湖北省宜昌地区黄陵断穹核北部含石墨地层岩性研究

易承生

（湖北非金属地质公司，湖北 武汉 430034）

湖北省宜昌地区黄陵断穹核北部含石墨地层岩性研究

易承生

（湖北非金属地质公司，湖北 武汉 430034）

随着世界工业迅猛发展，石墨已被国内外视为重要的工业矿物原料之一，特别是最近几年，石墨制品已在各行各业发挥着重要作用。笔者通过对已知石墨矿产地质报告的综合分析与研究，找出石墨矿内在赋存规律和外在找矿标志，以便更好地为找矿提供服务与提高效率。

石墨；黄陵断穹核北部；地层；岩性

随着世界工业迅猛发展，石墨已被国内外视为重要的工业矿物原料之一，特别是最近几年，石墨制品已在各行各业发挥着重要作用。笔者通过对已知石墨矿床的研究，发现其赋存规律，进而为以后在该区或类似地层找矿提供依据。本文着重对湖北省石墨资源较丰富的宜昌地区黄陵断穹核北部圈椅埫穹窿南翼含大磷片晶质石墨的几个已知矿床进行地层岩性分析研究，找出晶质石墨赋存规律及建立较完备的找矿标志。

1 黄陵断穹核北部含石墨地层的地质背景

1.1 区域地质及成矿背景分析

宜昌地区石墨矿地处扬子准地台鄂中褶断区黄陵断穹核北部圈椅埫穹窿南翼。黄陵断穹轴向北东16°，南北长70余千米，东西宽40余千米，为东翼平缓西翼较陡的二单元短轴断穹构造。断穹核部由上太古界—下元古界水月寺(岩)群中深区域变质岩、混合岩及元古代的基性、超基性、中酸性岩等各类岩浆岩组成基底构造层。翼部由震旦系至三叠系地层(缺失下泥盆统和下石炭统)组成，主要岩性为碳酸盐岩或碎屑岩，由老至新围绕断穹核部依次向外展布；它们之间大都呈整合或假整合接触，仅下震旦统陡山沱组(或南沱组)与下伏地层呈角度不整合接触(见图1)。现仅就黄陵断穹核北部变质岩区地质特征进行综述。

1.2 区域地层

宜昌地区石墨矿所属地层区划为扬子区八面山分区黄陵小区。

黄陵断穹核北部广泛分布的上太古界—下元古界水月寺(岩)群中深变质岩系，南部与黄陵花岗岩基的黄陵庙超单元鹰子咀单元、路溪坪单元(Pt3Yz、Pt3L)等邻接，北、东、西三方为震旦系及其上部沉积盖层以角度不整合掩覆，出露面积达400余平方千米。上太古界—下元古界水月寺(岩)群中深变质岩系是构成石墨矿的含矿层位。

1.3 区域构造及其对石墨矿形成的影响

宜昌地区石墨矿大地构造位置处于上扬子台坪鄂中褶断区黄陵断穹核北部圈椅埫穹窿南翼。

根据沉积建造、岩浆活动、变质作用、混合岩化作用及地层接触关系、构造运动等特征将黄陵断穹划分为两个构造层，即基底构造层和盖层构造层。现仅就涉及区域基底构造层的特征简述如下：

黄陵断穹基底构造层由上太古界—下元古界水月寺(岩)群含炭富铝质粘土岩、粉砂岩夹碳酸盐岩等冒地槽正常沉积建造、含铁硅质建造及优地槽型中基性—酸性火山沉凝灰岩建造组成。后在长期的地质演化中，普遍受角闪岩相(局部为低麻粒岩相)区域热流动力变质作用及不同程度的混合岩化作用改造，以及频繁的岩浆活动等作用，区域构造特征表现为以褶皱、隆起及断裂构造为主的构造面貌。

1.3.1 褶皱、隆起及其影响

区域上褶皱、隆起以北西向的雾渡河大断层为界，在其北东盘表现为以圈椅埫穹窿为核心，向南东方向依次有巴山复向斜、白竹坪背斜等边缘线状叠加褶皱带，围绕穹窿呈弧形环状展布。这些褶皱轴线多呈北东走向，在总体上制约着水月寺(岩)群变质地层的展布。

圈椅埫穹窿轴向为北东30°，核部由圈椅埫超单元龚家湾单元、下阳坡单元钾长花岗岩(Pt1G1、Pt1X)及片麻岩变粒岩岩组下段组成，翼部为片麻岩变粒岩岩组上段及富铝质片岩大理岩组组成。穹窿南北长12km，东西宽10km。区域片理、片麻理的产状沿穹窿周缘发生和谐转折并向外倾斜，北西陡(倾角65～80°)，南东缓(倾角50～60°)。岩体与围岩为侵入接触，边界明显与围岩片理、片麻理一致，并对围岩产生边缘混合岩化作用。穹窿周缘的富铝质片岩大理岩组中，柔性岩层围绕穹窿出现花边状次级褶皱，尤以宰金坪、三岔垭、后山寺等地较明显，在这些次级褶皱的轴部和转折端，往往是岩层受流变加厚部位，亦是沉积变质矿产(石墨矿、磁铁矿、大理岩等)构造再富集的有利地段。

黄陵背斜核北部区域地质构造略图

巴山复向斜位于圈椅埫穹窿南东翼，轴向为北东—南西走向的较开阔“S”型褶皱，北东端被樟村坪断层所切，南抵雾渡河断裂。长约1 2 k m，宽6km。轴部主要为黑云斜长—二长片麻岩岩组地层，两翼地层为石墨片麻岩片岩钙硅酸盐岩岩组、石墨片麻岩片岩含铁岩组及富铝质片岩大理岩组。轴面总体倾向南东，轴面片理较陡(70～80°)，两翼较缓(50～60°)，东翼倒转。向斜轴部，柔性岩层明显加厚，在连三坡、石板垭等处含石墨岩系及大理岩层厚度膨大；次级褶皱发育，两翼的柔性地层则明显拉薄而出现构造透镜体，致使富铝质片岩大理岩组中的石墨岩系及大理岩层沿黄陵庙、横凳坡、土地岭等地断续分布。

圈椅埫穹窿是石墨矿富集的构造原因，而巴山复向斜又致使石墨岩系在区域上断续分布。

1.3.2 断裂对石墨矿层的影响

区域断裂构造较发育。以北西、北西西向两组断裂最醒目。

北西向断裂以雾渡河断层(F17)为代表，尚有安场断层(F22)、道路坪断层(F30)、九里冲断层(F36)、铁路垭断层(F12)、古路垭断层(F25)、巴山寺断层(F32)、落户湾断层(F42)等。本组断层形成时间为五台—扬子期，属韧性剪切断层，常见中基性脉岩及钾质混合岩化，具多期活动特点。

雾渡河断层(F17)：斜切黄陵断穹核部，规模宏大，延长数十千米。走向约320°，在龙头坪以东，倾向北东为主，倾角75～80°；龙头坪以西，断层倾向南西，倾角71～88°。断层破碎挤压带宽度几十～百余米，最大断距约500m，具多期活动性质，对黄陵断穹地区地质景观起着重要的控制作用。以其为分野，核南部侵入大量岩浆岩，核北部则以中深变质岩为主。同时，该断裂对早古生代的沉积相有明显的控制作用。该断裂应属发生于元古代，中新生代强烈复合的多旋回发展的断裂。

北西西向断裂以樟村坪断层(F4)为代表，尚有学堂坪断层(F43)、川洞断层(F45)、盐池河断层(F31)等。该组断层皆沿北西西向基底褶皱构造的轴线延伸，为与早期褶皱同时形成的走向断层，往往受北西向断层改造和切割，具多期活动性质。

樟村坪断层(F4)：位于黄陵断穹核部北缘，西自洋坪河经白果园、殷家坪、樟村坪、石家坪，延长20余千米，走向约280°，倾向北北东，倾角50～70°。断层破碎带宽度10～15m，最大断距约200m。破碎带以糜棱岩、糜棱岩化角砾岩、角砾岩为主，并有构造窗现象。早期为逆冲性质，具韧性断层特征，经过后期多次活动，晚期则为脆性错位的高角度正断层。

区域断裂构造对含石墨岩系的影响主要表现在对含矿岩系的切割破坏作用，宏观上制约着含石墨岩系的分布。

依据黄陵断穹核北部区域地质构造特征及该区区域调查资料可看出：湖北省宜昌地区石墨矿主要产于樟村坪断层(F4)与雾渡河断层(F17)之间部分。樟村坪断层(F4)以北及雾渡河断层(F17)南西部分不含石墨矿。

1.4 岩浆岩及其影响

区域内岩浆岩全部分布于黄陵断穹基底变质岩区，以侵入岩为主，从超基性岩到酸性以至偏碱性岩类及其伴生脉岩均有发育。种类复杂，以中深成相侵入岩为主，浅成相侵入岩次之。岩体产出以岩株、岩基为主，次为岩脉、岩墙。侵入岩的成岩时期可划分成五台、扬子两个旋回5个期次(见下表)。本区分布岩浆岩主要为：新元古代斜长花岗岩、古元古代钾长花岗岩、巴山寺闪长质及花岗质片麻岩、桃园花岗质片麻岩、古元古代超基性岩、东冲河闪长质花岗质片麻岩、二长花岗斑岩。

岩浆旋回划分

2 成矿规律研究

宜昌地区含石墨地层重复韵律无一定规律。但通过研究和总结以往该区石墨矿产地质报告可以看出以下成矿规律：

(1) 宜昌地区石墨矿主要赋存层位为水月寺(岩)群富铝质片岩大理岩(岩)组及水月寺(岩)群石墨片麻岩片岩钙硅酸盐岩(岩)组而水月寺(岩)群石墨片麻岩片岩钙硅酸盐岩(岩)组多为含石墨云母片麻岩，一般品位较低，很难形成工业矿体。宜昌地区构成工业矿体的石墨矿床多赋存于水月寺(岩)群富铝质片岩大理岩(岩)组石墨片岩中，因而在地层层位上有明确性。

(2) 宜昌地区石墨矿赋存于樟村坪断层(F4)与雾渡河断层(F17)之间。通过该区自电普查及区域性地质调查评价，证实樟村坪断层(F4)以北及雾渡河断层(F17)南西部没有石墨出露。

(3) 宜昌地区石墨矿体与围岩界限清楚，矿体主要赋存在片岩中，围岩多为石英岩、片麻岩、辉绿岩、花岗岩、大理岩、石英岩等。

3 找矿标志

(1) 宜昌地区石墨矿区内黑云斜长片岩、片麻岩、二云片岩为赋矿岩层，含石墨片岩、片麻岩地表常被风化成绢云片岩、绢云斜长片麻岩，构成石墨矿地表主要找矿标志。

(2) 大理岩呈似层状、透镜状出现于含石墨的片岩、片麻岩地层顶部或底部，有时构成石墨矿层的顶底板。从宜昌地区石墨矿地质报告分析可以得出：大理岩的厚度与石墨矿规模与品位成正比关系，即大理岩出露越多越厚，该区域附近存在高品位石墨矿的概率越大。因而大理岩为宜昌地区间接找矿标志。

(3) 区内花岗岩常于两种形式侵入：一种为不整合侵入，多穿插或切割地层，此种花岗岩多为红色或颜色较深，且分布面积较大，相对集中；另一种为整合侵入，主要为顺层或与地层小角度相交侵入，因而常呈透镜状、似层状出现，此种花岗岩一般颜色较浅，此类整合侵入花岗岩(三岔垭报告将其定为白岗岩、湖北省地质局地质七大队将其定为石英岩)在本区内主要以直接顶底板的形式出现。因而整合侵入花岗岩(浅色花岗岩)也为宜昌地区石墨矿间接找矿标志。

(4) 宜昌地区石墨矿层的母岩为富含碳质、有机质的泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，属弱还原沉积环境，常见星点状黄铁矿与其共生，且黄铁矿在矿层顶底板附近相对富集，因此黄铁矿的分布特点亦可作为寻找石墨矿的间接标志。

4 结语

宜昌地区石墨矿不同时期地质报告及综合研究中岩石地层的分析，对宜昌地区石墨矿赋存地层为无序地层(或韵律重复地层)提供了有力的证据支持，重点指出了宜昌地区石墨矿赋存状态和赋存层位。提出了宜昌地区石墨矿赋存于樟村坪断层(F4)与雾渡河断层(F17)之间，并提出了宜昌地区构成工业矿体的石墨矿床多赋存于水月寺(岩)群富铝质片岩大理岩(岩)组︿石墨片岩中。提供了宜昌地区石墨矿主要找矿标志为绢云片岩、绢云斜长片麻岩，间接找矿标志为大理岩、浅色花岗岩和黄铁矿。因此，宜昌地区石墨矿不同时期地质报告及综合研究的分析对于圈定宜昌地区石墨矿找矿靶区有着十分重要的意义，对于提升宜昌地区石墨矿找矿工作效率也有着十分重要的意义。

[1]湖北省地质矿产局.兴山东半幅、水月寺幅1∶50000地质图[M].北京：地质出版社，1987.

[2]陈公信，金经炜.湖北省岩石地层[M].北京：中国地质大学出版社，1996.

[3]全国地层委员会.中国地层指南及中国地层指南说明书(修订版[M].北京：地质出版社，2001.

P619.252

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1007-9386(2017)04-0046-04

2017-03-28