青海大通沟南山石墨矿床地质特征及其成因分析

青海大通沟南山石墨矿床地质特征及其成因分析路耀祖;石国成【摘要】In order to ascertain graphite ore metallogenic geological background, mineralization char-acteristics and metallogenic prospect of South Mountain of Datonggou, the graphite ore deposit, min-ing area geological features, ore deposit characteristics, ore quality are analyzed. The ore rock of graphite deposit is marble group of Jinshuikou Gr. Ore bodies are layered, stratified with a small number of lenticular. Along with the strike, ore body tends to be relatively stable. The fixed carbon existing in graphite ore is in crystal form. The graphite is flaky, lamellar distribution within calcite mineral. Graphite deposit with sedimentary-metamorphic origin and the basic characteristics of the late stratabound hydrothermal metamorphism, its genetic type belongs to sedimentary metamorphic type graphite deposit.%为了查明大通沟南山石墨矿成矿地质背景、石墨矿化特征及成矿前景，文中对大通沟南山石墨矿床区域地质背景、矿区地质特征、矿床特征、矿石质量等方面进行了分析。

研究认为大通沟南山石墨矿床赋矿围岩为金水口岩群大理岩组。

矿体呈层状、似层状，少数透镜状集中分布。

矿体沿走向、倾向延伸较稳定。

矿石中的固定碳呈晶质石墨存在，石墨呈鳞片状、叶片状分布在方解石矿物之间。

石墨矿床具有沉积—变质成因及层控后期热液变质的基本特征，其成因类型属于沉积变质型石墨矿床。

【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】7页(P53-59)【关键词】石墨矿;金水口岩群;地质特征;成因分析【作者】路耀祖;石国成【作者单位】青海省核工业地质局，青海西宁 810008;青海省核工业地质局，青海西宁 810008【正文语种】中文【中图分类】P56石墨为灰黑色不透明非金属矿物，是一种战略资源，素有“黑金子”的美称，具有耐火、导电、导热、可塑性、耐高温、耐磨、润滑、耐腐蚀及化学稳定性等性能，用途十分广泛。

不仅普遍应用于一般工业和消费领域，还广泛用于一些特殊的工业领域。

正逐渐成为国防、航天、新材料等领域不可替代的重要材料。

2010—2012年青海省核工业地质局实施《青海省茫崖牛鼻子梁铜镍矿调查评价》项目，在大通沟南山发现一条具一定规模的晶质石墨矿体。

2013—2014年青海省核工业地质局在大通沟南山开展了以找石墨矿为目的的地质勘查工作，发现石墨矿化带3条，圈定晶质石墨矿体14条。

为该区石墨矿进一步勘查奠定了基础。

根据青海省矿产资源潜力评价划分方案，大通沟南山大地构造位置属秦祁昆造山系阿尔金弧盆系阿帕—茫崖蛇绿混杂岩带；成矿带属秦祁昆成矿域阿尔金—祁连成矿省阿尔金Au—Cr—石棉—和田玉成矿带[1]。

区域内出露的地层主要以古元古代金水口岩群，其次有少量早—中侏罗世大煤沟组、古近系—新近系干柴沟组、新近系油砂山组和第四系[2]。

与石墨矿成矿关系密切的地层为古元古界金水口岩群，包括片麻岩组和大理岩组。

在漫长的地质年代中，本区经历了多次强烈的构造变动，形成复杂的构造形迹，断裂主要以北东东向、近东西向和北西向为主。

本区岩浆侵入活动频繁而剧烈，侵入岩分布广泛且规模大，类型繁多，主要为印支期的中酸性侵入岩，岩性以早石炭世斜长花岗岩及中二叠世斜长花岗岩为主[3](图1)。

大理岩组分布总体呈条带状北西向展布，共出露两条，中间侵入有宽1 km左右、长3.5 km的黑云母花岗闪长岩。

岩层出露宽度不稳定，岩性主要为灰白色条带状大理岩、灰黑-黑色含石墨大理岩。

大理岩中见有少量闪长岩脉、黑云母花岗闪长岩脉、橄榄辉石岩脉侵入，西北部大理岩层间硅化发育。

岩层产状不稳定，发育背形和向形构造，与黑云斜长片麻岩呈整合接触，见有闪长岩、黑云母花岗闪长岩、橄榄辉石岩呈岩脉状侵入。

黑云母花岗闪长岩分布于研究区西南部，侵入于大理岩内，呈脉状。

岩石呈灰白色-浅灰白色。

中细粒花岗结构、块状构造，岩石由斜长石(57%～65%)、石英(22%～27%)、黑云母(8%～10%)及少量磷灰石、榍石、褐帘石等组成。

区域变质岩以古元古代金水口岩群中具普通角闪石、透辉石等特征变质矿物的各类片麻岩、片岩、大理岩等为主。

常见岩石类型有大理岩及白云石大理岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩和少量黑云二长片麻岩、绢云石英片岩、黑云斜长角闪片岩。

动力变质岩是在区域变质作用基础上，沿构造带叠加动力变质作用而形成的变质岩。

区内动力变质作用主要表现为主体以沿构造破碎带产出的脆性动力变质作用。

形成的岩石为构造角砾岩、碎裂岩。

大通沟南山圈定石墨矿化带3条[4]，圈定晶质石墨矿体13条，其中Ⅰ号矿化带圈定石墨矿体6条，Ⅱ号矿化带圈定石墨矿体4条，Ⅲ号矿化带圈定石墨矿体3条，Ⅰ-M4，Ⅰ-M5和Ⅰ-M6为盲矿体(表1、图2)。

Ⅰ号矿化带为2012年“青海省茫崖牛鼻子梁铜镍矿调查评价”项目发现，Ⅱ号矿化带、Ⅲ号矿化带为2013—2014年“青海省茫崖行委25道班西铜镍及石墨矿调查评价”和“青海省茫崖大通沟南山地区铜多金属矿普查”项目发现。

Ⅰ号矿化带发现较早、规模大，已知矿体工程控制程度相对较高。

Ⅱ号矿化带、Ⅲ号矿化带仅有少量地表探槽工程控制，矿化带的规模，矿体的形态、厚度、产状，矿体沿走向、倾向的延伸(深)及矿石品位、结构、构造等特征有待进一步查证。

Ⅰ号矿化带总体呈北西西向，中段向北东弧形凸出，南东段呈北北西向、北西段呈北西西向，地表出露长6.3 km。

石墨矿带形态简单，呈层状、似层状，产状变化不大，为30°～60°<60°～75°。

围岩为条带状大理岩，二者均呈整合接触。

此矿带圈定6条石墨矿体(Ⅰ-M1，Ⅰ-M2，Ⅰ-M3，Ⅰ-M4，Ⅰ-M5和Ⅰ-M6)。

Ⅱ号矿化带东段呈北西向展布，西段呈北西西向展布，地表断续露长约1.1 km。

石墨矿带形态简单，呈层状、似层状，产状：22°～220°<69°～83°，围岩为条带状大理岩，二者呈整合接触。

该矿带圈定4条石墨矿体(Ⅱ-M1，Ⅱ-M2，Ⅱ-M3，Ⅱ-M4)。

Ⅲ号矿化带呈北西向展布，长约660 m。

石墨矿带形态简单，呈层状、似层状，产状：25°～53°<58°～75°，围岩为条带状大理岩，二者呈整合接触。

圈定3条石墨矿体(Ⅲ-M1，Ⅲ-M2，Ⅲ-M3)。

主矿体Ⅰ-M1控制矿体长1 853 m，地表施工探槽8条，0号勘探线由于地表覆盖厚，未进行地表探槽工程揭露检查，钻孔2011NZK03在埋深208 m见到该矿体。

施工的8条探槽均见石墨矿体，矿体真厚1.69～21.01 m(图2)。

在倾向上控制矿体延深的9个钻孔中8个钻孔见石墨矿体，控制矿体斜深为200～300 m，其中ZK0402钻孔控制矿体斜深为577 m。

钻孔中矿体真厚度2.50～23.12 m。

总体上钻孔中矿体厚度与地表矿体岀露厚度变化不大。

从4号勘探线可知矿体沿倾向有局部变厚的趋势及分支现象(图3)。

矿体产状变化不大，为30°～60°<60°～75°。

矿体平均厚度8.14 m，最大厚度23.12 m(ZK0401)，厚度变化系数83.00%。

矿体固定C最高品位10.07%，单工程固定C最高品位5.19%(TC0301)，最低品位3.15%(TC1601)，平均品位4.25%，品位变化系数14.82%(表2)。

石墨矿体地表出露较好、连续、稳定、规模较大、受构造破坏程度小，呈层状、似层状，少数透镜状集中分布。

石墨矿化在大理岩中呈条带状、团块状、浸染状、星点状产出。

(1)矿石的物质成分。

矿石矿物主要为石墨，金属矿物由黄铁矿、褐铁矿等，脉石矿物主要为方解石和少量透闪石、石英、石膏等。

石墨颜色呈黑灰色、铅灰色；形态多数呈它形近等轴鳞片状，少数呈叶片状及平行状变晶。

鳞片长一般为0.01～0.05 mm左右，小于0.02 mm以下的微粒级相对较多，其次为0.02 mm以上0.2 mm以下的细粒级鳞片，0.02 mm以上的中粒级晶片相对较少；石墨片呈鳞片状、叶片状分布在方解石矿物之间。

(2)石墨矿石的化学成分。

本次工作在各钻孔岩芯中采集了15件样品，进行了多组分分析(表3)。

从表3可见大通沟南山石墨矿床石墨矿石呈现高硅钙而低镁铝特点。

晶质石墨矿石中Fe2O3含量为3%～10%，S含量为1%～4%，P2O5含量为0.02%～0.55%，固定碳含量0.45%～10.07%，固定碳平均含量3.87%。

有害杂质硫、磷含量低。

矿石中的固定碳呈晶质石墨存在，Fe2O3主要在赤铁矿，S主要在黄铁矿等矿物中存在。

(1)大通沟南山石墨赋存在古元古代金水口群大理岩、片麻岩为主的区域变质岩系中，主要含矿岩性为大理岩，片麻岩系与大理岩系呈频繁夹杂或交互出现，反映出当时的沉积环境振荡作用比较频繁。

金水口岩群原岩主要为杂砂岩、泥质岩，其次为碳酸盐岩。

金水口岩群碳酸盐岩、碳质砂岩、碳质泥岩在高温热液作用下遭受吕梁期中高压相角闪岩相至麻粒岩相的区域变质作用 [2]和区域混合岩化作用。

在区域变质的高温高压作用的影响下，岩石发生矿物调整，新矿物出现，老矿物消失，矿物的组成发生变化。

含炭质大理岩中的挥发分被驱散，而碳的成分集中并结晶成石墨，形成含石墨的大理岩，并局部受到混合岩化的改造富集成矿，形成沉积变质型石墨矿床。

(2)大通沟南山石墨矿床矿体为层状、似层状、透镜状，产状与围岩层理一致，矿体与围岩界线不清晰，为渐变接触。

矿层的顶底板岩石及赋矿岩石均为古元古代金水口群大理岩，表明矿源层与围岩构成一个完整的沉积韵律，是一套典型的沉积变质岩组合含矿建造。