儋州市冰嶺風化殼型重晶石礦地質特征及成礦規律研究

摘要：冰嶺風化殼型重晶石礦位于海南省儋州市，作為我國主要重晶石礦床類型，這種礦床主要賦存于二疊系峨查組第四段地層中，礦層受小褶曲控制，脈巖受裂隙或斷層構造控制。本文結合工作區內重晶石礦的地質特征和礦產分布，分析區域成礦規律與成礦要素，明確區域成礦模式，為下一步工作區重晶石礦床的找礦指明方向。

關鍵詞：重晶石；地質特征；成礦規律；成礦模式；冰嶺

中圖分類號：P619.251 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）07-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.07.020

Study on Geological Characteristics and Metallogenic Regularity of Bingling Weathered Crust Barite Deposit in Danzhou City

LI Yuanzhi， WANG Xianbo

（The fourth Institute of resources and environment investigation of Henan Province， Zhengzhou 450016， China）

Abstract： Bingling weathered crust barite deposit is located in Danzhou City， Hainan Province， as the main type of barite deposit in China， this deposit mainly occurs in the fourth member of the Permian Echa Formation， and the ore layer is controlled by small folds， and the vein rock is controlled by fractures or fault structures. In combination with the geological characteristics and mineral distribution of barite deposits in the work area， this paper analyzes the regional metallogenic laws and elements， defines the regional metallogenic model， and points out the direction for further prospecting of barite deposits in the work area.

Keywords： barite; geological characteristics; metallogenic laws; metallogenic model; Bingling

冰嶺風化殼型重晶石礦位于海南省儋州市，地處海南島中北部，地理坐標為東經109°44′00″、北緯19°25′00″。它屬于華南成礦省（Ⅱ-16）海南FeCuCoMoAuPbZn水晶成礦區（Ⅲ-90），構造上屬于我國武夷-云開-臺灣造山系（Ⅰ）五指山巖漿弧（Ⅱ）五指山褶沖帶（Ⅲ）瓊西巖漿弧（Ⅳ）。

1 區域地質特征

1.1 區域地層

區域出露的地層主要為下古生界奧陶系南碧溝組和志留系陀烈組、上古生界二疊系峨查組-鵝頂組及中古生界白堊系鹿母灣組。巖性主要為一套基性火山碎屑巖和淺變質碎屑巖夾變質基性火山碎屑巖的巖石組合、變質砂巖和絹云板巖、砂巖和板巖、含長石英粗砂巖和砂礫巖、長石石英細砂巖、粉砂巖、泥巖等[1-2]。二疊系峨查組-鵝頂組巖性底部的生物灰巖為水泥用灰巖的主要開采層位。

1.2 區域構造

研究表明，區域內經過多時期地質運動及多階段的構造活動[3]。

1.2.1 褶皺

區域內褶皺主要為南坤園褶皺帶，分布在屯昌、澄邁、儋州、白沙等市縣境內，總體方向為北東，主要為古生代地層組成的復式褶皺帶。褶皺構造為南坤園復式向斜為主體及兩翼次級褶皺組成的北東向復式褶皺帶。復向斜軸部為石炭系南好組和青天峽組，兩翼由志留系組成。該褶皺構造帶卷入了石炭系并為下白堊統鹿母灣組不整合覆蓋，可見其形成時期為海西期。

1.2.2 斷裂

（1）（近）東西向斷裂。王五-文教構造帶位于海南島北部，形成于印支期，由王五-文教斷裂帶和一系列走向東西的斷裂帶組成。它是雷瓊斷陷與五指山褶皺帶的分界線，控制著沿構造帶分布的中生代和新生代盆地的形成及盆地的沉積作用、巖漿侵入和噴發作用。昌江-瓊海深大斷裂分布于海西期、印支期、燕山期等時期的花崗巖體組成的花崗巖穹隆構造帶和眾多形成于不同時期的褶皺帶[1-2]。

（2）北東向斷裂。白沙拗陷構造帶北起澄邁，往西南經儋州、瓊中、白沙、樂東一帶，總體方向為北東25°～30°延伸，長約為180 km，寬為20～30 km，由白沙拗陷帶的東、西兩側的斷裂帶及夾于其中的白堊紀白沙盆地、南門營盆地組成。西側的斷裂帶為中興-南豐斷裂帶，東側斷裂帶為鸚哥嶺-西昌斷裂帶。沿斷裂帶斷續可見幾十米寬的擠壓破碎帶，形成硅化角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等，經歷了由左旋壓扭向右旋壓扭轉變的多期次活動過程。

1.3 區域巖漿巖

海南島火成巖分為侵入巖與噴出巖兩種，噴出巖以氣孔狀玄武巖為主，次為安山巖、凝灰巖等。侵入巖以黑云母花崗巖為主，次為花崗閃長巖、閃長巖、花崗斑巖、偉晶巖、輝綠巖和煌斑巖等。工作區的巖漿巖主要為二疊紀長塘嶺中細粒斑狀黑云母二長花崗巖。

1.4 區域變質作用

工作區經歷中岳運動、晉寧運動、加里東運動、海西-印支運動、燕山運動和喜山運動，發生動力、區域、氣-液、混合巖化等變質作用，形成動力構造變質巖類、區域變質巖類、氣-液變質巖類等不同類型的變質巖[4]。

2 區域礦產分布

區域內重晶石礦分布在儋州市冰嶺和286高地，此外，海西運動致使晚古生代地層發生區域變質和變形作用，形成一套淺變質巖和褶皺隆起，并伴有強烈的中酸性巖漿侵入活動，形成一系列規模巨大的花崗巖類巖基以及巖株、巖墻。該類花崗巖與鎢、錫、鈮、鉭礦化密切，形成與海西-印支期殼源重熔型花崗巖漿熱液作用有關的鎢、錫、鈮、鉭（鉛鋅）礦床成礦系列，如那大鈮鉭礦、蘭洋鎢錫礦、南報金銀礦等。

工作區內已發現的具有代表性的重晶石礦床（體）主要為儋州市冰嶺重晶石礦，其位于海南島白沙拗陷構造帶內及附近區域，地理位置屬于儋州市蘭洋鎮。礦區由1號礦體（286高地）和2號礦體（冰嶺）組成，相距450 m；礦床類型包括殘積礦和坡積礦兩類，殘積礦又按其構造和物質組分不同，分為塊狀重晶石礦和砂土狀重晶石礦兩種。礦體中，坡積礦賦存在頂部，殘積塊狀礦夾在中間，殘積砂土狀礦產于底部，三者均呈似層狀疊加產出；1號礦體位于冰嶺東南112°（450 m）的286高地西南坡，由坡積礦和殘積礦組成，面積為0.045 km2；殘積砂土狀重晶石礦層呈似層狀賦存于礦體最下部的條帶狀含重晶石硅質巖之上。走向為北西-南東，傾向南西205°～245°，局部為北東15°～78°。傾角為18°～25°，局部為55°。水平投影面上，礦層東西長為130～170 m，南北寬為150～196 m，近似方形，面積為10 503 m2；殘積塊狀重晶石礦層規模小，呈似層狀的殘留頂蓋，復于砂土狀礦層之上。礦層走向為北西，向南西240°～245°傾斜，傾角為20°左右，局部為40°，大部分裸露于地表，水平面投影寬度為80 m，向西南逐漸變窄而尖滅，似三角形，面積為3 460 m2。礦層受風化剝蝕，中部較厚，向四周稍微變薄，最薄2 m，平均厚度為2.88 m，厚度變化系數為44.79%。坡積重晶石礦層呈似層狀賦存于礦體頂部殘積礦之上的坡積層中，礦層之上一般有0.10～1.45 m的表土層覆蓋，水平投影上，其形態為由北東向南西伸出而張開的掌狀；北東向最長為440 m，北西寬為310 m，面積為44 606 m2，礦層平均厚度為2.67 m。

3 區域成礦規律與成礦要素特征

3.1 區域成礦規律

通過對冰嶺風化殼型重晶石礦的構造位置、成礦構造、成礦（巖）時代、巖漿建造/巖漿作用、控礦構造等地質要素進行綜合研究，分析工作區的成礦規律。預測工作區內的重晶石礦床成因類型為風化殼型。預測工作區內重晶石礦石類型主要為石英-重晶石礦石，其中，重晶石含量為70%～98%，石英含量為2%～30%。風化殼型礦床的成礦時代主要為第四紀。風化殼型重晶石礦受褶皺構造和風化剝蝕作用等因素控制明顯，礦體呈似層狀賦存于二疊系峨查組底部條帶狀含重晶石硅質巖之上。一系列小褶曲的斷續分布控制礦層的厚薄變化。重晶石礦體形態主要呈層狀、似層狀。風化殼型重晶石礦物質來源為二疊系峨查組第四段巖性地層。

3.2 區域成礦要素

經成礦規律分析，提取冰嶺風化殼型重晶石礦的成礦地質環境和區域成礦地質特征。根據重要性程度，成礦要素被分為必要、重要和次要三類。

區域成礦地質環境涉及區域大地構造、區域成礦區帶、區域構造類型、區域賦礦地層、侵入巖時代、區域控礦構造、區域成礦類型和成礦時代。區域大地構造涉及大地構造單元和大地構造位置。大地構造單元為武夷-云開-臺灣造山系（Ⅰ）五指山巖漿弧（Ⅱ）五指山褶沖帶（Ⅲ）瓊西巖漿弧（Ⅳ），成礦要素屬于必要類；大地構造位置為海南隆起北西側、蘭洋向斜構造東端北翼，成礦要素屬于必要類。區域成礦區帶為華南成礦省（Ⅱ-16）海南FeCuCoMoAuPbZn水晶成礦帶（Ⅲ-90），成礦要素屬于重要類。區域構造類型為王五-文教大斷裂、白沙拗陷構造帶，成礦要素屬于必要類。區域賦礦地層分為巖石和巖脈。巖石為二疊系峨查組條帶狀含重晶石硅質巖，成礦要素屬于必要類；巖脈為石英脈、煌斑巖脈和細粒花崗巖脈，成礦要素屬于必要類。侵入巖時代為二疊紀，成礦要素屬于重要類。區域控礦構造為一系列小褶曲，成礦要素屬于必要類。區域成礦類型為風化殼型礦床，成礦要素屬于重要類。成礦時代為第四紀，成礦要素屬于重要類。

區域礦床地質特征涉及礦體形狀、礦體產狀、礦石類型、礦物成分、礦石結構與構造、蝕變特征和控礦條件。礦體形狀為似層狀疊加產出，成礦要素屬于重要類。礦體總體呈北西走向，向南西傾斜，傾角平緩，為15°～20°，成礦要素屬于重要類。礦石類型為石英-重晶石礦，成礦要素屬于重要類。根據礦石礦物成分，重晶石含量為70%～98%，石英含量為2%～30%，同時含有微量絹云母、方解石等，成礦要素屬于重要類。從礦石結構與構造來看，成礦要素屬于重要類。礦石結構主要有顯微鱗片變晶結構、中細粒似斑狀花崗結構、他形粒狀結構、細粒花崗結構和煌斑巖結構等。礦石構造主要有似片麻狀構造、塊狀構造、千枚狀構造、似眼球狀構造、薄層狀構造、條帶狀構造和透鏡狀構造等。蝕變特征主要是硅化、重晶石化和絹云母化，成礦要素屬于重要類。控礦條件為小褶曲控制礦層的厚薄變化，脈巖受裂隙或斷層構造控制，成礦要素屬于必要類。

4 工作區成礦模式

4.1 成礦作用過程

區域內經歷不同期次的構造運動，形成不同方向和規模的構造帶，自早到晚，沉積環境總體上也發生海陸變遷。通過對工作區的成礦地質背景、成礦作用進行分析，冰嶺風化殼型重晶石礦床的形成主要經過3個階段。

第一階段，含成礦物質的重晶石硅質巖或含重晶石結晶灰巖的碎屑在淺海海灣相中沉積成巖。第二階段，由于一系列的構造運動，地層抬升，大氣降水和中生代巖漿巖侵入，促使熱液對原生重晶石礦物起到一定改造作用，使其富集成礦。第三階段，斷裂構造使含礦地層出露地表，后經風化剝蝕，形成風化殼型殘、坡積次生礦床。其成礦作用過程大體可分為4個階段，即石炭系沉積階段、褶皺抬升階段、二疊系侵入階段和第四紀風化剝蝕階段，如圖1所示。

4.2 成礦模式圖編制

根據冰嶺風化殼型重晶石礦床的構造位置和成礦模式，編制工作區成礦模式圖。該模式圖主要表達礦床從沉積到后來受到熱液的改造以及構造運動的影響，使其含礦物質富集成礦，最后又由于斷裂構造使其出露地表，經過風化剝蝕作用形成風化殼型礦床的整個階段演化過程、時空變化及其相互關系[5-6]。具體編圖分為4個步驟。第一步充分收集研究典型礦床有關的地質、報告、論文、專著等資料，并對收集的資料進行綜合、歸納，總結礦床的成礦規律。第二步重點分析研究礦床的成礦地質環境、成礦地質作用、礦床特征、礦床成因等，把宏觀和微觀結合起來，然后上升到理論高度進行概括。第三步根據以上總結，確定第四階段演化的成礦模式。第四步根據第四階段演化成礦模式進行抽象概括，然后成圖。

5 結論

冰嶺風化殼型重晶石礦的成礦作用主要受成礦時代、含礦地層、成礦構造等要素影響，礦產類型屬風化殼型，風化殼型礦床的元素地球化學特征主要取決于原生礦床，后期作用的改造不起決定作用[7]。現有工作成果顯示，第四紀的風化剝蝕是殘坡積礦床形成的主要原因；含礦地層主要為二疊系峨查組第四巖性段地層，礦體呈似層狀賦存于二疊系峨查組底部條帶狀含重晶石硅質巖之上，巖性以黑、白相間的條帶狀含重晶石硅質巖、灰白色硅質巖為主；礦床受褶皺構造和風化剝蝕作用等因素控制明顯；礦床外圍印支期、燕山期巖體對重晶石礦后期起到一定改造作用。根據目前已了解的重晶石礦產（點）地質特征，結合成礦模式及分布特征，下一步可擴大找礦范圍，進一步開展地質勘探工作，以取得新的突破。

參考文獻

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