苦草坪式重晶石（共）伴生萤石矿
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发布时间：2022-04-22 10:08
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时间：2023-10-31 23:37
矿床概况：重庆市彭水县郁山萤石重晶石矿区苦草坪矿床
一、矿床概况
1.矿床名称
重庆市彭水县郁山萤石重晶石矿区苦草坪矿床。
2.地理位置
位于重庆市彭水县走马乡，地理坐标：东经108°27′06″，北纬29°27′53″。
3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况
彭水县郁山萤石重晶石矿区苦草坪矿床属重晶石伴生萤石矿床，以重晶石为主，萤石为共生、伴生矿产。
该矿床成因类型为热液充填型萤石重晶石矿床。
1958年，四川省地质局涪陵地质队（现107地质队）发现彭水县官家巢、苦草坪、木亚岭三矿点，1960年进行普查评价，1963年2月提交《四川省彭水县（红花岭）、郁山萤石-重晶石矿区普查评价报告》。
1974～1978年，四川省地质局107地质队对彭水县苦草坪和背牛千矿床开展详查，于1979年提交了《四川省彭水县郁山萤石重晶石矿区苦草坪、背牛千矿床地质详查报告》。该矿床重晶石资源量为中型规模，萤石为小型规模。
目前，该矿床正在开采。
4.所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带
彭水县郁山萤石重晶石矿区苦草坪矿床位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-77-①上扬子中东部（坳褶带）Pb-Zn-Cu-Ag-Fe-Mn-Hg-Sb-磷-铝土矿-硫铁矿-煤-煤层气成矿带，滇东-川南-黔西Pb-ZnFe-Ree-Mn-磷-硫铁矿-钙芒硝-煤-煤层气成矿亚带。
5.区域成矿地质条件
（1）大地构造位置
矿区所处大地构造位置属扬子陆块区、上扬子陆块、扬子陆块南部碳酸盐台地内的黔江凹褶束。
（2）区域地层
矿区所在区域位于四川盆周东南缘，大娄山脉北西侧。区域内均为沉积岩，属稳定地台型建造。褶皱基底仅在秀山县南部出露，其地层按《四川省区域地质志》划分方案属上扬子地层区川东分区永川-酉阳小区。地层除缺失上志留统，中、下泥盆统、下石炭统、下二叠统、下、中白垩统及第三系（古近系、新近系）外，从青白口系到第四系均有出露，沉积总厚度达11518m。纵观地层厚度，碳酸盐岩类厚4448m，占总厚度的38.6%；碎屑岩厚7070m，占总厚度的61.4%。
元古宇青白口系板溪群为一套浅海相碎屑岩，浅变质，属本区褶皱基底。南华系南沱冰碛组为陆相冰川环境，是一套砂、砾建造。南华系大塘坡组下部夹有透镜状菱锰矿。
震旦系为一套浅海相碳酸盐岩和碎屑岩，分布在背斜核部。寒武系以浅海碳酸盐岩为主，分布在背斜核部；奥陶系以一套潮间-浅海相碳酸盐岩与碎屑岩互层产出，分布在背斜核部或近轴部的背斜翼部，其下统桐梓组和红花园组为萤石、重晶石含矿岩系；中、下志留统为一套滨海-浅海相碎屑岩，多数分布在背、向斜两翼，少数分布在背斜核部；上泥盆统水车坪组为一套陆源碎屑-滨诲沉积岩，出露在向、背斜翼部；上石炭统黄龙组为一套滨海陆棚相碳酸盐岩，出露在向、背斜翼部；中、上二叠统为一套滨海-浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩、煤建造，分布在向斜核部及向、背斜翼部；三叠系为一套开阔海-湖滨沼泽相碳酸盐岩与碎屑岩互层，夹煤层建造，分布在向斜核部及向、背斜翼部；侏罗系为一套湖滨沼泽-河流、洪泛盆地碎屑岩相沉积，分布在向斜核部及背斜翼部；上白垩统正阳组为一套山间盆地粗粒碎屑岩相沉积，呈不整合分布在濯河坝大集场向斜北段及铜西向斜核部地位之上。
（3）区域构造
矿区所在区域位于七曜山基底断裂带南东、遵义基底断裂带以东、扬子陆块南部碳酸盐岩台地。该区褶皱、断裂发育，具有一系列有规律的带状分布的褶皱群及伴生断裂，其总体走向与四川盆地边缘趋于一致，呈北北东向-北东向展布。
褶皱 区域上，从西到东、由南到北有双河向斜、龙骨溪背斜、郁山背斜、筲箕滩复背斜、金佛山向斜、白马长坝向斜等背、向斜，褶皱轴面大多数呈北西向倾斜，两翼倾角一般不等，多呈东陡西缓不对称型。萤石重晶石主要分布于郁山背斜、筲箕滩背斜、天馆背斜，其次是天星背斜、老厂坪背斜、龙骨溪背斜、咸丰背斜、桐麻岭背斜，集中于背斜倾伏端和轴部转弯地段。
郁山背斜：背斜轴向30°～45°，南由贵州境内进入，往北东延伸至湖北日鹤桥一带倾没，全长100余千米。核部多由寒武系、奥陶系组成，翼部主要为志留系组成。轴部开阔，地层平缓，南东翼岩层倾角15°～20°，而略陡于北西翼，为一宽缓的似箱状褶曲。相对而言，南东翼完整，北西翼遭受压扭性、张性断裂带的连续破坏，造成地层缺失，并常于该断裂带内外，见有次级褶皱，而以郁山一带较为明显。
断裂 主要为与褶皱伴生的断裂，走向与褶皱轴向近于一致，倾向南东或北西，倾角38°～80°不等，以正断层为主，断距相差悬殊，数十米至数百米不等。主要有大水沟逆断层、龙羊逆断层、火石垭逆断层、郁山正断层等。其中仅郁山正断层、铜楼正断层对含矿岩系有一定的影响。
郁山正断层位于郁山背斜北西翼，与其压性结构面平行。早期具压性，后期具明显张性，为典型的区域性断层。走向30°～45°，倾向北西，倾角50°～85°，大致与郁山背斜同步发育而略长，延伸100多千米。断裂带宽数十米，断续分布，常见角砾岩充填。在羊头铺最大地层落差1000m以上。
二、矿床地质特征
（一）矿区成矿及控矿地质条件
1.矿区地层
图10-8 苦草坪萤石重晶石矿床地质图
（据四川省地质局107地质队，1979）
1—上寒武统毛田组细晶白云岩；2—下奥陶统桐梓组一段生物碎屑灰岩、页岩；3—下奥陶统桐梓组二、三段细晶灰岩、白云质灰岩、白云岩；4—下奥陶统桐梓组四段灰岩与页岩互层；5—下奥陶统桐梓组五段灰岩、鲕状灰岩、生物介壳灰岩夹燧石薄层；6—下奥陶统桐梓组六段页岩夹灰岩透镜体和薄层燧石条带；7—下奥陶统红花园组一段中厚层状灰岩夹薄层状介壳灰岩和燧石条带；8—下奥陶统红花园组二段白云质灰岩、块状灰岩、含生物碎屑灰岩；9—中奥陶统大湾组一段页岩夹生物碎屑灰岩、泥质灰岩；10—中奥陶统大湾组二段钙质页岩；11—中奥陶统大湾组三段泥质灰岩；12—中奥陶统大湾组四段页岩夹泥质灰岩；13—正断层；14—萤石重晶石矿体
苦草坪萤石重晶石矿床位于郁山背斜北东段倾伏地段的南东翼。矿体赋存于下奥陶统红花园组和桐梓组内的北北西向断裂中。
矿区内出露地层有上寒武统、奥陶系、下志留统和第四系（图10-8），奥陶系分布面积达95%，自下而上分述如下：
1）上寒武统毛田组（
m）：顶部为灰白色灰质白云岩。与上伏下奥陶统桐梓组整合接触。
2）下奥陶统（O1）：分桐梓组（O1t）和红花园组（O1h）。
桐梓组（O1t）分6个岩性段，厚218～281.7m。一段（O1t1），灰色厚层含生物碎屑灰岩和泥质条带灰岩，下部常见页岩薄层和豆荚状灰岩薄层。二段（O1t2），灰色至深灰色中厚层至块状灰岩，层间夹5～10层豆荚状灰岩。三段（O1t3），灰色厚层灰岩、白云质灰岩、白云岩，普遍含鲕粒，含少量生物碎屑及燧石。四段（O1t4），灰色厚层灰岩与灰色水云母页岩互层，产三叶虫。五段（O1t5），灰色-深灰色薄（主）-中厚层状灰岩、鲕状灰岩、生物介壳灰岩，夹燧石薄层和页岩，为本区容矿或矿化层位。六段（O1t6），灰色页岩，夹灰岩透镜体和薄层燧石条带，岩性变化大。为本矿床容矿或矿化层位。
红花园组（O1h）分两段。厚60～78m。第一段（O1h1），灰至深灰色中厚层状灰岩夹薄层状介壳灰岩和燧石条带。下部以薄层生物灰岩为主，上部以鲕-假鲕或假角砾或凝块状灰岩为主，富产房角石、腕足类及螺化石，岩相变化不大，是本区主要容矿层位。第二段（O1h2），下部为灰至深灰色厚层含泥白云质灰岩，凝块状灰岩。上部为灰色中厚层含生物碎屑灰岩，顶部5m含燧石团块。富产房角石、腕足类、螺类化石，厚8.68m，该段属本矿区最主要的容矿层位。
3）下奥陶统（O2）：分大湾组（O2d）、十字铺组（O2s）和宝塔组（O2b）。
大湾组（O2d）分4个岩性段，厚102.3～198.4m。第一段（O1d1），下部为深灰色页岩夹透镜状生物灰岩或泥灰岩；上部为灰色—浅灰色厚层泥质灰岩，岩性及厚度变化大，为本区容矿层位。第二段（O1d2），灰色、灰绿色钙质页岩。下部夹紫红色页岩及泥灰岩透镜体，产三叶虫、腕足类等化石。第三段（O1d3），灰色、灰绿色、浅紫红色中厚层泥质灰岩。第四段（O1d4），灰绿色页岩，普遍夹豆荚状泥质或瘤状泥灰岩。
十字铺组（O2s）灰色中厚至厚层隐晶质泥质灰岩、瘤状灰岩，厚度变化大。
宝塔组（O2b）灰色中厚至厚层泥裂纹灰岩。产直角石等化石。
3）上奥陶统（O3）：分临湘组（O3l）、五峰组（O3w）。临湘组（O3l），灰色中厚层状瘤状泥质灰岩。五峰组（O3w），黑色含粉砂炭质页岩，产四川叉笔石。与下志留统龙马溪组整合接触。
4）下志留统龙马溪组（S1l）：下部为黑色、深灰色水云母页岩、炭质页岩，中上部为灰绿色含粉砂水云母页岩，夹砂岩。
2.矿区构造
苦草坪萤石重晶石矿床位于郁山背斜北端南东翼近轴部。矿区共有4条断层，其中F1，F2为成矿断层，F3，F4为成矿期后断层（图10-8～图10-10）。
F1正断层 为主要含矿断层。南起芭蕉湾，往北西延伸经老井湾至楚家湾东侧止，全长1330m，断层走向30°～40°，倾向北东，一般上陡下缓，断距0～15m，断面平直光滑，呈舒缓波状，破碎带一般宽4～5m，见断层角砾岩，角砾直径数厘米至数十厘米，棱角状，充填有萤石重晶石脉。该断层在芭蕉湾南田垭口处，被F3断层向南西错位约100m，继又循南东向延伸至香树坪出矿区。
F2正断层 为F1正断层的尖灭侧现，分布在楚家湾西至洪家沟，伏于第四系下，全长600m，发育在桐梓组上部至毛田组中，断层走向35°，倾向北东（局部南西），倾角陡立，断距0～1.5m，破碎带宽1m左右，充填方解石脉。
F3正断层（湾地正断层）西起新房子，往北东经湾地，保兴寺至草塘溪，出露长5km，断层走向35°～40°，倾向南东，倾角50°～80°，断层发育在大湾组至桐梓组中，地层断距20～80m，破碎带发育，宽3～5m，具断层角砾岩和强方解石化，在湾地一带F3将F1成矿断层向南西方向错移约100m。
图10-9 苦草坪萤石重晶石矿床地质剖面图
（据四川省地质局107地质队，1979）
1—下奥陶统红花园组一段中厚层状灰岩夹薄层状介壳灰岩和燧石条带；2—下奥陶统红花园组二段白云质灰岩、块状灰岩、含生物碎屑灰岩；3—中奥陶统大湾组一段页岩夹生物碎屑灰岩、泥质灰岩；4—中奥陶统大湾组二段钙质页岩；5—断裂；6—萤石重晶石矿体
图10-10 苦草坪萤石重晶石矿床地质剖面图
（据四川省地质局107地质队，1979）
1—下奥陶统红花园组一段中厚层状灰岩夹薄层状介壳灰岩和燧石条带；2—下奥陶统红花园组二段白云质灰岩、块状灰岩、含生物碎屑灰岩；3—中奥陶统大湾组一段页岩夹生物碎屑灰岩、泥质灰岩；4—中奥陶统大湾组二段钙质页岩；5—断裂；6—萤石重晶石矿体
F4平推断层 位于老井湾南侧小垭口上，因发育在大湾组二段页岩中，断层延伸长度不详，在矿床内经地表与坑道揭示，走向66°，倾向北西，倾角77°，断距1.5m，将F1断层平错10～12m，据坑道观察破碎带内常充填粘土，上盘为方解石化角砾状灰岩。
（二）矿床特征
1.矿体特征
苦草坪萤石重晶石矿床属热液充填脉状矿床，其生成受成矿断层和容矿地层的控制。矿床由一号矿体及其规模很小的旁侧矿体组成（图10-8～图10-10）。
（1）一号矿体（主矿体）
赋存于F1成矿断层中，为脉状矿体。以往初步普查时，在矿体地表裸露部分圈定两个矿段，楚家湾北矿段长230m，湾地南矿段长290m，两矿段沿走向间隔610m有成矿断层通过，未见矿体。详查阶段经采用100m×25m基本钻探网距施工，证明地表两矿段之间隐伏地段大湾组页岩之下下奥陶统红花园组灰岩的断裂中有萤石重晶石矿体存在，且连续性较好，构成了该矿床主体。由于容矿地层倾角较缓，矿体向南东仅作2°的侧伏，大致与F1断层面上盘之红花园组容矿地层齐驱并伸。矿体上界面平直，下界面参差不齐，全长1130m，矿厚4～5m，最厚7.5m，薄者1～2m，垂直延深一般70m左右，至红花园组底界尖灭，少数达桐梓组顶部，延深可达100m。
矿体形状 水平方向变化不大，为脉状，沿倾斜方向形似透镜伏，向上向下呈楔形尖灭，厚度一般渐变，个别向上呈突变，矿体中部也略有收缩与膨胀现象。
矿体产状 与F1成矿断层产状一致。走向北西，倾向北东，倾角75°～88°。由于受成矿断层制约，具局部扭曲和反倾。
（2）旁侧矿体
该矿床除主矿体外还有数条旁侧矿体。在地表，于F1断层南端在芭蕉湾桐梓组上部地层中有两条重晶石小矿体，每条长20m左右，宽小于0.5m；于F1断层北端在龙洞湾有一条重晶石小矿体，矿体长30m左右，宽0.5m。在深部，于F1主断层上盘见小矿体数条，其中一较大矿体与主矿体相距1～3m，垂直延深达50m左右，倾向北东，倾角83°。
2.矿石特征
（1）矿石类型
主要有萤石-重晶石型和重晶石-萤石型两种，其次还有方解石萤石型、方解石重晶石型。
（2）矿石自然类型
本矿区萤石重晶石矿石主要为块状萤石矿石、块状重晶石矿石、萤石重晶石矿石。
块状萤石矿石 由粒状萤石集合体组成，萤石含量在70%以上，重晶石含量小于30%，方解石、石英、玉髓等含量很少，小于10%。该类矿石分布在矿床的南段和北段的部分钻孔内。
块状重晶石矿石 由板柱状重晶石的集合体组成，重晶石含量在70%以上，萤石含量小于30%，石英、方解石等含量不超过10%，萤石为重晶石矿的伴生矿产。该类矿石主要分布在矿床北段和南段的上部。
萤石重晶石矿石 由萤石和重晶石两矿物组成。该类型矿石除块状萤石和块状重晶石矿外，皆属萤石重晶石矿石，两者含量都在工业要求以内，大致呈相互消长，是该矿床中主要矿石类型。
（3）矿石的结构构造
矿石结构分为柱粒状结构、粒状结构、板柱状结构、放射状结构、交代结构和交代残余结构。
柱粒状结构 为萤石重晶石共生矿石最主要的结构。萤石为粒状，重晶石为板柱状，两者不均匀地密切共生，萤石多以他形粒状分布在重晶石板状晶体的间隙中，在萤石和重晶石中包裹石英、玉髓和泥质物等。
粒状结构 为萤石矿石最常见的一种矿石结构。萤石呈他形粒状，粒径大小不一，一般1～15mm，多在5mm左右，粗粒为主，解理发育，于粒间及解理缝中不均匀分布有极少量重晶石、石英及泥质物等，粗晶方解石为自形晶粒状结构。
板柱状、放射状结构 为单一重晶石结构。重晶石晶粒粗大，为结晶良好的板柱状晶体，集合体呈束状、帚状、放射状。解理发育，常包含有石英、玉髓和方解石的细小颗粒。
交代结构和交代残余结构 该类结构在矿石中也较常见。一般发育在矿脉侧旁的硅化岩带或在脉内硅化角砾岩边，由萤石重晶石或其中之一交代围岩或蚀变岩生成。见较多的石英、玉髓和硅化角砾岩的包裹体，有时可见方解石的残余。
矿石构造分为团块状（镶嵌）构造、块状构造、条带状构造、脉状及网脉状构造和角砾状构造。
团块状（镶嵌）构造 是该矿床萤石重晶石矿石最主要的构造类型。萤石和重晶石呈团块状集合体互相嵌生，团块直径大小不一，大者可达0.5m左右，小者仅为2～3cm，边界清晰。随着各自含量多少和所处矿脉部位不同，或以重晶石为主被萤石镶嵌，或以萤石为主被重晶石镶嵌，有时可见巨晶方解石与萤石重晶石之一镶嵌。
块状构造 是萤石脉、重晶石脉常见的一种构造。也可在萤石重晶石混合脉中萤石或重晶石局部富集部位出现，常为粗粒结构、板柱状结构，矿物成分单一，有时夹杂少量其他矿物。
条带状构造 是萤石重晶石脉较常见的一种构造。主要因重晶石结晶习性而形成萤石矿与重晶石矿相间呈条带状排列。根据条带的宽窄又可分为粗、细条带状构造。矿物颗粒较细，以柱粒状为主。
脉状及网脉状构造 是较为常见的矿石构造，多分布于脉壁或脉的两侧围岩内，萤石重晶石细脉或方解石细脉呈脉状、网脉状分布，细脉一般长数毫米至1～2cm。
角砾状构造 发育在断层面的两侧，早期生成的萤石和重晶石矿受后期应力作用，使矿石破碎呈角砾状而再胶结生成，具压碎结构，角砾状结构。
（4）矿石矿物组成
苦草坪萤石重晶石矿床的矿石矿物主要为萤石和重晶石，脉石矿物为方解石、石英、玉髓、黄铁矿及其泥质物和灰岩角砾等。因矿脉所在部位不同，或以萤石为主重晶石为辅，或以重晶石为主萤石为辅。脉石矿物也是随矿脉所在部位、地层不同而具差异。当矿脉在红花园组中，以石英、玉髓居多；当矿脉在大湾组中，含水云母、绿泥石和黄铁矿等。
（5）矿石化学组成
化学成分较简单，主要成分为CaF2，BaSO4，其次为CaCO3，SiO2等。根据光谱分析，矿石中含Sr，Pb，Zn等元素，其含量不影响矿石的工业利用。
3.围岩蚀变
与矿化有关的围岩蚀变主要有硅化、萤石化、重晶石化、方解石化。
三、矿床成因与成矿模式
（一）矿床成矿及控矿因素
1.地层对萤石重晶石矿床的控制作用
苦草坪萤石重晶石矿床产于奥陶下统红花园组灰岩和下奥陶统桐梓组五段、六段灰岩的断裂中，受层位控制明显，而在桐梓组五段、六段之下的层位和红花园组之上的大湾组，未见矿体形成。
2.岩性对萤石矿床的控制作用
矿体围岩为下奥陶统红花园组灰岩和下奥陶统桐梓组五段、六段灰岩，萤石、重晶石矿主要产于较纯的生物碎屑灰岩内，少数与白云质灰岩及泥质灰岩有关。在红花园组之上的大湾组页岩中则未能形成矿体，萤石重晶石矿体的形成受灰岩岩性控制。
3.构造对萤石矿床的控制作用
区内萤石重晶石矿床受北北东向背斜和北西向断裂或裂隙控制。
从本区所在区域来看，萤石、重晶石矿化的东界，明显受龙山、酉酬、龙潭、秀山一带以东一系列北北东向呈雁行斜列的短轴开阔褶皱与冲断结构面的控制，西边界被七曜山基底断裂控制。
矿区内北西向断裂为控矿断裂，萤石重晶石脉状矿体赋存于其中。而北东向断裂，形成晚于北北西向断裂，对萤石重晶石矿体起到了破坏作用，属于成矿其后断裂。
（二）成矿期次和成矿时代
本区萤石重晶石矿床均赋存于下奥陶统红花园组和桐梓组内的北北西向断裂中。据分析，本区北北西向断裂形成于燕山期，据此推断，萤石重晶石矿床形成于燕山期，成矿期次为一期成矿。
（三）成矿作用及成矿模式
寒武纪至奥陶纪，本区为浅海，沉积了一套巨厚的碳酸盐岩地层，碳酸盐岩中富含Ca，F，Ba，S，As等成矿物质。燕山运动形成了一系列北北东向褶皱构造，伴随着挤压褶皱，产生了北东向断裂及北北西、北西向张性、张扭性断裂，为地下水运移提供了通道和储集空间。地表水沿断裂及岩溶通道渗流到地下深部的过程中，逐渐萃取碳酸盐岩围岩中的Ca，F，Ba，S等成矿元素，形成含矿热卤水，运移到破碎带并储存其中。随着温度、压力的增加，含矿热卤水的矿物质浓度也逐渐增加，达到一定的饱和状态。由于温度、压力等物理化学条件变化，热液中的矿物质析出，沿构造裂隙充填形成了可供工业利用的萤石重晶石矿体。
四、区域成矿要素
1.灰岩
苦草坪式重晶石（共）伴生萤石矿床的矿体均赋存于下奥陶统红花园组灰岩和桐梓组五段、六段灰岩中，而在大湾组页岩和其他岩性地层中则未能形成矿体，灰岩对形成萤石、重晶石矿床具控制作用，其在矿床的形成中可能扮演了提供氟和钙的角色，是该类型矿床形成的必要要素。
2.断裂
该类型重晶石（共）伴生萤石矿床均赋存于下奥陶统红花园组灰岩和桐梓组五段、六段灰岩的断裂破碎带中，断裂是该类型矿床形成的必要要素。
3.地层
下奥陶统红花园组灰岩和桐梓组五段、六段灰岩是该类型矿床的控矿围岩，下奥陶统红花园组、桐梓组是该类型矿床形成的重要要素。
