新疆乌恰县沙热拉重晶石矿地质特征及矿床成因浅析.pdf

62 2024 年第 1 期 中国非金属矿工业导刊 总第 163 期【矿产资源】新疆乌恰县沙热拉重晶石矿地质特征及矿床成因浅析李晓亚1，刘星旺2，王凡2，赵寒2(1.中化地质矿山总局，北京100013；2.中化地质矿山总局地质研究院，北京100013)【摘要】本文主要通过对沙热拉重晶石矿床地质特征和矿石特征的分析研究，探讨了重晶石矿床成因，总结了找矿标志。沙热拉重晶石矿床赋存于中泥盆统托格买提组，属低温热液脉型矿床。地层、构造控矿作用明显，中泥盆统托格买提组地层，断裂、破碎带等可作为找矿标志，对今后区域上同类矿床的找矿工作具有一定的指导意义。【关键词】重晶石；矿床特征；矿床成因；乌恰县【中图分类号】P619.251 【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2024)01-0062-04Geological Characteristics and Genesis of Sharela Barite Deposit in Ulugqat County,XinjiangLI Xiao-ya1,LIU Xing-wang2,WANG fan2,ZHAO Han2(1.China Chemical Geology and Mine Burean,Beijing 100013,China;2.Geology Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Beijing 100013,China)Abstract:This paper mainly analyzes the geological characteristics and the mineral characteristics of the Sharela barite deposit,discusses the genesis of the barite deposit,and summarizes the prospecting indicators.The Sharela barite deposit occurs in middle Devonian Tuogemaiti Formation.The deposit belongs to low temperature hydrothermal vein type deposit.Middle Devonian Tuogemaiti Formation,fracture,crush belt are clues for prespecting.This pape can provide reference for the exploration of similar barite deposits in the region.Key words:barite;deposit characteristics;genesis of deposit;Ulugqat county重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，由于其具有密度大、化学性质稳定、无磁性和毒性等特征，被广泛用于石油、化工、轻工、冶金、医学、农业及原子能、军事等行业，其用途超过 2000 项1-4。沙热拉重晶石矿位于南天山造山带南缘和喀什凹陷中部，区内还发现有乌拉根铅锌矿床、沙里塔什铅锌矿床、吉勒格铜铅锌矿床，别勒克勒达克锰矿点等5-10，前人对研究区砂砾岩容矿金属矿床类型、成矿流体运移规律，地球化学特征及找矿方向等进行了研究11-13，但关于重晶石矿床的研究较少。笔者在充分收集前人资料基础上，根据野外地质勘查成果，研究了沙热拉重晶石矿区域地质特征和矿体地质特征，初步探讨了矿床成因，总结了找矿标志，以期为今后沙热拉及其周边地区重晶石找矿提供理论依据。1区域地质概况研究区区域大地构造位于南天山造山带迈丹阔克萨勒古生代陆缘盆地南端，位于北西向塔拉斯【基金项目】中化地质矿山总局化工地质科技项目“重要化工矿产资源供需形势和安全保障程度研究”(编号：ZHDK202203)。【作者简介】李晓亚(1987-)，女，高级工程师，主要从事化工矿产地质研究，E-mail：。【引文格式】李晓亚,刘星旺,王凡,等.新疆乌恰县沙热拉重晶石矿地质特征及矿床成因浅析 J.中国非金属矿工业导刊,2024(1):62-65.费尔干纳大断裂带东侧的南天山造山带南缘中生代构造窗中(图 1)14-15。研究区成矿带属古亚洲成矿域塔里木成矿省塔里木板块北缘 Fe-Mn-Cu-Mo-Sn-Au-Sb 菱镁矿铝土矿石墨硅灰石红柱石成矿带(-12)16。区域由老至新出露地层主要为元古界长城系，古生界泥盆系、石炭系，中生界侏罗系、白垩系，新生界新近系、第四系17-18。区域褶皱及断裂构造发育，其中褶皱构造主要有阔若木哲勒复式向斜、乌拉根向斜，较明显断裂构造有切列克苏断裂(F1)、乌恰断裂(F2)。区域岩浆岩不发育，火山岩发育一般，仅在中泥盆统地层中出露少量，侵入岩主要为零星分布的脉岩，空间上较为分散。2矿区地质特征2.1 地层矿区出露地层主要为中泥盆统托格买提组(D2t)、下石炭统野云沟组(C1yy)、下侏罗统沙里塔什组(J1sh)及康苏组(J1k)、中侏罗统杨叶组(J2y)、全新统(Qh)(图2)。63沙里塔什组(J1sh)及下侏罗统康苏组(J1k)呈断层接触，南西被全新统冲洪积层覆盖。该套地层为一套半封闭式滨浅海相沉积的碎屑岩与碳酸盐岩组合(图3)，岩性主要为黄褐色、灰黄色中厚层状粉砂岩夹薄层棕黄色泥岩、浅灰绿色细粒长石石英杂砂岩与紫红色中薄层细粒长石石英砂岩互层(图 4)。1 中新生代山间沉积盆地2 中生代构造窗3 古生代陆缘沉积盆地4 区域断裂构造5 次级构造单元代号6 研究区位置7 a 图在 b 图中所处的位置I 西昆仑山前古生代沉积盆地II 南天山造山带迈丹阔克萨勒古生代陆缘盆地III 喀什中新生代沉积盆地IV 南天山造山带南缘中生代构造窗F1 切列克苏断裂F2 乌恰断裂F3 库孜贡苏断裂F4 塔拉斯费尔干纳右行走滑断裂图 1区域大地构造位置图图 3托格买提组一段地层特征a 含钙质粉砂质泥岩b 钙质细粒长石石英杂砂岩c 细粒长石石英砂岩d 岩屑中细砾岩图 4托格买提组一段岩性特征2.2 构造矿区位于阔若木哲勒复式向斜的背形核部位置(图 5)，轴面走向约 140，向西南方向倾伏。褶皱南翼产状为 220 230 45 60，北翼产状为30 40 45 55。区域断裂切列克苏(F1)与乌恰断裂(F2)分别从矿区西南部和东北部穿过。在矿区中部托格买提组与沙里塔什组接触带断裂构造(F7)及次级断裂构造较为发育，重晶石矿体受托格买提组中北西向张性构造(F6)裂隙控矿明显。切列克苏断裂(F1)：呈 NW-SE 向分布，产状51 40 60。断层破碎带宽 10 60m，岩石碎裂岩化、角砾化明显。乌恰断裂(F2)：呈 NW-SE 向从矿区东北角延伸至区外。断层破碎带宽 3 5m，可见构造擦痕等现象，岩石碎裂岩化、角砾化特征均较明显(图 6)。F7：延 伸 长 度 5km，产 状 10 50 中泥盆统托格买提组一段(D2t1)分布于矿区中部，出露面积约 2.92km2。呈北西南东向展布，产状 355 40 45 65，分别与上覆下侏罗统1 全新统冲积层2 全新统洪积层3 中侏罗统杨叶组4 下侏罗统康苏组三段5 下侏罗统康苏组二段6 下侏罗统康苏组一段7 下侏罗统沙里塔什组8 下石炭统野云沟组9 中泥盆统托格买提组二段10 中泥盆统托格买提组一段11 整合地质界线12 不整合地质界线13 性质不明断层14 逆断层15 地层产状16 矿化蚀变带及编号17 重晶石矿体及编号图 2矿区地质图N李晓亚等：新疆乌恰县沙热拉重晶石矿地质特征及矿床成因浅析64矿化蚀变带受中泥盆统托格买提组中北西向张性构造裂隙控矿明显，附近岩石破碎较为强烈。围岩岩性为薄层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等。围岩蚀变主要有碎裂岩化、硅化、孔雀石化、褐铁矿化、黄铁矿化等。矿化蚀变带较围岩更为破碎，颜色更深，产状更陡。可见石英脉沿裂隙充填，石英脉中可见黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等金属矿化现象。3.2 矿体特征矿化蚀变带内发育 P1、P2 两条重晶石矿体，均赋存于中泥盆统托格买提组一段细粒长石石英砂岩中。矿体顶、底板围岩均为托格买提组地层。矿体特征见表 1。P1 矿体为主矿体，呈似层状产出，走向 NW-SE 向，沿走向断续延伸约 150m，倾向延深 101 128m。沿走向具有尖灭再现的现象。矿层产状较陡，倾向 350 50，一般 30 左右，倾角57 76，平均 68 左右。矿体连续性较差，沿走向向北西方向厚度逐渐变厚，沿倾向向深部厚度逐渐变薄，厚 0.38 3.66m，平均厚 2.03m，厚度变化系数 61.54%。矿体受断层影响，有错动现象，最大错动可达 5m。矿石品位沿倾向有变贫的趋势，沿走向变化不明显。3.3 矿石特征3.3.1 矿石矿物成分矿石矿物为重晶石，含量 48.45%89.22%。肉红色及浅肉红色，地表常见铁质浸染呈褐红色。重晶石具板状或柱状晶形，玻璃光泽。脉石矿物有石英，少量粘土物质等，局部含少量褐铁矿及铜矿。图 5褶皱构造a 构造擦痕b 构造角砾岩图 6断裂特征6080。断层两侧岩石破碎严重，可见孔雀石化、褐铁矿化、硅化等蚀变。断层破碎带宽 10 30m。该断裂为矿区内的主要控矿断裂，是成矿物质运移的主要通道。F6：为 F7 断裂的次一级张性断裂，是主要的 容 矿 构 造。断 裂 延 伸 长 度 1.5km，产 状 为5 60 65 80，断层两侧岩石破碎严重，可见重晶石矿化、硅化等蚀变。3矿体地质特征3.1 蚀变带地质特征通过地表综合找矿工作，圈定 1 条重晶石矿化蚀变带(S1)，蚀变带宽29.240.1m，总体走向北西南东向，倾向 NE，矿区内走向延伸约 1.2km。表 1矿体特征统计表 矿体 长度 厚度/m 矿体延深 埋藏深度 赋矿标高 矿体形态 矿体产状 平均品位 厚度变化 编号/m 最小 最大 平均/m/m/m BaSO4/%系数/%P1 150 0.38 3.66 2.03 101 128 0 125 2394 2516 似层状 350 50 57 76 79.77 61.54 P2 150 0.31 0.86 0.59 50 40 2511 2581 似层状 5 9 65 75 60.25 66.483.3.2 矿石结构构造矿石多为柱状结构、显微粒状变晶结构。重晶石颗粒大小不一，形态不规则，大的颗粒多为重结晶形成；在石英较多的部位，重晶石呈胶结物产出，并具层状分布的特点。矿石构造以条带状构造为主，其次为致密块状构造。3.3.3 矿石化学组分矿 石 中 主 要 化 学 组 分 为 BaSO4、SiO2及水 溶 盐 等。P1 重 晶 石 矿 体 BaSO4含 量 为56.85%89.22%，平均品位为 79.77%。P2 重晶石矿体 BaSO4含量为 48.45%85.57%，平均品位为60.25%。其他主要有害组分含量SiO2 1.91%8.43%，Al2O3 0.03%0.73%，Ca2+0.81%3.58%，Mg2+0.38%1.54%，Sr2+0.36%0.49%。3.3.4 矿石类型和品级矿石自然类型，按矿石结构构造划分为块状、脉状、团块状矿石。按矿石主要组分划分为单一重晶石矿。P1 重晶石矿体整体平均品位为 79.77%，平均体重为 4.25g/cm3，平均水溶性碱土金属(以钙计)含量为 110.3mg/kg，达到了一级钻井液用重晶石粉的质量标准，局部矿段重晶石平均品位可达 82%，平均体重超过4.30g/cm3，平均水溶性碱土金属(以钙计)含量小于 100mg/kg，达到了特级钻井液用重晶石粉 2024 年第 1 期 中国非金属矿工业导刊 总第 163 期65的质量标准19。按照化工用重晶石质量标准进行质量评价，该重晶石矿仅少部分矿段硫酸钡含量 88%，二氧化硅含量 5%，符合化工用重晶石一等品。大部分重晶石矿段为化工用重晶石合格品。4矿床成因4.1 矿床成因类型尚红林等20将重晶石矿床分为 5 个成因类型，岩浆热液型、火山沉积型、沉积型、风化(残坡积)型、浅成中低温热液型。浅成中低温热液型重晶石矿床特点为：矿体是在围岩断裂破碎带中或裂隙中以充填方式形成的。矿体的产出严格受地层层位控制，矿区内和附近没有与重晶石有直接成因关系的火成岩体存在。矿体多呈脉状，少数为囊状、不规则状等。矿石类型多为单一重晶石。由于沙热拉地区研究程度较低，本文根据前人总结的典型浅成热液型重晶石矿床的地质特征，通过对比探讨该地区重晶石矿的成因类型。沙热拉重晶石矿床层位、构造控矿明显，赋矿地层为中泥盆统托格买提组一段，矿体主要产于托格买提组与沙里塔什组地层接触带断裂构造附近次级张性及张扭性陡倾斜断裂内，且矿体的产出形态、厚度、质量和规模严格受断裂控制。矿区岩浆岩不发育。矿石类型为单一重晶石型。通过对比分析，矿区重晶石矿床特点与浅成热液型重晶石矿床特点类似，可归为浅成热液型重晶石矿床。4.2 成矿机制矿区位于阔若木哲勒复式向斜的背形核部位置，切列克苏断裂和乌恰断裂构成区域主要构造格架。在区域应力作用下产生了一系列北西向、北西西向的高角度断裂构造及断层破碎带，这些断裂构造为成矿提供了热液通道及容矿空间。中泥盆统托格买提组灰绿色、紫红色细粒长石石英砂岩为容矿岩石，成矿流体来源主要为地层中的建造水。在构造运动和地层温压梯度的驱动下，含矿地层的钡元素被加热形成含矿热流体。成矿流体沿着断裂、裂隙上升、运移，不断溶解围岩成矿物质，使矿化度不断增高。地表浅部由于温度、压力、pH 值、EH 值等外部条件的变化，最终重晶石矿物在断裂构造的合适部位析出沉淀成矿。4.3 找矿标志(1)根据矿体明显的层控特征，中泥盆统托格买提组砂岩、粉砂岩是寻找重晶石矿体的有利层位。(2)矿体围岩较破碎，围岩蚀变标志主要有碎裂岩化、硅化、孔雀石化、褐铁矿化、黄铁矿化。(3)矿体构造控矿明显，重晶石矿体以脉状充填于断层裂隙、破碎带、石英脉及方解石脉中，因而断裂、破碎带是良好的构造标志。(4)在矿体标高以下的山坡及沟谷中可见重晶石滚石，且在矿体附近山坡上重晶石有增多、变大的现象，在野外地表找矿具有指示作用。5结论(1)重晶石矿体赋存于中泥盆统托格买提组一段(D2t1)，呈似层状产出。整体呈 NW-SE 展布，矿层产状较陡，350505776，596575。矿体沿走向长约 150m，沿倾向延深 50 128m，厚0.31 3.66m。矿体沿走向具有尖灭再现的现象，向深部有变薄至尖灭的趋势。(2)该重晶石矿属于浅成热液矿床，构造控矿明显。(3)中泥盆统托格买提组地层，断裂、破碎带等可作为找矿标志。【参考文献】1 李占远.我国重晶石资源分布及开发前景 J.中国非金属矿工业导刊,2004(5):86-88.2 胡佩伟,杨华明,胡岳华,等.重晶石矿物材料的制备技术与应用进展 J.材料导报,2008,22(8):191-184.3 赵义,彭会清.重晶石矿物的开发与应用研究进展 J.中国非金属矿工业导刊,2015(6):3-6.4 张福良,卢晓亚.我国重晶石资源开发利用现状及建议 J.现代矿业,2017,581(9):1-4.5 侯丹凤,亚夏尔 亚力坤,张博文,等.喀什凹陷乌拉根铅锌矿床岩石磁学特征及地质意义 J.地质科学,2023,581(3):924-944.6 张志辉,李兴俭,胡擘捷,等.新疆乌拉根砂岩型铅锌矿床地质特征与控矿条件 J.地质通报,2019,38(11):1888-1898.7 张自涛.新疆沙里塔什铅锌矿床地质特征、化探异常特征及矿床成因分析 J.新疆有色金属,2020(3):11-12.8 谢月桥.新疆乌恰县沙热塔什号铅锌矿地质特征与矿床成因探讨 J.西部探矿工程,2013(12):123-124.9 赵路通,马忠美,刘增仁,等.新疆乌恰县吉勒格铜铅锌矿床地质特征及找矿标志 J.新疆地质,2020,38(2):192-197.10 李康,谢月桥,吴海才,等.新疆乌恰县吉根一带锰矿地质特征及成因探讨 J.西部探矿工程,2018(11):153-155.11 张振亮,冯选洁,董福辰,等.西南天山砂砾岩容矿矿床类型及找矿方向 J.西北地质,2014,47(3):70-82.12 贾润幸,方维萱.西南天山中新生代盆地成矿流体运移规律 J.地质力学学报,2021,27(4):529-541.13 沈宏飞,闫鲜.新疆乌恰县阿克塔木阿克塔什地区地球化学特征及找矿方向 J.西北地质,2023,56(2):109-118.14 朱志新,李锦轶,董莲慧,等.新疆南天山构造格架及构造演化 J.地质通报,2009,28(12):1863-1870.15 左国朝,刘义科,张招崇,等.中亚地区中、南天山造山带构造演化及成矿背景分析 J.现代地质,2011,25(1):1-14.16 徐志刚,陈毓川,王登红,等.中国成矿区带划分方案 M.北京:地质出版社,2008:1-138.17 蔡士赐.新疆维吾尔自治区岩石地层 M.武汉:中国地质大学出版社,2008.18 新疆地矿局第二地质大队.新疆乌恰县萨哈尔一乌拉根一带 1 5 万区域地质矿产调查 R.喀什:新疆地矿局第二地质大队,2016.19 周旭林,赵建光,李剑,等.矿产地质勘查规范 重晶石、毒重石、萤石、硼:DZ/T 0211-2020S.北京:地质出版社,2020.20 尚红林,姚超美,屈云燕,等.中国矿产地质志 重晶石矿卷 M.北京：地质出版社,2019:1-321.【收稿日期】2023-09-28李晓亚等：新疆乌恰县沙热拉重晶石矿地质特征及矿床成因浅析