一、矿床概况
1.矿床名称
广西象州县潘村重晶石矿床。
2.地理位置及中心点经纬度坐标
矿床位于广西象州县，距罗秀公社9km，有简易公路相通，属罗秀公社管辖；地理坐标为109°54′50″，24°06′30″。
图5-2 湖南谭子山重晶石矿成矿模式图
1—砂砾岩；2—花岗岩；3—白垩系；4—泥盆系；5—硅化、重晶石化蚀变带；6—断层；7—重晶石矿体；8—矿液运移方向
3.矿床类型、矿种、资源储量、规模、品位、勘查程度、开发情况
广西象州县潘村重晶石矿床属热液型重晶石矿床。象州县的重晶石较早被发现。1970年，重晶石分布范围被概略圈定，1983年广西壮族自治区第七地质队对该矿床做了勘探，硫酸钡品位56.05%～95.82%，矿床规模为中型。
4.所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带
ⅢBa-19桂中北成矿带（III-86-②）。
5.区域成矿条件
本区位于湘中-桂中被动陆缘盆地（Pz1）与贺州-衡阳断陷盆地（Pz2）交汇处。
区内地层分布有寒武系黄洞口组，泥盆系莲花山组、那高岭组、郁江组、上伦白云岩、二塘组、官桥组、大乐组、四排组、东岗岭组、榴江组、五指山组，石炭系鹿寨组、巴平组、南丹组和马平组。下泥盆统主要为生物碎屑灰岩，其次有含硅质团块灰岩、泥灰岩，下部夹泥岩，底部为白云岩。东岗岭组主要为泥岩、页岩、泥灰岩之夹层或互层。
本区发育着不同时期、不同性质的褶皱和断裂，根据这些构造的走向，大致可分为东西向、北北东向、近南北及北西向四组。桐木断裂规模巨大，是热液活动的通道，在桐木断裂的上盘，发育着次一级断裂，且在成矿区段多呈张性断裂，是矿液进行交代、沉淀的主要场所。矿区内各组断层，均属桐木区域性大断裂的次级派生构造。
本类型重晶石矿床最直观的控矿条件是构造裂隙。如断层裂隙、地层并不错位的张裂隙及因地层褶皱、滑动而出现的层间裂隙或虚脱部位。这些构造空间的存在，成为热液型重晶石成矿的必备条件。
二、矿床地质特征
1.矿区地质特征
本区位于大瑶山隆起的西部边缘，出露地层有寒武系、泥盆系、石炭系及第四系。中泥盆统应堂组（D2y）下段和下统四排组（D1s）是本区重晶石矿的控矿层位（图5-3）。
矿区范围在大瑶山复背斜西翼；近南北向、北西向断裂及硅化压碎破碎带发育有重晶石矿体。
围岩蚀变在硅化、重晶石化、白云石化和方解石化。硅化在断层破碎带内普遍发育为硅化蚀变带，成为重晶石矿脉的直接围岩。硅化作用以地表或浅部最为强烈，往深部逐渐减弱，重晶石化发育于近矿围岩地段和硅化破碎岩带，白云石化较弱，方解石化在破碎带内及两侧围岩中普遍发育，局部可形成方解石岩。
图5-3 广西象州县重晶石矿田潘村矿床地质略图
（据广西第七地质队，1983）
1—第四系；2—泥盆系东岗岭组；3—泥盆系应堂组上段；4—泥盆系应堂组下段；5—泥盆系四排组第四段；6—泥盆系四排组第三段；7—泥盆系四排组第二段；8—泥盆系四排组第一段；9—泥盆系郁江组；10—地质界线；11—正断层；12—逆断层；13—矿体；14—产状
2.矿床特征
（1）矿体特征
潘村重晶石矿床呈北北东向展布，矿体产于下泥盆统，严格受到南北和北西向两组断裂构造破碎带的控制。矿体呈脉状、透镜状矿体产出，分布广泛，成群出现（图5-4）。矿体一般100～400m，最短几十米，最长的矿体达1083m，长度500m以上的矿体有八条。矿体厚度一般1～6m，最薄0.06m，最厚矿体（钻孔ZK4707）为19.81m。矿区矿体主要有沿南北向展布和沿北西向展布的矿体。
（2）矿石特征
A.矿石矿物成分
矿石矿物成分简单，主要为重晶石，局部见少量黄铜矿。脉石矿物主要有石英、方解石和白云石，少量黄铁矿，次生矿物有褐铁矿和孔雀石等。重晶石在不同的矿石类型中含量有别，根据25块矿石标本鉴定结果统计：在块状重晶石矿石中重晶石含量一般为95%～99%；在斑杂状重晶石矿石（硅化压碎状矿石、碳酸盐化压碎状矿石）中重晶石含量为30%～84%。矿石中各种矿物的含量见表5-2。
表5-2 潘村重晶石矿床矿物成分及其含量表
资料来源：广西象州县潘村重晶石矿区详细勘探地质报告，1983。
B.矿石化学组分
矿石的化学成分，主要有益组分为BaSO4，个别矿体还含Cu和Pb；主要有害组分为SiO2，Fe2O3，Al2O3和水溶盐。
表5-3和表5-4表明：块状矿石中Fe2O3，Al2O3，水溶盐的含量均在允许范围值以内。SiO2一般均在允许范围值以外，个别稍偏高。1，11，30，47，65 和93 号矿体矿石中有害组分水溶盐均在允许范围值以内，Fe2O3，Al2O3一般在允许范围值以内，个别稍偏高，SiO2大多数偏高。对化工利用有一定影响。然而矿石经选矿后，精矿中主要有害组分均在允许范围以内。
表5-3 潘村矿区组合样多项分析结果表 单位：%
注：表中BaSO4采用单工程矿体平均含量。
表5-4 潘村重晶石矿区块状矿石多项分析结果表 单位：%
资料来源：广西象州县潘村重晶石矿区详细勘探地质报告，1983。
图5-4 潘村重晶石矿区B-B′地质剖面图
1—泥盆系四排组：2—泥盆系上伦组：3—泥盆系大乐组四段：4—泥盆系大乐组三段：5—泥盆系大乐组二段：6—泥盆系大乐组一段：7—浮土：8—页岩：9—泥岩：10—泥质灰岩：11—会岩：12—白云岩：13—重晶石脉及编号：14—实测、推测地质界线：15—断裂
C.结构构造
重晶石矿石主要结构有半自形柱板状结构、他形粒状结构和压碎结构。
半自形柱板状结构 重晶石呈粗大的半自形柱板状，长约数毫米，彼此紧密镶嵌，组成重晶石集合体。由于重力作用，往往出现波状消光及双晶条带错动。偶尔可见石英及碳酸盐矿物微粒被包裹。
他形粒状结构 重晶石呈他形粒状，或不规则粒状。颗粒度0.1～0.4mm，包围早期不规则粒状石英产出。
压碎结构 原岩被压碎呈大小不等、形态各异的角砾状碎块或细小颗粒。白云石、方解石、重晶石受力作用，出现波状消光、双晶条带弯扭、断错，有的甚至压裂压碎；部分致密块状重晶石因受动力作用具强烈的波状消光和裂纹，甚至被压碎成大小不等的碎块和颗粒。
矿石构造主要有块状构造、角砾状构造和网脉状构造。
块状构造 由重晶石粗大半自形柱板状晶体和不等粒的粒状晶体批次紧密嵌接组成。
角砾状构造 压碎状矿石中原岩（硅化灰岩、硅质石英岩等）或早期块状重晶石受动力作用被压碎呈角砾状碎块，又被后期重晶石和硅质胶结而成。
网脉状构造 原岩受动力作用产生细微裂缝，被后期的重晶石细脉、方解石细脉和方解石重晶石细脉充填胶结，彼此穿插构成网脉状。偶尔可见石英细脉穿插。
D.矿石类型
按矿石矿物成分和结构构造可分为块状重晶石矿石、硅化压碎状重晶石矿石和碳酸盐化压碎状重晶石矿石三种矿石类型。
块状重晶石矿石 为白色，块状构造。主要由重晶石组成，重晶石晶体粗大，可大于5mm。呈柱板状、压碎柱板状、粒状、压碎粒状结构。杂质少，仅含少量石英和碳酸盐矿物。BaSO4含量大于85%为富矿石，略经手选，即可直接利用。多分布于矿体的上部。
硅化压碎状重晶石矿石 为浅灰、灰白色，具压碎结构，角砾状构造或网脉状构造。重晶石呈板状、半自形板状或粒状。脉石以硅质石英居多，少量方解石、白云石，微量炭质、黄铁矿和黄铜矿。这类矿石含BaSO420%～85%；多分布于块状重晶石矿石侧旁和矿体下部。化学成分BaSO4≥30%，BaCO3＜7%，SiO2＞10%。分布在重晶石型矿石两侧。
碳酸盐化压碎状重晶石矿石 为浅灰、灰白色，压碎结构，角砾状构造或网脉状构造。重晶石呈板状、粒状。脉石以硅质、石英和方解石居多，少量白云石，微量炭质、黄铁矿和黄铜矿。这类矿石含BaSO420%～70%，CaO 10%～25%，SiO210%～30%。多分布于矿体深部。
后两种矿石BaSO4含量小于85%，属于贫矿石，需经选矿后，方能利用。
三、矿床成因与成矿模式
1.成矿物质来源
象州式热液型重晶石矿，成矿物质来自地壳深部硅铝层混合岩浆，反映有岩浆后期热液成矿特征，也有来自含矿地层，具有多阶段性、多期成矿作用特点。
2.成矿控制因素
（1）断裂构造控矿
本区南北向和北西向两组断裂构造带严格控制矿体形状、形态和规模。矿体呈脉状或透镜状产出，矿体产状与断裂构造产状一致。矿体规模与断裂构造发育程度关系密切。
（2）层位控矿
区内下泥盆统四排组和中泥盆统应堂组下段严格控制了矿体分布空间。矿体主要产于四排组第二段、第三段和第四段中。应堂组上段和郁江组均未见重晶石矿体产出，也未见重晶石矿化现象。
（3）岩性控矿
灰岩、泥质灰岩因岩性较脆，被断层破坏时，容易形成破碎带，同时由于其化学性质较活泼，易于交代，为本区的重晶石矿体的生成提供了良好的岩性条件。
在罗邦中、下泥盆统剖面中，采集原岩光谱样59个，钡元素含量的分析结果统计见表5-5。从表5-5中看出：下、中泥盆统灰岩，泥质灰岩钡元素含量比一般沉积岩中钡元素背景值0.4%高2～5倍。
表5-5 原岩光谱分析钡元素含量统计表 单位：%
资料来源：广西象州县潘村重晶石矿区详细勘探地质报告，1983。
3.矿床成因
在矿区东面大瑶山有大进花岗岩体（据1：20万填图资料，属于燕山期）和花岗斑岩脉、石英斑岩脉、闪长岩脉等分布，矿区南面泥盆系中有多种小岩脉发现，这些地质现象说明了本矿区处于岩浆活动范围之内。
区内构造活动频繁，构造控矿作用十分明显。矿区东侧桐木区域性大断裂，多期次活动，是矿液运移的良好通道，其派生的次级南北向和北西向断裂破碎带，是主要的储矿构造，它严格控制着矿体的产状和形态。在构造活动的早期，矿区内首先形成南北向挤压破碎带，接着又产生了北西向挤压破碎带，地下含Si，Ca，Mg等成分的热水溶液沿断裂破碎带上升交代，形成强烈的硅化及微弱的碳酸盐化蚀变。中期构造活动，以张裂作用为主，使早期形成的断裂破碎带转化为张裂性质，形成良好的贮矿空间，与此同时，富含Ba，Si，Ca等成分的热水溶液上升活动，于断裂破碎带中填充、交代形成重晶石矿体，同时使硅化再次加强，并伴随产出大量的方解石脉。晚期构造活动减弱，断裂破碎带产生细微裂隙，含Ba，Si，Fe，Ca，Cu，Pb，Zn等元素的热液沿破碎带活动，在合适的条件下，再次形成重晶石细脉、方解石细脉及石英细脉，并局部产生细脉状和星点状黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿及方铅矿化。
成矿作用以充填为主，重晶石矿体呈脉状、透镜体状产出。含矿破碎带热液蚀变强烈，地表和浅部以硅化为主，在硅化强烈的地段，往往形成石英硅质岩；深部以碳酸盐化为主，常有较多的方解石脉和白云石脉穿插。重晶石矿体与硅化的关系极为密切。
经矿物包裹体测温结果，得出本区重晶石的成矿温度为150～335℃，说明属中低温热液的产物。
根据上述地质特征，本区重晶石矿床应属中低温热液成因的矿床。
4.成矿模式
潘村重晶石矿床的成因类型为热液型重晶石矿，矿床产在地台隆起区和坳陷区的过渡带，在坳陷区一侧，具有多阶段性、多成矿作用的特点。隆起区和坳陷区之间有基底断裂为界，它是相对升降错动的枢纽。在地台盖层沉积时，断裂也同时活动，印支期在印支运动的作用下使下古生界产生褶皱和产生北北东向、北西向的断裂或原有的北北东向、北西向的断裂重新活动，由于各种因素的影响，基底断裂通过的地带，构造活动最强，岩层变形特别明显，构造特别复杂，甚至有岩浆沿基底断裂侵入。岩浆期后从岩浆分异出来的活性很强的含Ba，S等微量元素的含矿热液又沿断裂上升，借地壳活动的力量，热液一次一次地扩散活动，它们活动中沿途携带了地层中可以被它们摄取的物质，而成为组分复杂的热液，到了上部又有地下水混入。地下水溶液在地层中活动的时候溶蚀和获得了围岩中的成矿元素和岩浆热液，混合时成矿元素也一起混入。由岩浆热液和地下水混合成的成矿热液，侵入到已经褶断变形了的盖层中，多在含有机质高的刚性碳酸盐岩中遇到适宜的环境中沉淀富集结晶而成矿。
根据上述成矿模式的综合描述，其理想化成矿模式（图5-5）。
图5-5 广西象州潘村重晶石矿成矿模式图
1—下泥盆统；2—寒武系；3—白云岩；4—基底地层；5—印支期花岗岩；6—灰岩；7—断层；8—重晶石矿体；9—地层中Ba元素运移方向；10—深部岩浆中含Ba，S液体运移方向