更新时间：2023-07-08 11:47
重晶石（Barite）是一种以硫酸（BaSO4）为主要成分的非金属矿产品，纯重晶石显白色、有玻璃光泽，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石是正交（斜方）晶系，晶体常成厚板状。
全球重晶石资源较为丰富，主要集中在冈瓦纳成矿域、环太平洋成矿域、特提斯成矿域和劳亚成矿域。冈瓦纳成矿域重晶石矿床主要分布在印度南部，环太平洋成矿域重晶石矿床主要分布在美国内华达州、墨西哥和中国，劳亚成矿域重晶石矿床主要分布在中国的大部分地区和美国东部地区，特提斯成矿域重晶石矿床主要分布在德国、摩洛哥、土耳其和伊朗。
重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途。其中约有85%～90%作为加重剂用于石油和天然气钻井；5%～10%作为化工原料，生产钡化合物，应用于合成橡胶的凝结剂、油脂添加剂、催化剂、荧光粉等；最后占比小于5%的部分用作道路建设、水泥用矿化剂、填料等。
重晶石是以硫酸钡（BaSO4）为主要成分的非金属矿产品（化学成分：BaO：65.7%，SO3：34.3%。成分中有Sr、Pb和Ca类质同象替代），重晶石系硫酸盐矿物。主要成分为BaSO4。重晶石可与天青石构成类质同象系列。当Sr\u003eBa时称天青石，当铅含量较多时称北投石。
纯重晶石显白色、有光泽，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。具3个方向的完全和中等解理，莫氏硬度3～3.5，比重4.5，折射率1.634～1.48，熔点1580℃。主要形成于中低温热液条件下。
重晶石化学性质稳定，不溶于水和盐酸，溶于硫酸和熔融的碱，无毒，与硫还原为硫化钡（BaS），加热变为氧化钡（BaO）.具吸收X射线、射线的性能。
重晶石是正交晶系。-Pnma；a0=0.8878nm，b0=0.545nm，c0=0.7152nm。Z=4。1149℃以上转变为高温六方变体。主要粉晶谱线：3.44（100），3.10（97），3.12（80）。晶体结构中Ba2+处于[SO4]2-之间，并为12个O2-所包围，配位数为12。O2-则与1个S6+和3个Ba2+相接触，配位数为4C（如下图所示）。
重晶石晶体常成厚板状。对称型3L23PC。晶体常见，通常沿{001}发育成板状，有时为沿a轴或b轴延伸的柱状。常见单形：板面c{001}、a{100}、b{010}，斜方柱m{210}，u{201}、o{011}、d{101}。集合体常呈粒状、纤维状或由板状晶体聚集成晶筷状，少数呈致密块状、结核状或钟乳状。
重晶石的矿床类型较为复杂，具有多种矿床成因类型，根据不同矿床成因特征，总结出了以下重晶石矿床成矿机制。
根据构造背景和产出特征可分为大陆边缘型和克拉通裂谷型，其中前者为纯重晶石矿床，后者常与金属硫化物矿床伴生产出。根据重晶石矿床的产出形式、物质来源和成矿机制可分为以下4种：生物重晶石、海底热液重晶石、成岩重晶石、冷泉重晶石。
海底热液重晶石：指深部富钡热液流体通过断裂构造带向海底运移或喷发，与海水硫酸盐混合并发生沉积形成（如下图所示）。在深海环境中，含钡流体在大地构造作用下从深海环境中通过断裂构造带向上运移，与海水中硫酸盐富集成矿。矿床呈片状、柱状和放射状产出，指示了热液活动和古环境地壳运动的地质规律。
生物重晶石：主要是指在生物作用下形成的重晶石矿床，在表层海水环境中，浮游生物繁殖，上升流带来丰富的营养物质和钡矿物，由于生物的大量死亡，在大陆边缘沉积堆积，富含生物钡与海水中的硫酸盐混合接触，并发生沉淀和富集，在后期的成岩过程中，大陆边缘地带形成了生物成因的重晶石矿床（如下图所示）。
成岩重晶石：是指在沉积物-水界面下，原生重晶石在硫酸盐亏损带溶解后形成富钡孔隙水，迁移到硫酸盐甲烷转换带（SMTZ）附近，与孔隙水残余硫酸盐相互作用沉淀富集形成的重晶石矿床（如下图所示）。在大陆边缘附近，由于沉积物的不断沉积和埋深，细菌硫酸盐还原作用消耗大量的硫酸盐根离子，使其在沉积物-水界面下还原了大量的SO42-，形成了硫酸盐还原带，随着深度的增加，孔隙水中的硫酸盐浓度逐渐减少，形成了硫酸盐-甲转换带，在SMTZ以下，富含有机质的沉积物在甲烷细菌的作用下发酵了大量的甲烷，原生重晶石开始溶解钡，并且在孔隙水中甲烷和钡离子向上浓度逐渐较少，在SMTZ附近与硫酸盐还原带向下扩散的孔隙水中SO42-相结合，在硫酸盐还原菌和消耗溶解硫酸盐的甲烷厌氧氧化的同时，使重晶石在前缘带附近进行沉淀和富集。在重晶石的形成过程中，常常伴随大量的氧化还原过程，因此伴生黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物和碳酸盐矿物。
冷泉重晶石：主要是指富钡孔隙水沿裂隙运移到沉积物-水界面附近，与硫酸盐孔隙水和海水相互作用而形成的重晶石矿床，矿床的硫酸盐来源和钡的来源与成岩重晶石类似。主要是在高生产力的背景下富有机质沉积的环境中，成岩重晶石的重晶石前缘带迁移到沉积物-水界面附近，转化为冷泉体系（如下图所示）。
岩浆热液型重晶石矿床主要形成于构造活动带，含矿热液沿构造破碎带向上运移，在一定的成矿空间里，随着温度、压力的改变，含矿热液萃取围岩中的含矿物质发生沉积成矿。同时含矿热液不断与围岩发生蚀变作用，使方解石、石英、重晶石和硫化物等矿物析出，形成了明显的重晶石化、绢云母化和黄铁矿化等矿化现象（如下图所示），矿体以脉状、网脉状的形式产出，重晶石矿体的包裹体测温显示，重晶石矿床成矿温度约为100~200℃。
层控型重晶石矿床形成于大地构造活动带附近，在大气降水渗入地下，含矿热液及成矿物质渗溶过程中，由于下渗过程中的温度逐渐增高，使成矿物质转化为含矿热卤水并与层位孔隙水混合。含矿热卤水受到化学垂直分带的约束，使富含硫酸盐热卤水富集在浅层，而富含氯化物热卤水富集在深地层中。在深地层中，氯化物热卤水和钡源层中的Ba元素形成了富含BaCl2的热卤水，由于地温梯度和地壳运动等作用，富含BaCl2热卤水在上升流的驱动下，沿构造断裂带运移上升到浅层层位，与富含硫酸盐热卤水进行混合，并发生化学反应和沉淀，又由于上覆泥质类岩层的覆盖，形成了很好的密闭空间，使以上作用能够有序不间断地富集成矿，直到重晶石矿床的形成（如下图所示）。因此重晶石矿体重δ34S值与区域上的蒸发岩具有一定的相似性，Ba元素的含量呈现自下而上逐渐增加的趋势，矿体向上蚀变减弱，具有上厚下薄、上富下贫的矿化特征。
火山-沉积型重晶石矿床多与火山喷发活动有关，在火山活动喷发过程中，沉积了一系列的火山-沉积岩，当岩浆活动结束后，在火山口附近的构造裂隙里形成了喷气热液活动，随着热液活动，形成了多期次的围岩蚀变和成矿作用。在早-中期，含有大量的氯质、硫质挥发分物质，随着岩浆活动，喷出地表或者在构造裂隙带向上移动，当运移到一定距离时，在空气中的岩浆挥发分因为重力作用等因素发生沉降至富含硫酸盐的海水中，与海水中大量的硫酸盐混合后富集成矿。在围岩里挥发分由于温度、压力等的减弱，与围岩里富含成矿物质发生反应并富集成矿（如下图所示）。矿床中Fe、Mn、Ba超强富集，Cu、Pb、Zn含量明显高于围岩，重晶石主要以伴生矿体产出，表明矿床具有典型的SEDEX型矿床的特点。
风化（残积）型重晶石矿床是原生重晶石矿床遭受到了强烈的物理化学作用，使其发生破碎而形成。在风化作用下，搬运到离原生矿床不远的第四纪残积物中进行沉积和二次富集成矿。因此，风化（残积）型矿床的元素地球化学特征主要取决于原生矿床，后期作用的改造不明显（如下图所示）。
全球重晶石资源较为丰富，主要集中在冈瓦纳成矿域、环太平洋成矿域、特提斯成矿域和劳亚成矿域。
冈瓦纳成矿域重晶石矿床主要分布在印度南部，矿床类型多为沉积型，典型矿床有Sargur重晶石矿床和Manganpet重晶石矿床；环太平洋成矿域重晶石矿床主要分布在美国内华达州、墨西哥和中国，以沉积型矿床为主，典型矿床有美国Nevada重晶石矿床、墨西哥Sierra de Santa Rosa重晶石矿床和福建省李坊重晶石矿床；劳亚成矿域重晶石矿床主要分布在中国的大部分地区和美国东部地区，以沉积型为主，其次为岩浆热液型，典型矿床有美国阿肯色州层状重晶石矿床、秦岭大巴山重晶石矿床和湘黔地区大河边重晶石矿床；特提斯成矿域重晶石矿床主要分布在德国、摩洛哥、土耳其和伊朗，沉积型和岩浆热液型均有产出，沉积型矿床主要分布在土耳其西部地区的Sarkikaraagac矿床、Hüyük矿床和东部地区Önsen矿床，热液型矿床以伊朗Badroud矿床和Chenarvardeh矿床为典型矿床。
据美国地质调查局公布的数据，截至2019年年底，世界范围内已探明的重晶石储量达3.0亿t，其中资源较为丰富的国家有中国、俄罗斯、印度、土耳其、伊朗、泰国、哈萨克斯坦、巴基斯坦等，约占世界总量的89.7%。自2016年始，研究人员已探明哈萨克斯坦重晶石储量超过中国，居于世界之首。
重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途。其中约有85%～90%作为加重剂用于石油和天然气钻井；5%～10%作为化工原料，生产钡化合物，应用于合成橡胶的凝结剂、油脂添加剂、催化剂、荧光粉等；最后占比小于5%的部分用作道路建设、水泥用矿化剂、填料等。
在一些油井、气井钻探时，一般使用的钻井泥浆、黏土比重为2.5左右，水的比重为1，因此泥浆比重较低，有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡，则造成井喷事故。在地下压力较高的情况下，就需要增加泥浆比重，往泥浆中加入是增加泥浆比重的有效措施，还可以冷却钻头，带走数控刀具下来的碎屑物，润滑钻杆，封闭孔壁，控制油气压力，防止油井自喷。
以重晶石为原料可以制造、、、、、等化工原料。这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种放礼花、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等。
在油漆工业中，填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。颜料也用于制造白色油漆，在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。油漆工业用重晶石要求有足够的细度和较高的白度。
造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料，这种填料能提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。
利用重晶石具有吸收X射线的性能，用重晶石制做钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土，用以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物。
在白水泥生产中，加入重晶石、萤石复合矿化剂后，烧成温度从1500℃降至1400℃，游离CaO含量低，强度和白度都有所提高。在以煤矸石为原料的水泥生料中加入适量的重晶石，可使熟料饱和比低的水泥强度，特别是早期强度得到大幅度的提高，这就为煤矸石的综合利用，为生产低钙、节能、早强和高强水泥提供了一条有益途径。
橡胶和含约10%重晶石的混合物已成功地用于停车场，是一种耐久的铺路材料。重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石，以增加重量，利于填方地区的夯实。
重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布；用来精制；在医药工业中做消化道造影剂；还可制农药、制革、制焰火等。此外，重晶石还用作提取金属钡，用作电视和其它电子管的吸气剂、粘结剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙）制成合金，用于轴承制造。重晶石也可以作为脱氧剂、澄清剂、助熔剂加入玻璃的制造，以增加玻璃的光学稳定性、光泽和硬度。重晶石是海底热液活动产物之一，其化学元素及Sr、S、O 同位素组成可以有效地揭示热液流体的演化过程。
残坡积矿床用露天开采法，原生矿多数用地下开采法。选矿方法主要为手选法、重选法、磁选法和浮选法。
重晶石矿的地质勘查工作与其他矿产一样划分为普查、详查、勘探三个阶段。
普查阶段：目的和任务是对已发现的矿点和地质、物化探等异常进行普查工作，查明是否有进一步工作的价值，提交普查报告，一般探求D+E级储量，为是否进行详查阶段工作提供依据。
详查阶段：目的和任务是对经过普查阶段工作证实具有进一步工作价值的矿床，做出是否具有工业价值的评价，提交详查报告，一般探求C+D级储量，其中C级储量，一般非金属矿20%～50%，为是否进行勘探阶段工作提供依据，并可提供矿山总体规划和作矿山项目建议书使用。
勘探阶段：目的和任务是对经过详查阶段工作证实具有工业价值，并拟近期开采利用的矿床进行勘探，按全国矿产储量委员会制定的有关规范探求各级储量，提交勘探报告，作为矿山建设可行性研究和设计的依据。
重晶石的开采方式有露天开采和地下开采两种方式，根据矿床的地质情况选择不同的开采方式，如分布于鄂北的随州市的沉积型重晶石矿，矿体呈层状，产于地槽区寒武系变质地层中，矿石黑色，含BaSO4一般为85～90%。可进行露采，开采技术条件简单；分布于鄂西的松滋、宜都、五峰等地的热液型重晶石矿，均为小型矿床。矿石色白，含BaSO4一般为60～97%，以富矿及中矿为主。矿体倾角陡，埋深30～50米，适于露天开采。
开采出来的重晶石必须通过选别加工，才能得到可供直接利用或深度加工的高品位重晶石。重晶石的选矿方法有手选、重选、磁选、浮选等。原矿采出后，大块由人工洗选、手选，小块进入选矿厂进行机械选矿。原矿通过手选，可得到块状重晶石精矿，小块通过洗矿筛分后，大颗粒矿石进入领式碎石机（或冲击式破碎机）破碎，小颗粒直接分级脱泥，经过破碎和脱泥后进入细碎。细碎一般采用对式破碎机，然后通过重选进行分选。根据嵌布特征，重选可选用重介质转筒分选机、圆锥分级机、跳汰分选机或摇床、螺旋分级机等方法。重晶石嵌布粒度2mm通常可用重介质分选、跳汰分选法；嵌布粒度小于2mm可用摇床或螺旋分级机进行分选。在精选前须用旋液分离器除去泥料，可提高精选效果。
重晶石按矿床类型分，可为层状型、层状-脉状型、改造型脉状及堆积型四种类型。
层状重晶石的含矿地层以细碎屑岩为主，具有眼球状构造，核部为块状重晶石，两侧为条纹状、条带状重晶石，再外侧为硅质岩，最外层为细碎屑岩。
层状重晶石矿床的矿石矿物大多为单一的重晶石。重晶石岩及与其关系密切的硅质岩中微量元素的种类及含量均很少，而细碎屑岩中微量元素丰富，具有固定的元素组合如P、V、Mo、U等。重晶石及其围岩有机质含量高，主要由低等浮游生物所形成，这表明沉积环境为较深的、停滞的静水还原性。
此类重晶石矿床指在矿区范围内同一时代地层中既有层状重晶石矿床，也有脉状重晶石矿床，两种矿床都有工业意义，且具有密切的成因和空间联系，是同一成矿过程在不同环境的不同表现形式。如广西来宾和重晶石矿田（床）等。
在一个矿区或同一沉积盆地范围内由若干矿床组成的矿田中，存在同一地质时代的层状重晶石矿与脉状重晶石矿。空间上，层状矿层位在上，脉状矿层位在下，脉状矿分布的地层范围基本上不超过层状矿的层位。层状矿与脉状矿的矿物成分、矿石结构、构造有密切的成因联系，并表现系统演化的趋势。层状矿与脉状矿的成矿条件一致，并有符合地质环境的规律性的演变关系。总之，层状矿与脉状矿是统一的成矿作用的不同表现形式。
改造型脉状重晶石矿床指重晶石及共生矿物沿各种构造裂隙和非构造裂隙如破碎带、断裂和层理面，以充填和交代方式形成的形状不规则的矿床。
中国改造型脉状重晶石矿床在各个地质时代都有产出，含矿围岩多种多样，以沉积碳酸盐岩和碎屑岩中的脉状重晶石矿床较为重要。改造型脉状重晶石矿床常成群分布，矿脉众多而单个矿脉规模有限。由于它容易发现和识别，易采选，便于乡村集体民采，仍是中国的主要开采对象，产量十分可观，但地质研究程度较低。
中国从中、新元古界到三叠系，碳酸盐岩都很发育，形成大面积分布的巨厚碳酸盐岩建造，许多省（区）都有产于碳酸盐岩中的重晶石矿床，其中较重要的有河南省奥陶系、寒武系—奥陶系、川东南奥陶系、广东的泥盆系—石炭系、四川和贵州的三叠系中的重晶石矿床。
堆积型重晶石矿床是指那些产在未固结松散沉积物中的重晶石矿床。中国许多重晶石矿床，特别是以碳酸盐岩和碎屑岩为含矿围岩的矿床，在其附近的松散沉积物中，都有多少不等的堆积型重晶石矿床。这种矿床是原基岩矿床经近代风化作用在原地或经短途搬运而形成的。代表性矿床如寺村的古兰岭、火把岭和上山等三个矿段。
在许多金属和非金属矿床中常伴生有重晶石，有些重晶石比较富集，甚至可以构成单独的矿体，一般说来，这些在主矿矿石中分散存在的重晶石矿物或可圈出重晶石矿体，多不具单独开采价值，但在开采主矿时，可综合回收利用。代表性矿床如甘肃镜铁山铁矿床的伴生重晶石矿。
重晶石矿床按成因可分为热液型、沉积型、残积型三种类型。在热液型矿床中以单矿物重晶石矿床和石英重晶石矿床较常见，质量较好，规模也大；硫化物重晶石矿床分布普遍，一般规模不大，河南级县重晶石矿属热液型。沉积型矿床在中国占有重要地位，著名的贵州天柱重晶石矿就是沉积型矿床，层位固定，规模大，品位稳定，矿石组构简单。残积型矿床的矿石结构构造疏松，品位低且变化大。
石油钻井用重晶石粉：水溶性盐（按钙计算）不大于250×10-6；细度74μm，筛余量不大于3%，43μm，筛余量不大于5%；密度≥4.2g/cm3；水溶物≤0.1%；黏度效应≤125×10-3 Pa·s； Ba(SO)4含量≥90%。
化工用重晶石：分为三级，详见下表。
油漆用重晶石：BaSO4 90%～95%，Fe2O3 0.05%，通过粒度≤43μm，洁白度高。
橡胶填料用重晶石：BaSO4 \u003e98%，CaCO3\u003c0.36%，Fe2O3微量，通过粒度≤43μm，不允许含有Mn、Cu、Pb杂质。
普通玻璃用重晶石：BaSO4 \u003e96%，CaCO3\u003c0.1%，Fe2O3\u003c0.2%，SiO2\u003c1.5%，Al2O3\u003c0.15%，通过粒度-264μm。
生产立德粉用重晶石：BaSO4 95%～98%，Fe2O3 \u003c0.1%，SiO2\u003c1%，Al2O3越少越好。
钻井级：密度≥4.2g/cm3，BaSO4 ≥92%，细度74μm，筛余量\u003c3%；43μm筛余量\u003c5%。
化工级：BaSO4\u003e95%，Fe2O3 \u003c1%，SrSO4\u003c1%，SiO2、CaO允许有微量。
油漆级：洁白度高，细度至少通过43μm。
1927年，大学院在上海设立译名统一委员会，着手编译各科名词，1930年，杜其堡编《地质矿物学大辞典》由商务印书馆出版。关于矿物命（译）名方法，《矿物命名法之略说》条作了阐述：“现今为吾人所采用之矿物分类之法则，就其全体及其各区分之限界观之，不能谓为一定，如纲、目、群之名称皆随著者而异，但属则异，是其界限常为一定，而若各属以唯一单名指出之，其名称即不难统一”，重晶石属于依据物理性质（比重）而定名者。
重晶石以比重较大、板状晶形及解理为特征，以不溶于HCI及解理交角与碳酸盐有区别，重晶石最易与天青石混淆不分。区别在于前者的折射率、双折射率略低，而后者的光轴角较大。重晶石也易与硬石膏混淆，但前者的折射率大于后者，而双折射率则比后者低得多，故不难加以区分。
重晶石的红外反射光谱主要为SO42-基团的内振动模式，1193cm-1、1128cm-1归属于非对称伸缩振动，634cm-1，609cm-1较强的锐吸收归属于变形弯曲振动，重晶石的红外透射光谱中，可见3025cm-1、2832cm-1、2443cm-1等处明显吸收。紫外-可见光谱中，浅蓝色的重晶石显示488nm、747nm吸收宽带。重晶石的拉曼光谱主要显示SO42-基团内模振动峰，其中988cm-1的拉曼效应强度最强，归属于对称伸缩振动，462cm-1归属于对称弯曲振动v2，1142cm-1归属于反对称伸缩振动，657cm-1、623cm-1归属于反对称弯曲振动。
重晶石矿采矿和产生的主要环境影响主要表现在：由于地下矿体采空引起的地表移动或变形，井下采掘排出的废石、井下排水和工业场地生产生活污废水对地表水体产生的影响，矿井地面生产系统产生的噪声影响，扬尘对环境空气的影响及固体废弃物的影响等。
水污染防治措施可行性分析：采区矿坑涌水的处理通常在采区工业场地设置一座矿坑水处理站，处理系统为“调节+混凝沉淀+消毒”，处理后的矿坑涌水回用于矿山绿化、防尘等用水，不外排。矿区地下水污染防治首先，加强对“三废”管理，尤其是对矿坑水、生活污水以及固体废物的处理与处置的管理，提高其治理、回收和利用率，污染物必须实现达标排放，这样既可减轻对地表水的污染负荷，又能防止对地下水的污染。其次，项目内各类型水池、收集池等均采用混凝土防渗处理。最后，加强事故情况下的污废水管理与处置，制定地下水风险应急响应预案。
空气污染防治措施可行性分析：为降低工业场地扬尘，在工业场地堆矿场场区地面进行硬化防渗处理，同时在堆矿场（设置半封闭棚架）及产品装卸等主要产尘点采用喷雾洒水抑尘。而废石场扬尘，可在废石场四周种植树木，降低废石场表面风速，减少弃土堆放扬尘，同时设喷淋洒水装置。对于运矿道路需进行定期洒水，抑制路面扬尘；对出场区的汽车加强清扫，减少运输扬尘量等措施。柴油发电机需确保使用优质低硫轻柴油，设置专用排气管道外排。食堂油烟则可使用商用静电式油烟净化器处理。
固体废弃物污染防治措施可行性分析：开采废石（包括手选废石）全部暂存于废石场，后期可考虑综合利用（矿山公路维护及周边砂石厂做原料用），闭坑后对废石场及时进行复垦。矿坑水处理站产生的泥渣可堆于废石场，同时考虑泥渣用于矿区公路维护。在工业场地设置生活垃圾收集池，集中后交由当地环卫部门处理，生活污水处理站产生的污泥也暂存于垃圾收集池。矿山机械修理过程产生的少量废机油，必须集中收集在危险废物贮存间内，定期委托有资质的单位清运处置。