魏東,陳西民,彭學(xué)軍

(1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京　100083；2.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司,陜西 西安　710054；3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司第一分公司,陜西 安康　725000)

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北大巴山平利穹窿南緣重晶石礦帶地質(zhì)特征及成礦條件分析

魏東1,2,陳西民3,彭學(xué)軍3

(1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京100083；2.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司,陜西 西安710054；3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司第一分公司,陜西 安康725000)

陜西秦巴地區(qū)鋇資源豐富，大致呈南(鎮(zhèn)巴-城口)、中(洛河-竹溪)、北(茨溝-赤巖)3條成礦帶展布。平利穹窿南緣重晶石礦帶(中帶)沿著安康早古生代裂谷(O-S)中的平利穹窿(Pt3)南緣展布，地層區(qū)劃屬于紫陽-平利小區(qū)。賦礦層位震旦上統(tǒng)燈影組為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖及含碳硅質(zhì)板巖一套組合。礦層產(chǎn)出特征與區(qū)域構(gòu)造以及沉積環(huán)境存在著重要的耦合關(guān)系。平利古陸南緣海槽凹陷帶屬半封閉海盆，火山(碎屑)巖基底構(gòu)造為成礦提供了豐富的Ba、S物源, 海水溶液由酸性演化至弱酸-弱堿性氧化環(huán)境時重晶石沉積成礦，礦床成因類型屬與海底火山(沉積)活動有關(guān)的淺海溝槽沉積型重晶石礦床。

平利穹窿；重晶石；地質(zhì)特征；成礦條件

1　區(qū)域地質(zhì)概況

1.1大地構(gòu)造位置

陜西秦巴地區(qū)鋇資源豐富, 在全國占重要地位。地處秦嶺造山帶之南秦嶺及楊子板塊北部被動大陸邊緣結(jié)合部(張國偉等，1988)。西起大巴山弧形斷裂，從楊子北緣地塊的鎮(zhèn)巴弧形逆沖帶一直到東側(cè)的北大巴山早古生代裂谷帶(Pz1)中的安康早古生代裂谷(O—S)和北大巴山裂谷(ε—S)及南秦嶺邊緣海盆中的旬陽晚古生代陸緣海盆均有規(guī)模不等的重晶石、毒重石礦床、礦點分布(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。大規(guī)模的區(qū)域鋇成礦帶則為西起陜西西鄉(xiāng)富水河，向南東經(jīng)陜西紫陽、四川城口，進入湖北竹溪、竹山一帶，全長達300余千米，已發(fā)現(xiàn)毒重石、毒重石-重晶石、重晶石礦床(點)40余處，是現(xiàn)今世界范圍內(nèi)唯一的重晶石-毒重石成礦帶(劉家軍等，2004；呂志誠等，2005；柳振江等，2005，2007；夏學(xué)惠等，2005；羅莉等，2012)。秦巴地區(qū)毒重石-重晶石礦床可劃分為南帶(鎮(zhèn)巴-城口)、中帶(洛河-竹溪)、北帶(茨溝-赤巖)3個成礦帶。筆者所論及平利隆起南緣一帶重晶石礦帶，即沿著安康早古生代裂谷(O—S)中的平利穹窿(Pt3)南緣展布(張國偉等，1988；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)的洛河-竹溪成礦帶。

1.2區(qū)域地質(zhì)背景

1.2.1構(gòu)造基底與蓋層

秦巴地區(qū)重晶石及毒重石礦帶所處秦嶺微板塊，從新元古代起，由楊子板塊北緣孕育，早古生代擴張伸展，晚古生代始形成獨立于華北板塊和楊子板塊的獨立微板塊(亦稱商丹板塊對接帶)(張國偉等，1988；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。南秦嶺基底具有晉寧運動中拼合而成的非統(tǒng)一基底，即由楊子古陸漢南雜巖碎塊、佛坪古陸、牛山古陸以及武當(dāng)、平利古陸早中元古代裂谷雙峰式火山巖系組成的過渡基底，其上發(fā)育震旦系及與之連續(xù)沉積的古生界到中生界三疊系基本連續(xù)的海相頁巖、碎屑巖和碳酸鹽巖等水成沉積巖系和與之并列出現(xiàn)的熱水沉積巖系，沉積建造屬于次穩(wěn)定型，沉積海盆具有裂谷裂陷性質(zhì)(薛春紀(jì)，1997；唐永忠等，2007)。秦巴地區(qū)按地層分區(qū)屬于羌笛-揚子華南地層大區(qū)、南秦嶺-大別山地層區(qū)，受鳳縣-鎮(zhèn)安斷裂、石泉-安康斷裂、紅椿壩-曾家壩斷裂及西側(cè)的大巴山弧形斷裂約束，從北向南分別為迭部-旬陽地層分區(qū)-天竺小區(qū)和牛山小區(qū)、北大巴山分區(qū)-紫陽-平利小區(qū)及高灘-兵房街小區(qū)。研究區(qū)平利穹窿即位于紫陽-平利小區(qū)南部(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。

1.2.2區(qū)域重晶石、毒重石礦帶劃分及賦礦層位

依據(jù)區(qū)內(nèi)毒重石-重晶石礦床礦石組合特征、產(chǎn)出層位、控礦構(gòu)造以及礦床分布的特征，可將秦巴地區(qū)毒重石-重晶石礦床劃分為3個成礦帶，即南帶、中帶和北帶(劉家軍等，2004；柳振江等，2005，2007；夏學(xué)慧等，2005)。從南向北分別為(圖1)：

南帶：該帶從四川城口—陜西鎮(zhèn)巴(向西可延伸到甘肅文縣)，長約320km，礦床(點)沿大巴山斷裂兩側(cè)分布，位處古陸邊緣，為沉積型毒重石-重晶石礦組合帶。在秦巴地區(qū)主要沿大巴山斷裂北側(cè)麻柳壩-天寶背斜北翼產(chǎn)出，向南東沿高灘兵房街褶皺束(復(fù)向斜)近核部產(chǎn)出。主要包括四川城口冉家壩大型毒重石礦床、文縣重晶石礦和陜西黃柏樹灣毒重石礦床(呂志誠等，2005；羅莉等，2012)以及紫陽茶寨、東埡子、白廟子、田壩、瓦廟、青荊等礦床或礦點，向南東一直延伸到鎮(zhèn)坪石砦重晶石帶及大坪—界梁一帶毒重石礦點。礦床類型有毒重石型礦床及毒重石-重晶石型礦床。向西則以毒重石或重晶石-毒重石型礦床為主，局部伴生釩；向東南至鎮(zhèn)坪石砦一帶則轉(zhuǎn)化為含磷結(jié)核及與釩、鉬伴生的低品位重晶石礦帶(廖明漢等，1988；涂懷奎，1998；劉家軍等，2004；柳振江等，2005，2007；夏學(xué)慧等，2005)。

賦礦層位為寒武系下統(tǒng)魯家坪組，以碳質(zhì)頁巖和碳質(zhì)硅質(zhì)巖為主夾粉砂巖、硅質(zhì)巖和灰?guī)r，含磷塊巖、石煤、黃(菱)鐵礦、釩、鉬、鈾、重晶石和毒重石等礦產(chǎn)的一套還原-弱還原沉積盆地環(huán)境形成的黑色巖系?？偤?30～704m(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。

中帶平利穹窿南緣重晶石礦帶：礦床(點)分布在平利、武當(dāng)古陸邊緣，曾家壩-紅椿壩大斷裂以北，沿平利復(fù)背斜南翼近核部(西段東香良田埡礦床)產(chǎn)出，屬沉積型重晶石礦床。礦帶長約65km，包括安康東香良田埡、平利洛河、水坪、神仙臺-長梁、獐子坪等重晶石礦床，向南東延至竹溪。礦床類型主要為重晶石型礦床(涂懷奎，1998；劉家軍等，2004；柳振江等，2005，2007；夏學(xué)慧等，2005)。

1.前寒武系;2.基性侵入巖;3.超基性侵入巖;4.基性火山巖;5.花崗閃長巖;6.花崗巖;7.主要沖斷層;8.次要沖斷層;9.斷層走滑方向;10.毒重石礦床;11.重晶石礦床圖1　北大巴山地質(zhì)構(gòu)造綱要與鋇礦床分布圖(據(jù)何建坤等，1999，修編)Fig.1　The northern Dabashan tectonic outline and barium deposit distribution(After He et al. , 1999)

賦礦層位為上震旦統(tǒng)燈影組，為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖及含碳硅質(zhì)板巖一套組合。在涉及的幾個分區(qū)出露不全，整個上震旦統(tǒng)為一套濱、淺海相-淺海陸棚相泥質(zhì)巖、碳硅質(zhì)巖到碳酸鹽巖沉積，組成一個海進沉積旋回。在平利復(fù)背斜南北兩翼，下段夾有數(shù)層白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、重晶石礦層和磷塊巖，底部有層狀硫鐵礦?？偤?2～626m(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。

北帶：成礦帶位于石泉-安康大斷裂以北，牛山古陸北緣及以東地區(qū)，受安康早古生代裂谷及旬陽晚古生代陸緣海盆控制。沿茨溝—石梯—神河—赤巖(背斜)一線呈北西向展布。包括有茨溝、石梯、神河及赤巖等礦床(點)。礦床類型多為重晶石型礦床，赤巖一帶見重晶石-毒重石型礦床(廖明漢等，1988；劉家軍等，2004；柳振江等，2005，2007；夏學(xué)慧等，2005)。

賦礦層位為志留系下統(tǒng)，為碳質(zhì)硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖及石英片巖一套組合。石泉—旬陽—湖北竹山得勝鋪一帶出露，由變質(zhì)的碳質(zhì)泥質(zhì)巖石夾碳質(zhì)硅質(zhì)巖及少量中基性火巖組成，含筆石、珊瑚等化石。下部含黃鐵礦、釩-鈾、金紅石、重晶石、石煤和磷等礦產(chǎn)?？偤? 375～5 414m(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。

2　平利穹窿南緣重晶石礦帶分布特征

2.1重晶石礦帶分布特征

首先,重晶石礦帶均分布于區(qū)域曾家壩-紅椿壩斷裂以北的平利復(fù)背斜南翼—近核部；其次重晶石礦帶產(chǎn)于平利穹窿南緣的基底和蓋層之間靠近蓋層底部(張國偉等，1988；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)——震旦系燈影組中；再者，重晶石礦帶在研究區(qū)內(nèi)呈近北北西向彎曲延伸，平行于基底與蓋層接觸帶即耀嶺河群與燈影組之間界面滑脫產(chǎn)生的剝離斷層，呈不規(guī)則帶狀延伸，且形態(tài)展布受其控制；另外在燈影組最底部及耀嶺河群的頂部常見一條穩(wěn)定延伸的黃鐵礦層，與重晶石礦帶相距數(shù)十米，可作為重晶石找礦標(biāo)志。黃鐵礦層展布亦嚴(yán)格受基底與蓋層之間的剝離斷層的控制約束，在最南東方向形成大型鳳凰尖黃鐵礦床(圖2)。

1.第四系;2.下志留統(tǒng)滔河組上巖性段;3. 下志留統(tǒng)滔河組下巖性段;4.奧陶系洞河群;5.下奧陶統(tǒng)高橋組下段;6.上寒武統(tǒng)黑水河組;7.中寒武統(tǒng)八卦廟組;8.中寒武統(tǒng)毛壩關(guān)組;9.下寒武統(tǒng)箭竹壩組;10.下寒武統(tǒng)魯家坪組;11.上震旦統(tǒng)燈影組;12.上元古界青白口系耀嶺河群上段;13.上元古界青白口系耀嶺河群中段;14.上元古界青白口系耀嶺河群下段;15.中元古界薊縣系楊坪組上段;16. 中元古界薊縣系楊坪組下段;17.黃鐵礦層;18.輝綠巖;19.重晶石礦體(層);20.霏細巖;21.剝離斷層;22.糜棱巖帶;23.韌性斷層及編號;24.脆性斷層及編號圖2　平利穹窿南緣重晶石礦帶分布圖Fig.2　Distribution map of barite ore belt of the south of Pingli archicontinent

2.2基底構(gòu)造與剝離斷層對礦帶展布的約束

平利穹窿基底為上元古界耀嶺河群(Pt3yl)中基性火山碎屑巖及其下伏中元古界薊縣系楊坪巖組(Pt2yp)中淺變質(zhì)的酸性火山碎屑巖組合(張國偉等，1988；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。上覆蓋層為震旦系—下志留統(tǒng)。不完整斷續(xù)出現(xiàn)的震旦系燈影組碳硅質(zhì)巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組合，中間明顯缺失了震旦系陡山沱組。酸性、基性火山巖及基性火山碎屑巖富含Ba2-及S2-，但環(huán)境為還原環(huán)境，則無法形成BaSO4。因此，在基底巖層中未見重晶石礦層出現(xiàn)。而晚震旦紀(jì)則因局限海盆的存在，沉積環(huán)境開始向氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變，則形成了大量的BaSO4。

整個上震旦統(tǒng)為一套濱、淺海相泥質(zhì)巖、碳硅質(zhì)巖到碳酸鹽巖沉積，受區(qū)域紅椿壩-曾家壩斷裂及其一系列北西向次級斷裂的破壞，加之區(qū)內(nèi)存在一條沿耀嶺河群—燈影組之間界面滑脫產(chǎn)生的剝離斷層(RF1-1)的約束，整個重晶石礦帶呈不規(guī)則斷續(xù)的帶狀延伸產(chǎn)于震旦系燈影組中(圖3)。

3　典型礦床地質(zhì)特征

3.1水坪重晶石礦床

礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)于震旦系燈影組中，礦體展布近平行于區(qū)內(nèi)剝離斷層(基底與蓋層接觸帶)的展布形態(tài)，具明顯的沉積特征，沿走向穩(wěn)定延伸，并具局部膨大的特征。頂、底板圍巖為泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及碳質(zhì)板巖。區(qū)內(nèi)重晶石礦化層與硅質(zhì)板巖緊密伴生，局部地段可見硅質(zhì)灰?guī)r透鏡體或白云質(zhì)灰?guī)r透鏡體夾石。共有15個礦體，長50～851 m，平均厚0.24～12.06 m。BaSO4含量為59.01%～94.43%，其他化學(xué)組分含量較低。其中Ⅰ號礦體最好，規(guī)模較大。

3.2神仙臺重晶石礦床

重晶石礦賦存于震旦系燈影組中，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，層理發(fā)育，與圍巖呈整合過渡接觸。頂、底板圍巖為泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及碳質(zhì)板巖。

礦體展布近平行于區(qū)內(nèi)剝離斷層(基底與蓋層接觸帶)的展布形態(tài)，具明顯的沉積特征，沿走向穩(wěn)定延伸，并具局部膨大的特征。頂、底板圍巖為泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及碳質(zhì)板巖。區(qū)內(nèi)重晶石礦化層與硅質(zhì)板巖緊密伴生，局部地段可見硅質(zhì)灰?guī)r透鏡體或白云質(zhì)灰?guī)r透鏡體夾石。共圈出2條礦體，其中KⅡ礦體規(guī)模較最大。產(chǎn)狀40°～90°∠45°～67°。控制長670 m，厚度4.20～29.26 m，BaSO4品位為77.13%～92.60%，BaCO3品位為2.84%～6.17%,平均BaSO4品位為82.59%。

1.下寒武統(tǒng)魯家坪組；2.上震旦統(tǒng)燈影組；3.上元古界耀嶺河群第3巖性段；4.上元古界耀嶺河群第2巖性段；5.礦體及編號；6.黃鐵礦層；7.剝離斷層；8.脆性斷層；9.地化剖面圖3　上震旦統(tǒng)燈影組中重晶石礦體展布受剝離斷層(RF1-1)約束圖Fig.3　Control of the detachment fault (RF1-1) on Dengying Formation barite ore body distribution in Upper Sinian

3.3礦石特征

整個礦帶礦石特征相似。礦石自然類型主要有重晶石型，少量斜鋇鈣石-重晶石型；礦石中主要礦物成分為重晶石，一般含量為60%～80%，最高可達96%。次為斜鋇鈣石(0%～25%)、毒重石(1%～5%)。礦石結(jié)構(gòu)一般為中-細粒粒狀結(jié)構(gòu)、粒柱狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)和聚晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造一般為塊狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造和條(紋)帶狀構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造直接影響礦石的品位，以中-細粒粒狀結(jié)構(gòu)、粒柱狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造的礦石品位最高。

4　成礦地質(zhì)條件及找礦標(biāo)志

4.1成礦地質(zhì)條件

4.1.1地層條件

據(jù)眾多文獻中分析秦巴地區(qū)重晶石-毒重石礦床特征與成礦背景時將區(qū)內(nèi)重晶石-毒重石礦產(chǎn)出層位均籠統(tǒng)劃入了寒武系魯家坪組(涂懷奎，1998；呂志成等，2004，2005；夏學(xué)惠等，2005；柳振江等，2005；劉家軍等，2007，2008)，這與整個中帶的產(chǎn)出層位不甚相符。筆者長期在安康一帶南秦嶺及北大巴山區(qū)工作，尤其在平利獐子坪、水坪、神仙臺—長梁等一帶均參與相關(guān)礦種的勘查工作，故在此有不同看法。筆者同意吳聞人在1989年“安康重晶石礦產(chǎn)出層位的歸屬兼對牛山—帶火山巖時代的質(zhì)疑”一文中對本區(qū)重晶石礦帶產(chǎn)出層位、成礦時代歸屬的論述。

研究區(qū)重晶石礦帶產(chǎn)于平利復(fù)背斜南翼近核部，整個重晶石礦帶呈不規(guī)則斷續(xù)的帶狀延伸產(chǎn)于震旦系燈影組中，受耀嶺河群與燈影組之間界面滑脫產(chǎn)生的剝離斷層(RF1-1)控制。該賦礦層位的確定有3個方面的證據(jù)。

(1)整個礦帶震旦系燈影組含礦層剖面基本層序與區(qū)域上燈影組典型沉積組合的可比性(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；吳聞人，1989)。

上覆：下寒武統(tǒng)魯家坪組(以含小殼動物化石為特征)

----------整合接觸----------

上部為灰黑色中-厚層灰質(zhì)白云巖、碳質(zhì)白云巖、碳質(zhì)白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r、結(jié)晶白云巖，總厚大于60 m。

中部為黑色中厚層含碳白云質(zhì)灰?guī)r，結(jié)晶灰?guī)r，含碳泥質(zhì)灰?guī)r等，總厚10.30 m。

下部為黑色含碳泥板巖、碳質(zhì)硅質(zhì)板巖夾白云質(zhì)灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r及硅質(zhì)條帶。局部地段夾重晶石、斜鋇鈣石透鏡體，產(chǎn)薄-中層重晶石礦?？偤?3～35 m。

======剝離斷層接觸======

下伏：上元古界青白口系耀嶺河群

(2)基底與蓋層構(gòu)造的證據(jù)：平利穹窿構(gòu)造，基底為上元古界耀嶺河群(Pt3yl)中基性火山碎屑巖及其下伏中元古界薊縣系楊坪巖組(Pt3yp)中淺變質(zhì)的酸性火山碎屑巖組合。上覆蓋層為震旦系—下志留統(tǒng)，不完整斷續(xù)出現(xiàn)的震旦系燈影組碳硅質(zhì)巖、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖組合，中間明顯缺失了震旦系陡山沱組(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。

(3)震旦系燈影組及上元古界耀嶺河群(中段或上段)之界面的韌性剝離斷層(RF1-1斷層)的存在。

4.1.2構(gòu)造條件

局部半封閉淺海沉積盆地構(gòu)造是重晶石沉積的主要構(gòu)造條件之一(高懷中，1998；吳勝華等，2010；王忠誠等，1992，1998)。

韌性剝離斷層(RF1-1)是區(qū)內(nèi)重晶石礦層展布的重要控制條件。斷層產(chǎn)狀:240°～290°∠30°～50°，斷層破碎帶寬2～10 m，在區(qū)內(nèi)斷層長近32 km。其接觸帶糜棱巖化強烈，發(fā)育糜棱面理，耀嶺河群含礫凝灰質(zhì)變砂巖中礫石均具有拉長現(xiàn)象，定向排列。同時受變質(zhì)作用影響，剝離斷層及近鄰圍巖中黃鐵礦化、金紅石化發(fā)育，礦區(qū)及鳳凰尖一帶耀嶺河群頂部硫鐵礦層為該期構(gòu)造變質(zhì)作用的產(chǎn)物；呈穹窿狀產(chǎn)出的基底與蓋層間的構(gòu)造界面的產(chǎn)態(tài)特征、糜棱巖化帶、蓋層底部陡山沱組缺失、震旦系燈影組減薄及斷續(xù)出露等特征均為該區(qū)剝離斷層的有力證據(jù)(任建業(yè)，1992)。

后期加里東構(gòu)造運動形成隆起區(qū)及以脆性為主、脆性-脆韌性斷層(近東西向)則對整個礦帶具有產(chǎn)狀形態(tài)改變的作用以及截切、錯斷等破壞作用。

4.1.3沉積環(huán)境條件分析

楊子地臺北緣地塊鎮(zhèn)巴弧形逆沖帶中震旦系為陡山沱組及燈影組淺海相沉積組合，上覆于南華系南沱組火山碎屑巖及局部冰水相沉積組合之上，司上—雞心嶺一帶缺失燈影組(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)；而近北大巴山斷裂的紫陽麻柳壩一帶則有出露，以碳質(zhì)(硅)板巖與白云巖組合為特征，其頂部白云巖可見黃鐵礦化層及鉛鋅礦化帶；向東至研究區(qū)——北大巴山裂谷帶，受秦嶺古陸及漢南古陸約束，早震旦世形成紫陽淺海盆地相沉積，晚震旦世在此基礎(chǔ)上，海水稍有變淺，發(fā)育淺海陸-棚相沉積，以一套白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖為主夾瀝青質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、重晶石礦層和含碳泥質(zhì)巖組合(唐永忠等，2007)。后期受加里東構(gòu)造運動及火山活動的影響，在牛山古陸及平利古陸一帶形成隆起，并造成陡山沱組缺失及燈影組的不連續(xù)分布特征，共同形成穹窿構(gòu)造，沿構(gòu)造界面分布的燈影組中發(fā)育重晶石礦脈(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；唐永忠等，2007；羅莉等，2012)。

4.2找礦標(biāo)志

直接找礦標(biāo)志:重晶石礦露頭,不易風(fēng)化,多形成較陡峻且凸出的正地形地貌。

間接標(biāo)志：一是區(qū)域的Ba重砂異常及1∶5萬水系沉積物測量Ba元素異常；二是穩(wěn)定延伸的黃鐵礦層及前人廢棄的提煉硫黃的爐子均可作為間接尋找重晶石礦體的標(biāo)志。

5　礦床成因

5.1地球化學(xué)證據(jù)

5.1.1鋇源

經(jīng)統(tǒng)計，Ba元素在北大巴山早古生代裂谷帶中安康早古生代裂谷下志留統(tǒng)中含量為982.87×10-6～1 723.16×10-6(嚴(yán)德天等，2009)；北大巴山裂谷下寒武統(tǒng)魯家坪組或洞河群碳質(zhì)板巖中含量為500×10-6～1 000×10-6、含碳泥質(zhì)灰?guī)r中的含量為1 500×10-6×10-6；平利古陸震旦系燈影組一般巖層中含量為500×10-6～1 000×10-6；白云巖/白云質(zhì)灰?guī)r中含量為1 200×10-6；基底耀嶺河群(Pt3yl)火山碎屑巖中含量為500×10-6(涂懷奎，1998)。

5.1.2礦石組分特征

各礦床礦石主要組分見表1。

表1　各礦床礦石主要組分特征表(%)

注：(據(jù)涂懷奎,1998；廖明漢等，1988)。

5.1.3同位素地球化學(xué)特征

S同位素研究奠基人加拿大科學(xué)家索德最先提出S同位素組成由2個過程產(chǎn)生。一是硫酸鹽被某些厭氧菌還原為硫化氫，結(jié)果使硫化氫富集了32S；二是含S離子、分子及固體間各種同位素交換反應(yīng)，通過反應(yīng)，根據(jù)1977年Gunter Faure同位素地質(zhì)學(xué)原理，34S一般集中于硫最高氧化價態(tài)或最大鍵強度的化合物中。劉家軍在對揚子地塊北緣大巴山大型鋇成礦帶中S同位素組成特點研究中，顯示在以重晶石為主的成礦帶中，重晶石樣品的δ34S值相對較高，變化范圍較寬(33.4‰～57.6‰)，平均為43.5‰(n=31)；如平利水坪礦床重晶石S同位素測定δ34S達41.04‰(宜昌地礦所測定)(涂懷奎，1998)。反映了與同期海水硫酸鹽相關(guān)的重硫的強烈富集。這種高正值特點超過了地史中海水硫酸鹽的最高值，說明重晶石的形成與生物作用密切相關(guān)(劉家軍等，2008)。

5.2沉積相沉積環(huán)境證據(jù)

整個紫陽—平利地區(qū)晚震旦世—寒武世—早志留世經(jīng)歷了從淺海盆地相-淺海陸棚相-淺海盆地相(伴隨火山活動)的轉(zhuǎn)變過程。安康—石泉及其以北地區(qū)從寒武世—早志留世則經(jīng)歷了淺陸棚邊緣斜坡相-淺海臺地斜坡相—淺海陸棚相—淺海盆地相(伴隨火山活動)。平利穹窿南緣重晶石礦帶為沉積型重晶石礦，主要分布平利古陸南緣海槽坳陷帶，地處半封閉海盆(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。雪球地球事件晚期或之后，該區(qū)S同位素的變化說明邊緣坳槽有利于重S及Ba的富集(劉家軍等，2008)；由于早期(晚元古代青白口世耀嶺河期、鄖西期)火山活動提供了大量的S源，局部形成黃鐵礦層，震旦紀(jì)—寒武紀(jì)由于沉積微相環(huán)境變化——平利古陸南緣半封閉海槽，pH值為7.4，Eh值為2 769MV(1998,宜昌地礦所測定)(涂懷奎，1998)，于酸堿平衡界面及氧化-還原過渡環(huán)境形成重晶石。而平利古陸北緣則相對寬緩，到志留紀(jì)早期則形成富含碳質(zhì)巖系地層夾熱水沉積硅質(zhì)巖、中酸性火山巖和石煤、黃鐵礦、重晶石等礦產(chǎn)(陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；涂懷奎，1998),北礦帶沉積型重晶石礦即產(chǎn)于此環(huán)境中。

5.3礦床成因

重晶石礦床沉積作用明顯，嚴(yán)格受層位、巖性控制。成礦物質(zhì)來源于海底火山活動，礦床形成于封閉-半封閉局限淺?；驕\海溝槽中，容礦層為震旦紀(jì)穩(wěn)定沉降階段形成富Mg、Ba、S碳酸鹽巖及陸源碎屑巖建造，且礦層內(nèi)發(fā)育水平層理或平行層理，礦體與上下圍巖整合接觸。根據(jù)含礦巖系及下伏巖系組合特征——火山沉積巖(耀嶺河群)-黃鐵礦層-泥(硅)質(zhì)灰?guī)r-重晶石-白云質(zhì)灰?guī)r—碳質(zhì)硅質(zhì)巖，可知礦床成因類型屬與海底火山(沉積)活動有關(guān)的淺海溝槽沉積型重晶石礦床(褚有龍，1989；王忠誠等，1992；涂懷奎，1998，呂志誠等，2004)。

從元古宙末均有酸性、中酸性火山巖噴發(fā)，至晚震旦世—早寒武世已轉(zhuǎn)化為氣、液階段，在地幔熱源及巖漿侵位作用下，使地殼深源部分熔融。在氣成階段，硅酸鹽攜帶P、Ba元素組分沿同生斷裂上升噴溢于裂陷槽海盆，在硅膠凝聚成為硅質(zhì)之際，釋放 Ba2+于海水中。硅質(zhì)巖的形成為酸性環(huán)境，當(dāng)溶液由酸性演化至弱酸-弱堿性氧化環(huán)境時，硅質(zhì)巖不再沉積，此時Ba2+與海水中SO42-相遇結(jié)合沉淀形成重晶石。平利重晶石礦底板為含 Ba火山巖，頂板為灰?guī)r、碳質(zhì)硅質(zhì)板巖。都屬火山噴發(fā)期后氣液沉積階段成礦(褚有龍，1989；王忠誠等，1992；涂懷奎，1998，呂志誠等，2004)。

6　結(jié)論

(1)平利穹窿南緣重晶石礦帶是陜西秦巴地區(qū)3個不同賦礦層位成礦帶的中礦帶，賦礦層位為上震旦統(tǒng)燈影組。

(2)該重晶石成礦帶與其所處的沉積環(huán)境及其構(gòu)造條件有著重要的耦合關(guān)系，礦床沉積作用明顯，嚴(yán)格受層位、巖性控制，也受區(qū)內(nèi)剝離斷層控制和后期脆性斷層構(gòu)造的破壞。

(3)S源及Ba源明顯與基底及海底火山活動關(guān)系密切，表明成礦物質(zhì)來源于海底火山活動。重晶石為與海底火山(沉積)有關(guān)的淺海沉積型礦床。

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Geological Characteristics and Metallogenic Conditions of Barite Ore Belt at South Margin of Pingli Dome in Northern Dabashan

WEI Dong1,2, CHEN Ximin3, PENG Xuejun3

(1.China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2.Shaanxi Geological and Mineral Survey Development Corporation, Xi'an 710054, Shaanxi, China; 3.The First Branch of Shaanxi Geological and Mineral Survey Development Corporation, Ankang 725000, Shaanxi, China)

The barium resources is very rich in Qinba area, Shaanxi Province, with 3 ore belts, that is South (Zhenba-Chengkou), Middle (Luohe-Zhuxi) and North Belts (Cigou-Chiai). The middle barite ore belt is located and spreaded along the south margin of Pingli Dome (Pt3) that was developed in the Ankang Eopalaeozoic rift (O-S), and its strata belong to the Ziyang-Pingli Partion. The barite deposit is hosted Upper Sinian Dengying Formation, which is a set of dolomite, dolomitic limestone, siliceous rock and carbonaceous siliceous slate. The output characteristics of barite ore-layer have an important coupling relationship with regional tectonic and sedimentary environment. The trough depression at the south margin of Pingli paleo-land was a semi-closed oceanic basin, the volcano (clastic) rock basement structure provides a rich Ba,S source for mineralization. When the seawater solution evaluated from acidic to weak acid-alkalescent oxidation environment, the barite was deposited as mineral deposit. Therefore, this deposit belongs to the sedimentary barite deposit in shallow-water trench that was related to submarine volcano (sedimentary) activities.

Pingli Dome; barite; geological features; metallogenic conditions

2014-12-22；

2015-07-18

陜西省平利縣神仙臺重晶石礦詳查及資源儲量核實

魏東(1968-)，男，高級工程師，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)在讀博士，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綜合研究工作。E-mail:weidong7001@163.com

P619.25

A

1009-6248(2016)01-0214-10