甘肃一些大型矿床的重晶石化、Ba异常及其对矿床成因等的指示意义陈耀宇（甘肃省地矿局第三地勘院甘肃兰州730050）摘要：甘肃自20世纪50-60年代发现和勘查评价了镜铁山铁矿、白银铜矿,60-90年代初发现和评价了西（和）-成铅锌矿田，80-90年代初发现和评价了拉尔玛金矿和干沙河脑稀土矿，这些不同矿种的典型矿床都不同程度地发育有重晶石化。通过对以上矿区重晶石化为主的围岩蚀变、以Ba元素为主的地球化学特征的介绍和所指示的矿床成因、找矿标志等的初步分析，以启示对相似成矿背景、成矿条件下重晶石化和Ba异常的研究，挖掘成矿、找矿信息以指导地质勘查工作部署与找矿。关键词：大型矿床重晶石化Ba异常矿床成因甘肃中图分类号：文献标识码：A1钡的地球化学特征及重晶石成矿1.1钡的地球化学特征在自然界只有Ca与Ba（Sr）有比较密切的地球化学关系，Ba只形成正二价阳离子，是典型的亲氧元素。由离子半径决定了Ba2+与K+最适宜进行类质同像而替代到钾长石中，Ba无法参加到钙矿物中，也不能替代矿物质中的Mg2+和Fe2+,与既能替代Ca2+又能替代K+的锶比较，钡的地球化学行为比锶简单的多（刘英俊等，1987）。Ba在地壳、上地幔、下地幔、地球中的含量分别为390×10-6、76×10-6、1×10-6、23×10-6，显示Ba的明显亲石（岩）性。Ba的含量随岩浆由基性到酸性、碱性的演化而增加，如BaO在辉石岩与橄榄岩中为3×10-6，到基性岩的70×10-6，中性岩的260×10-6，酸性岩的480×10-6，碱性岩都富Ba，平均含量高于1000×10-6。其中霞石正长岩为1427×10-6，响岩为1000×10-6，霞石碧玄岩为1976×10-6，苏联著名洛沃泽尔碱性岩钡更高达3300×10-6。在各种造岩矿物中Ba的含量为钾长石983×10-6、斜长石377×10-6、黑云母352×10-6、白云母263×10-6，石英16×10-6、角闪石187×10-6、辉石223×10-6、橄榄石22×10-6、方解石47×10-6，即以钾长石为最高，斜长石、黑云母为次。与此类似，在岩浆岩中Ba主要替代钾长石和云母中的K+，在辉石和角闪石中替代Ca2+的机会却很少，安山岩中的黑云母和碱性岩中的黑云母与长石都是钡的载体矿物。Ba2+在水溶液中极易为水解沉淀的粘土物质所吸附，绝大多数的Ba2+被近岸的粘土吸附沉淀，很少能被带到外海。已知海水中Ba平均含量比较低为20×10-9，而在生物活动频繁的海洋沉积物中富含钡，黑色页岩通常比一般页岩富含钡，说明钡的含量与生物作用或有机质有成因上的联系（刘英俊等，1987）。1.2钡的重晶石成矿根据同位素研究，热液中的钡和锶主要来源于围岩，而与侵入体没有成因联系。钡和锶之所以能带出围岩与钾的活动性有关，绢云母化、硅化使钡被带出，被易于含氧的气体和溶液转移并集中到热液中，形成含萤石-重晶石矿脉（刘英俊等，1987）。据李虎杰等（2010）介绍：热液成矿阶段，热液可从富钾造岩矿物的围岩中获取Ba，岩浆期后热液中的Ba可呈卤化物搬运，在氧化-还原电位较高而温度不太高的环境中，形成BaSO4和BaCO3的工业性堆积。重晶石矿床中重晶石的成矿温度一般介于73℃～273℃，成矿压力（100～200）×105Pa。中国的7个典型矿床如贵州天柱大河边、甘肃文县东风沟（矿石量4235万吨）、陕西平利水坪、湖北随州柳林、四川彭水郁山镇、广西象州潘村、山东安丘守官疃等重晶石矿的氧化-还原电位(Eh/mV)较高为276～390，PH值6.4～7.1，为弱酸性-中性，即重晶石矿成矿的地球物理化学环境为中-低温、低压、较高的氧化-还原电位、弱酸性-中性。中国最具工业价值的沉积型重晶石矿床（矿床规模一般大中型）的重晶石以矿物或胶结物形成存在于海相或湖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，围岩以黑色页岩为主，如陕西安康石梯、湖南新晃贡溪等重晶石矿床。基于对贵州天柱、玉屏及湘西新晃贡溪等重晶石化矿床的研究发现：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；与同期的海相盐酸盐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...