣。“黃陵斷穹”軸向北北東向，南北長70余公里，東西寬40余公里，為東翼平緩西翼較陡的二元短軸斷穹構造。區域斷裂構造較發育，主要為北西向及北北西向斷裂。以上諸組斷裂規模宏大，具有多期次活動特征。其中霧渡河斷裂走向長數十公里，對“黃陵斷穹”地區地質景觀起著重要的控制作用，以其為分界，核南部侵入大量巖漿巖，核北部則以中深變質巖為主。

區域礦產較為豐富，在“黃陵斷穹”核部主要分布有金礦、石墨礦、橄欖石礦、石榴石及矽線石、硫鐵礦、花崗石等礦床和規模較小的磁鐵礦、銅鉛鋅多金屬礦（化）點。在斷穹翼部沉積蓋層區有磷礦、銀釩礦、赤鐵礦、硫鐵礦及鎳鉬礦、鉛鋅礦、重晶石等礦床（點）。

3.礦區地質

3.1地層

礦區出露主要為奧陶系下統及中統地層，第四系沿礦區河谷地帶少量零星分布，各地層特征由老至新分述如下：

奧陶系下統：區內奧陶系下統分為南津關組、分鄉組、紅花園組、大灣組，各組間均為整合接觸。南津關組：下段灰—淺灰色厚層至塊狀微一細晶白云巖、泥質白云巖夾角礫狀白云巖，局部含燧石。局部地段可見重晶石包塊或重晶石扁豆狀夾層。上段深灰色中厚層狀含燧石灰巖，生物屑灰巖，分鄉組：灰色生屑灰巖夾黃綠色頁巖，下段為亮晶含礫砂屑灰巖夾骨屑灰巖段，巖石中粒屑以內碎屑占多數，上段為頁巖夾骨屑灰巖段。紅花園組：灰色生屑灰巖夾黃綠色頁巖。下段泥晶鮞粒灰巖，上段為骨屑灰巖段，重結晶明顯。大灣組：下部為層狀泥質瘤狀生物灰巖夾黃綠、灰綠色泥巖；中部為紫紅、暗紅色生屑灰巖、泥灰巖；上部為灰、灰綠色薄至中厚層狀泥質瘤狀生物灰巖夾泥巖。

奧陶系中統：區內奧陶系中統分為牯牛潭組、廟坡組、寶塔組。牯牛潭組：青灰、灰色及紫灰色薄至中厚層狀灰巖與瘤狀泥質灰巖互層。廟坡組：黑色鈣質泥巖和黃綠色頁巖夾灰巖透鏡體。寶塔組：中厚層、厚層狀紫紅、灰綠色“龜裂紋”灰巖。

3.2構造

礦床位于揚子準地臺上揚子臺坪鄂中褶斷區黃陵背斜北東翼傾伏端，印支期黃陵斷穹抬升隆起，鑄成“黃陵背斜”的雛型，在燕山期造山運動中褶皺定型，形成了軸向北北東緩傾斜穹狀背斜構造及一系列北西和北東向斷裂系統。本礦區內的褶皺及斷裂構造，即是受區域性壓應力和張扭應力～張應力作用下的產物。本礦區褶皺構造簡單，為一向北東傾斜的單斜構造，略帶弧形，由奧陶系下統及中統地層構成，地層傾向40°～70°，傾角7°～26°。

區內斷裂構造較發育，按其展布方向可分為北西向、北東向、北北西向三組。其中北西向斷裂規模較大，為區內主要的導礦構造；北東向斷裂規模次之，為區內主要的導礦和容礦構造；北北西向斷裂規模最小，為區內的容礦構造；目前已發現的斷層共有四條，即F₁、F₂、F₃、F₄斷層。縱觀全區，斷層分布數量雖然較少，但對礦液的運移和存儲起到了至關重要的作用。

區內北西向斷層目前僅發現一條，即F₁斷層。該斷層斜貫礦區中部，為北東盤相對上升、南西盤相對下降的正斷層。總體呈北西方向展布，傾向225°～235°，傾角70°～80°。區內分布長度約3300m，北西、南東兩端延伸至礦區外，垂直斷距達100余米，穿越中下奧陶統。斷層面較平直，斷層帶寬1.00m～2.00m，主要由構造角礫巖組成，角礫呈棱角～次棱角狀，粒徑0.2cm～0.8cm，含量10%～50%，云巖石碎粉及鈣質、硅質膠結，結構較致密，斷層帶中裂隙發育，裂面產狀與斷層面產狀基本一致。斷層帶在地表呈舒緩波狀延伸。

北東向F₂位于礦區中部，為北西盤相對上升、南東盤相對下降的正斷層，切割的地層有奧陶系下統南津關組、分鄉組、紅花園組，其間充填螢石-重晶石脈及碎裂巖、角礫巖，角礫呈棱角～次棱角狀，Ⅰ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的中段。北北西向斷層有F₃、F₄斷層。F₃斷層位于礦區東南部切割地層為奧陶系下統南津關組和分鄉組，南西相對盤上升，北東盤相對下降，為一正斷層。其間充填螢石-重晶石脈及構造角礫巖、碎裂巖，Ⅱ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的北段。F₄斷層則控制著Ⅲ號螢石-重晶石礦脈即賦存于該斷層的中段段。

4.礦化特征

4.1礦體特征

區內螢石—重晶石礦脈產于下奧陶統南津關組—大灣組地層中，其產出受區內斷裂、裂隙構造控制，礦脈產狀與斷裂、裂隙構造產狀一致，螢石—重晶石礦脈充填于斷層破碎帶中，螢石—重晶石富集于破碎帶中部，兩側為硅化、螢石—重晶石化角礫灰巖。斷層上、下盤巖石為南津關組—大灣組白云質灰巖、灰巖及生物屑灰巖，局部見有硅化、方解石化、螢石化及重晶石化現象。

區內共發現熱液充填型螢石一重晶石礦脈16條，其中以Ⅰ號礦脈規模最大，充填于F₂斷層中段，構成Ⅰ號礦體；Ⅱ、Ⅲ號礦脈規模次之，分別充填于F₃、F₄斷層中；其余礦脈規模較小。螢石、重晶石以半自形、自形晶顆粒集合體或條帶、條紋狀充填于斷裂破碎帶中構成螢石一重晶石礦脈，螢石一重晶石礦脈主要分布于破碎帶中部，兩側則主要充填構造角礫巖、碎裂巖及少量浸染狀螢石、重晶石。礦脈地表延伸規模與所處斷層一致。

I號礦體位于礦區北部，賦存在F₂斷層破碎帶中段，延伸方向與F₂斷層一致，最低露頭標高+600m，最高露頭標高+705m。該礦體地表由9個探槽控制，深部由5個鉆孔控制，礦體呈脈狀產出，向兩端及深部逐漸尖滅，走向北東，傾向128°～144°，傾角50°～80°，地表延長630m，斜深50余米，厚度1.00m～3.14m，厚度變化系數48.18%。螢石一重晶石礦主要富集在破碎帶中部，兩側為硅化、螢石—重晶石化角礫灰巖，與斷層面界線清晰。BaSO₄含量53.43%～77.84%，平均68.01%，品位變化系數12.33%；CaF₂含量6.50%～31.30%，平均15.48%，品位變化系數45.31%。

Ⅱ號礦體位于礦區東南部，受F₃斷層控制，賦存于F₃斷層破碎帶中，延伸方向與斷層展布方向一致，最低露頭標高+615m，最高露頭標高+644m。礦體呈脈狀產出，向兩端及深部逐漸尖滅，走向北北西，傾向75°～80°，傾角70°～80°，地表延長122m，斜深80余米，厚度1.00m～1.40m，厚度變化系數17.33%。螢石一重晶石主要富集在破碎帶中部，兩側為硅化、螢石—重晶石化角礫灰巖，與斷層面界線晰。BaSO₄含量53.36%～82.54%，平均69.27%，品位變化系數17.96%；CaF₂含量6.22%～23.44%，平均13.11%，品位變化系數53.52%。

4.2礦石特征

礦石結構：區內螢石—重晶石礦石結構有它形—半自行粒狀結構、自形晶結構，另還見有交代結構等。主要結構特征為：

自形晶結構，礦石中重晶石、螢石呈較完整自形晶，晶體較粗大，見有較完整晶面及解理面，其間雜質礦物很少。

它形—半自形粒狀結構，礦石中重晶石、螢石呈它形—半自形細小晶粒狀集合體，其問由方解石、石英充填膠結。

交代結構，礦石中明顯可見重晶石、螢石顆粒交代充填于角礫狀灰巖。

礦石構造：礦石構造主要有斑塊狀構造、致密塊狀構造、角礫狀構造，次為細脈浸染狀構造，其主要特征為：斑塊狀構造，重晶石、螢石呈團塊狀分布于礦石中，團塊間為方解石、石英、灰巖巖屑等充填膠結。由于顏色上存在一定差異，其外貌呈現斑塊狀特征。此類礦石品位一般較高，是本礦區礦石的主要構造類型。

致密塊狀構造，它形—半自形、自形粒狀重晶石、螢石及相互密集嵌布組成，礦石外貌致密，無明顯紋理，有用組分含量90%以上，礦石品位較高。

角礫狀構造，它形—半自形粒狀重晶石、螢石充填于角礫問形成角礫狀礦石，角礫成分為大小不一的灰巖、白云質灰巖碎塊。

細脈浸染狀構造，重晶石或螢石呈細小脈狀分布于礦石中，脈寬1mm～2mm，長不足10mm。此類礦石品位較低，是區內低品位礦石的主要構造類型。

本礦區礦石中主要有用礦物為重晶石，伴生有用礦物螢石，脈石礦物為方解石、石英，微量礦物有水云母、黃（褐）鐵礦、巖屑等。

重晶石：區內重晶石呈白色、淺灰白色、淺黃色致密塊狀或粒狀集合體，多為半自形一自形晶結構，粒徑0.5mm～10mm，多數在1mm～5mm。集合體內常含有螢石、方解石、石英及灰巖角礫等，顆粒輪廓不清晰時見有交代殘余結構。

螢石：區內螢石以淺紫紅色、淺紫色、白色半自形—自形晶粒狀集合體與重晶石共生或混雜分散于礦石中，螢石粒徑0.5mm～5mm。

5.礦床成因探討

本礦區的螢石—重晶石礦均呈陡傾斜脈狀產于奧陶系南津關組—紅花園組白云質灰巖、灰巖、生物屑灰巖斷層及構造裂隙中，長5m～630m，延深2m～50m，厚度0.10m～3.14m；礦體中心部位及地表BaSO₄、CaF₂含量高，邊部和深部含量降低；脈體產狀受斷層及構造裂隙嚴格控制，與圍巖產狀不一致；圍巖蝕變主要是重晶石化、螢石化、硅化、方解石化；礦物組分以重晶石、螢石為主，次為方解石、石英及巖屑，微量礦物有水云母、黃鐵礦；礦石結構以自形晶結構、半自形—自形粒狀結構為主、次為交代結構；礦石構造以斑塊狀構造、角礫狀構造、致密塊狀構造為主，少量細脈浸染狀構造；礦石類型螢石—重晶石礦，重晶石為主要有用礦物，螢石為伴生有用礦物。綜上所述，礦床成因類型屬中低溫熱液型脈狀礦床。