陜西省城固縣盤龍地區礦山地質特征及其成因淺析

高政偉，翟文娟

（1.中陜核工業集團二一四大隊有限公司，陜西 西安 710000；2.陜西地礦漢中地質大隊有限公司，陜西 漢中 723000）

晶質礦體是工業經濟發展的基礎原材料，廣泛應用于傳統產業和新興戰略產業。未來10年，鋼鐵、化工、機械、輕功等傳統產業不斷推進產業結構優化升級，是產業保持較好的增長勢頭。近年來由晶質礦體經過人工合成得來的烯礦備受人們關注，烯礦作為全世界最薄、強度最高、導熱性最好的材料，烯礦由于優越的特性，可用于電子、航天、新能源、生物醫學等多個領域而被市場認為潛在規模至少在萬億元以上。本文在前人研究的基礎上總結地質特征，通過分析研究，探討該地區晶質礦體的成因及礦的主要來源。

1 區域地質背景

陜西省城固縣盤龍地區處于秦嶺造山帶，位于勉略構造帶以北、商丹構造帶以南的佛坪-留壩隆滑構造區與窯坪古生代裂陷盆地斷褶帶中。區內構造發育，巖漿活動頻繁，變質、熱液活動及圍巖蝕變強烈，具有良好的成礦地質背景。區內地層屬華南地層大區的佛坪-留壩地層小區，主體發育以古元古界經歷深構造層次固態流變構造變形的長角壩巖群(Pt1)、為一套淺海相沉積。

下元古界長角壩巖群(Pt1)根據其巖性組合、接觸關系劃分為：低莊溝巖組（Pt1d）為含石榴石、矽線石、透輝石體的變粒巖系；灣牛壩巖組（Pt1w）為綠簾透輝石粒巖體、含石榴石矽線石鈣質黑云片麻巖、含石榴石矽線石黑云斜長變粒巖；沙壩巖組（Pt1s）為長英質變粒巖體、片麻巖體、石英巖體、大理巖體；羊圈溝巖體組（Pt1y）為白、灰白色細晶－粗晶石英巖體、含石榴石矽線石石英巖體、含石英片巖體等四個構造巖石礦層單元。

2 礦體地質特征

2.1 礦體特征

區內晶質礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖中。礦體呈似層狀北西向展布，產狀與地層產狀一致，傾向185°～220°，傾角65°～83°。賦礦巖性為含石榴巖體矽線石鈣質黑云片麻巖體，礦體與巖漿巖關系較為密切，均分布于巖漿巖體兩側接觸帶附近。

Ⅰ號晶質礦體走向控制長度1300m，固定碳平均含量2.5%～6.5%，礦體厚2.4m～11.90m，晶質石墨呈片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

圖1 Ⅰ號晶質礦體剖面圖

2.2 礦石質量

區內礦石的礦物成分有黃鐵礦（1%）、鈦鐵礦、黃銅礦、銳鈦礦；脈石礦物成分有斜長石、透輝石、石英、黑云母、綠簾石、磷灰石、電氣石、鋯石、鈦鐵質。

以單礦物形式賦存于礦石中，黑灰色，鋼灰色，金屬光澤，片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

2.3 礦石組構和礦石類型

按礦石中礦物的結晶程度、礦物形態及嵌布關系，將礦石結構分為鱗片粒狀變晶結構，碎裂結構，葉片狀結構和包含結構。常見構造類型有片麻狀構造和片狀構造，其次還有條帶狀構造，浸染狀構造和星散狀構造。

該區石墨呈鱗片狀，片徑0.1mm～1.5mm之間，屬晶質礦體，含礦巖石為片麻巖，因此礦石類型為片麻巖型晶質礦。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、透閃石化、碳酸鹽化、硅化，另有少景的蛇紋石化、綠簾石化、絹云母化等。

3 礦床成因淺析

3.1 礦床成因

區內晶質礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群和下古生界奧陶系中，原巖主要為含碳質泥碎屑巖和碳酸鹽巖。含礦地層巖性為古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖，屬濱-淺海相泥炭質碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造。礦石中脈石礦物組合為斜長石、透輝石、石英、黑云母等。礦體呈鱗片狀分布，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。這說明礦體礦質與地層同時沉積，并且受一定的地層及巖性控制。

經區域中—低溫動力變質作用，含碳原巖發生重結晶組合及變形作用，改變了巖石的礦物組合和結構構造，泥炭質碎屑巖變質成片麻巖，碳酸鹽巖結晶成為大理巖，炭質成為礦體，在片麻巖中富集成礦。此外，區內有印支期的華陽花崗巖基，在礦區的西部和南部分布較多的印支期花崗巖、花崗偉晶巖的巖株、巖枝和巖脈。由于它們的侵入，發生區域熱流動力變質作用，使巖石中的炭組份進一步分解、運移、聚集、結晶而形成礦體。在后期斷裂構造的改造活動中，礦體礦物鱗片大小隨著脈石礦物顆粒的增大而增大。

3.2 碳的來源

區內含礦地層屬濱-淺海相泥炭質碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造，形成礦體的碳除了來自碳酸鹽礦物的改造以外，還有較多的碳來自微生物和腐殖質。形成的碳經過區域變質作用，碳質結晶形成晶質鱗片狀礦體。

4 結論

綜上所述，該區礦體的成因類型為沉積變質型，并具有后期熱液疊加改造的特征；礦體中碳的來源既有碳酸鹽礦物轉變的無機碳，也有原巖沉積過程中微生物形成的有機碳。