矿区位于湖南省西部新晃侗族自治县与贵州省东部天柱县的交界地带，两省的地质队都对该矿区做了地质勘探工作。矿区长29km，宽10km，距湘黔铁路新晃车站21～51km。
矿床属层状型重晶石矿床。矿区位于扬子地台，接近江南古陆边缘。地层由震旦系和寒武系组成。震旦系为冰碛砾岩、白云岩和硅质岩。寒武系较为发育，下、中、上统完全，总厚度约为1 300m，重晶石层多在下寒武统底部。
矿区为一复式向斜构造，矿床即位于向斜中段，向斜轴向北东，与区域地层的分布方向一致。矿体主要呈层状、似层状产于下寒武统牛蹄塘组下部，少量呈透镜状产于留茶坡组上部。矿体与围岩均具整合特征(图4.7.2)。
重晶石矿层产于牛蹄塘组下段的沉凝灰岩和黑色页岩层之上的硅质岩层中，且多在硅质岩层的中部偏上层位，直接顶板为硅质岩或硅质页岩。重晶石岩一般为灰色或深灰色，成层性好，区域延伸稳定。矿体长几十米至几十公里，厚0.3～7m。矿体厚度与含矿岩系厚度呈正相关关系。
图 4.7.2湖南新晃重晶石矿区剖面图
1.寒武系；2.震旦系；3.泥灰岩；4.灰岩；5.瘤状灰岩；6.白云灰岩；7.白云岩；8.含钾水云母页岩；9.灰质页岩；10.千枚板岩；11.石英砂岩；12.冰碛含砾砂岩；13.实测矿层界线；14.推测矿层界线；15.断层；16.钻孔位置
矿石构造以条纹状、条带状和块状构造为主。在垂直剖面上，下部重晶石不纯，颗粒较粗，条带明显；中部重晶石质纯，条纹细微，颗粒小而均匀；上部条纹条带明显。
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