甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石礦床礦體特征分析

薛寶賢

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

1 緒論

甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石礦屬海底火山噴流沉積型礦床。地理位置位于酒泉市219°方位，直距65km 處，行政區劃屬張掖市肅南縣祁青鄉管轄，自酒泉市—祁豐區—冰溝口—鏡鐵山工區—礦區有便道相通，行程約110km。礦區地處祁連山西段，山勢陡峻巍峨，屬高山區。海拔在3000m—4300m，高差在800m—1000m 之間，地形陡峻，切割較深。

2 地質背景

大地構造位置位于秦祁昆造山系、北祁連弧盆系、走廊南山島弧（三級構造單元），屬柳溝峽—九個青羊元古宙、加里東期Cu、Fe、Au、Pb、Zn、W、Mo（Cr）成礦帶，礦區地處走廊南山與托萊南山的結合部位。

地層出露較齊全，主要地層有太古宇—古元古界北大河巖群（ArPtB）、中元古界長城系朱龍關群熬油溝組（Cha）、樺樹溝組（Chh）及南白水河組（Chn）、薊縣系托萊南山群花兒地組（Jxh）、新元古界青白口系龔岔群五個山組（Qbw）、奧陶系陰溝群(OY)、泥盆系沙流水組(Ds)、石炭系臭牛溝組(C)和羊虎溝組(Cy)、白堊系新民堡群下溝組（Kx）和第四系砂礫石層（Qhal）。

巖漿活動頻繁，噴出巖主要在長城系朱龍關群熬油溝組下巖組中有少量基性熔巖及凝灰巖呈帶狀分布；奧陶系陰溝群上巖組火山巖以中基性為主，主要沿走廊南山南坡的山前斷裂帶分布，巖石普遍具杏仁狀構造，屬海底噴發巖。侵入巖從超基性巖到酸性巖均有出露。其中基性、超基性巖與洋殼殘片、俯沖雜巖一起產出，構成北祁連蛇綠混雜巖帶的一部分。脈巖主要出露于該區中南部，走向多呈北西向、北東向，主要有超基性巖脈（Σ）、基性巖脈（νπ）、中性巖脈（δ）和酸性巖脈（γι）。

礦區位于北祁連加里東褶皺帶西段，區域構造線總體呈北西—南東向的反“S”形展布。受華北板塊、柴達木板塊的多次俯沖、碰撞的影響，區內褶皺、斷裂構造發育，地質體多變形強烈且殘缺不全。構造活動強烈，其中北西—南東向的區域性斷裂控制了區內地層、巖漿巖的展布。

3 重晶石礦體特征

礦區內共圈定13 條重晶石礦體（見表1），其中工業品位礦體為Ba1g、Ba2g、Ba3g、Ba4g 和Ba10g；FeBa1d 為低品位菱鐵重晶石混合礦石。其中Ba1g 和Ba3g 礦體為主礦體，其它為次要礦體。

Ba3g 礦體：為半隱伏狀礦體，分布于4 線～13 線，地表僅在2 線～3 線的人工剝露區出露，共有28 個工程控礦。礦體呈層狀，長度255m，總體走向300°左右，傾角在8°～46°之間，總體傾角14°左右，鉆孔沿傾向控制礦體最大斜深為280m（9線），埋深標高在3077.70m ～2913.20m 之間。單工程礦體厚度在1.29m ～45.03m 之間，平均厚度為13.49m，厚度變化系數為55.54%；單工程礦體BaSO4平均品位在50.39%～83.41 %之間，礦體平均品位為66.43%，品位變化系數7.31%。礦體頂板為灰黑色千枚巖或Fe7g 菱鐵礦體，底板主要為Fe6g 菱鐵礦體。

表1 重晶石礦體特征簡表

從Ba3g 礦體厚度等值線變化圖上可以看出（圖1），從2 線到7 線礦體厚度逐漸增大，7 線向西有逐漸減小的趨勢，說明礦體形態總體呈地塹式構造盆地，7 線～9 線可能為中心部位，向西可能延伸至21 線。

圖1 Ba3g 礦體厚度等值線變化圖

從Ba3g 礦體走向厚度變化曲線圖上可以看出（圖2），沿走向礦體厚度有“中間厚，邊側薄”的特點，品位變化不大，基本穩定，礦體厚度與品位無相關關系。

圖2 Ba3g 礦體走向厚度及品位變化曲線圖

礦石結構主要表現為：a.自形—半自形粒狀結構；b.交代殘余結構；c.顯微—細粒狀鑲嵌變晶結構。構造常見：a、塊狀構造： b、條帶狀構造c.稀疏浸染狀構造

礦石為非金屬礦，有價礦物主要為重晶石，少量菱鐵礦、褐鐵礦、毒重石。脈石礦物主要為石英，少量方解石，微量絹云母、螢石等，礦石的礦物組分見表2。

表2 重晶石礦石的礦物組分組分特征表

重晶石礦石體重樣分析結果顯示，以BaSO4≥50%樣品品位為橫坐標，以小體重值為縱坐標進行投影分析，品位與體重均具明顯的線形正相關關系(圖3)。

圖3 工業品位重晶石礦石BaSO4 品位與小體重散點圖

4 結論

根據研究礦區所有礦體特征，認為重晶石礦體賦存于長城系朱龍關群樺樹溝組第一巖段的灰黑色千枚巖和灰綠色千枚巖之間，總體走向300°左右，傾角一般在5°～30°之間，BaSO4平均品位31.89%～92.73%。重晶石礦體頂板為菱鐵礦層或灰黑色千枚巖，底板為灰綠色千枚巖，礦層與頂底板的菱鐵礦呈漸變過渡關系，多構成菱鐵重晶石礦石，與底板的灰綠色千枚巖界線清晰，層位穩定。

總體形態與地塹式構造盆地形態相似，向西南側伏，沿走向和傾向均具有“中間厚、產狀平，邊側薄、產狀陡”的特點。主礦體長度50m ～255m，厚度較大，且具有延深大于延長的特點。

重晶石礦體均位于菱鐵礦體之下，呈層狀、似層狀產出，北西～南東向展布，產狀與圍巖基本一致，傾向210°～226°，傾角3°～46°，局部地段二者呈互層狀、條帶狀（照片1），構成菱鐵重晶石礦石。

照片1 條帶狀菱鐵重晶石礦石

照片2 菱鐵礦礦石中的方鉛礦細脈

發現的銅及鉛礦體規模較小，產于菱鐵礦和重晶石礦的裂隙中，與二者呈“同體共生”的礦體。銅礦體中主要金屬礦物為黃銅礦，黃銅礦主要呈浸染狀、星點狀分布；鉛礦體中金屬礦物主要是方鉛礦，呈細脈狀分布，綜合研究認為銅、鉛是后期含礦熱液疊加的產物（照片2），礦體規模較小，規律性較差。

礦石中重晶石分布不均勻，較純的呈白色塊狀，一部分混入菱鐵礦呈淺紅色，兩者形成條帶狀構造，一部分呈稀疏浸染狀分散在礦石中，一部分呈脈狀穿插在礦石裂隙中。重晶石粒徑懸殊很大，集合體粗粒超過10mm，細粒不足0.05mm，85%粒徑大于0.04mm。重晶石具有比重大（4.2 ～4.7t/m3）、硬度低（莫氏硬度 3 ～3.5）、性脆的特點。重晶石與石英嵌布關系極為密切，一部分重晶石與石英呈粒狀鑲嵌在一起，界限不規則，不易單體解離；一部分重晶石呈單體與石英脈一起產出；一部分重晶石呈脈狀產出在石英脈的裂隙中。