甘肅晶質石墨礦分布規律及成礦遠景探討

劉 力，陳彥文

(中國建筑材料工業地質勘查中心甘肅總隊，甘肅 天水 741000)

石墨是一種特殊的非金屬材料，具有耐高溫性、導電性、導熱性、潤滑性、化學穩定性、可塑性、抗熱震性等特點，廣泛應用于冶金、機械、耐火、電器電子、環保、航空航天、國防等領域[1]。甘肅處于華北、揚子和塔里木三大構造域的交匯部位，在漫長的地史演化過程中，具有多樣的沉積環境、廣泛的巖漿活動和復雜的變質作用[2]，為晶質石墨礦提供了良好的成礦條件。開展甘肅晶質石墨礦產資源分布特征研究，對摸清全省晶質石墨礦產資源基本情況，科學規劃部署勘查工作具有指導意義。

1 礦產分布特征

截止2019 年底，甘肅省共發現和評價晶質石墨礦產地11 處，其中大型晶質石墨礦床1 處；小型4處；礦點6 處。累計查明晶質石墨(礦物)資源量237.82 萬t，以大型為主，占累計查明(礦物)資源量的99.49%；小型約占0.51%(表1)。

從地理分布看，武威市發現礦產地1 處(大型礦床)，查明晶質石墨(礦物)資源儲量236.60 萬t，占全省查明資源儲量的99.49%。酒泉市發現和評價礦產地7處，查明晶質石墨(礦物)資源儲量0.95萬t，分布在瓜州水溝子一帶，占0.40%。張掖市發現礦產地2 處，查明晶質石墨(礦物)資源儲量0.28 萬t，分布在臨澤縣榆樹河和穿心河，占0.12%。天水市發現礦產地1 處(礦點)，分布在麥積區花廟一帶(圖1)。

2 成礦地質條件

石墨礦根據成因可分為區域變質型、接觸變質型和巖漿熱液型[3]。區域變質型石墨礦床主要形成于前寒武紀古陸內部相對穩定的陸核區[4]，常產出于古老的地層中。區域變質型石墨礦床必須有兩個條件：一是地層沉積時含有有機質；二是沉積地層發生較為強烈的區域變質作用[5]。在區域變質過程中，原巖中的有機質在還原條件下發生脫氧、脫氫反應，由于持續時間較長變質作用，石墨結晶呈鱗片狀。這類礦床往往常見混合巖化作用，主要表現為重結晶和交代現象[6]。

甘肅省晶質石墨礦床成因均為區域變質型，有7 個賦礦地層(表1)，其中主要賦礦地層為中太古代龍首山巖群，為斜長角閃巖—黑云母變粒巖—鎂質大理巖變質建造，沉積構造環境為活動的陸緣淺海環境；中元古代待建紀大豁落山組，為白云質大理巖變質建造，沉積構造環境為被動大陸邊緣環境；中元古代薊縣紀墩子溝群，大理巖變質建造，沉積構造環境為被動大陸邊緣濱淺海環境；古元古代敦煌巖群，為斜長角閃巖—黑云斜長片麻巖—變粒巖—二云母片巖—大理巖變質建造，沉積構造環境為活動大陸邊緣島弧構造環境。

表1 甘肅省石墨礦床（點）特征簡表

3 時空分布規律

3.1 時間分布規律

甘肅晶質石墨礦礦床產出的地層時代較多，有中太古代、古元古代、中元古代長城紀、中元古代薊縣紀、中元古代待建紀及寒武紀。其中中太古代成型礦床1 處(大型)；中元古代成型礦床4 處(小型)；其他時代無成型礦床(表2)。

表2 甘肅晶質石墨礦按時代統計排序表 (單位：處)

3.2 空間分布規律

從甘肅省Ⅲ級大地構造單元位置上看[7]，晶質石墨礦礦床主要分布于敦煌地塊、龍首山—雅布賴山地塊，次為馬鬃山弧盆系、中祁連巖漿弧、北秦嶺弧溝系，礦床規模時空分布特征見表3。

從IV 級礦帶看[8]，甘肅境內43 個IV 級礦帶中有6 個成礦帶有晶質石墨礦顯示(表4)。各IV 級成礦帶以查明晶質石墨(礦物)資源儲量為主線，排序為北大山—西紅山→方山口—鷹嘴紅山→龍首山。以預測的資源量為主線，排序為多壩溝—玉門→北大山—西紅山→武山—天水→方山口—鷹嘴紅山→龍首山→別蓋—硫磺山。

4 成礦遠景

據甘肅礦產資源潛力評價(2012)成礦單元劃分方案，晶質石墨礦主要成礦單元包括4 個Ⅲ類成礦帶、6 個IV 類成礦帶。結合近年找礦工作進展，提出了2 個石墨礦成礦遠景區，分別為鷹咀山晶質石墨礦成礦遠景區(Gph-1、B 類)、唐家鄂博山晶質石墨礦成礦遠景區(Gph-2、A 類)。

表3 甘肅省晶質石墨礦礦床規模時空分布表

表4 甘肅省Ⅳ級成礦帶晶質石墨礦產地統計一覽表

4.1 鷹咀山晶質石墨礦成礦遠景區(Gph-1)

該區地處塔里木板塊—塔里木盆地(克拉通)—敦煌地塊—敦煌基底雜巖，已發現白石頭溝、掉石溝、白臺溝3 個礦點[9]，含礦層為古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組(Ar3Pt1D2)，為一套斜長角閃巖—黑云斜長變粒巖建造。巖性主要為斜長角閃巖、片麻巖夾偉晶巖、石英巖，厚度8 423m。

該含礦層廣泛分布于鷹咀山地區，從東側的石包城始，向西至三個泉。近東西走向長約100km。其間褶皺復雜，斷裂發育，局部有不同期次巖漿巖侵入。為石墨的成礦提供了良好的地質條件。已發現的3 個石墨礦點，均圈定了工業礦體，預測334？資源量(礦物)517.29萬t。因此該區具有較好的資源潛力。

4.2 唐家鄂博山晶質石墨礦成礦遠景區(Gph-2)

該區地處柴達木—華北板塊—阿拉善微陸塊—龍首山—雅布賴山地塊—迭布斯格—阿拉善右旗陸緣巖漿弧，已發現唐家鄂博山大型石墨礦礦床[10]，含礦層為中太古代龍首山巖群，為一套斜長角山巖—黑云母變粒巖—鎂質大理巖變質建造，巖性主要為石英巖、黑云斜長片麻巖、白云巖、二云石英片巖、含石墨蝕變大理巖、斜長角閃巖等，厚度＞4 019m。

該含礦層地表呈橢圓狀出露，東西長約18km，南北寬約8km，局部二疊紀二長花崗巖侵入。已發現的唐家鄂博山大型石墨礦床，查明(礦物)資源量236.60 萬t，預測(礦物)資源量42.60 萬t。因此該區具有一定的規模和潛在價值。

5 結論

(1)甘肅省已發現的11 個晶質石墨礦床(點)的成因類型均為區域變質型。

(2)晶質石墨礦床(點)的主要成礦時代為中太古代，空間上主要處于龍首山—雅布賴山地塊、敦煌地塊。

(3)依據晶質石墨礦的成礦條件、時空分布特征和找礦潛力等劃分出鷹咀山、唐家鄂博山2 個晶質石墨礦成礦遠景區，可作為今后晶質石墨礦勘查開發部署的依據。