河北重晶石礦地質(zhì)特征及資源潛力探討

付茂英

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河北總隊(duì)，河北 保定 071051)

重晶石是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工業(yè)礦物原料，主要用于油氣鉆探中的泥漿加重劑，制取鋇化物作工業(yè)填料和填充劑，在建材工業(yè)玻璃生產(chǎn)中作為助熔劑、去氧劑和澄清劑使用，此外還用于冶金、醫(yī)療、制革、軍工等方面，具有廣泛的用途[1]。目前來(lái)看，河北省重晶石礦產(chǎn)資源勘查程度較低，資源利用接近枯竭。本次經(jīng)過對(duì)已知礦床的研究與分析，總結(jié)成礦地質(zhì)特征，認(rèn)為河北省具有較好的重晶石成礦地質(zhì)條件，指出了今后的找礦方向，對(duì)今后找礦工作具有指導(dǎo)意義。

1 河北省重晶石資源特點(diǎn)

目前，河北省重晶石礦區(qū)5處，其中上表3處，分布在邢臺(tái)地區(qū)的李家莊、冀家莊、大寨尚家莊及后南峪，勘查程度為普查。重晶石礦脈圍巖均為中太古代片麻巖，受斷裂構(gòu)造控制，呈脈狀、不規(guī)則脈狀產(chǎn)出。礦石為粗晶板狀重晶石，BaSO4含量85%～92.5%，礦石質(zhì)量較好。其他重晶石礦點(diǎn)十余處，分布在保定、秦皇島、石家莊等地[2]。全省累計(jì)查明資源儲(chǔ)量542.44千t，累計(jì)消耗資源儲(chǔ)量428.40千t，保有資源儲(chǔ)量?jī)H為114.04千t。

2 河北省重晶石礦地質(zhì)特征

河北省重晶石礦成因類型全部為低溫?zé)嵋盒偷V床[3]。按成礦圍巖不同可分為變質(zhì)巖型和碳酸鹽巖型兩類，以變質(zhì)巖型為主。

變質(zhì)巖型重晶石礦床主要分布在古老隆起區(qū)[4]，較集中產(chǎn)于遷西陸核的撫寧縣和阜平陸核的石家莊、邢臺(tái)境內(nèi)的太古宇—古元古界地層中。礦體主要受斷裂控制[5]。如撫寧縣木柞峪礦床走向?yàn)楸睎|50°，傾向北西，傾角65°～75°；冀南石家莊—邢臺(tái)地區(qū)受阜平陸核的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，其礦化斷裂有兩組，一組走向近南北，傾向東，傾角60°～80°，另一組走向北西20°～30°，傾向南西，傾角70°～80°。礦體賦存在北西向斷裂之中，呈脈狀、不規(guī)則脈狀、透鏡狀及團(tuán)塊狀，一般長(zhǎng)100～300m，最長(zhǎng)1 200m，脈厚0.3～1m，最厚2m。礦石一般為白色，少數(shù)為粉紅、微紫紅色和微黃色。多數(shù)為粗粒狀或板狀，玻璃或珍珠光澤。礦石類型為重晶石型和石英—重晶石型，礦物成分主要是重晶石，少量石英及長(zhǎng)石，局部可見到黃銅礦呈斑點(diǎn)產(chǎn)出，空隙中見有褐鐵礦物小點(diǎn)。礦石呈似斑狀結(jié)構(gòu)，重晶石呈巨大晶體出現(xiàn)，但亦有較小晶體，少量石英呈嵌晶狀生于其中，在重晶石巨大晶體間常有許多細(xì)小石英顆粒，黑云母及鐵礦物，另外還有許多絹云母存在，重晶石互呈自形的粗粒晶體鑲嵌，石英則為柱、粒狀和他形顆粒鑲嵌。礦石中有用組分BaSO4含量多集中在67.48%～84.60%，平均含量約77.56%。該類礦床多為小型規(guī)模。

碳酸鹽巖型重晶石礦床主要賦存在長(zhǎng)城系高于莊組底部、薊縣系霧迷山組、青白口系景兒峪組頂部的白云巖、泥質(zhì)白云巖及下寒武統(tǒng)頁(yè)巖和砂巖中[6]，與褶皺軸部斷裂、層間裂隙和硅化破碎帶關(guān)系密切。部分礦體附近見有燕山期二長(zhǎng)花崗巖、堿性花崗巖及斑狀花崗巖等與成礦有關(guān)的巖體[7]。礦體呈脈狀、不規(guī)則脈狀、分支狀及團(tuán)塊狀。礦脈走向，冀東地區(qū)以北東向?yàn)橹鳎轿鞯貐^(qū)多呈南北及東西向，傾角都在60°～85°之間，礦脈長(zhǎng)一般50～300m，最長(zhǎng)1 000m，厚0.5～2m，部分達(dá)10～15m。礦物組成以重晶石、燧石、石英為主，次為白云石和方解石，部分礦脈中見有螢石、方鉛礦和閃鋅礦。礦石主要為自形粗粒結(jié)構(gòu)，角礫狀、致密塊狀構(gòu)造。目前該類礦床均為礦點(diǎn)。

3 典型礦床特征

3.1 成礦地質(zhì)條件

3.1.1 地層

以邢臺(tái)李家莊重晶石礦床為例(圖1)，礦區(qū)出露地層為五臺(tái)群石家欄組變質(zhì)巖系地層[8]，由于多次構(gòu)造變動(dòng)及區(qū)域變質(zhì)作用影響，地層層序及相互關(guān)系難以識(shí)別，片麻理產(chǎn)狀凌亂多變。巖層大致產(chǎn)狀是走向北西西，傾向北北東，傾角10°～30°。主要巖性為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖，其次尚有黑云角閃片麻巖、黑云角閃片巖、云母片巖等[9]。

圖1 李家莊重晶石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3.1.2 構(gòu)造

本區(qū)構(gòu)造較為復(fù)雜，以褶皺或揉皺為主，斷裂構(gòu)造次之。斷裂多為正斷層，一般長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里，角度陡，斷距大。斷裂走向分別為近南北向和北西向兩組。多數(shù)巖脈和重晶石礦脈均受該兩組斷裂控制，為本區(qū)重晶石礦的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造。斷裂構(gòu)造一般延長(zhǎng)數(shù)百米，個(gè)別延長(zhǎng)數(shù)公里。

3.1.3 巖漿巖

巖漿巖主要有燕山期斜長(zhǎng)角閃巖和花崗偉晶巖，常呈脈體出現(xiàn)，大部分具不同程度的混合巖化。巖脈主要有斜長(zhǎng)角閃巖脈、偉晶巖脈和石英脈[10]。石英脈為白色致密狀，局部有空網(wǎng)，并含有褐鐵礦，有時(shí)含有重晶石的顆粒，石英脈一般均受斷裂控制，也有沿層理產(chǎn)出者，多為走向350°，在礦區(qū)各處均見有，脈寬在0.2～4m，長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米不等。

3.2 礦床地質(zhì)特征

3.2.1 礦體特征

礦區(qū)兩條相互平行分布的礦脈，呈脈狀、不規(guī)則脈狀、透鏡狀，從李溝通過安子溝，小西溝到南口村西南300m處尖滅，均賦存于黑云斜長(zhǎng)片麻巖中。

(1)主礦脈(東側(cè)礦脈)。

主脈基本上是連續(xù)的，斷續(xù)延長(zhǎng)約1 200m，局部因礦化不均或蝕變，有所間斷。礦化間斷一般在15～30m，礦脈走向350°，傾向南西，傾角80°。由鉆探和探槽工程控制，圈定礦體長(zhǎng)800m。地表礦體在3～9線的TC7、TC8、TC9、TC10中，礦體最大厚度TC9為1.80m，最小厚度為0.70m。鉆孔中礦體的最大厚度9線ZK6為0.91m，最小厚度ZK1為0.25m，鉆孔一般控制深度155～180m，礦體賦存標(biāo)高610～420m，埋深0～104m。礦體向深部和南北兩端有變窄變貧的趨勢(shì)。

(2)支脈。

位于主礦脈西側(cè)，呈不連續(xù)出現(xiàn)，重晶石與石英脈為互變，礦化不穩(wěn)定。含礦帶斷續(xù)延長(zhǎng)1 000余米，走向近南北，傾向東，傾角60°～80°。從探槽工程揭露的情況看，礦脈厚度均小于可采厚度(除TC24厚0.65m外)，品位低，未構(gòu)成工業(yè)礦體，深部無(wú)鉆探工程控制。

3.2.2 礦石類型及物質(zhì)組成

礦石類型主要為石英—重晶石型。礦石一般為白色、無(wú)色、粉紅色及紫紅色，透明或半透明，粗粒狀或板狀結(jié)晶，一般呈玻璃光澤或珍珠光澤。礦石主要礦物成分為重晶石，其次有石英、褐鐵礦和少量的黃鐵礦、黃銅礦顆粒及云母等。石英呈顆粒或條帶狀穿插在重晶石內(nèi)，局部有石英晶洞存在，而褐鐵礦寄生其中；黃鐵礦與黃銅礦呈星點(diǎn)狀分布重晶石與石英中，云母亦夾在石英中。

根據(jù)62件樣品分析結(jié)果，BaSO4最高含量95%，其中含量在80%以上者有27件，51%～80%有31件樣品，20%以下者有4件樣品；SiO2最高含量42.28%，一般在10%～25%，平均達(dá)17.73%；FeO3最高含量5%，一般在1.5%以下。

3.3 礦床成因探討

脈巖及其附近Ba元素含量高于變質(zhì)圍巖，初步分析應(yīng)為含鋇元素?zé)嵋貉貥?gòu)造裂隙侵入，與圍巖硫酸根結(jié)合形成重晶石礦[11]。根據(jù)該礦床的礦物共生組合和圍巖蝕變特點(diǎn)，認(rèn)為其礦床成因類型屬低溫?zé)嵋旱V床(圖2)，受成礦前構(gòu)造的控制，與中生代燕山期巖漿活動(dòng)有關(guān)[12]。

圖2 邢臺(tái)縣李家莊重晶石礦成礦模式圖

4 資源潛力分析

李家莊重晶石礦位于邢臺(tái)—汲縣—運(yùn)城(大池山式)層控型重晶石礦集區(qū)[13]，大地構(gòu)造位于華北地臺(tái)山西斷隆的東部和南部。產(chǎn)出的地層及巖性多為寒武系、奧陶系的碳酸鹽巖及太古界阜平群，重晶石礦床大都充填于構(gòu)造斷裂帶或構(gòu)造裂隙之中，其礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模和分布規(guī)律，嚴(yán)格受構(gòu)造的控制。區(qū)內(nèi)前寒武紀(jì)與燕山期侵入活動(dòng)強(qiáng)烈，在冀西邢臺(tái)等地的太古界中產(chǎn)小型脈狀重晶石礦床。其他地區(qū)亦有重晶石礦點(diǎn)發(fā)現(xiàn)[14]。通過對(duì)河北省重要重晶石礦產(chǎn)地研究，結(jié)合成礦規(guī)律進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)[15]，河北省邢臺(tái)縣漿水一帶、撫寧縣上平山—河潮營(yíng)一帶、平泉縣楊樹嶺一帶(礦石類型為螢石—重晶石型)、靈壽縣一帶具有尋找熱液型重晶石礦的找礦前景。