壹、開采地層
礦區出露地層主要為上震旦統燈影組(Zdn)和下寒武統陸家坪組2。
(1)上震旦統燈影組(Z2dn)
燈影組分為上巖性段和下巖性段。
圖3-9萬源妙子毒重石-重晶石礦區地質示意圖
(據西南地勘局604隊1997)
1.下段(Z2dn1)
該段以黑色厚層狀塊狀矽質巖為主，夾薄層矽質巖或矽質板巖。厚矽質巖為隱晶質結構。厚度約為120米。
2.上段(Z2dn2)
根據巖性組合特征，自下而上可分為三個巖性層:
(1)壹巖性層
主要為黑色中厚層狀矽質巖，夾少量薄碳質矽質板巖。矽質巖具有隱晶質結構、條帶狀和塊狀構造。厚36.5米。
(2)第二巖性層
第二巖性段主要為中厚層狀矽質巖夾薄層矽質巖，向上過渡為薄-中厚碳質矽質板巖，夾鋇礦化白雲石(白雲石灰巖)或鋇礦物透鏡體，透鏡體厚度為0.5-1.5m，長度小於10m。該層厚50米。
(3)三個巖性層
第三巖性段是礦區的主要含礦層位。
下部為鋇礦層，下部主要為深灰色致密塊狀泥晶灰巖，其次為鋇板巖，層位穩定但沿走向不連續；上層為結晶塊狀細-粗鋇板巖-毒重石層，以鋇板巖為主，毒重石為次，層位穩定。
上部為薄矽質巖夾薄碳質矽質板巖。5 ~ 10 cm厚的單層矽質巖和0.5 ~ 1 cm厚的單層碳質矽質板巖，二者均以互層為特征。該層為煤層的直接頂板，多含矽質結核和磷質結核，粒徑0.5 ~ 15 cm。在與礦層接觸部位可見寬1 ~ 2 cm的帶狀或脈狀鋇板巖等鋇礦物。該層是找礦標誌層。
(2)下寒武統陸家坪組
這個地層大致分為上下兩段。
1.下段
下段主要為黑色碳質板巖夾鈣質泥質板巖。底部板巖呈薄層狀，層理良好，含膠磷礦結核(粒度2 ~ 12 cm)。中上部板巖葉理不太發育，為中厚層狀，含碳量較少，含砂、泥質成分較多。80米厚。
2.上述段落
上段主要為薄至中厚的粉砂巖，夾少量碳質泥質板巖。粉砂巖主要由石英粉砂、泥質及少量黃鐵礦和絹雲母組成。
(3)含礦地層的時間描述
本礦區含礦地層為上震旦統燈影組，但礦區與重慶巴山毒重石礦床均處於黃溪河復式背斜東北翼的二級褶皺中，而巴山毒重石礦床含礦地層為下寒武統蘆家坪組(見本章第二節)。兩種毒重石礦床(體)層位穩定，產於碳質矽質巖或矽質板巖中，含礦地層結構大致相同。這兩個礦床位於大巴山毒重石成礦帶中部，該成礦帶其他毒重石礦床的含礦地層均為下寒武統蘆家坪組，礦層(體)也產於矽質巖中。根據《中國寒武紀地層規範》(中國地層規範編委會，1999)的研究，黃柏樹灣毒重石礦床所在的資陽地區魯家坪組含有震旦系燈影組的部分層位，城口地區燈影組覆蓋了魯家坪組的部分層位。而資陽黃柏樹灣毒重石礦床(體)產於魯家坪組下部的矽質巖中(見本章第壹節)，因此推測毒重石礦床可能產於區域大巴山毒重石成礦帶的同壹層位。因為地層劃分和對比不是本書的重點，這裏就不贅述了。
二、礦業結構
礦區位於黃溪河復式背斜東北翼的西北次級褶皺中。區內次級褶皺主要為北西-南東向向斜的向斜背斜和向斜，壹般背斜閉合，向斜張開。大致構造線方向為NW 315 ~ 320。該區域的斷層主要為北西-南東向斷層(圖3-9)。
(1)折疊
與礦區有關的次級褶皺主要是高家灣-馬家溝向斜背斜和董家坡-東嶽廟向斜。
1.高家灣-馬家溝向斜背斜
背斜以震旦系燈影組(和)厚層塊狀矽質巖為核心，寒武系陸家坪組為兩翼。背斜軸部走向NW，軸面傾向SW225，傾角57 ~ 71，由NW向SE逐漸變陡。背斜東南部馬家溝壹帶呈楔形。背斜兩翼被走向斷層F20和F22局部交錯，導致礦層沿走向局部斷裂。
2.董家坡-東嶽廟向斜
向斜位於高家灣-馬家溝背斜的南翼，與其呈緊密的雁列狀排列。向斜軸部為陸家坪組，兩翼為上燈影組。軸面傾向SW，傾角約88°。
(2)故障
礦區內的斷層主要為NW-SE走向的斷層，分布在褶皺翼部燈影組與蘆家坪組的接觸區。斷層走向與地層基本壹致。這組斷層對褶皺和礦體有壹定的破壞作用(表3-6)。此外，還有NE向斷層，散布在礦區的走向斷裂帶上。這組斷層規模小，礦體無影響。
表3-6走向斷層的特征
三。礦體(層)地質學
廟子北礦區大致可分為五個礦體，每個礦體具有相同的煤層結構。本文以二號礦體(層)為例，論述了其特征。
(1)礦體(層)特征
2號礦體的分布受高家灣-馬家溝向斜背斜控制，分布在背斜傾斜部的兩翼。由於走向斷層F2和F20的破壞，進壹步劃分為4個子礦體:2-1、2-2(東北翼)和2-3、2-4(西南翼)。
1.2-1礦體
礦體位於背斜東北翼的西北段，露頭長970米。礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀壹致。總體走向SE135，傾角52° ~ 85°，地層反轉(圖3-10)。煤層厚度0.30 ~ 1.58 m，平均厚度0.59m；BaCO3品位為29.78% ~ 94.02%，平均為58.06%。礦體富含毒重石，其次為鋇銳鈦礦和毒重石混合礦。
礦體頂底板均為薄層矽質巖和碳質矽質板巖，矽質板巖中常含重晶石，含量壹般小於10%，局部僅命中34.54%。礦體出露標高為732 ~ 1121m。
2.2-2礦體
礦體位於背斜東北翼的東端，長110m。礦體呈層狀和似層狀。由於位於背斜的傾角部位，受斷層影響，煤層扭曲發育，局部走向變化較大，總體產狀為205°∠68°(圖310)。煤層厚度0.53 ~ 0.84 m，平均0.64m；BaCO3品位為31.71% ~ 77.83%，平均值為56.03%。礦石屬鋇銳鈦礦-毒重石型，平均礦物含量為毒重石34.63%，鋇銳鈦礦32.26%。
礦體頂底板為薄層矽質巖和碳質矽質板巖，矽質板巖中常含重晶石，含量壹般為6.18% ~ 16.62%。礦體出露標高為938～990米。
3.2-3礦體
礦體位於背斜西南翼的西北段，露頭長度大於700m .礦體呈層狀、似層狀，部分地段強烈扭曲，總體走向135 ~ 140，傾向SW，傾角50°(圖3-10)。煤層厚度0.39 ~ 1.11m，平均0.64m；BaCO3品位為30.43% ~ 69.25%，平均為44.07%。礦石基本為鋇銳鈦礦-毒重石型，毒重石平均礦物含量23.37%，鋇銳鈦礦31.85%。
重晶石常產於礦體頂底板的碳質矽質板巖中，含量為0.41% ~ 26.18%，平均為9.66%。礦體出露標高為938～990米。
4.2-4礦體
礦體位於背斜西南翼的西北段，露頭長500米。礦體呈層狀和似層狀。受斷層影響，煤層扭曲發育，總體走向136，傾向SW，傾角62(圖3-10)。煤層厚度0.30 ~ 1.72 m，平均0.92m；BaCO3品位為31.84% ~ 92.36%，平均值為56.82%。礦石基本為鋇銳鈦礦-毒重石型，毒重石平均礦物含量23.37%，鋇銳鈦礦31.85%。
重晶石常產於礦體頂底板的碳質矽質板巖中，含量為0.41% ~ 26.18%，平均為9.66%。礦體出露標高為894 ~ 1121m。
(2)礦石特征
1.礦石的礦物成分
(1)礦石礦物
該區礦石礦物主要為毒重石，其次為重晶石，還有少量重晶石、鋁矽鋇和菱面體堿土礦物。屬於以碳酸鋇為主的混合鋇礦床。
1)毒重石:多為淺灰色-深灰色泥粒狀集合體，粒徑小於0.01mm，伴生應時、碳質和粒狀重晶石，定向分布，具微層理結構，應形成於準同生期。礦石中毒重石的含量壹般為40%，最高可達80% ~ 85%。
圖3-10妙子重晶石礦區勘探線剖面圖
1-下寒武統陸家坪組；2—震旦系燈影組上亞組第三巖性層；3—震旦系燈影組上亞組第二巖性層；4—震旦系燈影組上亞組第壹巖性層；5厚至中厚矽質巖；6厚矽質巖；7—鋇礦化的白雲質巖石；8—板巖；9—粉砂質板巖；10—碳質板巖；11-碳質矽質板巖；12—碳酸鋇礦石；13-故障及編號；14-平硐及編號；15 ——勘探槽位及編號；16-礦體和編號
2)鋇解理石:灰色，多為顆粒-板狀，粒徑0.02 ~ 2.0 mm，具方解石般解理。因含碳呈灰-深灰色，常交代毒重石、重晶石、白雲石，常包裹毒重石或重晶石的假象，反映後續交代的成因。礦物中重晶石的含量壹般為0 ~ 95%，往往形成單壹的重晶石礦。
3)重晶石:多呈粒狀、短柱狀、板狀，粒度0.01 ~ 0.03 mm，晶體中常含碳。壹般分布於頂底板圍巖中，呈微層狀、條帶狀產出，含量最高為26.18%。
少量鋁矽鋇石和菱形堿土礦物。
(2)脈石礦物
主要為應時，含量為1% ~ 30%，主要為矽質巖或矽質板巖中的應時殘渣，壹般粒徑為0.01mm；；少量碳，含量壹般為1% ~ 3%，多以細小彌散的塵點形式分布。其他包括少量白雲石、方解石和膠磷礦。
2.礦石結構
(1)結構
1)泥晶-微晶結構:礦石由小於0.01 ~ 0.03 mm的礦物組成，緊密排列。主要存在於致密塊狀礦石中。
2)細-粗晶體結構:礦物結晶良好，大小不壹，粒度0.1 ~ 2.0 mm..主要存在於鋇銳鈦礦和鋇銳鈦礦-毒重石礦石中。
3)中粗晶結構:礦物結晶良好，大小均勻，粒度為0.1 ~ 1 mm的晶體鑲嵌在齒間。主要見於以鋇板巖為主的礦石中，發育於2-3和2-4礦體中。
4)束狀放射狀結構:板狀礦物(如銳鈦礦鋇)晶體形成束狀放射狀集合體。
(2)結構
1)層狀構造:泥晶-微晶礦物定向排列，形成1 ~ 2mm厚的紋層。紋層之間分布著較多的泥碳，呈“藻紋層狀”結構，顯示了原生沈積構造。常見於毒重石礦石中。
2)致密塊狀構造:由細小或大小不等的礦物無序排列而成，有時可見礦物定向不明顯。這種結構的形成與交代作用有關。常見於毒重石和混合礦石中。
3)結晶塊狀構造:由不同晶體大小或粒度相近的礦物組成，晶體壹般大於0.1mm，礦物常發生重結晶和交代作用。廣泛分布於各種礦石中。
3.礦石的化學成分
礦區礦石的化學成分主要是BaO和CO2，其次是CaO和SiO2，還有少量其他化學成分(表3-7)。
表3-7妙子鋇礦區礦石化學成分表
4.礦石類型
工業類型為碳酸鋇礦。根據礦物含量的不同，可分為毒重石礦、鋇銳鈦礦和鋇銳鈦礦-毒重石礦三種自然類型。
(1)鋇銳鈦礦-毒重石礦
灰-灰-黑色，泥晶灰巖，細-粗粒結構，交代結構，致密塊狀結構，有時殘留微層狀結構。主要物質為毒重石和重晶石，含少量重晶石，含應時、方解石、碳等雜質及零星黃鐵礦。毒重石含量略高於銳鈦礦鋇，BaCO3含量壹般為40% ~ 70%，最高為89.37%。
這類礦石是該地區的主要礦石類型。
(2)泥晶毒重石礦
灰色-深灰色，泥晶-微晶結構，致密塊狀構造。它以毒重石為主，含少量重晶石和重晶石，並伴有少量應時和碳等雜質。礦石質量較好，BaCO3含量最高為94.02%，壹般在80%以上。主要分布在煤層底部或下部，沿走向幾米至幾十米多呈透鏡狀分布。
該類型為次生礦石類型，主要分布在2-1和2-4礦體中。
(3)鋇方解石礦
深灰色，細-粗粒結構，中-粗粒變質結構，交代及交代殘余結構。塊狀結構以鋇銳鈦礦為主，其次是毒重石，還有少量其他鋇礦物。葉蠟石鋇結晶良好，大多呈粒狀或束狀集合體，毒重石和重晶石是常見的解釋。部分鋇方解石和應時呈細脈狀。該類礦石中BaCO3含量最高為50% ~ 70%，屬次生礦石類型。
四。礦床成因
在這個礦床中，毒重石是鋇礦石的主體。礦石中發育的原生沈積構造，如塊狀構造和紋狀構造(“藻堆”)；泥晶-微晶結構、細-中粗粒結構和各種交代結構組構特征反映了礦床的沈積成因。