矿床类别重晶石(Barite)。我国重晶石矿床可分为四种类型，即沉积型矿床、火山沉积型矿床、热液型矿床和残坡积型矿床。矿产分布矿产的分布情况：全世界重晶石资源比较丰富，主要分布在美国、俄罗斯、中国、秘鲁、印度
化学品中文名称：重晶石 主要成分：纯品 外观与性状：白色斜方晶体。 化学品英文名称：Barite 中文名称2：重晶石 英文名称2：barium sulfate 分子式：BaSO4 分子量：23339 化学成分：BaO:657%,SO3:343%。成分中有Sr、Pb和Ca类质同像替代。
一、重晶石矿的空间分布规律
中国重晶石矿床在空间上的分布具有广泛而又相对集中的特点。截止到2011年底，探明储量的矿区有220余处，广泛分布于全国25个省（区），全国总共查明重晶石矿资源29亿t。就省（区）而论，以贵州省重晶石矿最多，占全国总量的321%，湖南、广西、甘肃、陕西、浙江等省（区）次之。以上六省查明资源储量合计占全国总量的86%以上。
沉积型重晶石矿床主要分布湖南、贵州、湖北、广西、甘肃、陕西和西藏等省（区），集中在扬子地块的南缘和北缘，多为大中型规模，是开采和计划开采重要矿床类型。层控型重晶石矿床多产于贵州、四川、广东、湖北、河南、山西等地，集中在扬子地块和华北地块的碳酸盐岩地台区，规模常为中到大型。热液型矿床主要分布在山东、湖南、贵州及广东等省，在我国西北也有少量矿床（点）产出，集中在深大断裂附近（如郯庐断裂），矿床规模多为中型和小型。火山-沉积型矿床出现在地槽处，重晶石常是共伴生矿，是综合利用产品，四川白玉呷村和甘肃肃南桦树沟镜铁山为重要产地，规模为大型。风化（残坡积）型矿床主要分布于我国南方地区，原生矿体的附近。
二、重晶石矿的时间分布规律
中国重晶石矿床主要有沉积型、层控（内生）型、热液型、火山-沉积型和风化型（残坡积型）五种。沉积型重晶石是中国最重要成因类型，主要产于寒武纪或震旦纪—早寒武世中，其次是奥陶纪、志留纪、泥盆纪和石炭纪，少数产于中生代白垩纪。层控型重晶石主要产于晚寒武世—早奥陶世的沉积地层中。热液型重晶石主要产于中生代白垩纪，以及古生代奥陶纪、泥盆纪等。火山-沉积型重晶石主要产于前寒武纪元古宙弧-盆中微型古陆和印支旋回三叠纪岛弧中。
由此可见，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、中生代的地层中。从构造旋回上看，主要与加里东旋回、华力西旋回、印支旋回和燕山旋回有关。在重晶石成矿的演化时序上，大多出现于每一个旋回的底部或下部（图8-1）。
从图8-1明显看出加里东旋回的下部寒武纪是中国沉积型重晶石矿床的一个重要的成矿时代。已知产于下寒武统底部的沉积重晶石矿床的探明储量，占中国重晶石总探明储量的60%左右。
产于华力西旋回下部泥盆系的重晶石矿床有沉积型的（广西来宾、贵州镇宁）、热液型的（广西象州、山东安邱、湖南衡南）。产于印支旋回的主要是三叠系火山-沉积重晶石矿床（四川呷村）。产于燕山旋回的有白垩系沉积重晶石矿床（西藏类乌奇）。
上述各个旋回沉积重晶石矿床，多位于硅质岩、炭泥质岩和碎屑岩建造向碳酸盐岩建造的过渡地带。说明沉积重晶石矿床的形成、受控的实质不局限于具体的地层时代，而是取决于所处的地质构造旋回部位，既受控于不整合面或沉积间断面之上的陆相碎屑岩层与海相碳酸盐岩之间的过渡地带，或最大海侵的底部。
必须指出，多数层控型矿床，虽然控矿地层时代较老，如武陵-苗岭重晶石成矿带受控地层主要为上寒武统—下奥陶统；太行-中条重晶石成矿带受控主要地层亦为上寒武统—中奥陶统及更老的地层，但是它们的成矿时代，多集中于燕山期。
图8-1 我国重晶石矿床
（据李文炎等，1991）
从成矿时序看，沉积型重晶石矿床由寒武纪—白垩纪有逐渐减弱的趋势，热液型重晶石矿床多以印支期和燕山期为主要，如表8-1所示。
表8-1 各类重晶石矿床成矿时序
资料来源：中国重晶石矿床。
三、成矿控制
沉积型重晶石矿床产于一定的地质时代或地层序列中，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，矿石多为单一重晶石类型。层控型重晶石是明显受地层层位控制的呈层状或热液脉状产状的矿床。其沉积环境多为陆内裂谷的断陷盆地中碳酸盐台地，有的产于盆地的边缘，临近控制岩相突变带的同沉积断裂一侧。层状重晶石多数产于硅质岩中，脉状矿多数产于碎屑岩和碳酸盐岩中。矿床附近无明显岩浆活动。脉状矿在平面上有分带性。层状矿、脉状矿的矿物成分、矿石的结构构造、矿物的物理化学参数等，呈有规律性的系统演化关系，即有相互过渡，又有清楚的垂直分带性。垂直分带性与水平分带性的趋势一致。围岩蚀变多为硅化，矿体向上蚀变减弱。矿石类型多为单一重晶石，部分为多金属重晶石、白钨矿重晶石、萤石重晶石和硫化物重晶石。据分析成矿溶液性质为Na-K-SO4-Cl型，为混合源的地层水性质。热液型重晶石矿床形成与构造岩浆活动有关。火山-沉积型重晶石沉积相环境为海相火山喷发-沉积岩系，产于前寒武纪元古宙弧-盆中微型古陆重晶石与基性-超基性岩浆活动有关，重晶石矿产于铁矿之中，产于印支旋回三叠纪岛弧中重晶石与钙碱性岩浆活动有关，重晶石矿石类型为Ba-Pb-ZnCu-Ag-Au多金属重晶石，该类型矿层多呈条带状和似层状与围岩产状一致。
四、成矿系列
重晶石的形成与大地构造背景、沉积相带环境、地史旋回阶段和岩浆活动密切相关。因而，根据不同类型重晶石矿的成矿地质构造背景，成矿地质发展阶段和成矿地质作用特征等，划分了成矿系列。
1沉积型重晶石成矿系列
（1）单元素系列
即重晶石单矿床，其他有用元素甚微或无，如寒武纪的永安李坊、晚泥盆世的来宾古潭、镇宁乐纪等矿床。
（2）多元素系列
扬子地块南缘沉积型重晶石矿床，在皖、赣、浙边应属裂谷带火山-气液喷溢沉积成因，在湘、黔等地可能属壳层重熔或裂谷带碱性-碱性超基性岩浆活动的气液上涌沉积成因。由于均位于海盆，可概括为海底喷气热液沉积成因或海底热泉（喷气）沉积成因。这种壳层重熔源或裂谷带的火山活动的气液直接上涌到海盆的观点，只是强调它的主导作用，并不排除有其他方面的物质来源。譬如火山-气液沿地壳裂隙上升，在路过基底层时，势必要捕获基底层的某些物质组分加入，只是量多量少的问题。这种气液直接上涌到海盆的沉积成因观点，只是根据有限地质学方面资料作出的推论。
形成于扬子地台北缘的沉积型重晶石矿为裂谷环境，受裂谷带构造和岩相古地理环境控制，属海底火山热泉（喷气）沉积成因，重晶石形成于酸性的地球化学环境，毒重石则形成于碱性的地球化学环境。本成矿带沉积型重晶石矿床受裂谷带或裂陷槽的深断裂、同断陷带和盆地斜坡为主的古构造、古地理岩相条件的综合控制。
扬子地台南缘、北缘成矿带是一个由P-Ba-U-Th-LREE-Ni-Mo-V-Pt族等组成的火山气液源成矿系列，位于 界线附近。另外，在南方黑层中Cu，Pb，Zn，Ag的丰度在有些地区偏高，其中Ag品位在黔东大河边重晶石矿床中为10～33g/t，平均165g/t。上述成矿系列在时序上变为：先是沉积磷块岩、铀、稀土等，接着沉积重晶石，之后沉积镍、钼、钒、银等多金属元素和石煤，最后沉积钾，由下到上构成以清晰的Pu-REE-Ba-Ni-Mo-V-Ag-K的垂向序列。
2层控（内生）型重晶石成矿系列
常见多元系列，主要有①Ba-Pb-Zn-Cu系列（象州、武宣地区，太行-中条成矿带）；②Ba-W-Sb系列（粤北韶关）；③Ba-F-Cu-Pb-Zn-Hg系列（武陵-苗岭成矿带）。这些成矿系列在宏观上具有区域的水平分带和垂直分带特征。如象州、武宣地区，象州为重晶石单矿床，Cu，Pb，Zn仅见微弱矿化，但到武宣则变为铅锌-重晶石复矿床，具明显的水平分带；又如武陵-苗岭成矿带，重晶石-萤石矿产于下奥陶统红花园组—上寒武统，在下寒武统清虚洞组产汞矿和铅锌矿，在区域上由上到下构成一个Ba-F系列（上）和Hg-Pb-Zn系列（下）的垂直分带。
3热液型重晶石成矿系列
主要有两个成矿系列：①Ba-Pb-Zn-Cu系列，如山东安邱、湖南衡南等地，已知与酸性岩浆岩有关；②Ba-Fe系列，如广西靖西一带，已知与基性岩浆岩有关。
一、矿床概况
1矿床名称
贵州天柱大河边重晶石矿床。
2地理位置及中心点经纬度坐标
矿区位于贵州省东部天柱县与湖南省西部新晃侗族自治县的交界地带。地理坐标：东经109°08′07″，北纬27°02′19″。
3矿床类型、矿种、资源储量、规模、品位、勘查程度、开发情况
1984～1986年，贵州省地质队对天柱县大河边重晶石矿进行了详查工作，BaSO4含量为3206%～9806%，平均8556%。
4所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带区域成矿条件
ⅢBa-15江南隆起西段Sn-W-Au-Sb-Fe-Mn-Cu-重晶石-滑石成矿带（III-78）。
5区域成矿条件
（1）大地构造位置
位于上扬子古陆块雪峰山基底逆推带，扬子陆块南部被动边缘褶冲带三级构造单元之万山-兰田和锦屏-雷山长条状褶皱区。
（2）区域地层
区内出露地层主要有上元古界下江群，以及震旦系、寒武系、奥陶系及志留系，累计地层出露厚度逾7000m。寒武系约占30%出露面积，震旦系、奥陶系及志留系分布较为局限（图3-1）。
（3）区域构造
区内褶曲主要有龙塘背斜、大塘背斜、阳寨-半坡向斜、新场背斜、坪地复式向斜，岳寨-绿豆坡背斜、南明向斜、天柱向斜、高酿向斜等。区内断裂十分发育，以逆断层和正断层为主（各占50%），平移断层仅图区南缘老山坡-高酿断层一条，且其东端主要表现为正断层性质。
二、矿床地质特征
1矿区地质特征
矿区位于坪地复式向斜南东翼中段，总的为一单斜构造，局部发育一系列北东向次级褶曲及压扭性断层，与矿区西部压扭性区域断层F1成锐角相交，构成一个“入字形”构造（图3-2）。
矿区出露地层有青白口系、南华系、震旦系、寒武系和第四系。重晶石矿产于上震旦统—下寒武统老堡组 含重晶石、硅质岩建造中。
2矿床特征
（1）矿体特征
重晶石主矿层出露于坪地（贡溪）向斜两翼，形态简单，呈层状产出，矿体产状与围岩一致，同步褶皱，总体走向北东45°；倾向在向斜北西翼为南东，南东翼为北西；倾角16°～84°，一般为20°～40°；浅部陡，向深部则渐趋变缓。北西翼长12km，南东翼长4km。矿层厚度较稳定，主矿层厚一般3～5m，最小05m，最大1017m，平均厚度349m，在倾斜方向，矿层厚度也略有增厚的趋势。
图3-1 大河边重晶石矿床区域地质略图
（据李文炎等，1991）
1—寒武系；2—震旦系；3—下江群；4—背斜；5—向斜；6—压性断层；7—冲断层；8—压扭性断层；9—平推断层；10—地质界线；11—不整合地质界线；12—重晶石矿层
图3-2 天柱县大河边重晶石矿区构造纲要图
（据贵州省地调院，2012）
1—坪能向斜；2—崩龙山背斜；3—哨坝向斜；4—无名小背斜；5—冲坑向斜；6—黄莲向斜；7—卜登寨背斜；8—高架背斜
（2）矿石特征
矿物组成 矿石矿物主要为浅灰—灰色重晶石，伴有白云石、方解石、炭质有机质，少量自生斜长石、粘土矿物、黄铁矿等，其含量随矿石类型而异。
矿石结构 重晶石矿石多为他形-半自形晶，主要结构有粉晶-细晶结构、不等粒变晶结构、花岗变晶结构，次要结构有向心放射状不等粒变晶结构、交代溶蚀结构、条柱状结构等。
矿石构造 块状、花斑状、溶孔状、条纹状和结核状等，多见块状、花斑状、条纹状三种构造。
矿石类型 依据矿石的结构、构造可将矿石分成块状矿石和条带状矿石、花斑状矿石、溶孔状矿石、结核状矿石等矿石类型，每种自然类型矿石的矿物共生组合和含量不一样。
矿石化学成分 有用组分含量：BaSO4含量为3206%～9806%，平均8556%，有用组分含量从北往南有逐渐增高之趋势，据重晶石层光谱全分析样品成果资料显示（表3-1），本区重晶石伴生元素中Sr，B，Y，Yb含量偏高，而作为填料用重晶石的有害杂质Mn，Cu，Pb含量很低；有害组分含量：SiO2，Al2O3，Fe2O3，深部含量分别为101%，038%，035%，地表含量分别为149%，089%，076%，深部比地表低；而CaO，MgO地表含量分别为005%，009%，深部含量分别为088%，047%，地表比深部低。矿石中所含各项杂质指标较低，均符合规范要求，矿石质量优良。
表3-1 大河边矿区矿层光谱全分析结果表 单位：ppm
注：ppm为parts per million的缩写，1ppm=1×10-6。
3矿床地球化学特征
稀土元素特征：重晶石岩类中稀土元素的总量低，∑REE含量范围在（536～149）×10-6之间，含Y为（255～306）×10-6，轻稀土元素略有富集，用北美页岩的稀土元素值（Haskin et al，1984）标准化后，具有明显的负Ce异常（图3-3），与东太平洋隆起的现代热水沉积物的模式一致（Michard，1983），表明本区重晶石岩类具有热水沉积特征。从图3-5看，条带状灰黑色磷灰石重晶石岩（Ba-2）具有中稀土元素富集的特点。条带状灰黑色磷灰石重晶石岩（矿层下部，Ba2）稀土元素的总量高，∑REE可达551×10-6，Y可达353×10-5，∑REE及Y含量明显高于不含磷灰石的重晶石岩，主要是由于条带状灰黑色磷灰石重晶石岩含有较多磷灰石及磷钇矿（P2O5达933%），因REE可取代磷灰石及磷钇矿可能为稀土元素和Y的载体矿物，因而引起∑REE及Y含量明显增高，这与在区域上U和REE主要富集于磷块岩和富含磷质的Ni-V-Mo矿层的规律一致（张爱云等，1987）。
三、矿床成因与成矿模式
1成矿物质来源
成矿物质来源对成矿起着特别重要的控制作用，它决定着矿床类型、矿石质量和矿床规模。对于贡溪重晶石矿床，据地质特征、地球化学特征可知是典型的沉积矿床，成矿物质主要是由火山-热水溶液提供。
（1）陆源
Ba在海水中的平均含量仅20×10-9，但Ba极易被粘土矿物和硅胶吸附并被搬运，故在粘土和页岩中Ba含量可达800×10-6，富有机质的黑色页岩比一般页岩更富含Ba。含矿系内的黑色页岩和硅质岩提供了Ba的部分来源，但这只能是极少的部分，因为含矿系黑色页岩总厚度不超过06m，它所携带的Ba十分有限。
（2）海底火山喷发源
在矿层底部发现一层硅质凝灰岩，其Ba含量平均达17267×10-6，为一般页岩（8130×10-6）的216倍，这表明重晶石成矿前该区有海底火山活动，火山喷发亦带来了部分Ba，但这也不是主要来源，因为硅质火山岩最大厚度不到1m，而重晶石矿层最大厚度达70m，它不可能提供沉积如此之多的Ba。
图3-3 大河边-贡溪超大型重晶石矿床岩石中稀土元素标准化曲线图
（据方维萱等修改，2002）
（3）海底热卤水源
海底热卤水源是矿区Ba元素的最主要来源。矿区基底为巨厚的震旦系冰碛含砾砂板岩和江口组长石石英砂岩及板溪群板岩，它们都具Ba的高丰度值，平均含量达8848×10-6，高出地壳丰度值（1500×10-6）的1770 倍（胡清洁，1997）。由下渗海水、地表水、地下水混合形成的原生水、间隙水被加温后，淋滤溶取上述岩层中的Ba，形成富含Ba的热卤水，再沿同生断裂上升，在海盆内与海水混合形成Ba2SO4，沉积成矿。Ba在热卤水中的存在形式可能为BaCl2的配合物，因BaCl2具有较高的溶解度，易被搬运。由均一法测温数据得知，重晶石形成时热卤水的最高温度在2130°左右。
2成矿物理化学条件
该矿床成矿温度为100～200℃，成矿压力为数帕至20×105Pa，成矿的Eh值为357mV，pH值为65，为弱酸性-弱碱性过渡的氧化环境中生成。
3矿床沉积成矿作用
1）在新元古代早期，Rodinia超大陆发生裂解，地壳和岩石圈在引张力作用下发生裂陷作用，使深部含钡热水流体被动上涌。
2）在晚震旦世—早寒武世时，裂陷盆地已演化为深水盆地，随着裂陷作用的继续进行，深部含P，Ba，H2S等组分的硅酸盐热水流体沿同沉积深断裂运移喷溢于深水裂陷盆地中。
3）当硅酸盐气液热流体与海水相遇时，随物质浓度变化，依照沉积分异作用规律（除火山碎屑岩、砂质岩沉积外），最先在酸性环境中沉积了硅质岩，依次含磷硅质岩或夹磷结核层、磷块岩等相继沉积。在硅胶凝聚成硅质岩之际释放Ba2+于海水中。当溶液由酸性演化至弱碱性的氧化环境时，硅质岩不再沉积，此时Ba2+与海水中的 相遇结合沉淀为重晶石矿层。由于裂陷作用的强烈程度、多期性、间歇性，含矿气液流体的喷溢也呈现出时间长短不一、多期性和间歇性。从而形成厚度不等、矿石质量不一的多层重晶石矿。
4成矿模式
该区重晶石找矿主要有如下标志。
1）地层标志：由于该区重晶石赋存于震旦系—寒武系过渡层位老堡组中，有震旦系出露地段，就有找到重晶石层的可能，因此，地层标志为该区重晶石找矿的间接找矿标志。
2）岩性组合：由于该区重晶石岩性组合为硅质岩-重晶石-炭质页岩（自下而上）的岩性组合，岩性组合为其直接找矿标志。
3）矿层露头：矿层露头为该区重晶石找寻的直接找矿标志。
4）开采老硐：开采老硐的存在为该区直接找矿标志。
5）V，P标志：在重晶石矿层顶界向上014～016m一段黑色炭质页岩内，富含V，Ag，Mo，Ni等多金属。此段黑色页岩中普遍含有稀疏的球形磷结核，外貌特殊，易于辨认。
6）化探：在重晶石层露头出露地段，Ba异常值高。
7）重砂：在重晶石层露头出露地段，Ba异常值高。
8）地貌：由于重晶石较坚硬，不易风化，在地貌上常形成正地形或陡坎，因此，陡崖为其直接找矿标志。
综上所述，可建立大河边重晶石典型矿床成矿模式图（图3-4）。
图3-4 大河边重晶石典型矿床成矿模式图
（据冯学仕等，2004，有修改）
1—大陆地壳；2—地幔；3—陆缘斜坡相碳酸盐沉积；4—裂陷盆地相炭、硅质沉积；5—远岸泥质沉积；6—裂陷盆地核部；7—含钡热水流体；8—拉伸方向；9—同沉积断层；10—重晶石矿体
一、矿床一般工业指标
重晶石矿的地质勘查工作相对而言比较薄弱，20世纪80年代以后，石油天然气工业的发展与外贸出口的迅速增加，促进了重晶石的勘查工作。根据中华人民共和国国土资源部2002年发布的《重晶石地质勘查规范》(DZ/T0211—2002)，重晶石矿一般工业指标为:
原生矿:
边界品位:w(BaSO4)≥30%。
最低工业品位:w(BaSO4)≥50%。
最低可采厚度:080～150m。
夹石剔除厚度:1～2m。残、坡积矿:
含矿率:≥05t/m3［w(BaSO4)≥45%］。
最低可采厚度:≥030m。
剥采比:≤1。
二、矿床勘探类型的划分
1勘查类型划分原则
勘查类型主要根据主要矿体的延展规模、矿体形态复杂程度、构造、岩脉的发育程度和有用组分的均匀程度划分，也可与相邻地区的同类矿床进行类比初步确定，随研究程度的提高做适当调整。当矿体不同地段的主要特征差异显著时，可分段确定勘查类型。
2勘查类型划分依据
(1)矿体的延展规模
大型矿体:长大于1000m，延深大于500m。
中型矿体:长500～1000m，延深200～500m。
小型矿体:长小于500m，延深小于200m。
(2)矿体形态复杂程度
简单:矿体呈层状、似层状，矿体厚度变化小，厚度变化系数小于50%。
中等:矿体呈似层状、透镜状、扁豆状、脉状，矿体厚度变化中等，变化系数50%～80%。
复杂:矿体呈小透镜状、小扁豆状、复脉状、囊状、串珠状，矿体厚度变化大，厚度变化系数大于80%。
(3)构造、岩脉发育程度
简单:矿体产状稳定，一般无或很少有较大的断层破坏矿体，岩脉不发育。
中等:产状较稳定，有少数较大的断层或岩脉，但对矿体破坏不大。
复杂:产状不稳定，褶皱发育或断层、岩脉发育，对矿体影响和破坏较大。
重晶石矿床的品位一般都比较均匀，在类型划分时可不予考虑有用组分的均匀程度。
3勘查类型的划分
第Ⅰ类型(简单型):矿体延展规模为大型，矿体形态复杂程度简单，构造岩脉发育程度简单，有用组分均匀或较均匀。
第Ⅱ类型(中等型):矿体延展规模为中到大型，矿体形态复杂程度中等，构造、岩脉发育程度简单或中等，有用组分分布较均匀。
第Ⅲ类型(复杂型):矿体延展规模为小到中型，形态复杂程度中等到复杂，构造、岩脉发育程度复杂或中等，有用组分分布较均匀或不均匀。
三、不同勘查类型勘探工程间距的要求
表10－5为根据我国重晶石地质勘查和矿山生产的实践经验，提出的各勘查类型基本控制工程间距，供类比使用参考。勘查工程网度应尽可能为后续勘查工作衔接利用。
表 10-5 重晶石勘查类型基本控制工程间距参考表
表中数据是综合重晶石地质勘探工作和矿山生产的实践经验提出的，在勘查工作实践中应根据矿体的实际，灵活掌握使用，以避免工程量的浪费和达不到控制程度要求。对于矿体规模很大，产状稳定的矿床可以适当放稀工程。地表勘查工程间距，一般按相应类型工程间距加密一倍。根据矿床沿走向和倾向的变化，可以变换和调整走向与倾向的工程间距。在小型矿体勘探阶段，控制矿床的勘探线应不少于三条。
四、采样、样品加工及化验要求
对于重晶石矿而言，其采样及样品加工按一般地质规范要求。样品基本分析项目为BaSO4。根据工业用途不同还需增加其他测试项目，如用于钻井液需增测密度、可溶性碱土金属;用于橡胶造纸填料增测CaO，Mn，Cu，Pb，R2O3。当矿石中其他有用组分达到工业要求时，也应列入基本分析项目。
五、矿床地质经济技术评价要点
重晶石常与各种硫化物(黄铁矿、黄黄铜矿、方铅矿、闪锌矿)及其氧化产物以及石英、萤石等矿物共生;在有色金属矿中重晶石常常是主要脉石矿物，因此在地质勘探时，要特别注意对矿床的综合勘查和综合评价。例如，四川呷村铅锌银矿床就是一个复合性矿床，既是硫化物矿床，又是重晶石矿床。矿床下部为黄铁矿和黄铜矿组成的“黄矿带”;中部主要由闪锌矿和方铅矿组成的“黑矿带”;上部为由铅锌矿、含银矿物和重晶石组成的“富银黑矿”－重晶石矿带。贵州务川萤石矿是一个萤石重晶石共生的矿床，矿石中除主要矿物萤石外，还共生有大量的重晶石。川东南及邻近的鄂西和黔东北，产有许多中小型脉状萤石－重晶石矿床;湖北芳畈－青山口矿带是一条铜、铅、重晶石矿带。通过加强综合评价，提高资源利用率。
为保护重晶石资源，我国逐步加大了对重晶石出口的调控力度。2006年9月15日起取消了重晶石的出口退税。从重晶石资源保证程度来看，2004年底基础储量为104957万t，2005年重晶石矿产量为550万t，按80%的回采率计算，消耗储量6875万t。在不考虑资源潜力的情况下，按2006～2020年每年生产550万t重晶石矿石计算，共计消耗103125万t储量。显然，我国重晶石基础储量无法保证，2020年的需求就已消耗殆尽。因此，为充分利用和保护我国重晶石资源，国土资源部提出对重晶石优势矿产实行开采总量控制，出台了暂停发放采矿许可证的调控政策，鼓励重晶石行业的发展重点朝以科技创新带动产业升级的方向发展，真正使我国从一个钡产品生产大国向能够生产多种高档次产品的钡产品强国迈进。
古潭重晶石矿床位于来宾市东南约25km处。由来宾县民矿站于1978年发现，1979～1981年由广西壮族自治区第五地质队和第七地质队进行了普查，查明为一中型重晶石矿床。其大地构造位置属于华南陆缘构造区(Ⅱ级)桂中-桂东边缘海(Ⅲ级)的柳州-桂林被动陆缘区(Ⅳ级)，处于冷水江-龙胜区域性走滑同生断裂带控制的裂陷槽内。构造线大都为北北东或南北走向。出露地层有中、上泥盆统，石炭系，下白垩统和第四系。区内未见火成岩。
一、矿区地质
1岩相古地理特征
矿区位于纵贯湘桂两省(区)的北北东-北东向冷水江-龙胜走滑断裂带上。该断裂带是本区泥盆纪最重要的同沉积断裂带，直接影响和控制了盆地中沉积相的分异和演化。
华南泥盆纪沉积盆地南宽北窄，盆地内部的沉积古地理环境表现为海侵由南而北呈阶梯状扩大。古陆边缘以碎屑沉积为主，远离古陆则以碳酸盐沉积为主。早泥盆世—中泥盆世早期以碎屑-泥质沉积为主，中晚泥盆世以碳酸盐沉积为主。整个泥盆纪沉积物在时间上的演化是碎屑岩→碳酸盐岩→碎屑岩，沉积环境的变迁是滨海→浅海→滨海，形成较完整的海侵-海退旋回，中晚泥盆世是本区岩相古地理面貌最为复杂的时期，盆地大部分以碳酸盐沉积为主，可区分为两种主要沉积相区(地层类型)，即台地相区和台盆相区。在空间上，这两种相区常具相间分布的特点，台盆相区常具有明确的方向性，形成宽十余千米、长数百千米的线状深沟，呈北东向或北西向穿插、分割包围台地相区，构成本区独具特色的中晚泥盆世岩相古地理景观(图3-21)。本区属南宁-安化台盆。在台地和台盆相区之间，偏向台地边缘一侧常有呈线状分布的生物礁滩，在盆地边缘一侧为盆缘斜坡相。斜坡相带发育有不同类型的碳酸盐重力流沉积，包括碎屑流、颗粒流和浊流等。古潭重晶石矿区在晚泥盆世早期属于台沟型盆地，其岩性组合为硅质岩及硅质泥岩。
图3-21 华南中泥盆世晚期-晚泥盆世早期古地理、古构造略图(据刘文钧1986年资料简化，引自李文炎等，1991)
综上所述，泥盆纪的古构造轮廓和沉积特征为:沉积盆地呈线状延伸;纵向剖面序列变化较大，由碎屑岩→浅海及深水碳酸盐岩、硅质岩夹火山岩组成;横向可由浅海相迅速变为深水相，其间有多种类型的重力流沉积;同沉积断裂活动强烈而频繁，具扩张走滑特点，形成交错出现的地堑和地垒;构造活动具明显的节奏性，与岩相变化同步进行。
2地层
矿区地层由中泥盆统东岗岭组、上泥盆统榴江组、下石炭统岩关阶等组成(图3-22)。上泥盆统榴江组下段(D3l1)是本矿区的含矿层位。地层由老到新分述如下:
图3-22 广西来宾市古潭重晶石矿床地质略图(据李文炎等，1991)
中泥盆统东岗岭组(D2d):为含矿层位的下伏地层，分布于背斜轴部。为中层状泥晶灰岩、泥岩、页岩及薄至中层状含燧石团块泥灰岩。厚大于106m。
榴江组下段(D3l1):为含矿层位，主体由硅质岩组成，近底部有一层8～10m的中粗粒砂岩透镜体，上部渐变为泥质硅质岩、硅质泥岩、绢云母粉砂质泥岩及少量硅质结核等。顶部夹一层重晶石矿，厚5m左右。重晶石矿体产于由硅质岩向上渐变为泥质岩或粉砂岩的过渡层位上，此层岩性比较稳定，与下伏东岗岭组整合接触，厚度为150m左右。
榴江组中段(D3l2):以扁豆状灰岩为主，灰黑色及深灰色，中厚层状，下部常见夹薄层硅质岩。与下伏榴江组下段含矿层整合接触。厚122m。
榴江组上段(D3l3):灰岩。下部为深灰色或微红色厚层状灰岩，上部为浅白云质条带灰岩及蠕虫状构造灰岩，顶部为深灰色、薄层扁豆状灰岩。厚150m。
岩关阶(C1y):分布于背斜两翼。下部灰色硅质岩、含铁锰质、泥质较多，夹黑色薄层含燧石结核灰岩透镜体及细砂岩层。上部以深灰色泥质、白云质灰岩为主，薄层至中厚层状，有的白云质灰岩呈角砾岩状。含燧石结核、燧石条带夹硅质岩层，厚519m。
3构造
古潭重晶石矿在区域上位于冷水江-龙胜区域性同生断裂控制的南宁-安化台盆内。矿区位于来宾短轴褶断区洪江背斜的东翼。洪江背斜轴向南北，长36km，宽12km，为一短轴背斜。岩层倾角东翼为15°～75°，一般为15°～35°，次级褶皱发育，局部有倒转现象;西翼为14°～35°，一般为15°～20°。背斜轴部由中泥盆统东岗岭组灰岩组成。两翼由上泥盆统榴江组扁豆状灰岩、硅质岩和下石炭统灰岩组成。轴部和东翼被断层破坏。古潭矿区正位于背斜轴部东侧附近。矿区附近主要为一组南北向断裂经过，包括那款断层、洪江断层及古潭断层等。此外还发育若干东西向小断裂。由于洪江南北向断裂与东西向小断裂的影响，矿层破坏比较严重。
二、矿床地质
1矿体特征
矿体位于上泥盆统榴江组下段硅质岩的顶部。榴江组下段硅质岩厚150m。硅质岩呈薄层状，单层厚一般为05～10cm，层理清楚，节理发育，质地坚硬，沿层理面具有白色及浅褐色条带状构造(照片2)及纹层状构造。该层下部硅质岩中夹厚层或中厚层砂质岩。中部为纯硅质岩。顶部为一层5m左右的重晶石矿层。矿层为灰白色层状，层理清楚，微层理明显。矿层中往往亦夹有薄层硅质岩。重晶石矿层之上，则为薄层硅质岩及硅质泥岩。矿层的顶、底板均为硅质岩。矿层以上不到20m，即为榴江组中段扁豆状灰岩。
重晶石矿层产于洪江背斜东翼，矿体呈层状、似层状或透镜状，矿层走向北北东向。南起洪江，经古潭，北至深山村，断续延长63km(图3-22)。矿层总体倾向南东东，倾角30°～70°。但在古潭矿段，矿层随地层褶皱发生倒转，局部倾向北西西。矿体长一般为150～300m，厚15～105m，一般厚5m左右。中部古潭矿段厚7～105m;南部洪江矿段厚15～53m;北部深山村一带厚约1～5m。整个矿区矿层是中间厚、向两头渐变薄。
2矿石特征
(1)矿石类型
古潭重晶石矿床的矿石为灰白色-灰色。同一矿层中，底部为粗-中粒块状，上部为中-细粒致密块状。相对密度为4235～4407。矿石类型有3种:①细粒块状矿石，灰白色，含BaSO495%～98%，为一级品;②细-中粒矿石，灰色-灰白色，含BaSO485%～95%，为二级品;③粗粒矿石，灰色，质量较差，矿石中含少量石英及硅质扁豆体，含BaSO450%～85%。
(2)矿石的矿物成分
矿石的矿物成分简单，主要为重晶石，其次有少量石英、碳酸盐矿物、水云母、铁质等。重晶石与杂质的含量互为消长关系。一般重晶石含量为85%～95%，杂质含量为15%～5%。矿石品位甚高。重晶石主要呈他形，少量为半自形短柱状及柱状，球粒结构中之重晶石呈放射状(照片9)、篙束状。总体粒度较细，一般为002～01mm，大致可分为小于001mm至002mm、002～01mm及01～08mm几个级别。而柱粒状者一般为002mm×02mm至04mm×08mm。石英主要为他形粒状产出，粒度为002～004mm，沿重晶石粒间充填，有时见为粒状集合体，可达005～02mm，而石英集合体小斑点可达16mm×28mm，一般含量较少，为1%～5%，硅化强时，石英呈细脉状产出，含量可达10%～15%。
(3)矿石的化学成分
矿石中BaSO4含量为6017%～9927%，平均为8872%;SiO2含量为047%～3704%，平均为961%;Al2O3含量为006%～378%，平均为052%;Fe2O3含量为0042%～288%，平均为044%。其他元素含量极低，一般为:CaO004%～006%，MgO003%～02%，SrO006%～015%，Pb0002%～0003%，Zn痕量，Cu00025%～0004%，Mn0005%～002%，Ni0001%～0005%，V0001%～003%。
(4)矿石结构构造
矿石结构:矿石主要由重晶石组成，主要为他形粒状结构(照片14)，次为半自形柱粒状结构，局部见放射状球粒结构(照片9)。他形粒状结构进一步可分为细粒结构、细-中粒结构及粗粒结构。总体粒度较细，多为002～01mm。球粒结构之球粒大小为08～13mm，大者可达几毫米。此外局部见重结晶作用形成的斑点状结构，为重晶石集合体呈小斑点出现，小斑点大小达18mm×27mm，斑点中的重晶石粒度也较粗，达02mm×08mm。另外还见有交代结构。
矿石构造:矿石主要具块状构造及纹层状构造(照片11～14)，次为条带状构造，有时见缝合线构造(照片16)及溶孔次生构造。纹层者的条纹宽一般为02～15mm，条纹中的重晶石粒度较细，多为小于001至01mm者。条带宽一般为1～4mm，少量达5～10mm，其中重晶石稍粗，多为01～04mm，条带间常有米黄-褐铁质充填。更常见者是块状构造中也见少量纹层，组成纹层-块状构造，而纹层状构造中也见条带状重晶石组成条带-纹层状构造(照片15)。
3围岩蚀变
围岩蚀变有硅化、重晶石化及绢云母化。重晶石化一般表现为重结晶，重结晶晶体主要为他形粒状，部分为柱状晶体，粒度较粗，一般为003～036mm，多数为003～010mm。此外也见重晶石呈细脉或为石英-重晶石细脉穿插于硅质岩中，或者重晶石在石英集合体中沿石英粒间充填交代。硅化在断层破碎带内普遍发育为硅化蚀变带。部分重晶石晶体被石英所交代，交代后的重晶石呈孤岛状分布。在重晶石矿石中，硅化表现为石英呈粒状集合体或不规则状短脉充填于重晶石粒间，也见石英呈细脉状穿插于矿石中，脉呈追踪张裂状并切穿重晶石矿的纹层。绢云母沿重晶石裂隙及层理分布。
由于硅质岩及重晶石矿均为热水作用形成，因此，当热水蚀变作用弱时，可称之为硅化、重晶石化，而当热水蚀变作用强烈时则形成硅质岩及重晶石矿。据前述，在本矿区，重晶石矿产于由硅质岩向上渐变为泥质岩或粉砂岩的过渡层位上，矿体产于硅质岩层顶部，矿体下盘硅质岩特别发育，而上盘或矿层顶板仅为薄层硅质岩，且逐渐变为硅质泥岩及粉砂质泥岩，这同样显示出矿层底盘蚀变较强的特征，即热水沉积矿床的重要标志———底蚀特征。
三、矿床成因
对于古潭重晶石矿床的成因前人提出了不同看法，但基本可归纳为两种观点:①海相沉积型，如禇有龙等(1979)认为是浅海相沉积矿床，汤继新(1990)也将其划为沉积型矿床;②热水沉积型，如涂光炽等(1987)认为古潭以层状为主的重晶石矿和武宣、象州地区泥盆系中的脉状重晶石矿都是热水沉积的产物，李文炎等(1991)认为古潭重晶石矿属火山海底热泉(喷气)沉积成因或热水沉积矿床，宣之强(1999)将该矿床划为外生沉积型，但从成矿物质来源的分析中，仍认为矿床为海底火山热泉(喷气)沉积或热水沉积成因。作者通过工作后认为矿床应属热水沉积成因，其依据如下:
1)该矿床位于冷水江-龙胜走滑同沉积断裂带及该断裂控制形成的晚古生代裂陷槽中，总体上属于拉张环境，有利于热水沉积矿床的形成。在这种构造环境下一般都有较高的地热场，据涂光炽等(1987)的研究，在象州、武宣一带据沥青反射率测定得出的古地温为190～220℃，反映出桂中地区较高的古地热场环境，同样有利于热水沉积矿床的形成。其沉积环境为台沟型盆地，盆地中岩性组合为硅质岩及硅质泥岩，有利于大型热水沉积矿床的形成。
2)矿化受层位控制明显，重晶石矿体产于上泥盆统榴江组下段硅质岩的顶部，与地层整合产出，并同步褶皱;矿体呈层状、似层状、透镜状产出，层理清楚;矿石除具半自形-他形粒状结构外，还具放射状球粒结构、斑点状结构及交代结构，以及纹层状构造、条带状构造，或为纹层-块状构造、条带-纹层状构造，有时见缝合线构造(照片9、11～16);矿层底盘蚀变较强，具有明显的“底蚀构造”特征。这些特征乃是古潭重晶石矿床为热水沉积成因在矿床学方面的标志。
3)矿区中硅质岩发育，并具明显的热水沉积岩特征。硅质岩产于榴江组下段，厚达150m，薄层状，单层厚05～10cm，层理清楚。主要矿物成分为玉髓及石英，玉髓粒度小于001mm，常见呈球状集合体，石英粒度一般为001～008mm。岩石具显微隐晶质-显微晶质结构、球粒结构(照片3)，以及纹层状、条带状构造(照片2)。硅质岩地球化学特征研究(详见第五章)表明，岩石具明显的热水沉积特征，其MgO含量很低，为0036%～0042%，Al/(Al+Fe+Mn)比值为008～029，小于035，为典型的热水沉积物;岩石中As含量为(300～400)×10-6，Sb含量为100×10-6，在Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图中，矿区硅质岩样品的投影点均位于图中热水沉积区内，岩石中Co/Ni比值为014～043，明显小于1，U/Th比值为244～600，其样品投影点大多落入石化的热水沉积物区，表现出明显的热水沉积特征;岩石稀土元素组成表现为稀土总量低(ΣＲEE=1700×10-6～2240×10-6)，具负铈异常，重稀土有富集趋势及具弱的负铕异常等特点，表明矿区硅质岩主要应为热水沉积作用的产物;其硅同位素组成δ30Si为-05～06，研究认为属热水沉积与生物沉积共同作用的产物，其氧同位素组成δ18O为254～267，平均为260，明显高于海滨石英砂(δ18O为112)及火成岩石英(δ18O为10)的平均值，明显低于放射虫氧化硅、现代海洋及盐湖中硅质岩的δ18O值(δ18O值分别为38、30～35、40)，比一般热水沉积硅质岩的δ18O值(120～240)稍高，但比同时代的美国得克萨斯州等地正常沉积的燧石、石英岩的δ18O值(30)仍然低很多。这种特征可能反映出岩石主要为热水沉积作用产物，但有陆源物质的混入或生物沉积作用的参与。综合上述分析表明，区内硅质岩具明显的热水沉积特征，应为热水沉积硅质岩。而重晶石矿与硅质岩密切伴生，产于硅质岩的顶部。因此区内热水沉积硅质岩的发育乃是矿床为热水沉积成因的岩石学标志。
4)重晶石矿地球化学研究(详见第五章)得知，矿区重晶石矿石的MgO含量均小于0005%，SrO含量为008%～019%，小于1%，表明具明显的热水沉积特征;其Al/(Al+Fe+Mn)比值，其中一件样品为019，小于035，为典型的热水沉积物，另两件样品为051、053，小于06，表明仍有热水作用参与，但可能有陆源物质的混入;在Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图中，矿区有两件样品投影点落入热水沉积区，一件样品投影点在红海热水沉积物区附近，而矿石的Co/Ni比值为061～072，均小于1，反映出矿石中相对贫Co、富Ni，具热水沉积的特征;重晶石矿的稀土元素总量有一件样品稍高，为387×10-6，其余两件均低，为28×10-6及65×10-6，具明显的正铕异常(δEu为35～1466)及弱的负铈异常(δCe为08～085)到正铈异常(δCe为297)，轻稀土明显大于重稀土，这些特征与东北太平洋南勘探者号洋脊含氧化硅块状重晶石样品的稀土元素组成特征十分相似，同样反映出矿区重晶石主要为热水沉积作用的产物;硫同位素地球化学研究表明，矿区重晶石的δ34S值为+347～+419，具有变化范围小、正值大的特点，矿液硫来源于海水。由上述重晶石矿的地球化学特征可知，矿床具热水沉积成矿特征。
综上所述，作者认为古潭重晶石矿床为晚泥盆世早期形成的热水沉积矿床。
矿石类型 矿石特点 主要矿物 伴生矿物 沉积型 块状或条纹和豆粒状构造 重晶石 石英、粘土矿物、黄铁矿等 热液型 致密、灰至白色 重晶石、黄铁矿、萤石等 黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿、毒重石等 火山沉积型 重晶石 菱铁矿、镜铁矿等 残坡积型 易选、品位较高 重晶石、萤石 方解石等 重晶石矿物的矿物特征 重晶石是最普通的富含钡矿物，其要性质列于表2
主要性质 矿物名称 化学式 化学组成
% 密 度
g/cm 莫氏硬度 晶系 形状 颜色 重晶石 BaSO4 BaO,657
SO3,343 45 25~35 斜方 板状
柱状 灰白 此外，重晶石难溶于水和酸、无毒、无磁性，能吸收X-射线及伽玛射线等特性。
主要用途
加重剂。表3列出了它的主要用途。
表3重晶石的主要用途 应用领域 主 要用 途 备 注 石油钻探 油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂 冷却钻头，润滑钻杆，封闭孔壁，控制油气压力，防止油井自喷等 化工 碳酸钡、氯化钡、广泛应用于催化剂、合成橡胶的凝结剂、荧光粉、油脂添加剂等硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物 广泛应用于试剂、纺织、防火、各种焰火、塑料、杀虫剂、焊药等 玻璃 去氧剂、澄清剂、助熔剂 增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度 橡胶、塑料油漆 填料、增光剂、加重剂 建筑 混凝土骨料、铺路材料 重压沼泽地区埋藏的管道，代替铅板用于核设施，原子能工厂、X光实验室等的屏蔽，延长路面的寿命
1矿物学特征
1）矿物名称：重晶石（Barite）。
2）化学成分：（Ba,Sr）SO4，常含Ca、Sr。
3）晶系及结晶习性：斜方晶系，斜方双锥晶类，板状晶体（见图3-3-99、图3-3-100）。粒状、纤维状集合体。
图3-3-99 厚板状重晶石与辰砂伴生
图3-3-100 片状重晶石
4）颜色：浅黄、白至无色。富含Sr的常呈浅蓝色。
5）光泽与透明度：玻璃光泽—树脂光泽，解理面珍珠光泽；透明—半透明。
6）光性：二轴晶，正光性。
7）折射率与双折射率：折射率为1636～1648（+0001,－0002）；双折射率为0012。
8）多色性：弱。
9）荧光：有时显示荧光，经常显示磷光，呈微弱的蓝色或浅绿色。
10）解理及断口：两组完全解理，性脆。
11）摩氏硬度：3～4。
12）密度：45（＋010,－020）g/cm3。
13）放大检查：透明宝石中往往很多气液两相包体，德国产的重晶石中曾有透明猩红色的Hg S心形晶体。
14）保存注意：因松软且易出现解理，不能用作饰品仅供观赏，且对热非常敏感，在火焰中往往会迸裂，须小心。
2宝石学资料
透明无瑕者可加工成刻面型，但要求晶体大于06ct。在法国存有65ct的黄褐色晶种。
3产状及产地
产于低温热液矿床中。加拿大的不列颠拿伦比亚省和新斯科舍省是重晶石的重要产地，其他产地有美国、英国、法国等。
英国的康沃尔州附近的莱文特锡矿是世界上唯一的海底基岩锡矿。该处的锡矿脉离海岸16千米，系直立锡矿脉。入口处设在海岸上，开凿了岸边竖井，采取下向梯段回采法。这个海底锡矿是个老矿，1969年曾进行过矿峒改造，成功地完成了与旧矿区隔离的工程。
美国的阿拉斯加重晶石公司，在阿拉斯加附近的卡斯尔海滨开发的海底重晶石矿，是目前世界上为数不多的海底重晶石矿之一。该矿场距海岸16千米，矿脉在海底152米。
