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一、 矿床时空分布及成矿规律
中国的重晶石矿床在各个地质时代都有产出，主要集中在寒武纪、泥盆纪、奥陶纪和中生代的地层中。层状重晶石矿床主要集中于寒武系，其次是泥盆系。脉状矿床多产在奥陶系、泥盆系和三叠系。层状重晶石矿床主要产于构造活动褶皱带(区)和地台区的深水盆地中。脉状重晶石矿床主要产在地质构造较稳定的碳酸盐岩地台区的碳酸盐岩台地中。
中国重晶石矿床中下寒武统层状矿床总规模十分巨大。层状矿床与同沉积的活动性大断裂空间关系亦很明显，说明矿床与构造关系密切。脉状重晶石矿充填于中、小型断裂、裂隙中，明显受构造控制。
形成重晶石的沉积盆地与成矿有着密切的关系，一类是较深的还原性静水盆地，沉积物颗粒细小，碳酸盐含量少，有机质含量高，形成层状矿床。另一种盆地为浅水、氧化、动荡的盆地，以碎屑岩和浅水碳酸盐沉积为主。这种盆地在沉积时期形成含Ba高的矿化层，但只有在后期地质作用改造下才能富集成脉状矿床。
重晶石矿床的含矿岩系也各有特色，层状矿床的含矿岩石为含有机质的碎屑岩、硅质岩，并具有眼球状构造；脉状重晶石矿床的围岩常为含燧石的碳酸盐岩与沉积初期的碎屑岩，普遍有明显的硅化蚀变。层状与脉状重晶石均与SiO2有密切关系。
重晶石矿床的矿物组分相当一致，化学成分简单而稳定。层状重晶石矿床矿物组合以重晶石、石英、粘土矿物为主，脉状重晶石矿床矿物组合中主要矿物为重晶石、石英和碳酸盐。
二、 矿 床 类 型
中国重晶石矿床分为层状型、层状?脉状型、改造型脉状及堆积型四种矿床类型。层状重晶石矿床受地层和岩相的控制非常明显，大多数的脉状重晶石矿床在区域上大都与一定时期的地层有关。在一些地区，层状重晶石矿床和脉状重晶石矿床都产在同一时代的地层中。
(一) 层状型重晶石矿床
层状重晶石矿床产于一定的地质时代，受地层及岩性严格控制，矿体呈层状、似层状及透镜状整合产于沉积地层中，矿石具有明显的沉积构造和结构。
我国主要的大型与特大型层状重晶石矿床主要集中在寒武系，其次是泥盆系，而且集中产于秦岭和华南地区。层状重晶石矿床沉积盆地可以是地壳活动性很强的秦岭褶皱带和活动性较强的东南沿海褶皱带，也可以是较稳定的江南古陆两侧地台型凹陷，但都是深水、半深水停滞性的静水还原性盆地，有机质含量高。
层状重晶石的含矿地层以细碎屑岩为主，具有眼球状构造，核部为块状重晶石，两侧为条纹状、条带状重晶石，再外侧为硅质岩，最外层为细碎屑岩。
层状重晶石矿床与深大断裂带关系密切，例如湖南新晃贡溪矿区就位于控制岩相突变的活动性大断裂附近，有些矿区有明显的火山喷发和潜火山岩脉。
层状重晶石矿床的矿石矿物大多为单一的重晶石。重晶石岩及与其关系密切的硅质岩中微量元素的种类及含量均很少，而细碎屑岩中微量元素丰富，具有固定的元素组合如P、V、Mo、U等。重晶石及其围岩有机质含量高，主要由低等浮游生物所形成，这表明沉积环境为较深的、停滞的静水还原性盆地。
(二) 层状-脉状型重晶石矿床
此类重晶石矿床指在矿区范围内同一时代地层中既有层状重晶石矿床，也有脉状重晶石矿床，两种矿床都有工业意义，且具有密切的成因和空间联系，是同一成矿过程在不同环境的不同表现形式。如广西来宾和广西象州重晶石矿田(床)等。
在一个矿区或同一沉积盆地范围内由若干矿床组成的矿田中，存在同一地质时代的层状重晶石矿与脉状重晶石矿。空间上，层状矿层位在上，脉状矿层位在下，脉状矿分布的地层范围基本上不超过层状矿的层位。层状矿与脉状矿的矿物成分、矿石结构、构造有密切的成因联系，并表现系统演化的趋势。层状矿与脉状矿的成矿物理化学条件一致，并有符合地质环境的规律性的演变关系。总之，层状矿与脉状矿是统一的成矿作用的不同表现形式。
(三) 改造型脉状重晶石矿床
改造型脉状重晶石矿床指重晶石及共生矿物沿各种构造裂隙和非构造裂隙如破碎带、断裂和层理面，以充填和交代方式形成的形状不规则的矿床。
我国改造型脉状重晶石矿床在各个地质时代都有产出，含矿围岩多种多样，以沉积碳酸盐岩和碎屑岩中的脉状重晶石矿床较为重要。改造型脉状重晶石矿床常成群分布，矿脉众多而单个矿脉规模有限。由于它容易发现和识别，易采选，便于乡村集体民采，目前仍是我国的主要开采对象，产量十分可观，但地质研究程度较低。
我国从中、新元古界到三叠系，碳酸盐岩都很发育，形成大面积分布的巨厚碳酸盐岩建造，许多省(区)都有产于碳酸盐岩中的重晶石矿床，其中较重要的有河南奥陶系、黔东南寒武系—奥陶系、川东南奥陶系、广东的泥盆系—石炭系、四川和贵州的三叠系中的重晶石矿床。
(四) 堆积型重晶石矿床和与其他矿伴生的重晶石矿床
堆积型重晶石矿床是指那些产在未固结松散沉积物中的重晶石矿床。我国许多重晶石矿床，特别是以碳酸盐岩和碎屑岩为含矿围岩的矿床，在其附近的松散沉积物中，都有多少不等的堆积型重晶石矿床。这种矿床是原基岩矿床经近代风化作用在原地或经短途搬运而形成的。代表性矿床如广西象州寺村的古兰岭、火把岭和上山等三个矿段。
在许多金属和非金属矿床中常伴生有重晶石，有些重晶石比较富集，甚至可以构成单独的矿体，一般说来，这些在主矿矿石中分散存在的重晶石矿物或可圈出重晶石矿体，多不具单独开采价值，但在开采主矿时，可综合回收利用。代表性矿床如甘肃镜铁山铁矿床的伴生重晶石矿。
三、 典 型 矿 床
(一) 湖南新晃县贡溪重晶石矿床
矿区位于湖南省西部新晃侗族自治县与贵州省东部天柱县的交界地带，两省的地质队都对该矿区做了地质勘探工作。矿区长29km，宽10km，距湘黔铁路新晃车站21～51km。
矿床属层状型重晶石矿床。矿区位于扬子地台，接近江南古陆边缘。地层由震旦系和寒武系组成。震旦系为冰碛砾岩、白云岩和硅质岩。寒武系较为发育，下、中、上统完全，总厚度约为1 300m，重晶石层多在下寒武统底部。
矿区为一复式向斜构造，矿床即位于向斜中段，向斜轴向北东，与区域地层的分布方向一致。矿体主要呈层状、似层状产于下寒武统牛蹄塘组下部，少量呈透镜状产于留茶坡组上部。矿体与围岩均具整合特征(图4.7.2)。
重晶石矿层产于牛蹄塘组下段的沉凝灰岩和黑色页岩层之上的硅质岩层中，且多在硅质岩层的中部偏上层位，直接顶板为硅质岩或硅质页岩。重晶石岩一般为灰色或深灰色，成层性好，区域延伸稳定。矿体长几十米至几十公里，厚0.3～7m。矿体厚度与含矿岩系厚度呈正相关关系。
图 4.7.2湖南新晃重晶石矿区剖面图
(范祖全等，1986)
1.寒武系；2.震旦系；3.泥灰岩；4.灰岩；5.瘤状灰岩；6.白云灰岩；7.白云岩；8.含钾水云母页岩；9.灰质页岩；10.千枚板岩；11.石英砂岩；12.冰碛含砾砂岩；13.实测矿层界线；14.推测矿层界线；15.断层；16.钻孔位置
矿石构造以条纹状、条带状和块状构造为主。在垂直剖面上，下部重晶石不纯，颗粒较粗，条带明显；中部重晶石质纯，条纹细微，颗粒小而均匀；上部条纹条带明显。
重晶石矿石品位一般为BaO 64%左右。最常见的杂质矿物是石英、粘土矿物和黄铁矿，局部方解石较多。矿石的化学成分很纯，只有SiO2超过1%，其他Al2O3、Fe2O3、CaO、SrO均小于0.3%，Na2O、K2O一般为0.01%～0.08%，微量元素很少。
重晶石矿层之上为典型的牛蹄塘组黑色页岩，靠矿层的页岩，硅质含量很高。
新晃重晶石矿是热水沉积作用形成的，含矿岩系中的凝灰岩和沉凝灰岩标志着存在同期的火山活动，属较高的地热场。重晶石矿本身和围岩具有近对称的眼球状构造，形成大范围的重晶石矿层被硅质岩包围，再又被黑色页岩包围。根据本区岩样年龄测定结果表明，矿床形成时代为早寒武世早期。
(二) 湖北随州柳林重晶石矿床
柳林重晶石矿床位于湖北随州市南部，距市区40km。矿床属层状型重晶石矿床。
矿床呈北东?南北向长约30km的条带， 展布于低山丘陵区， 地势低平， 相对高差100～200m，沟谷发育，地表塘堰星罗棋布。
重晶石矿层赋存于下寒武统下部大堰角组底部，呈单层产出，层位稳定，偶见夹层。顶底板均为含碳硅质岩，界线清楚。矿层之下隔含磷、钒硅质板岩，与震旦系上统青山寨组厚层含碳硅质岩、厚层硅质白云岩呈假整合接触。矿层之上为寒武系下统大堰角组含碳薄层硅质岩及含碳绢云母石英板岩(图4.7.3)。
图 4.7.3湖北柳林重晶石矿区W140勘探线剖面图(1∶2000)
矿床属于轻度变质的层状重晶石矿床，矿区内有7个矿段。有工业矿体17个，单矿体长160～1 850m，平均厚0.72～4.35m，已控制延深312～484m，垂深270～464m，最低标高-230m。
矿区位于复式倒转背斜西南翼，总体为一倾向东南的单斜层。矿区中段，矿层产状陡倾—直立—倒转，浅部倾角一般大于70°，向深部变陡，扭曲。北西及南东段，矿层地表常呈边幕式蛇曲，产状缓—中等，深部呈现台阶状褶曲，并呈斜列式多阶交替，阶面向南西倾伏。
矿石矿物成分以重晶石为主，一般含量大于80%，粒度0.05～0.2mm，脉石矿物以石英为主，其次是水云母、绢云母，有少量白云母、褐铁矿、白云石、方解石及有机碳。重晶石与所有脉石矿物连生，但主要与石英紧密镶嵌，重晶石颗粒中有时包含碳质微粒和方解石。
矿石自然类型以块状重晶石为主，品位83.13%～96.22%，平均88.22%。有害杂质以SiO2为主，含量3.03%～7.96%，Al2O3 0.19%～0.55%，Fe2O3 0.28%～0.55%，CaO 1.18%～2.49%，水溶盐0.06%～0.09%。
矿石自然类型以块状重晶石为主，占63.2%，次为条纹状，再次为硅质条带状和块状白云质矿石，并有少量板状矿石。一级品(BaSO4＞90%)占58.20%，二级品(BaSO4 50%～90%)占41.80%。
矿层直接顶板为薄层含碳硅质板岩，厚1～4m，褶皱破碎严重，稳定性较差。
图 4.7.4广西象州县潘村重晶石矿区潘村矿段地质图
(汤继新等，1983)
1.第四系；2.应堂组二段；3.应堂组一段；4.四排组四段；5.四排组三段；6.四排组二段；7.四排组一段；8.重晶石脉；9.重晶石化硅化带
(三) 广西象州重晶石矿田
矿田位于广西象州东北约35km处，包括潘村、寺村、龙保、普和等几个大型重晶石矿床。象州矿田含矿岩系为泥盆系，以角度不整合覆于寒武系水口群浅变质碎屑岩系之上。泥盆系上、中、下统均有出露。下统下部为红色砂砾岩，上部那高岭组、四排组、郁江组为海相细碎屑岩与台地碳酸盐岩，中统应堂组、东岗岭组为台地碳酸盐岩与碎屑岩互层。上统是南丹型盆地相榴江组，为硅质岩、条带状灰层。泥盆系厚度为2 500m左右。象州大乐之东区域性的雷山?通挽断裂控制了区域岩相的分界。断裂之东上泥盆统为台地相，断裂之西上泥盆统为盆地相，与象州西部来宾洪江的上泥盆统组成统一的断陷盆地。
矿脉较集中产于下泥盆统上部的四排组和郁江组中，岩性主要为灰岩、泥灰岩夹泥岩和泥岩夹灰岩。矿田中大部分矿床属脉型重晶石矿床，亦形成有堆积型重晶石矿床。
潘村矿区内矿体受北西向和南北向两组断裂控制，北西向断裂走向313°～355°，倾向北东，倾角52°～85°；南北向断裂走向350°～360°，倾向东，倾角70°～80°。
区内重晶石脉80余条，矿脉产状与断层产状基本一致(图4.7.4)。重晶石脉出露长30～1 700m，厚1～10m，延深50～60m。矿脉围岩为灰岩、泥岩及泥质灰岩等。围岩蚀变有硅化、重晶石化、方解石化和角砾岩化等。重晶石化与硅化关系密切。重晶石与石英共生。矿脉中亦共生有方解石。
矿脉厚度地表较大，向深部有变小的趋势；重晶石品位地表较富，BaSO4 平均83.58%，向深部趋贫，BaSO4 平均64.12%(图4.7.5)。
重晶石富矿石多为重晶石单矿物类型矿石，柱板状结构，块状构造，晶体粗大，重晶石含量85%～95%。贫矿石多属石英?重晶石型，粒状结构，角砾状构造，重晶石含量50%～60%，此类矿石经风化堆积可相对富集，手选后可达到高品位富矿石。
寺村矿区有矿脉30多条，矿脉的方向有南北向、北西向和北东向，南北向者生成较早。在地表矿脉的厚度大，矿石质量好，向下延伸后变贫、变薄，一般在50m之下就显著贫化、变薄。重晶石脉贫化是因方解石增多，且深部时见方铅矿、闪锌石及石膏细脉。寺村矿区重晶石矿石化学组分见表4.7.5。
图4.7.5广西象州县潘村重晶石矿区7线剖面图
(汤继新等，1983)
1.硅化破碎带；2.重晶石矿脉；3.BaSO4(%)[]厚度(m)表4.7.5象州寺村重晶石矿石化学全分析(%)
(四) 广西来宾重晶石矿床
该矿床属层状?脉状型重晶石矿床。
广西来宾洪江重晶石矿床在洪江短轴背斜的东翼。矿区附近出露的地层为：中泥盆统东岗岭组台地相生物碎屑灰岩、泥灰岩、页岩，上泥盆统榴江组硅质岩、硅质页岩、泥灰岩、条带灰岩和石炭系的大塘组、岩关组细碎屑岩与碳酸盐岩。
矿区为一近南北向的短轴背斜，两翼分别为上泥盆统、石炭系。断裂构造有顺层断层和横向断层，沿走向断裂规模较大，有宽阔的破碎带，横向的规模较小。
矿区内有层状重晶石与脉状重晶石两类矿体。层状矿规模较大，产在上泥盆统榴江组硅质岩段的上部，脉状矿产在中泥盆统东岗岭组和上泥盆统榴江组硅质岩段。层状矿分布在背斜东翼，脉状矿出现在背斜西翼。
层状矿层断续延伸2km，矿体主要呈透镜层状，常有尖灭现象，层厚一般1～2m。矿层的顶底板均为条带或纹层状硅质岩，泥晶或微晶。接近重晶石的硅质岩含有重晶石放射状球粒，重晶石条纹。
层状矿体重晶石矿石为条带状、条纹状和条纹较少的块状构造。块状矿石在矿层的中部偏上，两侧依次出现条纹状、条带状重晶石矿石。矿石与围岩硅质岩成分简单、质纯。层状矿与硅质岩颜色为灰、灰黑，致密。脉状矿体重晶石矿石呈白色。
脉状重晶石数量不多，矿脉长度几十米到百余米，宽几十厘米到几米，规模远不如层状矿。矿区内地表的脉状矿由于较易采掘，并能手选出高品级商品矿，因此多被采去。
图 4.7.6广西象州县寺村重晶石矿区地质图①
1.第四系；2.应堂组上部角砾化硅质岩；3.应堂组下部厚层灰岩；4.四排组上部页岩夹灰岩；5.四排组下部砂页岩；6.重晶石分布范围；①，据汤继新的重晶石资料修编，1985
(五) 河南汲县重晶石矿床
河南汲县重晶石矿床属华北地台区。矿区出露最多的地层是寒武系、奥陶系厚度巨大的碳酸盐岩系，燕山期中酸性岩浆岩以小侵入体产出。矿区断裂较发育。
矿区内有重晶石脉30余条，均赋存于下奥陶统含燧石条带粗晶白云岩中。矿脉陡倾，倾角大多70°以上。单矿脉长200～800m，一般500～600m，脉宽0.5～2m。矿脉与围岩之间有2～4m宽的网脉化带。
矿脉的主要矿物是重晶石、白云石、方解石、石英，偶有萤石、方铅矿和黄铜矿。
矿脉受地层和岩性控制较严，产于下奥陶统硅质白云岩中。
重晶石矿的化学成分简单、质纯，BaSO4品位大都在92%左右，SiO2平均为5.86%，SrO平均为1.71%，Fe2O3与MnO含量很低，微量元素值也很低。
矿区重晶石矿顺构造裂隙明显受地层和岩性控制。据研究认为，早奥陶世燧石白云岩沉积时期，重晶石已形成高本底或矿化层，是燕山运动岩浆构造作用使地层中钡及有关组分活化就近集中在构造裂隙中富集而成脉状矿床。故划属改造型矿床。
(六) 广西象州寺村重晶石矿区
古兰岭、火把岭、上山矿段
矿段位于广西象州城西20km处。为寺村矿床原生脉状矿体风化堆积而成，属堆积型重晶石矿床。
重晶石堆积矿体产于第四纪残坡积层中，随着原生脉状矿体的分布和产状的不同而呈带状和面状分布(图4.7.6)。古兰岭、火把岭和上山三个矿段堆积矿面积分别为0.3km2、1km2和1km2。堆积矿厚度3～5m，含矿率一般0.5～1.8t/m3。矿石块度大小不一，粒状、砾状均有，最大块度直径可达4.30m。堆积矿石多出露地表，覆盖土极少，一般产于低缓的山丘，利于开采。原生矿经地表风化后，二氧化硅及碳酸盐流失，矿石品位相应提高，BaSO4一般可达95%以上，最高达99%。
(七) 甘肃镜铁山铁矿床
该矿床为火山?沉积型铁矿。重晶石为伴生矿产。
矿床位于北祁连山加里东地槽带。矿区内含矿岩系以千枚岩为主，地层时代划归新元古代。
矿区为一复式向斜构造，北翼倾角较缓，南翼较陡，多近直立，甚至倒转。断层以走向逆断层为主，横断层次之，对矿层有一定破坏作用。
主要铁矿层产于黑色千枚岩和灰绿色千枚岩之间，呈厚层状，厚10～150m。矿层与围岩产状一致，界线明显。矿区内有7个矿体，最长的可达2 000余m。
重晶石与铁矿共生，矿石由菱铁矿、镜铁矿、碧玉、重晶石和铁白云石组成。
重晶石赋存状态有3种，一是夹于铁矿层中的重晶石透镜体，二是铁矿石中的重晶石条带，三是细、微粒状重晶石混杂在菱铁矿或镜铁矿之间。重晶石透镜体常斜交地层层理，与围岩界线不明显，规模太小，无单独开采意义。重晶石条带是主要赋存形式，宽度一般0.5～1mm，延伸长度不大，一般几十厘米，消而复现。混杂在铁矿物中的重晶石肉眼不易见到。矿区铁矿石中BaSO4平均含量7.32%，只能综合利用回收。一些研究单位做了选矿试验，原矿重晶石回收率一般均在70%以上，精矿品位在95%以上。
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