甘肃省肃北县红柳峡晶质石墨矿矿体特征、矿床成因及找矿远景浅析

王东升*，马富平

（1.甘肃省地矿局四勘院，甘肃酒泉，735000；2.大禹节水（酒泉）有限公司，甘肃酒泉，735000）

甘肃省肃北县红柳峡晶质石墨矿矿体特征、矿床成因及找矿远景浅析

王东升1*，马富平2

（1.甘肃省地矿局四勘院，甘肃酒泉，735000；2.大禹节水（酒泉）有限公司，甘肃酒泉，735000）

红柳峡晶质石墨矿区地处祁连造山带与塔里木陆块区交接部位的敦煌陆块、阿尔金大断裂北侧梧桐沟-红柳峡古元古代敦煌岩群基底岩系铅锌、铁、石墨成矿带上。晶质石墨矿体呈层状、似层状产出，产状与围岩一致，围岩和夹石与含矿岩石基本一致，围岩以二云石英片岩为主，次为大理岩，局部见斜长角闪片岩构成矿体的围岩。成因上，红柳峡晶质石墨矿属沉积变质矿床。空间上，红柳峡晶质石墨矿区处在堆若格特次级向形构造的南翼及其东部转折端部位。矿石类型有片岩型晶质石墨矿石和大理岩型晶质石墨矿石两种。本文通过对红柳峡晶质石墨矿矿区地质概况进行综合研究，旨在阐述晶质石墨矿矿体特征，简单探讨矿床成因及找矿标志；结合区域地质特征，提出勘查区及邻区找矿远景。

红柳峡；晶质石墨；矿体特征；矿床成因；找矿标志；找矿远景

引言

红柳峡晶质石墨矿区地处祁连造山带与塔里木陆块区交接部位的敦煌陆块、阿尔金大断裂北侧梧桐沟-红柳峡古元古代敦煌岩群基底岩系铅锌、铁、石墨成矿带上。自2015年敖包山晶质石墨矿发现以来，该带一直被认为是晶质石墨矿较好的远景区。在新能源逐步被提上一定高度的当下，找与新能源原材料相关的矿产已成为当前地质找矿的新势头。红柳峡晶质石墨矿是继敖包山晶质石墨矿之后的又一晶质石墨矿产地。本文旨在解剖红柳峡晶质石墨矿，以期在该成矿带上发现更多的晶质石墨矿产地。

1 区域地质特征

勘查区属祁连造山带与塔里木陆块区交接部位的敦煌陆块、敦煌基底杂岩隆起，处于阿尔金大断裂北侧梧桐沟-红柳峡古元古代敦煌岩群基底岩系铅锌、铁、石墨成矿带上，阿尔金主断裂呈北东东向从勘查区南侧通过。区内断裂、褶皱发育，构造线总体方向呈近东西向展布，地层以古元古界敦煌岩群及长城系、新近系为主，元古代及加里东期中酸性侵入岩呈带状沿断裂侵位(附图1)。

1.1 地层

区域出露地层以阿尔金大断裂为界，北属塔里木地层区、塔南地层分区；南属秦祁昆地层区、北祁连地层小区。

出露地层由老至新有古元古界敦煌岩群，长城系朱龙关群，石炭系，二叠系，白垩系，新近系及第四系。现主要将敦煌岩群地层叙述如下：

敦煌岩群岩石属变质结晶基底岩系，其原岩为一套海相火山-碎屑岩-碳酸盐岩建造组合。区域上出露三个岩组，总体构成复式向形构造。其中，敦煌岩群B、C岩组构成两个较为完整的火山-沉积旋迴。

（1）敦煌岩群A岩组（Pt1Da）：呈向东尖灭的三角形展布,中部被元古代二长花岗岩侵入，主要岩性为条带状混合岩夹大理岩，原岩为海相陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造。

（2）敦煌岩群B岩组（Pt1Db）：区域上分布较广，呈近东西向带状展布。按岩性组合特征可分为三个岩段，总体构成次级向形构造。

第一岩段（Pt1Db1）：部分呈元古代花岗岩捕虏体，主要岩性为大理岩。

第二岩段（Pt1Db2）是敦煌岩群B岩组的主体，主要岩性为二云石英片岩、黑云斜长片麻岩、含石榴子石斜长角闪片岩、石英岩、石墨二云石英片岩、含石墨透闪石大理岩等。该岩段为区域上晶质石墨矿的主要赋矿层位。

第三岩段（Pt1Db3）分布范围与第二岩段基本一致，主要岩性为大理岩、透闪石化大理岩、蛇纹石化白云质大理岩。因受褶皱构造的影响，走向上厚度变化明显，常被拉薄，在褶皱转折端则有明显的“加厚”现象。

敦煌岩群 B岩组原岩为富镁碳酸盐岩夹火山-碎屑岩，构成火山-碎屑岩-富镁碳酸盐岩建造。

（3）敦煌岩群C岩组（Pt1Dc）：是区域上敦煌岩群出露最广的地层单元，根据岩性组合特征划分为三个岩段，并以第三岩段（Pt1Dc3）为核部、第一岩段（Pt1Dc1）为翼部，在区域北部构成次级向形构造。原岩主要是砂质、粘土质岩夹中-基性火山岩及碳酸盐岩，构成火山岩-复理石建造。

第一岩段（Pt1Dc1）：出露较宽，主要岩性为条带状黑云斜长片麻岩夹大理岩。

第二岩段（Pt1Dc2）：呈近东西向带状展布，岩石类型以条带状黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩为主。

第三岩段（Pt1Dc3）：呈条带状分布，宽 1km左右,岩性为黑云二长片麻岩、黑云石英片岩、黑云斜长片麻岩。

20世纪90年代开展1:5万红柳峡幅区调时，在敦煌岩群中获得了Sm-Nd法2947-3487Ma同位素年龄值；在敦煌岩群 B岩组第二岩段黑云母斜长片麻岩中测得锆石U-Pb上交年龄为1799Ma；赵燕等（2013）测得在水峡口一带英云闪长片麻岩和花岗片麻岩中锆石U-Pb年龄分别为2561±16Ma和2510±22Ma，同时获得了斜长角闪岩的变质年龄为1805±14Ma，王忠梅等（2013）获得红柳峡地区石榴石斜长角闪岩的锆石U-P b年龄为1611士 6 Ma，而L u-Hf模式年龄位于2.10-2.27Ga之间，表明斜长角闪岩中的锆石来自古元古代地壳物质的再造。初步认为，敦煌岩群沉积于古元古代早期，在古元古代晚期-中元古代早期经历了一期较广泛的变质作用（高角闪岩相）。

2 矿区地质

勘查区地处阿尔金大断裂北侧、敦煌基底杂岩隆起带、阿克塞-好不拉古元古代（华力西期）铅锌金铁成矿带上，出露地层简单，构造以断裂为主，岩浆活动较弱（见附图2）。

2.1 地层

勘查区出露地层单一，主要为古元古界敦煌岩群及第四系。

2.1.1 敦煌岩群

古元古界敦煌岩群广布勘查区，主要出露A岩组和B岩组。

（1）敦煌岩群A岩组（Pt1Da）：分布于勘查区西南部，总体呈三角形沿北西向展布，其西南侧有元古代黑云母二长花岗岩侵入。岩性主要为条带状黑云斜长片麻岩，局部有斜长角闪片岩。勘查区内A岩组与B岩组第二岩段之第一亚段（Pt1Db2-1）呈断层接触关系。

（2）敦煌岩群B岩组（Pt1Db）：广泛分布于勘查区中东部，总体呈北西西或近东西向带状展布，系该岩组的第二岩段和第三岩段。受断裂构造影响，勘查区缺失第一岩段。

① B岩组第二岩段（Pt1Db2）：分布于勘查区中部及北部一带，岩性组合为二云石英片岩、石墨二云石英片岩、含石墨透闪石化大理岩夹含石榴子石斜长角闪片岩及大理岩等。B岩组第二岩段为勘查区石墨矿的主要赋存层位，晶质石墨矿体（带）的空间分布严格受其控制。根据岩石组合、斜长角闪（片）岩及其反映的沉积-火山喷发旋回、以及与石墨矿层的关系，将 B岩组第二岩段进一步划分为4个亚段。各个亚段基本以斜长角闪（片）岩为开端，到另一层斜长角闪（片）岩出现前为一个亚段。各亚段分布总体有序，相互间为整合接触，由南向北依次为第一亚段、第二亚段、第三亚段、第四亚段。

第一亚段（Pt1Db2-1）：分布于勘查区南部，出露面积较大，走向北西西。主要岩性为二云石英片岩、石墨二云石英片岩、含石墨透闪石化大理岩、大理岩等。本亚段无斜长角闪（片）岩，是勘查区最主要的晶质石墨矿含矿层位，区内大部分矿体及主矿体处在本亚段内，赋存的矿石自然类型以片岩型石墨矿为主，其次为大理岩型石墨矿。

第二亚段（Pt1Db2-2）：分布于勘查区中部，出露面积较大，走向北西西。主要岩性为二云石英片岩、石墨二云石英片岩、斜长角闪岩、大理岩。本亚段有少量晶质石墨矿体产出，赋存的矿石自然类型均为片岩型石墨矿。

第三亚段（Pt1Db2-3）：分布于勘查区北部，出露面积小，走向北西西。主要岩性为第三亚段：二云石英片岩、石墨二云石英片岩、斜长角闪岩、大理岩。本亚段有较多晶质石墨矿体产出，赋存的矿石自然类型为片岩型石墨矿，是勘查区仅次于第一亚段的含矿层位。

第四亚段（Pt1Db2-4）：分布于勘查区北边部，出露面积较小，走向北西西。主要岩性为第四亚段：二云石英片岩、含石墨二云石英片岩、含石墨透闪石化大理岩夹含石榴子石斜长角闪片岩、大理岩等。本亚段内目前仅发现一条矿化体。

② B岩组第三岩段（Pt1Db3）：分布于勘查区东北部，呈北西西向带状展布。岩性主要为透闪石化大理岩，局部夹二云石英片岩。该岩段目前尚未发现石墨矿体，其与B岩组第二岩段第四亚段呈整合接触关系。

2.1.2 第四系（Qh）

第四系以洪冲积砂砾石层（Qhpal）为主，呈不规则带状分布于河床地带，主要由砂砾石及部分亚砂土组成。局部地段有残坡积砂土砾石层（Qhesl）分布于沟谷边部。

2.2 构造

勘查区主体处在区域堆若格特复向形中部之次级构造堆若格特向形西南翼部，勘查区的西南角跨入次级构造三岔河西向形的北翼。

勘查区总体呈单斜构造，走向北西西，倾向北北东，局部为南南西。区内断裂构造较发育，层间揉皱、挠曲、片理及片麻理较为常见。主要断裂有3条，集中于勘查区中南部。

F1：位于勘查区中部，贯穿于整个勘查区，走向北西西，断续长约5km，在地貌上表现为负地形（河谷），其两侧岩石较其破碎，呈大小不等碎块状，局部见粉末状。断层性质不明。

F2：位于勘查区西南角，呈北西西向微弧形展布,倾向 190°-220°，倾角64°左右，长度大于2km,为区域性逆断层，是敦煌岩群A岩组与B岩组的分界线。断裂带内岩石破碎强烈，局部见有构造角砾岩，普遍发育硅化、褐铁矿化、碳酸盐化、泥化。。

F3：位于勘查区东部，走向北东向，对红柳峡两侧的地质体与矿体具较明显的错位现象，断距约170m，推测为右行平移断层。

2.4 变质作用

工作区变质作用以区域变质作用为主，局部存在热接触（交代）变质作用。

工作区变质地层广泛分布，主要为古元古界敦煌岩群，其次是熬油沟组。敦煌岩群主要变质岩石有二云石英片岩、斜长角闪（片）岩、黑云斜长片麻岩、透闪石化大理岩。变质矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、透闪石、方解石、黑云母、白云母、磁铁矿等。岩石中变质矿物被压扁拉长，呈条带状、透镜状定向排列，石英具波状消光，与其它片状矿物共同构成岩石鳞片变晶结构、片状构造、片麻状构造。据王忠梅、赵燕等（2013）通过对红柳峡、水峡口一带的石榴石斜长角闪岩研究，其原岩为岛弧拉斑玄武岩，石榴石斜长角闪岩经历了早期进变质阶段-变质高峰阶段-近等温减压阶段-晚期降温退变质阶段四个变质演化阶段，其变质温度达 550-780°C，压力范围0.3-0.9GPa。表明本区敦煌岩群经历的变质作用达到了高角闪岩变质相的温压条件，部分达到了麻粒岩相，属于区域动热变质作用。本次高压变质相系的区域动热变质作用，使富含于其中的碳质与其它矿物一起重结晶，形成了如今的鳞片状晶质石墨矿。

熬油沟组变质岩石主要为千枚岩、板岩等，变质矿物组合为绿泥石、绿帘石、钠长石、绢云母等。该组变质岩石沿阿尔金区域大断裂分布，属于区域动力变质作用下形成的绿片岩相。

热接触（交代）变质作用分布于勘查区西南部元古代黑云母二长花岗岩（ηγ2）接触带上，以接触交代变质作用为特征，使围岩产生钾长石化、硅化、绿泥石化、绿帘石化等蚀变。其分布范围较小，受限于岩体的接触带。

3 矿体特征及找矿标志

3.1 矿体特征

以F1断裂为界，将勘查区分为南、北两个矿带，共圈出晶质石墨矿体26条，矿化体12条。其中北矿带圈出矿体9条，矿化体4条；南矿带圈出矿体17条，矿化体9条。矿体长度 54.1m-2337.4m，单工程矿体厚度2.01m-26.08m，矿体平均厚度2.03m-11.44m。矿石固定碳含量一般2.52%-13.20%，最低1.59%，最高为16.48%。矿体品位固定碳含量2.62%-9.07%，矿床平均品位4.75%。

3.1.1 北矿带

北矿带位于F1断裂北侧，总体呈带状，走向260°-290°。矿带长大于4.5km,宽500m左右，主体赋存于敦煌岩群 B岩组第二岩段第三亚段（Pt1Db2-3）中，个别矿体赋存于 B岩组第二岩段第一亚段（Pt1Db2-2）。北矿带由9条矿体和4条矿化体组成。其中C4为主矿体。

C4矿体：位于北矿带中南部，呈层状产出，近东西走向，倾向北、平均倾角 72°。矿体长 1613.6m,厚度2.19m-4.76m，平均厚度 3.15m，固定碳含量在2.12%-16.48%之间，平均含量8.19%。主要为二云石英片岩型晶质石墨矿。矿体顶、底板围岩均为二云石英片岩，局部为含石墨大理岩。

3.1.2 南矿带

位于F1断裂南侧，赋存于B岩组第二岩段（PtDB2）二云石英片岩中，少量赋存于大理岩中。矿化带长大于5.5km,宽300m-650m。南矿带包括17条矿体、9条矿化体。其中C7、C8和C14为主矿体。

C7号矿体：位于南矿带西部，呈层状产出，近东西走向，倾向南，总体倾角80°左右。矿体长2337.4m,厚度2.07m- 8.86m，平均厚度4.64m,局部见有二云石英片岩夹石出现。固定碳含量一般在3.07%-8.91%之间，平均含量5.52%。为二云石英片岩型晶质石墨矿石，矿体顶、底板围岩均为二云石英片岩。

C8号矿体：位于南矿带西部，呈层状产出，近东西走向，倾向南，倾角 70°-75°。矿体长 2327.9m,厚度2.00m- 8.58m，平均厚度 4.36m。固定碳含量一般在3.00%-7.16%之间，平均含量 4.57%。为二云石英片岩型晶质石墨矿石，矿体顶、底板围岩为二云石英片岩。

C14号矿体：位于南矿带东部，呈似层状，矿体中部较厚，沿走向东、西两段变薄，产状也随地层产状变化而变化，总体呈向南凸出弧形状产出。总体走向北东东，倾向南，倾角 70°-80°。矿体长 1079.2m,厚度3.86m-26.08m，平均厚度 9.38m。固定碳含量在2.14%-9.82%之间，平均含量 4.10%。为二云石英片岩型晶质石墨矿体，矿体顶、底板围岩为二云石英片岩，局部出现斜长角闪岩。

3.2 找矿标志

（1）勘查区石墨矿体产于敦煌岩群B岩组第二岩段（Pt1Db2）中，该层位是基础的地层找矿标志。在此层位中，颜色较深的含石墨二云石英片岩、含石墨大理岩则是直接的找矿标志。

（2）含石墨二云石英片岩、含石墨大理岩风化产物为灰黑色、铅灰色，为风化作用较强烈地段的找矿标志。

（2）与含矿二云石英片岩相伴的，是一套规模不等的斜长角闪片岩或石榴子石斜长角闪片岩及透闪石化大理岩，二者可作为间接找矿标志。

（3）石墨具有良好的导电性，使用电法等物探手段具有较好的找矿效果，激电异常可作为间接的找矿标志。

4 矿床成因

勘查区石墨矿体赋存于古元古界敦煌岩群 B岩组第二岩段中，赋矿岩石以石墨二云石英片岩为主，大理岩次之，矿体的顶底板大多与赋矿岩石岩性一致，部分围岩为大理岩和斜长角闪岩，是一套典型的火山-沉积变质岩组合。

矿体为层状、似层状，产状与围岩一致，并与区域构造线方向基本一致。石墨矿物较均匀分布于矿石中，部分集合体呈微细条带状沿层理产出，表明矿质与含矿岩石是同时沉积的产物。

斜长角闪岩其原岩为岛弧拉斑玄武岩，斜长角闪岩经历了早期进变质阶段-变质高峰阶段-近等温减压阶段-晚期降温退变质阶段四个变质演化阶段，其变质温度达 550-780°C，压力范围 0.3-0.9GPa。表明本区敦煌岩群经历的变质作用达到了高角闪岩变质相的温压条件，部分达到了麻粒岩相，属于区域动热变质作用。

勘查区内有微弱的岩浆侵入活动痕迹，岩浆侵入造成围岩温度升高，使石墨矿物颗粒增大成为可能。

总之，本次高压变质相系的区域动热变质作用，使富含于其中的碳质与其它矿物一起重结晶，形成了如今的鳞片状晶质石墨矿。

综上所述，红柳峡晶质石墨矿属沉积变质矿床，与我国石墨矿主要产地佳木斯地台、华北地台上的石墨矿床在成因类型、含矿建造及成矿时代上基本一致。

5 找矿远景及方向

勘查区位于阿尔金大断裂北侧掉石沟-红柳峡一带，处于古元古界敦煌岩群基底岩系铅锌、铁、石墨成矿带上。该带长50㎞以上，宽约10㎞，呈带状展布，分布有敖包山石墨矿、小敖包沟西铅锌（铁、石墨）矿、掉石沟铅锌（石墨）矿、白石头沟石墨矿、吓日拉盘铅矿、土达坂铅锌矿等典型矿床，各矿床成矿背景基本一致，并有石墨矿相伴产出。

构造特征显示，区域上已发现的石墨矿、铅锌矿及伴生铁矿等均处在堆若格特次级向形构造的南翼及其东部转折端部位，如红柳峡晶质石墨矿、掉石沟铅锌及晶质石墨矿、敖包山晶质石墨矿、小敖包沟西铁铅及晶质石墨矿、土达坂铅锌矿等。向形北翼因断裂破坏，出露的地层虽然较少，但亦发现红柳沟铁（铅锌）矿一处。此外，在该向形构造的东部转折端，有3处化探综合异常及1处铅族重砂异常集中分布；西部转折端有 1处方铅矿重砂异常分布，暗示该向形构造范围具有较好的铅锌铁及晶质石墨矿成矿潜力。

勘查区石墨矿体赋存于敦煌岩群 B岩组第二岩段（Pt1Db2）中，赋矿层位比较稳定，层控特征明显。目前，勘查区内已圈定晶质石墨矿体26条，矿化体12条。矿体呈层状、似层状产出，长 54.1m-2337.4m，厚度2.03m-11.44m，固定碳含量2.62%-9.07%之间，矿床平均品位4.75%。经估算，晶质石墨（固定碳）资源量为135.64万吨。表明勘查区石墨矿资源潜力较大。

勘查区内及相邻地区敦煌岩群 B岩组第二岩段（Pt1Db2）分布和延伸地段即为晶质石墨矿重要的找矿方向。

[1]1:20万《别盖幅》区域地质调查报告(地质、矿产).

[2]1:5万《红柳峡、土大阪》区域地质调查报告(地质、矿产).

[3]《甘肃省肃北县红柳峡晶质石墨矿普查报告》.

[4]郁东良,王永刚,申大利.柴达木盆地西北缘晶质石墨矿特征及找矿远景[J].现代矿业,2016,32(09):179-181.

[5]魏小昭,曹广杰,霍天云,等.北秦岭丹凤县庾家河晶质石墨矿地质特征及找矿远景浅析[J/OL].中国钼业,2017,41(03).

Gansu Province Subei County Gongliu Orebody Characteristics,Ore Graphite Crystal Gorge and Prospecting,Ore Genesis of Ore Prospecting

WANG Dongsheng1*,MA Fuping2
(1.Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration Institute of Gansu four Jiuquan 735000,China; 2.Dayu water (Jiuquan) Co.Ltd.Gansu Jiuquan 735000,China)

Philippine gorge crystalline graphite mining area is located in the qilian orogenic belt and the tarim block lu area transition part of the dunhuang landmass,north of the altun fault wutong groove - Philippine gorge paleoproterozoic dunhuang rocks basement rock series lead and zinc,iron,graphite metallogenic belt.Crystalline graphite ore body is layered and layered output,occurrence is in line with surrounding rock and surrounding rock and stone and ore rock,rock mass is given priority to with marble the schist,time for marble,local see long oblique Angle of flash schist constitute the surrounding rock of the ore bodies.The genesis of the deposit is a sedimentary metamorphic deposit.In space,the hongyanxia crystal graphite mining area is located in the south wing of the reactor and the eastern turning point of the subsection.The ore types have schist - type crystalline graphite ore and marble - type crystalline graphite ore.According to the field observations,the graphite mineral-rich rock formations are controlled by the second rock section of the dunhuang rockgroup.The lithological combination of the lithology is the Dali marble.In the whole exploration area,the distribution of graphite mineralization is strictly controlled by strata.In this paper,the geological situation of the crystal graphite ore deposits in hongliuxia is studied in this paper.The characteristics of the mineral deposits are discussed.Based on the regional geological characteristics,the exploration area and the adjacent area are proposed.

Hongliuxia; scaly graphite; Orebody characteristics; genesis of mineral deposit; indicator for deposit; prospect of ore searching

TP391

A

1672-9129(2017)04-0228-05

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.057

王东升,马富平.甘肃省肃北县红柳峡晶质石墨矿矿体特征、矿床成因及找矿远景浅析[J].数码设计,2017,6(4):228-232.

Cite：WANG Dongsheng,MA Fuping.Gansu Province Subei County Gongliu Orebody Characteristics,Ore Graphite Crystal Gorge and Prospecting,Ore Genesis of Ore Prospecting [J].Peak Data Science,2017,6(4):228-232.

2017-01-09；

2017-02-13。

王东升（1988-），男，甘肃省，甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，工程师，研究方向：矿产勘查。E-mail:413174993@qq.com