新疆溫泉縣博爾塔拉河南岸石墨礦變質作用及其意義

秦彪

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊 烏魯木齊 830000）

1 地質概況

新疆溫泉縣博爾塔拉河南岸石墨礦地理位置位于新疆溫泉縣城西南，區域成礦帶屬賽里木鉛、鋅、銅、石墨成礦帶，其大地構造位置屬準噶爾-哈薩克斯坦板塊、伊犁-伊賽克湖微地塊、賽里木地塊［1］，出露地層為下元古界溫泉群變質巖系中，其上覆中元古界長城系哈爾達坂群呈斷層接觸關系。巖石組合主要由一套黑云母斜長片麻巖、二云母石英片巖、絹云母石英片巖、角閃斜長片麻巖夾大理巖、花崗片麻巖等。礦體主要受地層控制，呈層狀，礦體產狀與地層一致，共發現5層礦體，礦石的結構比較簡單，主要為鱗片變晶、鱗片粒狀變晶及變晶結構，構造主要為片狀、片麻狀、似條帶狀構造。

2 變質巖石類型

變質巖包括片巖類、片麻巖類、斜長變粒巖類、石英巖類、大理巖類、斜長角閃巖等。

（1）片巖類：主要有石墨石英片巖、石墨云母片巖、石英片巖、云母片巖等。特征變質礦物黑云母黃綠色，呈鱗片狀相對聚集，分布于淺色粒狀礦物晶粒間，常被白云母交代。矽線石無色透明，分布于黑云母、白云母間隙中或邊部，常被綠泥石、絹云母交代。石榴石淺褐色，分布于云母礦物間隙。磷灰石呈渾圓粒狀、柱狀，多分布石英間隙。

（2）片麻巖類：主要有黑云母斜長片麻巖、石墨黑云斜長片麻巖、二云斜長片麻巖、石榴黑云斜長片麻巖等。

（3）斜長變粒巖類：主要有斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖、透輝石斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖等。特征變質礦物角閃石黃綠色，柱狀變晶、定向分布，在角閃石中包有自形、菱形和半自形粒狀榍石，多被次閃石等交代，保留其假象，僅見有少量殘留。透閃石淺褐色，柱狀、纖狀變晶，分布于鉀長石間隙中。陽起石鏡下淡綠色，柱狀、纖維狀，分布于角閃石間隙中，電氣石呈渾圓粒狀、柱狀分布于絹云母、黑云母間隙中。

（4）石英巖類：主要有長石石英巖、石英巖、石榴石石英巖等。特征變質礦物油石榴石他形粒狀、鏡下淺褐色，裂理發育。綠簾石鏡下淺褐色，分布于石英間隙中。

（5）大理巖類：主要有石墨大理巖、金云母大理巖、透輝石透閃石大理巖、條帶狀大理巖等。特征變質礦物透輝石分布于方解石間隙中。透閃石分布于方解石顆粒間隙中，常交代透輝石。金云母分布于方解石顆粒間隙中。蛇紋石鱗片狀，呈透輝石假象產出，為交代透輝石而成，分布于方解石間隙中或呈包裹體分布于方解石內部。

（6）斜長角閃巖類：主要有斜長角閃巖、斜長輝石角閃巖。特征變質礦物角閃石他形柱狀，黃綠色，多被纖維狀陽起石、鱗片狀蛇紋石交代，局部被黑云母交代。陽起石分布于角閃石粒間或晶粒間隙中，為交代角閃石而成，常被蛇紋石交代。黑云母黃綠色，多分布于角閃石粒間隙中或其晶內的裂隙中，多為交代角閃石而成。蛇紋石鱗片狀，不均勻分布于角閃石、陽起石粒間或裂隙中，為交代角閃石或陽起石的產物。

3 變質作用特征

根據變質巖的結構構造、礦物轉變、世代關系及地層產狀，特別是特征變質礦物的產出特征及礦物生長的時代關系［2］，區域普遍遭受了兩期變質作用。表現為變質礦物黑云母、陽起石、透閃石交代石榴石、透輝石、角閃石，其中，角閃石廣泛發育被其他礦物交代的現象，鏡下可見次閃石、纖維狀陽起石、鱗片狀綠泥石、綠色黑云母沿角閃石裂隙或邊緣交代角閃石，并使其假象存在。

第一期：為低角閃巖相變質作用，特征變質礦物為角閃石、石榴石、石墨等，主要變質巖類型是石墨石英片巖、黑云母斜長變粒巖、透閃石大理巖、透輝石大理巖。在區內還發育少量混合巖脈，典型礦物組合有：石榴石+黑云母+斜長石+石英+白云母；角閃石+斜長石+黑云母+綠簾石；方解石+石墨+石英。

第二期：為綠片巖相退變質作用，特征變質礦物為黑云母、綠泥石、絹云母等，主要變質巖類型是黑云母斜長片麻巖、二云母石英片巖、絹云母石英片巖、二云母斜長片麻巖等。黑云母對早期形成的角閃石沿邊緣交代替換，但不完全，角閃石外觀輪廓仍清晰可見。典型變質礦物組合：黑云母+斜長石+石英+白云母。

4 地質意義

區域變質作用使下元古界溫泉群一套含碳的粘土質半粘土質沉積物中分散狀的碳質向石墨轉變［3］，形成石墨工業礦體。

不同結構構造的巖石，石墨品位存在差異。以片狀構造為主的石墨石英片巖和石墨云母片巖中，片狀礦物（云母、石墨）連續定向排列，肉眼可辨認，固定碳分布均勻，含量基本穩定，且相對較高；以似條帶狀、塊狀構造為主的石墨大理巖中，淺色粒狀礦物與暗色片狀礦物相間排列或雜亂排列；固定碳分布不均勻，含量變化大；以片麻狀構造為主的石墨黑云母片麻巖，含石墨片麻巖中，淺色粒狀礦物較多，暗色片狀礦物較少，固定碳含量相對較低。

鱗片石墨在品位較高的層位,鱗片片度相對較大，主要分布于石墨大理巖和石墨云母片巖中，說明不同層位因巖石成分差異而顯示出石墨品位和片度的差異［4］，一方面，在區域角閃巖相變質作用中，巖石發生重結晶、重組合及變形作用，改變了礦物組成和結構構造，變質熱液促進了石墨的重結晶富集；另一方面，后期區域構造作用及巖漿作用引起的混合巖化作用的影響，致使石墨晶片隨脈石礦物顆粒增大的過程中，亦在增大，并進一步遷移富集［5］。