樺南縣石墨礦礦床成因與找礦標(biāo)志

趙玉豐

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊(duì)，黑龍江 綏化 152000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置處于佳木斯地塊，興東隆起帶中部，孟家崗至石頭河金鐵成礦帶中段[1]。

1.1 區(qū)域沉積巖建造

區(qū)域沉積巖建造主要包括新元古-中元古界興東群大盤道組和古生界二疊系黑龍江雜巖、下白堊統(tǒng)樺山群猴石溝組、上白堊統(tǒng)松木河組和新近系中-新統(tǒng)富錦組。

興東群大盤道組：主要巖性以云母石英片巖為主，夾石墨片巖、變粒巖、石英巖等。大盤道組地層主要分布于東南至西北部，包括本次工作區(qū)除東北部以外的大部分地區(qū)，為基底變質(zhì)巖系的主要構(gòu)成部分，呈條帶狀分布于古生代二長(zhǎng)花崗巖之中，局部呈殘留的變質(zhì)巖塊，該地層中石墨片巖發(fā)育，大盤道組就是石墨礦的賦礦地層。由此可見，大盤道組地層的存在為本區(qū)石墨礦的形成提供了良好的物質(zhì)保證[2]。

上白堊統(tǒng)松木河組，為一套中酸性火山巖組合。下部為西格木段，以中基性熔巖為主夾凝灰砂巖，主要巖性由安山巖、玄武安山巖、石英安山巖夾中性火山碎屑巖等；上部為敖其段，以酸性熔巖為主，夾中酸性熔巖及火山碎屑巖，主要巖性為流紋巖，其次為酸性凝灰?guī)r、英安巖、珍珠巖等。

1.2 區(qū)域侵入巖建造

區(qū)域侵入巖主要為呈巖基狀產(chǎn)出的古生代二長(zhǎng)花崗巖及閃長(zhǎng)巖。古生代寒武-奧陶紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖。巖體呈巖基產(chǎn)出，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部偶見片麻狀殘留構(gòu)造。閃長(zhǎng)巖，呈小巖株或巖墻產(chǎn)出，深灰色，中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石具輕微的綠泥石化。

1.3 區(qū)域變質(zhì)巖建造

區(qū)域內(nèi)分布的變質(zhì)巖為新元古界-中元古界興東群大盤道組。巖性主要有云母石英片巖、石墨片巖、黑云變粒巖、大理巖和石英巖，它們的原巖組合為碳質(zhì)粉砂巖、砂巖、泥質(zhì)巖、石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾含鐵的硅質(zhì)頁(yè)巖和含鐵石英砂巖。其中的黑云斜長(zhǎng)變粒原巖多數(shù)為長(zhǎng)石砂巖或英安巖類，屬于早元古代特征的“頁(yè)巖—碳酸鹽巖—石英巖”原巖組合，與世界上元古代很多地區(qū)的組合一致，屬于穩(wěn)定的大陸邊緣—陸相環(huán)境。變質(zhì)巖相為綠片巖相至低角閃巖相單變質(zhì)巖相為主，局部有高角閃巖相呈“熱點(diǎn)狀”出現(xiàn)，反映熱流呈面式分布比較均勻，但比相鄰的太古代變質(zhì)地質(zhì)體熱流值低，混合巖化作用選擇性地發(fā)生在易改造的變粒巖的強(qiáng)變形帶上，從混合巖化帶到花崗巖化帶斜長(zhǎng)石的號(hào)碼逐漸降低，說明深熔作用的存在，所以混合巖化作用和花崗巖化作用是就地重熔的產(chǎn)物。花崗巖的出現(xiàn)代表熱流的頂峰。上述特征表明，研究區(qū)變質(zhì)作用類型為低壓區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用。

1.4 區(qū)域構(gòu)造

主要為北西向，為繼承性的老基底構(gòu)造，表現(xiàn)為層間破碎帶，也是本區(qū)的主要賦礦空間。

1.5 區(qū)域地球物理

（1）重力場(chǎng)特征。依據(jù)黑龍江省布格重力異常平面圖，本區(qū)處于低緩的重力高場(chǎng)范圍內(nèi)，反映了基底抬升，與本區(qū)地處佳木斯地塊的興東隆起帶的大地構(gòu)造環(huán)境相吻合。

（2）磁場(chǎng)特征。依據(jù)1:5萬航空磁測(cè)資料，工作區(qū)處于周圍為低負(fù)磁異常場(chǎng)中的高磁場(chǎng)范圍內(nèi)，低負(fù)磁場(chǎng)為奧陶-寒武紀(jì)花崗巖的反眏，高磁為興東群大盤道組地層的反映，該地層具有鐵磁性物質(zhì)的高背景的特點(diǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)

該區(qū)內(nèi)含礦沉積巖建造僅有新元古-中元古界興東群大盤道組，巖石組合為石墨片巖、云母石英片巖、石英巖、大理巖等。該建造為研究區(qū)內(nèi)的主要含礦建造，所有工業(yè)石墨礦體均分布于其中。

區(qū)內(nèi)侵入巖建造主要為寒武紀(jì)的細(xì)中粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖花崗巖和閃長(zhǎng)巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，主要有北西向小八虎力河支流斷裂及西溝斷裂，其次為其次級(jí)繼承性的構(gòu)造，為層間破碎帶。主要表現(xiàn)為不同巖性的接觸帶，巖石蝕變較強(qiáng)，高嶺土化、褐鐵礦化發(fā)育。構(gòu)造破碎帶泥碳化現(xiàn)象較明顯，并見有構(gòu)造角礫巖。破碎帶長(zhǎng)度幾十米到數(shù)百米不等，走向北西，傾向北東，與區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀基本一致。此外新元古-中元古界興東群大盤道組地層在本區(qū)呈北西走向北東傾的單斜構(gòu)造產(chǎn)出，地層的分布受北西向斷層控制。研究區(qū)蝕變礦化較發(fā)育，主要蝕變有硅化、粘土化、泥化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、白云母化、碳酸鹽化、高嶺土化、褐鐵礦化等。礦區(qū)內(nèi)多數(shù)巖石標(biāo)本磁化率均不高，以弱磁性為主，磁參數(shù)測(cè)定結(jié)果顯示石墨礦體磁化率略低于圍巖，約是圍巖的一半，說明石墨礦體與圍巖存在著一定的磁性差異。本區(qū)自電在空間上的分布規(guī)律是北部和西邊部較高，東部和南部較低，異常主要分布在測(cè)區(qū)東部和南部。異常均為大盤道組石墨片巖引起。電位躍變測(cè)定結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)巖（礦）石躍變電位值差異明顯，礦體比圍巖高出約6～11倍。利用石墨礦體電位躍變較圍巖明顯強(qiáng)烈這一特點(diǎn)，可以與圍巖引起的自然電場(chǎng)區(qū)分開來。在區(qū)內(nèi)投入自然電場(chǎng)法發(fā)現(xiàn)自然電位異常用以間接區(qū)分石墨礦體與圍巖具有良好的電性前提。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 主要礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)7條晶質(zhì)石墨礦體，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體呈似層狀，礦體規(guī)模較大，控制程度較高；Ⅳ號(hào)礦體呈透鏡體狀分布，礦體規(guī)模較小，控制程度較低；Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體均為單工程控制，呈透鏡體狀分布，礦體規(guī)模較小，控制程度較低。現(xiàn)將主要礦體描述如下：Ⅰ號(hào)礦體：礦體走向318°，傾向北東，傾角48-53°。礦體呈似板狀，由槽探、鉆孔揭露和控制，礦體長(zhǎng)1209m，控制長(zhǎng)1007m，水平厚度1.06—14.41m，平均水平厚度6.58m，整體呈現(xiàn)為中間厚而向兩端漸薄。品位固定碳最高為12.94%。頂板：石墨片巖，底板：石墨片巖，二長(zhǎng)花崗巖花崗巖。Ⅱ號(hào)礦體：礦體走向322°，傾向北東，傾角45-55°。礦體呈似板狀，由槽探、鉆孔揭露和控制，礦體長(zhǎng)824m，控制長(zhǎng)622m，水平厚度1.62—7.79m，平均厚度4.64m，地表出露199線最厚，呈現(xiàn)為中間厚而向兩端漸薄。品位固定碳最高為13.53%。頂板：石墨片巖，二長(zhǎng)花崗巖。底板：石墨片巖。Ⅲ號(hào)礦體：礦體走向310°，傾向北東，傾角40-50°。礦體呈似板狀，由槽探、鉆孔揭露和控制，礦體長(zhǎng)997m，控制長(zhǎng)793m，水平厚度1.05—19.66m，平均水平厚度7.64m，地表出露207線最厚，183線最薄。品位固定碳最高：16.26%。礦體頂板：石墨片巖，二長(zhǎng)花崗巖。底板：石墨片巖，二長(zhǎng)花崗巖。

3.2 礦石質(zhì)量

礦物組成主要是石墨、石英、云母類、方解石、綠泥石、透輝石和黃鐵礦，少量的石榴石、矽線石、金紅石、赤褐鐵礦和磁鐵礦。其中石墨是目的礦物，其余為脈石礦物。

石墨為礦石中可利用的有用礦物成分，呈晶質(zhì)鱗片狀，含量6—15%，最高可達(dá)30%。在石墨片巖中，石墨鱗片定向性較好，呈條帶狀分布。石墨和石英、長(zhǎng)石、云母類、黃鐵礦等脈石礦物相嵌，和黑云母和白云母“平行”連生，和黃鐵礦緊密相嵌。石墨鱗片部分發(fā)生變形，彎曲或揉皺。少部分石墨呈包裹體狀存在，包含在脈石礦物內(nèi)。部分石墨因?yàn)轱L(fēng)化作用，石墨的片層間夾存脈石礦物。總之石墨鱗片結(jié)晶程度較好。

4 礦床成因

礦體賦存于新元古—中元古界興東群大盤道組變質(zhì)巖中，以多層礦體疊加產(chǎn)出，構(gòu)成規(guī)模較大的礦床。礦體主要受地層巖性控制，固定碳品位比較穩(wěn)定。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，除分布在含石墨片巖中的礦體外，礦體與頂?shù)装鍑鷰r界面較清晰，僅在含石墨片巖中局部呈漸變過度。礦石礦物為鱗片狀和片狀，石墨具定向排列。鱗片狀、片狀結(jié)構(gòu)，似條帶狀構(gòu)造。礦石自然類型比較簡(jiǎn)單，在礦體和圍巖中均含有黃鐵礦，反映了原始沉積物均不同程度的含有有機(jī)碳質(zhì)，并且處于還原環(huán)境，后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用巖石中礦物發(fā)生重結(jié)晶，進(jìn)而使生成的晶質(zhì)鱗片狀石墨富集成礦。所以本區(qū)礦床成因應(yīng)屬沉積變質(zhì)型石墨礦床。

綜上所述，礦床成因類型為沉積變質(zhì)型石墨礦床，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于新元古—中元古界興東群大盤道組(Pt1d)地層中。礦石中所含石墨為晶質(zhì)（大鱗片）石墨，礦石自然類型為石墨片巖型，工業(yè)類型均為晶質(zhì)（大鱗片）石墨礦石。

5 找礦標(biāo)志

①新元古—中元古界興東群大盤道組地層，其中石墨片麻巖、石墨片巖本身就是石墨礦體。石墨礦體通常賦存于含石墨片巖中。②通常具有相對(duì)較弱的磁性及較高的負(fù)自然電位異常，尤其是-500mv以下的自然電位異常基本都發(fā)現(xiàn)了不同規(guī)模的石墨礦體。③利用石墨本身易于鑒別的特點(diǎn)可做為尋找該類型礦床的直接標(biāo)志。