我国石墨成矿特征及找矿标志

2013-06-08王家昌张家英

中国非金属矿工业导刊 2013年3期

王家昌，张家英，朱艳

(中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队，黑龙江哈尔滨 150040)

我国石墨资源丰富，分布广泛、储量大、质量好，是优势矿产之一。据《国土资源部2010年全国矿产资源储量通报》，我国累计探明晶质石墨矿物基础储量为5412.27万t，资源量13077.92万t，保有资源储量(矿物量)18490.19万t。

我国石墨矿产资源分布有两个基本特点：①矿石种类齐全，以晶质石墨为主，又有隐晶质石墨产出；②矿产地分布既广泛又相对集中。黑龙江省晶质石墨储量最多(11356.64万t)，占全国储量的61%。资源储量在450万t以上的地区还有四川、山东、内蒙古、河南、陕西，集中了晶质石墨资源储量的90%以上。我国石墨资源分布情况见示意图1。

图1 我国石墨资源分布示意

1 我国石墨成矿区带的划分

徐志刚等[2]对我国石墨成矿带进行了划分，在我国石墨成矿区带(Ⅲ级)中，东部划分出11个成矿远景区，西部划分出7个成矿远景区。空间分布详见我国成矿域(Ⅰ级)、成矿省(Ⅱ级)和石墨成矿区带(Ⅲ级)远景区划分见图2。

图2 我国成矿域(Ⅰ级)、成矿省(Ⅱ级)和石墨成矿区带(Ⅲ级)远景区划分简图

2 矿床成因及物质来源

我国已知的具有工业价值的石墨矿床按其成因可分为：区域变质型、接触变质型及岩浆热液型石墨矿床三种类型，其中晶质石墨矿床以区域变质型为主，岩浆热液型晶质石墨矿床较少，接触变质型以隐晶质石墨矿床为主，石墨矿床主要类型见下表。

石墨矿床主要类型

区域变质型石墨矿床成矿时代为新太古代到早寒武世，其中以新元古代最为重要。我国北方多为新太古代至新元古代，南方多为新元古代至早寒武世，北方早于南方。新太古代到早寒武世远景区范围内，主要为浅海陆棚环境，在湿润的陆棚环境，沉积了高铝、富碳的粘土—半粘土岩、白云岩、灰岩及少量酸性火山岩，同时沉积碳质页岩。碳质的沉积通常发生在中性—弱碱性且相对稳定的介质条件下。沉积岩经区域变质作用形成角闪岩相及麻粒岩相变质岩，岩石包括各类含石墨片岩、片麻岩、变粒岩、麻粒岩、大理岩，原岩中的碳质变质为片状石墨，形成石墨矿体。根据李光辉等[3]的研究，鸡西柳毛石墨矿δ13C为-16.8×10-3～24.4×10-3，与生物有机物的δ13C一致；矿体围岩橄榄透灰石大理岩的δ13C为+3×10-3～5.6×10-3，与碳酸盐相吻合。石墨与围岩大理岩δ13C的显著差异反映两者的来源不同，石墨碳质来源于生物有机质，非来自附近碳酸盐的分解，而大理岩的碳来源于沉积碳酸盐；王时麒[4]综合分析认为石墨是大量原始藻类遗体堆积后经成岩作用和变质作用而成，属有机成因；王凤菇等[5]认为本区岩石变质程度较深，所以古生物不易保存，因此，矿石中有机碳含量极少，石墨碳质来自碳酸盐矿物，即无机碳成矿为主。

综上所述，关于成矿物质来源问题，存在着有机说和无机说两种观点。笔者认为新太古代到早寒武世，原始藻类等生物相对较少，不太可能产生大量原始藻类遗体堆积而经成岩作用和变质作用形成石墨矿床。

3 矿床特征

晶质石墨矿床以区域变质型为主，接触变质和岩浆热液型次之。

区域变质型矿床赋存于新太古代到早寒武世中—深变质岩系中，主要岩性有片麻岩、片岩、透辉(透闪)岩、大理岩、变粒岩、石英岩、斜长角闪岩等。原岩建造多属粘土岩—碳酸盐岩—基性火山岩，沉积于近陆源浅海区。石墨矿层往往赋存在其上部富碳酸盐岩部位，含矿岩系的变质程度普遍达到角闪岩相-麻粒岩相。矿床褶皱、断裂构造发育，常伴有晚期花岗岩、伟晶岩类侵入，混合岩化作用普遍，多期变质作用叠加影响较明显。矿体受沉积变质作用控制，有一定的层位，产状多与围岩产状一致，呈层状、似层状或透镜状，长度一般为几十至数百米，有的可达千米以上。倾角陡—中等。一个矿床中一般有多层矿体，常受断层或岩体的破坏使矿体形态复杂化。

接触变质型石墨矿床是我国石墨矿床中较主要的工业类型，属于此类型的矿床有：湖南郴州鲁塘、吉林磐石烟筒山等石墨矿床。矿床规模以中、小型为主，以隐晶质石墨为主。

岩浆热液型石墨矿床在我国较为少见，目前只在我国西部的新疆等地有所发现。矿床规模一般为中、小型。

新疆奇台等地岩浆热液石墨矿床产于花岗岩的接触带，矿体即为含石墨花岗岩，常成群分布，形态与产状都较复杂，呈透镜状、囊状。单矿体直径长10m至数百米，厚度几十米至200m。石墨呈团块状或鳞片状，分布于花岗岩中。矿石固定碳含量3%～6%。

新疆托克布拉克等地也见有岩浆热液形成的石墨。石墨产于库尔勒群下部大理岩与花岗伟晶岩的节理裂隙中，规模小、品位低。目前尚未探明具有工业价值的矿床。