河南省内乡县午阳山矿区石墨矿矿床地质特征及成因❶

2013-10-11张青松

化工矿产地质 2013年3期

张青松

中化地质矿山总局河南地质勘查院，河南郑州，450011

1 区域地质背景

内乡县午阳山矿区区域大地构造位置属秦岭褶皱系东段，北秦岭褶皱带寨根～彭家寨地背斜褶皱束，该区位于朱阳关-夏馆断裂带中，区域构造线方向主要为北西西向，地层区划属秦岭地层区，北秦岭分区，西峡南召小区【1】。

内乡县午阳山矿区区域内的地层岩性主要是变质岩。由老到新有古元古界秦岭群雁岭沟组（Pt1y）、石槽沟组（Pt1sh）；新元古界信阳群（Pt3x）；古生界二郎坪群小寨组（Pz1x）、火神庙组（Pz1h）、大庙组（Pz1d）；新生界第四系全新统（Q4）。

内乡县午阳山矿区区域内经历了多期褶皱叠加和断裂活动，构造形迹十分复杂。区域主构造线方向为北西西—南东东向。北部为二郎坪-刘山岩地向斜褶皱束，中部为寨根-家寨地背斜褶皱束，南侧为西峡-南湾地向斜褶皱束。秦岭群总体为一复式背斜构造，主要由三个紧闭倒转背斜和两个倒转向斜组成。背斜核部地层为雁岭沟组，向斜槽部地层为石槽沟组。石槽沟组下部的大理岩夹层可作为标志层，明显地反映出各褶皱的形态。复式背斜总体向北西倾伏。

内乡县午阳山矿区区域上侵入岩出露面积大，广泛分布。主要是燕山晚期似斑状黑云母花岗岩、黑云母花岗岩、花岗岩、钾长花岗岩和加里东晚期辉石闪长岩。其次是燕山早期的花岗斑岩，加里东早期的二云母花岗岩、二长花岗岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

内乡县午阳山矿区内出露地层有古元古界秦岭群雁岭沟组（Pt1y）、石槽沟组（Pt1sh）；新生界第四系（Q）（图1）。由老至新分述如下：

雁岭沟组（Pt1y）分布在午阳山背斜、黑龙潭-西河堂背斜的核部，秧田沟向斜的北翼，在矿区大面积出露。地层走向一般为北西—南东向，倾向北北东或南南西，倾角变化较大，一般在50°以上，局部近直立。自下而上可划分为三个岩性段，岩性分别为：

雁岭沟组一段（Pt1y1）：分布于矿区东北部北天池以西、矿区南部赵庄附近，岩性为金云母大理岩、透辉石化大理岩、大理岩。地层厚度经钻孔揭露未见底。

雁岭沟组二段（Pt1y2）：分布于矿区东北部和南部，岩性为斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、石榴斜长片麻岩、黑云石榴斜长片麻岩、石墨斜长片麻岩、大理岩、含石墨大理岩等。地层厚度 52.87～198.71m，该段为本区内石墨矿的主要赋存层位。

雁岭沟组三段（Pt1y3）：在矿区内广泛分布，岩性为白云质大理岩、白云石大理岩、含石墨大理岩、黑云斜长片麻岩等。地层厚度 64.50－105.43m。

石槽沟组（Pt1sh）分布于矿区西部及中部铁岭沟附近，位于午阳山背斜翼部。岩性主要为混合岩化黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩及大理岩等。地层倾向南南西或北北东，倾角陡，一般 60～80°，局部近于直立，厚度 447.10m。石槽沟组与下伏雁岭沟组呈整合接触或断层接触关系。

第四系（Q）主要分布在矿区内的河床及沟谷中。岩性主要为河床砂砾石、卵石、淤砂等及粘土、残坡积物。

2.2 构造

褶皱内乡县午阳山矿区位于小水-老虎山背斜、瓦房沟-中大岭背斜之间的次级褶皱带中，矿区内自西向东主要褶皱有秧田沟向斜、午阳山背斜、黑龙潭-西河堂背斜，褶皱发育。

断层内乡县午阳山矿区断裂构造较发育，以北西西向、北西向为主，其次为近南北向断裂。

2.3 岩浆岩

内乡县午阳山矿区内岩浆岩主要为零星出露的花岗岩和辉石闪长岩。

2.4 变质作用

内乡县午阳山矿区地处秦岭变质地区，以区域变质作用为主，形成了一套中变质岩系。变质岩石类型有：①大理岩类：大理岩、白云质大理岩、白云石大理岩等；②片岩类：黑云斜长角闪片岩、黑云角闪片岩、斜长黑云片岩、石墨片岩等；③长英质变粒岩类：石英岩、长石石英岩等。秦岭群雁岭沟组含石墨地层，原为一套浅海-滨海相的含炭质的钙质沉积以及泥砂质沉积，后经区域变质作用使岩石中分散的炭质集中结晶，而形成石墨矿层。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

内乡县午阳山矿区内发现有2个成矿较好的地段，北段和尚峪—赵沟一带（包括Ⅳ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅦ号矿体），南段油房沟—寨沟一带（包括Ⅱ、Ⅴ、Ⅺ号等矿体），矿区内共圈出13个石墨矿体。矿区内矿体分布于雁岭沟组二段内部，产状与地层产状基本一致，矿体呈似层状、透镜状，矿体长度84～1000m，平均厚度2.10～9.54m，平均品位（固定碳）3.75～17.50m，倾角24～83°，一般54～67°。各矿体特征如表1所示。

3.2 矿石的矿物成分

矿石的矿石矿物为石墨（3%～25%），另外有少量褐铁矿等，脉石矿物随矿石类型不同有差异，主要为斜长石、方解石、石英、黑云母等，含微量磷灰石、白钛石、电气石、微斜长石等。

表1 内乡县午阳山矿区矿体特征表Table 1 Neixiang county Wuyangshan mine area orebody characteristics table

3.3 矿石的结构、构造

矿石结构为鳞片花岗变晶结构、鳞片粒状变晶结构，局部构造强烈地段为碎裂结构、糜棱结构、碎粉结构。

矿石构造为片麻状构造、定向构造。

3.4 矿石类型

按石墨矿赋存岩石类型，内乡县午阳山矿区内石墨矿主要分为斜长片麻岩型和大理岩型两种矿石类型，另外，沿F5断裂分布碎裂岩型石墨矿。石墨鳞片片径一般为0.05～0.3mm，均为晶质（鳞片状）石墨矿。

根据矿石风化程度，分为风化矿石和原生矿石。风化矿石主要分布于地表浅部，疏松易碎；原生矿石主要分布于深部，致密坚硬。风化矿石与原生矿石在结构、构造、矿物成分、品位及化学成分等特征上基本是相同的。

4 矿床成因

内乡县午阳山矿区石墨矿属于蛇尾-小岔沟与元古宙变质海相碳酸盐岩、含碳碎屑岩有关的石墨矿床成矿亚系列，成矿带长逾100 km，宽4～8km，为变质作用成矿系列【2】。石墨矿分布于朱阳关-夏馆断裂两侧的古元古界秦岭群雁岭沟组含碳变泥质碎屑岩-碳酸盐岩中，其成矿物质来源于原岩中的有机碳，主要经过中高压角闪岩相区域变质作用形成。石墨形成之后，受岩浆作用影响，使细晶石墨再结晶形成部分较大片度的石墨鳞片。并在断裂挤压作用下，在有利部位富集。其成因属于沉积变成矿床。