急求重晶石中硫酸钡的检测方法

用途：重晶石属于不可再生资源，是我国的出口优势矿产品之一，硫酸钡产品用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂，在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。 我国重晶石资源相当丰富，分布于全国21个省（区），总保有储量矿石3．6亿吨

一、粒径分布可用激光粒径仪测定，进口的有英国MARLVEN、日本协信等，国产的有济南微

纳、珠海欧美克等等。

二、胶体溶液或者是悬浊液：

1、煅烧（将重晶石矿粉碎到20目左右，与过量的煤粉（以碳计过量50％～55％）混合后送入

转窑，于1050～1150°C的高温下焙烧，使硫酸钡还原成硫化钡熔体，反应式为：

（BaSO4+4C=BaS+4CO ）

2、化水（用水浸取，将可溶性硫化钡与不溶物分离，经沉淀分离得到硫化钡溶液。）

3、加入芒硝（硫酸钠）反应为沉淀硫酸钡。反应式为：BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S

4、此时的硫酸钡溶液应该就是你说的胶体溶液或者是悬浊液吧？！

硫的测定硫的测定硫的测定--------------------------------硫酸钡重量法硫酸钡重量法硫酸钡重量法硫酸钡重量法 方法提要方法提要方法提要方法提要：试样用硝酸-氯酸钾饱和溶液分解，硫被氧化为硫酸盐，在0.1N盐酸溶液中，用氯化钡将硫转变成硫酸钡沉淀。过滤、灼烧、称重，求出硫的含量。Sb、Bi、Sn、Si、Sr、Ca、Pb、Fe（3+）等元素以夹杂或共沉淀形式干扰测定，可用碳酸钠将其沉淀除去。W、Mo易夹杂在硫酸钡沉淀中，W可在酸化前加入柠檬酸（酒石酸）掩蔽；Mo可加入少许过氧化氢（10%）络合掏。Cr4+也能与硫酸钡共沉淀，可加入冰醋酸及甲醛，煮沸还原铬并转变为醋酸铬络合物消除。F在沉淀前加硼酸或氧化铝以掩蔽。As对重量法无影响。本法适用于一般矿石中硫的测定；测定范围0.5%以上 试试试试 剂剂剂剂：氯酸钾-硝酸饱和溶液---氯酸钾约27g溶于100ml硝酸中2d 碳酸钠溶液：5%、2%水溶液 氯化钡溶液：10%的水溶液（过滤后使用） 甲基橙：0.1%溶液 盐酸：1：1 分析手续分析手续分析手续分析手续：称取0.5000g试样于400ml烧杯中，加入硝酸-氯酸钾饱和溶液30ml,低温加热蒸干。加入盐酸10ml，蒸干，重复处理2~3次，冷却。加5%碳酸钠溶液100ml,煮沸10min，冷却用定性滤纸过滤，用热2%碳酸钠溶液洗涤沉淀7~8次，沉淀弃去。滤液加甲基橙3滴，用1:1盐酸中和至溶液呈红色，立即过量2ml，用水稀释200ml，煮沸赶尽co2,一次从量杯中倾入热10%氯化钡溶液15~20ml（视硫含量高低）保温静置3~4小时。用中速定量滤纸过滤，擦净烧杯，以热水洗涤烧杯和沉淀至无氯离子（AgNO3）。将沉淀连同滤纸置于已恒重的磁坩埚中，低温烘干，灰化，于700~800灼烧40分钟，取出放入干燥器中，冷却至室温，称量至恒重。 计计计计 算算算算：：：： S%=100*1373.0*1GG G1—硫酸钡重（g） G---称样量(g) 0.1373----硫酸钡换算为硫的因数 注意与讨论注意与讨论注意与讨论注意与讨论：1.空白试验 2.加碳酸钠溶液浓度，取决于试样中Cu、Al、Zn的量，以5%为宜 3.沉淀溶液酸度控制在0.05~0.1N，酸度在，硫酸钡溶解度大；酸度小，易引起吸附式共沉淀，使结果偏低 4.硝酸根与氯酸根必须赶尽，反复用盐酸处理，消除钡盐与硫酸钡共沉淀 5.硫酸钡沉淀必须洗净，以免高温灼烧时钠盐形成熔块，使硫酸钡粘附，影响称重 6. 防止跑滤，可用有适量纸浆的定量滤纸过滤硫酸钡沉淀 7.硫酸钡沉淀灼烧应从低温开始，在600以下进行充分的灰化，将碳烧尽后再升温，否则硫酸钡被碳还原成硫化钡，使结果变低。但也不宜高于850，否则将导致硫酸钡分解 8.测定硫的工作环境必须避免硫酸烟等含硫气体

取适量菌液，首先以BaCl2溶液加入到菌液中，生成成钡盐，再用稀硫酸置换出钡离子，变成硫酸钡沉淀。最后用稀的氢氧化钠溶液滴定过剩的稀硫酸。将硫酸钡沉淀灼烧至恒重后，根据硫酸钡的准确重量来计算菌液浓度。

比浊法受搅拌速度、时间、温度及试剂加入方式等因素影响，应注意控制操作条件。

方法提要

试样经碳酸钠-氧化锌混合熔剂烧结(或以过氧化钠-碳酸钠熔融)后，将全部硫转化为可溶性硫酸盐，用水提取，过滤，在稀盐酸介质中，加入氯化钡溶液使生成硫酸钡沉淀，以重量法测定。

全硫的测定，通常采用半熔-硫酸钡重量法测定。含重晶石的试样，采用碳酸钠全熔-硫酸钡重量法。钨、钼、锑和锡在稀盐酸溶液中水解而夹杂于硫酸钡沉淀中，可在酸化前加入1～4g柠檬酸掩蔽。钼亦可加入少许过氧化氢使其形成配合物，以抑制其进入硫酸钡沉淀中。含铅的试样宜采用半熔法分解试样，用水浸取，铅进入沉淀中。如用过氧化钠全熔分解试样，水提取后铅进入滤液干扰硫的测定。氟离子在微酸性溶液中与钡离子生成氟化钡与硫酸钡共沉淀，可在沉淀前加入1g硼酸或10～15mL100g/LAlCl3溶液，使成配合物以抑制其共沉淀。铬(Ⅲ)能与硫酸钡共沉淀。于半熔后的碱性滤液中，加入30mLHAc和30mL甲醛，煮沸15～20min，使铬还原并生成乙酸配合物消除其影响。由于硫的存在状态有自然硫、硫化物及硫酸盐3类，在加总和时要考虑其存在状态，必要时进行物相分析。

分析步骤

称取0.1～0.5g(精确至0.0001g)试样置于盛有2～4g混合熔剂(碳酸钠+氧化锌=3+2或碳酸钠+氧化镁=1+2)的瓷坩埚中，仔细混匀，加盖1～2g混合熔剂。置于高温炉中，从低温升至750～800℃半熔1.5h。取出，冷却，将坩埚置于400mL烧杯中，加入150mL水，煮沸5～10min。如出现绿色，加少许乙醇还原。取下，用水洗净坩埚，过滤，用热的2%Na2CO3溶液洗涤10～20次。沉淀弃去，滤液收集于400mL烧杯中，加入3滴1g/L甲基橙指示剂，用(1+1)HCl中和至红色并过量3mL，用水稀释至300mL，煮沸至冒大气泡。在搅拌下加入10～15mL100g/LBaCl2溶液，煮沸并保温至上层溶液澄清，静置4h或过夜。用慢速定量滤纸过滤，用热水洗至无氯离子反应为止。沉淀置于已恒量的瓷坩埚中，灰化，于800℃灼烧至恒量。

39.2.8.2 高温燃烧碘量法

方法提要

燃烧法测定硫适用于有色金属矿石试样。试样在1250℃的管状高温炉中通入空气流燃烧，硫、硫化物及硫酸盐均成二氧化硫逸出，用稀盐酸溶液吸收，以淀粉为指示剂，用标准碘酸钾溶液滴定所生成的亚硫酸。含钙、钡的硫酸盐热分解的温度较高，故此类矿物存在时，可加入铁粉或五氧化二钒作助熔剂含有大量重晶石矿物时，可加入0.5g石英粉作助熔剂。

详见第21章硫铁矿、自然硫分析中21.2.3硫的燃烧碘量法测定。

分析步骤

称取0.1～0.5g(精确至0.0001g)试样均匀铺入瓷舟中，均匀覆盖一层氧化铜助熔剂。在两个吸收管内加入40～50mL吸收液，将盛有试样的瓷舟推入已升温至1250℃的瓷管中，迅速加塞。通入空气，流速为每秒2～3个气泡。由于二氧化硫的作用，吸收液的蓝色开始减退，应随时滴加碘酸钾溶液，使溶液始终保持蓝色。待溶液褪色速度减慢时，可适当加大气流，使瓷管中二氧化硫全部排出，继续滴定，在1min内蓝色不变，即为终点。

检测项目：纯度检测，指标检测，性能测试，成分分析，含量检测等。

硫酸钡矿石检测标准参考百检：

DZ/T 0393.2-2021锶矿石化学分析方法 第2部分：硫含量的测定 混合熔剂半熔—硫酸钡重量法；

GB/T 6730.16-2016铁矿石 硫含量的测定 硫酸钡重量法；

GB/T 6730.29-2016铁矿石 钡含量的测定 硫酸钡重量法；

GB/T 14949.3-1994锰矿石化学分析方法 硫酸钡重量法测定氧化钡量；

GB/T 14949.9-1994锰矿石化学分析方法 硫量的测定；

HG/T 2957.8-2004明矾石矿石中全硫量的测定 硫酸钡重量法(2010确认)；

HG/T 2958.3-1988天青石矿石中硫酸盐含量的测定 硫酸钡重量法；

ISO 320-1981锰矿石 硫含量的测定 硫酸钡重量法和燃烧后二氧化硫滴定法；

ISO 548-1981锰矿石 氧化钡含量的测定 硫酸钡重量法；

TCVN 10550-2014锰矿石 - 硫含量的测定 - 硫酸钡重量法和燃烧后二氧化硫滴定法；

TCVN 10551-2014锰矿石 - 氧化钡含量的测定 - 硫酸钡重量法；

TCVN 11150-2015矿石和锰矿精矿 铁含量的测定.硫酸钡重量法和燃烧后二氧化硫滴定法；

YS/T 575.26-2020铝土矿石化学分析方法 第26部分：硫酸根含量的测定 硫酸钡重量法。

1、该仪器应放在干燥的房间内，使用时放置在坚固平稳的工作台上，室内照明不宜太强。热天时不能用电扇直接向仪器吹风，防止灯泡灯丝发亮不稳定。

2、使用本仪器前，使用者应该首先了解本仪器的结构和工作原理，以及各个操纵旋钮之功能。在未按通电源之前，应该对仪器的安全性能进行检查，电源接线应牢固，通电也要良好，各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再按通电源开关。

3、在仪器尚未接通电源时，电表指针必须于“0”刻线上，若不是这种情况，则可以用电表上的校正螺丝进行调节。

扩展资料

保养注意事项：

1）若大幅度改变测试波长，需稍等片刻，等灯热平衡后，重新校正“0”和“100％”点。然后再测量。

2）指针式仪器在未接通电源时，电表的指针必须位于零刻度上。若不是这种情况，需进行机械调零。

3）比色皿使用完毕后，请立即用蒸馏水冲洗干净，并用干净柔软的纱布将水迹擦去，以防止表面光洁度被破坏，影响比色皿的透光率。

4）操作人员不应轻易动灯泡及反光镜灯，以免影响光效率。

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额外氯化钡的质量也计算为硫酸钡，因此也计算硫酸根

硫酸会在溶液中沉淀出少量的钙镁等离子体，称量时如果硫酸钡不够干就会有水

有原问题吗？在你看来，如果你称硫酸钡，你可以算出有多少钡，然后除以取了多少氯化钡。钡含量的质量不是

——高温燃烧碘量法的任务描述了硫是铁矿石中常见的有害元素，硫含量水平是评价钢材质量的重要指标。铁矿石中的硫主要以黄铁矿(FeS2)、磁黄铁矿(FeS1-x)、石膏(CaSO4 2H2O)、重晶石(BaSO4)等形式存在。冶炼过程中硫部分还原成生铁，一般要求铁精矿中硫含量在0.3%以下，因此铁矿石中硫的测定尤为重要。目前测定硫的方法主要有硫酸钡重量法、高温燃烧中和法、高温燃烧碘量法、红外吸收法和库仑滴定法。本任务的目的是通过实际操作培训，学会用高温燃烧碘量法测定铁矿石中的硫含量，学会使用管式固碳炉；原始记录可以真实、规范地记录，结果可以根据有效的数字进行计算。任务实施一仪器和试剂的准备

1.仪表装置及说明(图2-2)图2-2燃烧器装置(1)高压氧气瓶。2)减压阀。3)缓冲瓶：可以储氧，保证安全，节约氧气。4)碱性气体洗瓶：含高锰酸钾-氢氧化钾洗液(称取氢氧化钾30g，溶于70mL高锰酸钾饱和溶液中)，净化氧气，去除氧气中的还原性气体和微量二氧化碳。为了防止溶液因气温变化而倒流，前面安装了安全缓冲瓶。5)酸性气体洗涤缸：装有浓硫酸。6)干燥塔：下层填充无水氯化钙，中间层填充玻璃棉，上层填充碱石棉(或碱石灰)，底部和顶部覆盖玻璃纤维。7)除尘管：填充棉花，去除氧化粉尘；为了防止火星飞进时棉花着火，可以在面向燃烧管的一端安装少量石棉。在分析过程中，应取出并抖落收集和储存的过多灰尘。8)燃烧管：普通瓷管、高铝瓷管，耐高温(120020)，规格23mm、27mm、600mm。9)瓷船：长88mm，宽14mm，深9mm。10)吸收杯。

2.试剂(1)碘标准溶液(0.005mol/L):称取1.3g碘和3.5g碘化钾，溶于100mL水中，稀释至2000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中备用。已知硫含量的标准样品按分析步骤标定，计算公式如下：在岩石矿物分析公式中，t为每毫升碘标准溶液的硫当量，g/ml；s是标准样品中硫的百分比；v为滴定标准样品消耗的碘标准溶液体积，ml；V0为空白样品消耗的碘标准溶液体积，ml；m为标准样品的质量，g. (2)淀粉溶液(2%):称取2g淀粉，放入200mL烧杯中，加入10mL水制成悬浮液，加入50mL沸水搅拌，然后加入30mL饱和硼酸和45滴盐酸(1.19g/mL)，冷却。稀释至100毫升，混匀，冷却沉淀，取上清液备用。3)三氧化钨。4)盐酸(166)。5)碘化钾。2.分析步骤称取约0.5克样品，放入预先装有1克三氧化钨的小盘中，混合均匀。将80毫升盐酸(166)、1毫升碘化钾(3%)和1毫升淀粉(2%)注入吸收器，用碘标准溶液滴定，使吸收溶液呈淡蓝色(无读数)，将与三氧化钨混合均匀的样品转移到高温燃烧的瓷舟中，将装有样品的瓷舟送入已加热至12501300的燃烧炉中心，迅速塞住橡胶塞。因为溶液的蓝色由于二氧化硫的引入而消失

将试剂与样品一起制成空白。

3.结果计算在岩石矿物分析公式中，w(S)为硫的质量分数；t是相当于每毫升碘标准溶液的硫量，g/ml；v为滴定样品溶液消耗的碘标准溶液体积，ml；V0为滴定样品空白溶液消耗的碘标准溶液体积，ml；m是称重样品的质量，g. 4。完成填写质量记录表的任务后，填写附录一中的表3、表4和表5。任务分析1。高温燃烧法碘量法测定铁矿石中硫的原理样品在高温管式炉中用空气或氧气在12501300灼烧分解，使所有硫化物和硫酸盐转化为二氧化硫，二氧化硫被水吸收生成亚硫酸，样品用淀粉为指示剂的碘标准溶液滴定。反应方程式如下：硫酸钙和硫酸钡的分解温度分别为1200和1500。当硫酸盐存在时，应加入一定量的铜线或铜粉、二氧化硅和铁粉作为熔剂，以降低其分解温度。二.管式高温固碳炉操作规程及注意事项(1)当温度指针上升时，打开电源，打开温控仪表的绿灯，将电流旋钮调节到所需的工作温度。2)当加热指针上升到与设定的温度指示值重合时，绿灯熄灭，红灯亮，电炉温度达到要求的工作温度，处于恒温阶段。3)将被测样品铺在小瓷舟中，放在燃烧管(12001300)中温度最高的地方，迅速塞住胶塞，使二氧化硫气体的白烟完全导入吸收液中，用碘标准溶液滴定至终点为紫蓝色。4)取下胶塞，取出瓷舟，关闭电源。5)气体经过洗涤后，必须经过干燥装置后才能进入炉膛，防止炉膛开裂。

(6)新炉使用前必须低温烘烤，然后升温防止炉裂。三.碘标准溶液制备注意事项(1)碘易挥发，浓度变化快。储存时要特别注意密封，要放在棕色的瓶子里避光保存。2)避免碘溶液与橡胶接触。3)配制碘时，先用碘化钾溶解，再稀释至完全。测试指南和安全提示：样品必须薄且细。如果样品太厚，燃烧不完全，样品不能太蓬松，否则燃烧时热量不会集中，使结果偏低。炉管与吸收杯之间的管道不宜过长，除尘管内的粉尘应经常清洗，以减少吸附对测定的影响。为了便于观察终点，可以在吸收杯后面放一个8W的荧光灯，中间放一张透明的白纸。硫的燃烧反应一般很难完成，即存在一定的系统误差，因此应选择与样品同类型的标准样品进行标定标准溶液，消除该方法的系统误差。滴定速度要控制适当，当燃烧后有大量二氧化碳进入吸收液，观察到吸收杯上方有较大的二氧化碳白烟时，表明燃烧气体已到了吸收杯，应准备滴定，防止二氧化硫的逸出，造成误差。若已知硫的大概含量，为防止二氧化硫的逸出，在调整好终点色泽后，可先加约90% 的标准滴定溶液。干燥塔中的干燥剂不宜装得太紧，否则通气不畅，干燥塔前的气体压力过大，会使洗气瓶塞被冲开而发生意外。一般试样燃烧5～6min已经足够，有些试样需要增加燃烧时间至10min，或更长一些，以保证硫从试样中完全释放出来。测定硫含量时，一般要进行二次通氧。

即在通氧燃烧并滴定至终点后，应停止通氧数分钟，并再次按规定方法通氧，观察吸收杯中的蓝色是否消退，若褪色则要继续滴定至浅蓝色。燃烧过程中产生的各类粉尘，颗粒非常小，表面积巨大，因而会对测定过程中的二氧化硫产生吸附。若以三氧化钼与锡粒共同助熔，可以有效地消除定硫过程中的吸附现象。三氧化钼已被称为反吸附剂。采用“前大氧，后控气”的供氧方式，它既可有效地提高试样的燃烧速度和温度，有利于硫的充分氧化，又可以确保二氧化硫的完全吸收，有利于滴定反应的顺利进行。后控的氧气流量以3 L/min为宜。管式定碳炉刚升温时，应慢慢升温，否则燃烧管易断裂。电炉和控制器使用时均不得超过额定功率，炉温不得超过最高工作温度。拓展提高高频感应炉燃烧红外吸收法

1.原理在助熔剂存在下，向高频感应炉内通入氧气流，使试样在高温下燃烧，硫生成二氧化硫气体，由氧气输送进入红外吸收池，仪器可自动测量其对红外能的吸收，然后计算和显示结果。本方法适用于金属或矿石中0.001%～2.00% 硫的测定。

2.仪器及试剂高频红外气体分析仪。助熔剂：低碳低硫钨粒、锡粒、纯铁。净化剂和催化剂：无水过氯酸镁、烧碱石棉、玻璃棉，脱脂棉，镀铂硅胶。载气［氧气≥99.5%（V/V）］。陶瓷坩埚：直径为24mm，使用前应在高于1100℃氧气流中灼烧1～1.5h，取出，置于备有烧碱石棉的干燥器内冷却备用。矿石标样：选择硫含量大于被测试样的合格的标准钢样或矿石标样。纯铁标样：选择硫含量约0.002% 的合格的纯铁标样。

3.操作步骤（1）准备工作：按上述条件及仪器说明书的要求，通氧送电准备调试仪器待用。（2）稳定仪器。通过燃烧几个与被测试样类似的试料来调整和稳定仪器，让仪器通入氧气循环几次，再将空白调至零。（3）校准仪器：选择合适的硫标准矿石标样（硫含量大于被测试样）。称取适量（通常是0.100～0.200g）标样于已预烧过的坩埚中，加入一定数量的助熔剂，将坩埚放到炉子的支座上并升到燃烧位置，按仪器说明书“自动”校正步骤进行操作，反复操作2～3个标样，通过“自动”校准步骤，直至标准样品中硫的结果稳定在误差范围内为止。（4）空白校正：称取1.000g低硫（约0.002%）标样于已预烧过的坩埚中，加入一定数量的助熔剂，将坩埚放到炉子的支座上并升至燃烧位置，按仪器说明书中“自动”校正空白步骤进行操作，重复操作3～5次，可测出一个重现性较好的平均结果，通过“自动”校正空白的方式，扣除纯铁标样中硫含量后，将测出的空白值储存于计算机内（当试样硫含量大于0.001% 时，空白值应小于0.001%）。空白值确定后，按校准仪器步骤再重复一次矿石标样的测定，测定结果应稳定在误差范围内，再选择一个与被测试样硫含量相当的标样进行复验。

（5）试样测定：称取0.100～0.200g试样置于已预烧过的坩埚中，加入与做标准样品和空白时相当的助熔剂（通常为1g纯铁、2g钨粒），将坩埚放到炉子的支座上并升到燃烧位置，按仪器说明书中“自动”分析步骤操作，仪器自动扣除空白值后显示并打印硫的含量。

4.注意事项（1）当试样中硫含量大于0.01% 时，不必考虑空白值，“校正空白”步骤可省略。（2）要经常清扫燃烧区，勤换石英管，否则结果不稳。（3）净化气体用的试剂要及时更换。（4）一般的铜、铅、锌矿石试样应加2g钨（或2g钨＋0.2g锡）作助熔剂；对焦炭、石墨等非金属试样应加2g钨和0.5g纯铁作助熔剂；特殊试样应选择合适的助熔剂。

一、成矿地质条件

重晶石是钡的硫酸盐，钡元素在地壳中的丰度值为390×10－6(黎彤，1976)。在岩浆作用阶段，钡的富集程度很低，在岩浆岩中，钡的平均含量为0.09%。只是在岩浆分异的晚期阶段，由于Ba2+与K+的离子半径相近，负电性相近，Ba—O与K—O键力类似，它们易于产生类质同像，因而钡在富钾造岩矿物黑云母、钾长石中含量较高。但在岩浆岩中未发现钡的独立矿物，更不能形成钡矿床。

在热液阶段，热液可从富钾造岩矿物的围岩中获取钡，岩浆期后热液中的钡可呈卤化物搬运，在热液脉中富集形成重晶石等独立钡矿物。因此，重晶石作为常见的脉石矿物，广泛见于多种金属热液矿床中。钡矿物的大量聚集，是在氧化－还原电位较高而温度不太高的环境中，形成硫酸钡和碳酸钡的工业性堆积。多数重晶石矿床属于中—低温热液矿床。成矿地质条件与多金属矿床十分相似，重晶石常常作为多金属矿石的副产品开采。热液成因的重晶石矿床，其围岩可以是酸性和碱性侵入岩、火山岩，以及其他硅酸盐岩石。矿体有交代成因的，也有充填结晶的矿脉。美国学者认为这种类型的重晶石，是含BaCl2和BaS的热液与含SO2－4的渗流水作用而形成的。重晶石矿床的围岩也可以是石灰岩，如四川酉阳一带的重晶石－萤石矿床。这是因为Ba易于被含F的气体和溶液转移，在有利场所聚集而形成重晶石矿脉。也有产于碳酸盐岩区层控铅锌矿床中共生的重晶石－萤石矿床。

在表生作用阶段，钾长石、黑云母等含钡矿物易于风化、分解，使钡能很快参加表生循环作用，呈可溶性的钡重碳酸盐或氯化物、硫酸盐形式被搬运。BaSO4的溶解度很低，但当水体中有K、Mg等电解质存在时，可大大提高溶解度。含有BaSO4的水体被蒸发，或者受到石灰岩的中和作用，尤其是在水体中SO2－4浓度增加时，可促使BaSO4发生沉淀。因此沉积重晶石，常赋存在沿岸带的碎屑及泥质物或硅质沉积物中。近年来，在国内外发现了不少大型沉积成因的重晶石矿床。例如，在一些地区的暗色硅质岩层中，常有巨大的、有臭味的黑色重晶石矿层。有时因其与暗色的不纯灰岩相似而被忽视。因此，在富含硫酸盐的古代和现代湖泊、沼泽及海盆地区，都有可能找到沉积型重晶石矿床。

深海粘土中也可富集重晶石。深循环的加热海水，可以从下伏洋壳淋滤金属和钡，以氯化物形式搬运，在含矿质的热海水对流系统相对较差的环境中发生沉淀。

在意大利Rome省的第四纪碱性火山岩区火山中心间的大盆地中，发育有来自火山岩的河湖沉积。其中，重晶石、方解石及很细粒的萤石，在某些层位的含量可高达60%。

对不同成因的重晶石矿床研究表明，重晶石矿床的成矿温度区间一般介于73～273℃，成矿压力为(100～200)×105Pa，氧化－还原电位较高，pH为弱酸性—中性(表10－3)。

表10－3 重晶石(全岩样)Eh、pH测定值

(据李文炎等，1991)

二、矿床主要成因类型及地质特征

重晶石作为常见的脉石矿物，广泛见于多种金属热液矿床中。钡矿物的大量聚集，是在氧化－还原电位较高而温度不太高的环境中，形成硫酸钡和碳酸钡的堆积。多数重晶石矿床属于中—低温热液矿床。在表生作用阶段，含有BaSO4的水体被蒸发，或者受到石灰岩的中和作用，可促使BaSO4发生沉淀，形成沉积型的重晶石矿床。目前已知重晶石矿床的成因有三种类型，即热液型矿床、沉积型矿床和残积型矿床，均具有工业意义。

1.热液型重晶石矿床

这是分布最广的矿床类型，规模大小不等。矿体多呈脉状，产于各种围岩中，但多数大型矿床均产于硅酸岩中，矿体成群成带出现，其形态受断裂控制，呈简单的单脉、复杂的复脉和透镜体，有分支复合、尖灭再现现象长数十米到2000余米，延深数十米到数百米，厚度一般数米。围岩蚀变不强烈，或者不明显，常见者有高岭石化(多见于火山岩系内)和硅化(多见于石灰岩内)。矿脉产状受断裂构造控制，有时也产于层理裂隙及各种洞穴构造中。主要矿物为灰—白色重晶石、萤石、石英。有时金属硫化物含量很高，重晶石反被当做副产品开采。矿石一般呈致密块状，有时在晶洞中有板状重晶石晶簇。在矿床风化带中，可见到白色、半透明—透明的钟乳状、纤维状或致密状的次生重晶石集合体。矿石中矿物组分较简单，有五种组合形式:重晶石单矿物组成、石英－重晶石组合、萤石－重晶石组合、多金属硫化物－重晶石组合、毒重石－斜钡钙石－重晶石组合。常有类质同像的锶元素存在，有时有铅、锌、铜、黄铁矿、萤石、毒重石等矿产共(伴)生。矿床规模一般是中、小型，也有较大工业价值的重晶石矿床，如广西象州潘村重晶石矿床、山东郯城房庄重晶石矿床。

这类矿床是含矿的中低温热液在有利的构造裂隙中充填结晶而成。一般以低温热液矿床的矿石质量较好。矿床多分布在构造－岩浆活动带的外带，主要受断裂构造控制。在热液型多金属成矿区，应注意作为共生矿种的重晶石的综合评价。

矿床实例: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2500m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°(图10－1)。

区内重晶石脉80余条，矿脉产状与断层产状基本一致。重晶石脉出露长30～1700m，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、方解石共生。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%。

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。为中—低温热液矿床。

图10－1 广西象州县潘村重晶石矿区7线剖面图据汤继新等，1983)

2.沉积型重晶石矿床

矿体呈层状、似层状、透镜状产出重晶石以主要矿物或胶结物形式存在于湖相或海相细碎屑岩或泥质岩中，或者赋存在砂页岩和石灰岩层之间。矿体中心部位硫酸钡含量高，边部含量低产状和围岩一致，围岩通常为黑色页岩。重晶石与FeS2等硫化物共生，因此，矿石一般为暗色—黑色带有硫化氢臭味的重晶石细粒集合体。矿石中矿物组分简单，有四种组合形式:重晶石单矿物组成、石英－重晶石组合、方解石－石英－重晶石组合、毒重石－斜钡钙石－重晶石组合。成矿后的变质作用常使矿石重结晶，矿物粒度增大。矿床规模一般大、中型，是最有工业价值的重晶石矿床，如陕西安康石梯、湖南新晃贡溪、贵州天柱大河边、镇宁乐纪、湖北柳林、安徽东至、浙江富阳、广西三江重晶石矿床。

德国的麦根矿床赋存于砂、页岩和石灰岩之间，厚6m，矿石中共生矿物有黄铁矿及沥青质。矿床的形成是在还原条件的水盆地中进行的，这种水盆地中富含H2S(有人认为H2S来自水下喷气和热泉)。当水溶液中含有Fe和Ba时，在水盆中心沉积大量黄铁矿，有时共生闪锌矿。水盆地边部因游离氧较多，H2S被氧化成H2SO4，生成重晶石沉积物(图10－2)。

图 10-2 沉积型重晶石矿床沉积环境示意图

近年来通过对贵州天柱、玉屏及湘西新晃贡溪等重晶石矿床的研究，发现含矿岩系中包含有大量类似现代太平洋海底热水生物群的藻类、海绵骨针、管状生物等化石组合重晶石矿石中有机质碳含量较低，具有原生残留有机质的明显特征与同期的海相碳酸盐87Sr/86Sr比值(约为0.7090)相比较，重晶石矿床的87Sr/86Sr比值要低，集中在0.708310～0.708967之间，表明在矿床的形成过程中有来源于海底火山或海底热液活动提供的具有低87Sr/86Sr比值的锶加入。从而提出了下寒武统重晶石矿床为热水沉积的观点，并总结提出了陆坡带上与沉积作用有关的(贡溪式)重晶石矿床模式(图10－3)。

图 10-3 陆坡带上与沉积作用有关的 ( 贡溪式) 重晶石矿床模式图( 据车勤建，1995)

贡溪式重晶石矿床模式:

(1)成矿构造背景

该类型矿床主要分布在湖南新晃－贵州天柱地区。该区新元古宙处于古陆边缘并发生由西南向东北方向的海侵。雪峰运动后，该区处于相对稳定状态，发育了一套以硅质岩、白云岩、炭质页岩为主的沉积建造，并伴有相应的沉积成矿作用。

(2)产出地质环境

主要控矿构造该区受北东向大断裂控制，在早寒武世，断裂的东盘发生沉陷，西盘继续上升，形成一边缘海盆。其陆坡地带的中下部发生了重晶石成矿作用，从而使该类型矿床沿着北东向继续分布。

含矿岩系特征主要含矿岩系为下寒武统牛蹄塘组下段，为一套炭质页岩夹硅质岩、含钙质磷块岩、沉凝灰岩或凝灰质硅质岩、白云岩组合，属于陆坡－边缘海盆沉积。其Ba元素丰度值极高，是其他地层的数倍至数十倍。矿层顶底板与矿层稀土元素配分曲线和微量元素组合基本相似。

(3)矿床地质特征

矿体赋存于下寒武统牛蹄塘组下段，钙质磷块岩、沉凝灰岩之上，炭质页岩之下。矿层与地层产状一致，形态简单，产状稳定，以层状、似层状为主，局部为透镜状。一般长度为2000～3000m，最长者达20km以上，厚度一般为2～3m。矿石矿物主要为重晶石脉石矿物主要有方解石、石英，其次有黄铁矿、胶磷矿和高岭石。微量及偶见矿物有绢云母、白云母、斜长石、磷灰石、绿泥石、黄铜矿等。矿石中有用组分有Mo，Ni，V，U，Y，Pt，Pd，Ag，Au，Sn等。矿石的结构主要有镶嵌粒状变晶结构，其次为花岗变晶结构、放射状结构。主要构造为致密块状和条纹状构造，其次为条带状、层纹状构造，还有少量的结核状、晶洞状、脉状、透镜状、片状、梳状、缝合线构造等。

(4)矿床模式描述

模式简要说明:晚震旦世留茶坡期大规模的海侵从南往北席卷湘西、黔东地区，沉积了一套以硅质岩为主的建造。早寒武世初期，海侵持续扩大，新晃、天柱地区全部沦为海盆边缘，并带来了丰富的成矿物质，在盆地边缘陆坡地带发生大规模的重晶石沉积成矿作用。尔后海盆处于半封闭状态，沉积了一套以炭质页岩为主的地层，对含矿层位起着覆盖与保护作用。

成矿时空演化及成矿主要机制:①物质来源:该区基底岩石Ba的平均含量是地壳丰度的17.7倍重晶石矿层与底部钙质磷块岩之间有一层厚约1.0m的沉凝灰岩或凝灰质硅质岩，其Ba平均含量是海水丰度的35倍，是震旦系上统富Ba岩石的1.69～5.76倍。因而基底岩石风化溶蚀、海底火山喷发是Ba的来源之一。②重晶石矿体中富含V，Mo，Ni及Au，Pt，Pd，Ag和稀土元素，是由水下含矿(Ba)热卤水沿深大断裂或火山喷发通道源源不断提供的。③重晶石矿石δ34S值变化于33.04‰～37.98‰之间，平均为36.14‰，说明硫的来源既不是蒸发岩，也不是岩浆岩中的硫酸盐，而是与有机质、厌氧细菌、生物有关的硫，从而造成34S的异常富集。④基底沉积物在成岩过程中，大量的Ba离子从硅胶团中解脱呈游离状态进入盆地，与水下含矿(Ba)热卤水带来的Ba汇聚一起，在适当的沉积环境(气候炎热干燥，处于氧化还原界面附近)和物理化学条件(Eh值小于0，pH值近于8)下与丰富的硫酸根化合形成BaSO4，并在一定的范围内快速堆积形成矿床。

(5)控矿因素及找矿标志

主要控矿因素:斜坡相沉积的含矿岩系，古构造、古地理环境和沉积相的变化部位。

找矿主要标志:①主要矿层产于下寒武统底部，具有广泛的区域性。②矿层顶、底板岩性主要有三种类型:顶、底板均为硅质岩类顶板为结核状重晶石板状炭质页岩，底板为钙质磷块岩顶板为硅质岩，底板为白云岩。③在矿层周围沟谷和河流中有重晶石重砂富集。④区域地层Ba元素丰度比地壳丰度高得多。

3.残积型重晶石矿床

矿体即为含重晶石的石灰岩和白云岩的风化壳。重晶石碎块和粘土相混杂，有少量燧石、石英及碳酸盐岩碎石。矿层厚度可达数米。矿床覆盖面积及矿石的质量，受原生矿脉的分布情况及矿物组合控制。美国密苏里州的这类矿床是典型实例。

该类矿床主要产于我国南方原生重晶石矿床附近的第四纪残坡积层中。矿体形态受原生矿和地形控制，呈复杂的扁豆状、透镜状面积数千到数十万平方米，厚度数十厘米到3m埋深数十厘米到2m产状与围岩不一致。矿石中以重晶石、围岩碎屑、粘土为主，石英、方解石少量。矿床规模一般是小型，偶见中型，是有一定工业价值的矿床，如广西象州寺村重晶石矿床、海南儋州冰岭重晶石矿床。

三、资源分布及成矿规律

我国重晶石资源丰富，广泛分布于22个省(自治区、直辖市)(图10－4)。其中，储量以贵州最多，占全国总量的34.2%，其次是湖南(15.2%)、广西(10.6%)、甘肃(10.3%)、陕西(10.1%)、山东(5.9%)、福建(4.4%)，以上7个省(自治区)储量合计占全国总储量的90.7%。截至2004年底，全国共查明资源储量的矿床103处，查明资源储量42597.14万t，居世界第一位。

图10－4 中国重晶石资源分布示意图

根据重晶石矿床的分布特点，我国可划分为8个成矿带(见表10－4)。

表10－4 我国重晶石矿床主要成矿带

我国主要的大型、特大型矿床常以单一的重晶石型为主要的矿石类型，属层状重晶石矿床，矿石具有明显的沉积构造和结构，矿物成分和化学成分比较简单，质纯。我国还有许多伴生重晶石矿床，虽然其没有单独开采或利用的价值，但可以综合利用或顺便开采，作为生产过程的副产品。例如，酒泉钢铁公司等单位已对甘肃镜铁山铁矿石中共生的重晶石做过选矿试验，开展综合利用研究。

我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，其中以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。脉状矿床多产在奥陶系、泥盆系和三叠系，充填于中－小型断裂、裂隙中，明显受构造控制。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。

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。