《大河边一新晃超大型重晶石矿床地球化学特征及形成的地质背景'.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大河边一新晃超大型重晶石矿床地球化学特征及形成的地质背景'.pdf（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 0 0 0 0 5 6 9 2 o 0 2 O 1 8(0 2)一 0 2 4 7 5 6 A c t a P e t r o l o g i c a S i n i c a 岩石学报 大河边一 新晃超大型重晶石矿床地球化学特征 及形成的地质背景 方维董 胡瑞 忠 苏文超 泽 亮 肖加 飞 蔫 国豪 F A N G We i X u a n“，H U R u i Z h o n g ，S U We n C h a o ，Q I L i a n g ，X I A 0 J i a F e i a n d J I A N G G u o H a o 1 中国科学院地球化学研究所矿床地球 化学开放
2、研究实验室 贵阳5 5 0 0 0 2 2 有色金属矿产地质调查中心 北京1 0 0 8 1 4 1 L a b o r a t o r y o fO r eD e p o s i t Ge o d m i s t r y，I n s t i t u t e o fGe o c h e mL t r y，Ch i n e s eA c a d e m y o fS c i e n c e s Gu i y g 5 5 0 0 0 2 t C h i n a 2 T h e Mi n a l a n d G e o l o g i c a l E x p i o r q t i C e n t
3、e r of N。n Me t a l s，B e l y ing 1 0 18 1 4 2 0 0 1 0 7 0 2收稿，2 0 0 1 1 1 1 5改 回 F a n gWX Hu RZt S uWCQi LXi a o J F a n d J i a n g GH2 0 0 2 ba r i t e de po s i t s a nd a na l y s i s o n i t s ba c kgr ou nd of t e c t o ni c g e o l o g y Ge oc h emi c al c ha r a ct e ris t i c s o f Da he
4、bi a n Go ng x i s u pe ria r g Ch i n a Ac t a P e t r o l o g ic a S i n i c a，1 8(2)：2 4 7 2 5 6 Ab s t r a c t Th e Da h e b i a n Go n g x i s u p e r l a r g e B a r i t e d e p o s i t s l o c a t e d i n t h e s o u t h e r n ma r g i n o f t h e Ya n g t z e ma s s i f a r e t h e f i r s t
5、 wo r l d c l a s s b a r i t e d e p o s i t s Ch i n a i s t h e l a r g e s t p r o d u c e r o f b a r i t e a n d h a s t h e l a r g e s t b a r i t e o r e r e s e r v e s Th e p o t e n t i a l r e s e r v e s o f b a r i t e 0 r e s(4 7 0 1 0 t o n s)i n t h e Da h e b i a n Go n g x i b a
6、r i t e o r e f i e l d i s mo r e t h a n t o t a l b a r i t e o r e r e s e r v e s o f o t h e r c o u n t r i e s(3 2 6 1 0 t o n s i n t h e wo r l d W h y d i d t h i s n o n c o n v e n t i o n a l s u p e r l a r g e b a r i t e d e p o s i t o c c u r i n t h i s a r e a?Th i s s c i e n t
7、 i f i c q u e s t i o n i s wo r t h wh i l e t o b e p r o b e d i n t o F r o m t h e v i e w o f mi n e r a l p e t r o l o g y，g e o c h e mi s t r y a n d a n a l y s i s o f h y d r o t h e r ma l b a s i n，g e o l o g i c a l a n d g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d e n
8、 v i r o n me n t s o f h y d r o t h e r ma l d e p o s i t i o n f o r b a r i t e o r e s a n d r e l a t e d r o c k s h a v e b e e n d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r F i r s t l yt h e t h i r d o r d e r，f a u l t c o n t r o l l e d b a s i n ma y p r o b a b l y p r o v i d e e n o u
9、 g h o r e h o s t e d s p a c e f o r t h e s u p e r l a r g e b a r i t e d e p o s i t s Th e Ti a n z h u Xi n h u a n g Yu p i n g Ca mb r i a n s e d i me n t a r y b a s i n s wi t h h y d r o t h e r ma l d e p o s i t i o n a t L a r g e s c a r e o c c u r r e d o n t h e c o n t i n e n
10、t a l s l o p e we r e p r o b a b l y t h e k i n d o f f a u h c o n t r o l l e d s e d i me n t a r y b a s i n wi t h h y d r ot h e r ma d e p o s i t i o n Du e t o s n y s e d i me n t a r y f a u l t i n gt h e Ti a n z h u X i n h u a n g Yu p i n g C a mb r i a n s e d i me n t a r y b a
11、s i n s we r e mo s t l i k e l y c u t i n t o a s e r i e s o f s u b b a s i n s Th e D a h e b i a n B i l i n a n d Lo n g b e i To n g p e n g a i t h i r d o r d e r b a s i n s we r e t h e t e c t o n i c a l l y t o c a t e d s p a c e c o u p l e d wi t h o r e h o s t e d s p a c e p r o
12、 d u c e d b y t h e s y n f a u l t i n g a t t h e s a m e t i me f o r t h e s u p e r l a r g e b a r i t e d e p o s i t s S e c o n d l y，a r e l a t i v e l y s t a b l e s e d i me n t a r y e n v i r o n me n t wa s l i k e l y a n s we r e d f o r h y d r o t h e r ma l d e p o s i t i o n
13、 a t l a r g e s c a l e Th e d e p o s i t s h o s t e d i n t h e b l a c k s h a l e s wh i c h a r e a t t a c h e d t o t h e f i r s t r o c k u n i t o f t h e L o we r Ca m b r i a n Ni u t i t a n g Gr o u p，we r e p o s s i b l y f o r me d i n a d e e p s e a，e u x i n i c e n v i r o n m
14、e n t Th e o r e l a y e r s o f b a r i t e i n t h e s t u d y a r e a we r e r e a s o n a b l y f o r me d b y s y n d e p o s i t i o n o f l o w t e mp e r a t u r e(1 0 5 1 9 0 2)h y d r o t h e r ma l wa t e r s a t l a r g e s c a l e o n s e a flo o r Ge o c h e mi c a l t y p e o f p a l
15、e o h y d r o t h e r ma l wa t e r s ma y a t t a c h t o s u l f o s a l t t y p e h y d r o t h e r m a 1 wa t e r s F i n a l l y，t h e b l a c k s h a r e s o v e r l y i n gt h e b a r i t el a y e rt h a t wa sf o r me di n a h i g h s a l i n i t y，l i mi t e d，r e d u c e d t s t a g n a n
16、t d e e p wa t e r b a s i nwe t a b e t t e r p r e s e r v a rio n f o r t h e d e p o s i t s Ke y w o r d s S u p e r l a r g e b a r i t e d e p o s i t s，Hy d r o t h e r ma B a s i n-Ge o c h e mi s t r y t Ge o l o g i c a t ba c k g r o u n d，Ti a n z h u Xi n h u a n g，Ch i 口 a 摘要 本文从矿物岩石
17、学、地球 化学和沉积盆地分析角度，研 究贵州 天柱 大河边一 湖 南贡溪 两个 超大型 重晶石矿床 中重 晶石(矿)岩疆 其共 生岩石的地球化学特征疆 构造地质背景。天柱 新晃 玉屏寒武纪热水沉 积成矿盆地是发育在大睹斜坡上的 断陷型热水沉积成矿盆地 由于同生断层作用将盆地切毒 成一 襄列次级盆地，大河边一 碧林及 龙背 铜盆盖三级 热水沉积成矿 盆地是超大型重晶石 矿床的构造定位 空间 重晶石矿层主 要赋存 于下寒武统牛蹄塘组第一 岩性段的 黑色岩系中 量 晶石矿层 本文研究 由国家重大基础 研究 规蜘项 目(1 9 9 9 0 4 3 2 0 0)国家 杰 出青年科 学基金(4 9 9 2
18、 5 3 0 9)中国科 学 院重大 项 目(KZ 9 5 1 一 B1 4 1 1 盐 9 5 一 预 2 5 合资助 第一作者简升：方维萱 t男，1 9 6 1 年 生博士 t 教授级 高级工 程师，构造 地质学 专业，现 在中科 院地化所从事博士后汽曲科 研工作 从事矿产勘查、沉积盆地与地质流体研究E a mi l：f a n g wu x u a n 1 6 3 r l e t c N 维普资讯 http:/ 2 4 8 A c t a P e t r o l o g i c a S i m c a岩石学报2 0 0 2，1 8(2)是 由海 底低温热水 同生 沉积 作用形成(1 O
19、5 1 9 2 C)，古 热水场的地球化 学类型 为硫酸 盐型热水。硫 酸盐型热水 发生 大规模 同 生沉积成岩成矿作 用开 成超大型重晶石矿 床重晶石矿层之上的黑 色碳质粘土 岩可能 彤成 于封 闭、还原、滞流 的深水沉积环 境，黑色琏质粘土岩捕 成矿层的封闭保存条件。关键词 超 大型重晶石矿床；热水沉积成矿盆地；地球 化学；地质背景；天柱一 新晃；中国 中国法分类号P 5 7 8 7 1；P 5 8 8 2 4 6；P 5 9 5 现代大 洋底 生物 活动 与热 水有关(Ha s h i m o t o州 a 1 ，l 9 9 9；K e n n e t h e t a 1 ，1 9 9
20、9 1，黑色岩 系的形成演化 与古生 物的残体有 密切关 系(张爱 云等，1 9 8 7；范德廉等 1 9 9 1；吴 朝 东等，1 9 9 9)，而黑 色岩系现今仍是影 响环境的地 质因 素(K y o u n g Wo o n g ，1 9 9 3；方 维 萱 等，1 9 9 5；F a n g“日 f 1 9 9 6 J in S o o e t f ，1 9 9 8)。前凡(张爱云等，1 9 8 7；范 德廉等，1 9 8 7；饶雪 峰等，1 9 9 0；范 德廉等，1 9 9 l：高振 敏 等，1 9 9 7；李 有 禹，1 9 9 7 吴 朝 东 等，】9 9 9：刘 家 军 等
21、1 9 9 9)对 震 旦一 寒武 系黑 色 岩 系进 行 了深 研 究 范 德廉(1 9 7 3，1 9 8 7)认为黑色 岩 系是一 种缺氧 地 质事件所 形成 的 共生岩 石；张爱 云等(1 9 8 7 1 对 我国海相 黑色 页岩 建造 的地 球化学 及生物成矿作 用进 行 了详 细研 究，认 为生物成矿 作 用 在可燃 有 机矿 产、共生矿 产(磷 石煤 腐泥 无烟煤、碳 沥 青)及件 生矿产(V、N i、Mo、C u、Z n、C d、U、T h、R E E、S e、T】、R e、P GE等 1 7重 要的意 义。扬子 地块 周缘 泥盆 寒武纪地层 是我 国超 大型 大型(毒重石)重
22、 晶石 矿床(李 文嵌等 1 9 9 1：来训等，1 9 9 9)的密集 区如陕西、湘西、黔 东北 一带的 超大 型一 大型(毒重石)重晶石矿 床(范租 垒等，1 9 8 6：廖 明汉 等，1 9 8 8：Wa n g ，1 9 9 1；Ma y n a r d e t a 1 1 9 0 1；王忠诚等，1 9 9 2；方维萱等，1 9 9 9 a；彭军等，1 9 9 9 C h e n e t a l，1 9 9 9；方维 萱等，2 0 0 0)。湖南新晃贡溪和 贵州天柱大河边超大型 重 晶石矿 床(棘 光炽 等，1 9 8 7；范 祖垒 等，】9 8 6：泉洪 云，1 9 8 8 Wa n
23、 g e t a 1 ，1 9 0 1；Ma y n a r d“a 1 ，1 9 9 1；王忠诚等，1 9 9 3；胡清洁，1 9 9 7；彭军 等，1 9 9 9)产 于天桂 新晃 玉屏寒 武 纪热水沉积 盆地 之中 是世界 上 目前探 明钡 资源量最大 的超大 型重 晶石矿床(朱训 等，1 9 9 9)。本 区重晶石总蕴藏 量 比世 界 上(不 包 括 中 国)现 有 重 晶 石 储 量(3 6 21 0 吨，Ve r a s，2 0 0 0)还要 多，在 垒球范 围内，为什么本 区能够形 成 非常规超大 型矿床(Tu，1 9 9 8)和重 晶石 的超常富 集是值 得 深人研究 的科学
24、问题 本文从矿物岩石学、地球 化学 和沉积 盆地分 析角度，研 究重 晶石(g-)岩及其共 生 岩石 的地质 地 球化学特 征、形成 的构造地质背景 1 地质特征 1 1 区域地质 特征 贵州天往 大河 边和湖 南新晃贡溪超大 型重晶 亓矿床 位 于扬子地块 东南缘，现今 掏造为 武睦山一 新 晃 凯里 三都 逆 冲推覆 褶皱带 区域构造线 以-L-I t 东向为土，发育加 里东期 北 东 向褶皱和 断裂，燕 山期逆 冲推 覆一 褶皱带 以北 北东向为 土，褶皱 和断裂软 为发育。区内出露地层有元 占界下江群，以及震 且系、寒武 系、奥 陶系及 志 留系，累计 地层 出露厚度 逾 7 0 0
25、0 m。寒武系约 占 3 O 出露面积，震旦系、奥陶 系及 志 留系分布较 为局限。在施秉 镇远 一带产 出众多的加里东期 钾镁惶 斑岩、斑状金 云母橄榄岩及金 伯利岩=寒武 系是重 晶 石矿 床的主要赋矿地 层，下寒 武统牛蹄塘 组(n )是热 水 沉积 型大 型 超大型重 晶石矿床的赋存层位，矿体以 层状重 晶石矿体为主。奥陶系是重 晶石矿床的次要赋矿地层，矿体 以似层状及穿层分布 的脉状(萤石)重晶石 矿体为主。在区域 上，层状 重晶石矿床 以大 型一 超大 型矿 床密集 区形式 产出 它 们的定位掏造 主要是寒武 纪热 水沉积成 矿盆地，脉状大 型重 晶石矿床 密集区定位构 造 为燕
26、山期逆 冲推覆 褶皱 带，主要 定位 于下奥 陶统一 上寒 武统炉 山组 白云岩一 碳 酸盐岩 中 发育的次级北东向和北西向断裂 中 1 2 矿床地质特征 含 矿岩 系主要 由下寒武统 牛蹄塘 组 第一、二 岩性段 组 成，赋存有重 晶石、磷、铀、稀土 元素、钒、铜、银等 多种 矿产，重晶石矿 层主要赋存于下寒武统牛蹄塘组第一岩性段中 重 晶石矿 层下伏 灰黑色薄层硅 质岩夹 含铀磷块岩(铀一 磷矿赋 矿层位)重晶石矿层 的底 部含园饼状重 晶石碳 质板 岩，厚 0 1 o 1 6 0 m，园饼状 重晶石(厚 为结 棱体)大小在(1 0 e ra l 0 c m2 c m)居 多最大 可达(3
27、 0 c m1 5 c m2 c m)，重 晶石 岩发育层间同生滑移褶皱，同生变形强烈，显示未完全 固结 状态下的塑性流变学特点 胶结物主要 为碳泥 质，发育塑性 流 变板理 掏造 重晶石矿 层中部 为主矿甚，厚度在 O 2 0 8 1 O m，由深灰色 灰黑色 厚层块状重 晶石岩组 成，具粉一 细 晶结掏及不等粒变 晶结 掏，局部有断续条坟掏造。重晶石矿 层上部 灰黑色 深灰色条 纹条带状含碳重 晶石岩，碳 质及黄 铁 矿组成条纹状构造，碳质组成层纹掏造，重晶石组成杀 l甘 状掏造，上部矿层局部有共 生银 矿 重 晶石矿层顶部围岩为 黑色碳 质板 岩，含园饼状重 晶石 结棱、硅质及磷 质结核
28、。厚 度在 0 1 O 1 4 5 m。重 晶石矿层上覆牛蹄塘组第二 岩性 段 由黑色含磷结核碳质扳岩及碳质板岩组成，F 部 是 U C u V 矿化层位，厚 度在 l O m 以上；上部 为黑色碳质板岩。重 晶石 主矿屡呈层状，与围岩整合接触，与围岩产状一致，总体走 向为 NE 4 5。，倾 向北 西，颤 角 2 5 4 5。，在挥 部颤 角变垤 为 平均 I 2。；矿 体厚度 一般在 3-5 m，最大厚度 可选 i 0 i T m，平均厚度 8 4 9 m；探 明储 量达 1 7 0 1 吨，预测资 源量达 3 0 0 X1 0 吨，总蕴藏量 4 7 0 X1 0 吨(李文炎等，1 9 9
29、 1)=重晶 石 内 含 气 液 包 裹 体 均 一 温 度 为 1 0 5 i 9 2 c(涂 光把 等，1 9 8 7，胡清洁，1 9 9 7 1，属低温热水沉积成矿 维普资讯 http:/ 百维萱等：太河边一 新晃超 太型重 晶石矿秉地球化 学特征及形成的地质背景 1 3 三级热水沉积成 矿盆地 天 柱 新晃 玉屏 寒武纪 热水 沉积 成矿盆地 是发 育在 大 陆 斜坡上 的断 陷型热水 沉积成 矿盆地，由于同生 断层作 用 将 盆地 切割成一系列次级盆 地，天柱 新晃 玉 屏一级 积 盏 地 中央部 位曾发 育基 底隆起(新 晃 三穗)，将一级沉积盆地 分割成西部 玉屏二 级沉积 盆地
30、 及东部 天柱 新 晃一级 沉积 盆 地 在东部天柱 新晃二级沉积盆 地中，由于北东 向同生断层 的发育，将其分割为天柱县大河边 新 晃碧林 及新 晃龙背 铜 盆盖三级 热水沉积成矿盆地 它 们是超 大型重 晶石矿床 的 构造定位 空间，北西 向同生断层 发育 硅质岩亚 相及铁 自 岩亚 相 菱铁 矿岩亚相为标志，是柑走向迅速 相变 区。在岩石地 层中，垂 向 E构造 沉积岩相 的演 化能够反 映 三级热水沉积成矿盆地的构造演 化历史(方维 萱等2 0 0 1)(1)初始成盆期：在震旦 纪时，在矿 区内东倒发育灰绿色 台 巨砾杂砾 岩一杂 砾岩一含砾杂 砂岩一 灰绿 色粗粒杂砂 岩一 古泥质岩
31、砾石粗砂岩层序。从下 至上，砾石 的成分 由复杂变 为单 且含有泥质岩砾石；泥质 从无到较 多砂质粒度从 粗至细，近源 陕速堆积特 点，显示受 北北东 向同生断层控制 的断 陷沉积作用，形成沉积盆地 边缘相 的碎屑流沉积(1 I l 前 磨拉石建造)。(2)断陷成盆期：早寒武世初形成 了牛蹄塘组 底部 的灰黑色硅质岩 重晶石 岩(互 层)沉积，发育层 问同生 滑移褶皱及同生变形角砾(岩)町能是沉 积物 存未固结 时，由于发生 同生断裂的断陷活动，触发沉积物软泥重 力失稳，形 成重 力流 沉积(包括块 体流和 滑塌块体 沉积)，反映 震旦 纪 早 寒武世初整体上属断 陷成盆过程。此后，形成 的重
32、晶石 矿屡 中发育厚层块状构造、条带 条纹构造，反映水动力学条 件鞍为稳定，发生热 水同生沉积成岩成矿作用，形成重晶石 主矿层：重 晶石岩(矿层)中 B a S O 含量在 8 O 以上，暗示在 热水沉积成矿 盆地 中沉积物源 以来 自沉积 盆地 F伏地 层(底 源)热水沉积 为主，陆源 沉积物供给较少，沉积盆地 处于饥 饿状态。在本 区重 晶主矿层上部发 育黄铁 矿具有 从下到 卜 矿 物粒度逐渐减 小的正 向粒序结构，碳 质 碳酸盐矿物 重晶石 等三者组成化学成分层理。这种 沉积学蛆构可解释如下：浊 流是 由沉积物和水 混台而成 的高 密度紊 流，因浊流与 上覆 水体 存在密度 差 产生重
33、力而 引起 流动，这 种流动常 呈底流 形式沿水下斜坡流 动(梅 志超，1 9 9 4)固热 水成矿流体 中含 有 已结晶的硫化物 微粒，当热水成 矿流体 呈底流形式 枯水 下斜 坡流动发生沉 积，形成 热水沉积 岩 中的化学成分 层理 和矿物粒序结构(方维萱等】9 9 9，2 0 0 0)，如在银硐子 大两 淘重 晶石 菱铁矿、银 多金属 矿床中，似碧 玉岩中 疗铅 矿和黄 铁矿发育从下到上矿物粒 度逐渐增 大的粒 序结 构(反向粒序 结构)；钠长石重晶石岩和钠长石似碧 玉岩 中发育 7种不同 矿物组成 的化学成分 屡理(方维萱等，1 9 9 9 a，b，2 0 0 0)。颗 粒流沉积最突出
34、的特点是反向粒序结构(梅志超，1 9 9 4)在 银硐 于 大西淘重 晶石菱铁 矿、银多 金属矿 床中方铅 矿和黄 铁矿 发育 反 向粒序结构 显示了硫化物 微粒可能 以颗 粒流的 24 9 形式发生沉积。与其相反，在 本区重晶主矿层上部发育黄铁 矿具 有从下到上 矿物粒度 逐渐减 小 的正 向粒序结 构 由于 本 区重晶主矿层上部发育碳质层(古 V Mo N AR的碳质岩 和碳 质泥岩)，这些深水盆地 相的碳泥质物 多以悬浮式 沉积 为主(贵州省地质矿产局，1 9 8 7)，大量碳泥质物进入深水沉 积盆地后，强还原作用有利于黄铁矿的形成，在(密度差)重 力作 用下黄铁 矿微粒发 生沉积，形成
35、 在本 区重晶主矿 层上 部发育 黄铁矿具有从 下到上 矿物粒度逐 渐减小 的正向粒序 结构。在含 V Mo N i A g的碳质岩和碳质泥岩 中，形成纹层 状、薄水平层状 黄铁 矿及结 核状黄铁矿。化学成分层理是热 水 混台 沉积 微相 的标 志(方 维萱等，2 0 0 0)碳质 碳酸 盐矿 物 重晶石等三 者组成 化学成分 屡理是硫 酸盐 型热水沉 积，混入碳质物悬 浮式 沉积和碳 酸盐型热水(或海 水)后形 成热 水混合沉积微相。此时，硫酸盐型热水沉积逐渐 减弱，碳质 物悬 浮式 沉积作用逐渐增 强。牛蹄塘组 第二岩性段 下部形成 古 U C u V 黑色碳 质泥岩，向上 U C u V
36、 矿化减 弱，以黑色 碳质泥 岩为主。岩层 中发 育水平纹层理、水平 层理、极 薄层 理 富 有机碳及 黄铁 矿，指 示深 水、还 原、滞流 盆地相 沉积(早 寒武世映 氧事件)，深水盆 地相黑 色碳质 泥岩覆 盖于热 水沉积成 困的重晶石矿层之上，使其有 良好的保存条件。牛 蹄塘组第三岩性段 以薄层含碳钙 质泥 岩、极薄层状含碳泥质 灰岩、绢云母泥 质(板)岩 发育 水平 层理、敏薄 层理、纹层理，碳质发 育 总体上仍显示稳定沉降作用下形成 的深 水盆地相 沉积=(3)萎缩封c j j 期：中寒武世时，以含碳薄 层灰岩夹砾屑 灰岩、条带 状泥灰 岩夹层纹状粉砂 质泥岩、含碳 中薄层 白云 质
37、灰岩夹薄层含 碳灰岩=发育层 问同生滑移褶皱、同生滑塌 角砾 岩 砾 屑灰岩 具有 这种 同生滑塌构造 和沉积组构的岩 石组 台一般属碳酸盐岩斜 坡相(梅志超，1 9 9 4)：在 不具同生 滑塌 构造 的碳酸 盐岩中水平 层理、坟层理、包卷层理等发育，局部 含碳 质较高，显示 沉积水体仍然较深，反映总体上 为深 水大陆斜坡相 沉积。同生滑移构造作 用总体为从 Nw 向 至 S E向、N 向至 S向发生 同生滑 移沉积作用，说明 NW s E 及 N s向是沉积 水体 的增深方 向。此时，三级热 水沉积成 矿已经开 始萎缩封闭。区 内缺失晚寒武 世沉积，说明在可能 晚寒武世沉积盆地 已完全封闭
38、。天柱一 新晃 玉屏寒武纪热 水 沉积成矿盆地是在扬子地块东南缘震旦 寒 武纪陆缘裂答背 景 形成的 具有与 S E D E X矿床具有相似的大地构造背景 和相 似 的 沉 积 盆 地 特 征(Mc C l a y，1 9 9 1；B r o wn e t a 1 ，1 9 9 4；K I b e o ，1 9 9 6)2 样品采集和分析方法 在对野外详 细观测不同矿段 的地 质和矿化特征基础上，针对矿物组台、岩石类型及同生变形特征的地质体进行采样(表1)，样重一般1 9 O 0 g。经贵 州省区域地 质调查院 加工 室 粗碎 中碎至 8 0 网目后采 用四分法缩丹 取5 0 0 克进行细碎
39、至 2 0 0 同 目，送中国科学院地球化学研究所矿 床地 球化学开 维普资讯 http:/ 表 1 责州天 拄 湖南 折晃超大型重昌石矿床样 品位 置 A c t a P e t r o l o f 口S i n i c a岩石学报2 0 0 2，1 8(2)Ta b l e 1 Lo c a t i o n o f s a mp l e s f r o m s u p e r l a r g e b a r i t e d e p o s i t s o f Qi a n z h u i n Gu i z h o u a n d Xi n h u a n g i n Hu r mn 样号
40、位 置 岩(矿)石名韩 地 质 特 征 脉壮方解石 重晶石 岩 顺层产出，白色，自形晶粒状，Ba 1 (矿层中)主要 由重晶石组成(7 0 )少量方解石 B a 2 条带 状灰黑色磷灰石重 晶石岩 由重晶石、磷灰石、方解石、贵州天柱(矿层下部)碳质组成条带状构造 大 型 重 晶 石 厚 层 兰 苎 岩 由 细 粒 重 晶 石 组 成。lh 3 矿 石、主矿 层下部)矿床，相公塘 矿 段 B a 4 厚 婪 苎 竺 譬 要 重 晶 自 细 粒 重 晶 石 组 成，少 量 石 英 石 岩(主 矿 层 上 都)一 l h 6 厚 层 兰 兰 墨 兰 譬 质 岩 单 层 厚 3 0 2 0 m，顺 层
41、 产 出。(矿 层 上 部 围 岩)。贵 州天柱超 大河边超大型 重 晶石矿床 厚层抉状灰黑色重晶石岩 5 时，称为硅质重 晶石岩=它们是重晶石主矿层的主 要组 成系由硫 酸盐型(富 B a S O)热水 同生沉积所形 成，整 体 成 层状 产 出在 矿 区外 围相 变 为重 晶 石 硅 质 岩，硅 质 岩层(2)灰黑色条带条纹状 含碳 重晶石岩：主要由重 晶石 条 带和少许层纹状 一 条纹状 碳质组成。(3)灰黑色厚 层块状 重 晶石 菱铁矿 岩：主要 由菱铁 矿(5 0 )和重 晶石(2 5 4-)组成，少量 黄铁矿、闪锌 矿、铁 自云石 及石英。细粒 粉 晶结构、不等粒变 晶结构，硫化物
42、 呈 极薄层状和 层纹状 地表风化后 以褐铁矿 为主，发 育淋失孔 构造 沿走 向可相变为牯土 质页岩 夹磷 灰岩结核 体(无矿地 段)向重晶石矿层方 向，沿走 向可相变 为厚层块状菱铁 矿 重晶石 厚层块状 重晶石铁 自云岩 硫化物重 晶石岩 重晶石 岩 这 种沿走向迅速相变成 不同岩(矿)石类型是 由不同成 分 的热水混 合同生沉积作 用所形成(方维萱等，1 9 9 9 a，2 0 0 0，2 0 0 1)(4)灰黑色厚层块状硅质岩：主要分布于重晶石矿层的 下部或上盘 日岩及重晶石矿层沿走 向的尖灭部位。成 分较纯 的硅质岩 由雏 晶状石英 组成 贝壳状断 口、岩石 致密坚硬，受后期构造作
43、用发生碎裂岩化 重晶石矿层下盘常为重晶石 硅质岩、含碳重晶石硅质岩 沉积物软泥在没有完全固结 时，维普资讯 http:/ 亏维董等：大河边 新晃超大型重晶石矿床地球化 学特征及 成的地质 背号 表 2 贵 州天柱一 湖南新晃超大型I晶石矿床岩(矿)石化学分析成果()Ta b t e 2 P e t r o c h e mi s t r y o f r o c k s a n d o r e s f r o m t h e s u p e r t a r g e b a r i t e d e p o s i t s()25 1 坪品特征 见丧I 由于同生断层活动而 触发重 力流沉积，发育层 问
44、同 生滑移 褶皱构造厦沉积物软变形构造。3 2 岩石化学特征 从 表 1 及表 2 可 看 出：顺 层 产 出的 方解 石 重 晶 石脉(B a 1)B a S O 、C a O、CO 2 为 主，古步量 S i O：、B、S r。位 于重 晶石 主矿层之下的条带状灰色磷灰石重晶石岩 中 B a S O 为 6 3 5 (C a O+P O )为2 3 3 3 ，主要 由矿石 中磷藏石 所 引起，Al：0 3 为6 3 8 ，(F e O +F e O)为4 1 0 重 晶石主矿层 中 B a S O 含量多在8 0 上，优质重晶石 矿石 含 B a S O 在9 5 “上(表2，B a 一
45、3)，其他化学 成分含 量 甚 微，结 台 其 沉积 组 构特 点，说 明 系 硫酸 盐 型(方 维 萱 1 9 9 9 b)热水 同生沉积作 用(化学沉 淀)所形成(B a 一 4、D H B I 一 1 0、1 1)，其他成分 混入较少。在沿 重晶石 主矿层走 向(大 河 过水 井 湾铁 钡 矿 段，B a 7、8、9)和 上 部(贡溪 碧林 矿 段 B 2 2)，岩(矿)石 中含有较高 的 F e 2 0：、F e O、Mn O、C O (包 括烧 失量)，镜下观察 发现含有方解石、铁 白云石、菱 铁矿及 较 多硫化物，与 重 晶石密切共 生或 交生 化学成 分层理 发 育，含碳质较 高
46、 说明是 在强还 原、滞流深 水沉积 盆地 中，由碳酸盐型(富 F e Mg Mn C a，方维萱 1 9 9 9 b)热水与硫酸 盐型(富 B a S O )热水混合 同生沉积作用所形成，其中厚层块 状重 晶石菱铁矿岩(B a 一 8)固有表生风化形成褐铁 矿，F e ()：(2 8 6 7 )含量 明显增高 条带条纹状 含碳硅 质重晶石岩 蕈 品 石 硅 质 岩 硅 质 岩 系 列 中B a S O 变 化 于 7 7 5 5 2 8 ，S i O 变化 于 l 2 6 7 8 4 2 ，结 合其 沉积 组构 说 明，可能是由 S i O 为酸酐 型热水(方维萱，1 9 9 9 b)与硫
47、酸 盐 型(富 B a S O)热 水 混 合 同 生 沉 积 所 形 成。比 利 时 C h a u d f o n t a i n e重晶石矿 床是在 与 广海隔 离的沉积 盆地 中 由卤水蒸发成 岩成矿形成重晶石，在成岩期，沉积盆地 中压 实 流体(热 卤水)形 成粗大 的重 晶石 晶体(D e j o n g h e e t a l，1 9 9 3)。本 区与 C h a u d f o n t a i n e重晶石矿 床明显 不同，主要成 岩成矿作 用可能 为硫酸 盐型热水同 生沉积作 用和不同成分 的热 水混合 同生沉积作用，本 区与 西欧 Mo r o c c o脉状和 喀 斯特
48、型重晶石矿床的成矿作用(Va l e n z a e t a 1 2 0 0 0)也有显 著差异 3 3 微 量元素 从表 1 及表3 看：L i、S c、Ga、Rb、Hf、T a、W、P b、B i、Cs 等 元素含量较低=s r 发生富 集，s r 含量 在(4 3 2 2 1 3 3)1 0 一，在呈咏状 顺层 产出的重 晶石脉 中则高 遮 5 2 3 61 0 一，由 于 s r 2 与 B a“一 具有相近 的地球化 学性 质，可 类质 同象 方式 替代重 晶石 中的 B a。，引起 s r 含量 增高。矿 石中 A s、S b含 量较高，As为(2 2 1 6 9)1 0 一，S
49、b为(0 5 3 2 1 6 5)1 0 。s 含量在(1 9 3 4 8 2)1 0 一，可能是 由于 岩(矿)石 中含有较多 的黄铁矿所 引起，黑色岩 系中含 s e高被认 为与 海 底 火 山活动 有 密切关 系(张爱 云 等，1 9 8 7)。C u和 z n在 B a 2 号 样 品 中含 量 较 高，可 能 是 绿 松 石 f C u A1 (H O)p o 1(O H)s)表生风化作用所引起 在天柱县相 公塘 矿段，维普资讯 http:/ 2 5 2 A f t 口P e t r o l o g i c a S i l i c a岩石 学板2 0 0 2 1 8(2)表3 贵州天
50、柱 湖南折晃超 大型重 晶石矿床岩(矿)石微量元素爰稀土元素分析成果(1 O )Ta b l e 3 C 0 n t e 叭 s 0 f t T a C C e I e t s|n r o c k s a d e s f r o m t h e TI 眦h u Xi n h u a n g s u p e r 1 a t g e b a r i t e d e p o s i t s(1 0 )测试方法：I CP MS E L E ME NT蛩高分辨率等离子质谱倥；恻试着：祁亮；分析精度：1 0 空格为低于检出限 地表 及坑道 采矿弃 石 中局部 可 见到大 小 为(1 0 c m5 c m