新疆东准噶尔地区石墨矿地质特征及矿床成因

明经发　赖锡仁　白权金　郑路

摘  要：新疆东准噶尔地区是新疆金属矿产和能源矿产的重要成矿带。近几年，随着找矿方向的转变，寻找非金属矿产石墨取得了重大进展和突破，新发现多处大型、超大型石墨矿床，其层位稳定，厚度大，品位富，且露天易开采，本文对新疆东准噶尔地区石墨矿地质特征及成因进行了分析探讨。

关键词：东准噶尔;新疆;石墨;成矿特征;成因

新疆东准噶尔地区石墨矿的发现改变了中国石墨矿“东多西少”的分布格局，同时改变和提升了中国石墨资源储量在世界的地位，其巨大的找矿成果和潛力得到广大地质工作者和学者的广泛关注。通过对该区石墨典型矿床分析，讨论区域矿床地质特征和控矿地质条件，探讨区域石墨成因，为进一步石墨找矿工作提供依据。

1区域成矿地质背景

区域出露地层主要是泥盆—二叠系，广泛发育火山沉积岩系，并在大部分区域沉积了一套泥盆—石炭系海陆过渡相、浅海相碎屑岩，普遍夹多套含碳质泥岩或页岩。区内中泥盆—下石炭统火山碎屑（沉积）岩建造为主要石墨赋矿层位。

区域断裂构造发育，3条大断裂呈北西西—南东东向自北向南依次展布。岩浆大规模侵入活动主要以华里西晚期泥盆—二叠纪为主，发育超基性、基性、中性、酸性和碱性侵入岩。其中，花岗岩类分布最广，侵入于泥盆系和石炭系中，侵入岩U-Pb年龄为265～416.8Ma，多分布于302～341.1Ma，即中晚石炭期。岩体中常含围岩捕掳体，普遍有不同程度的重融后混染壳源物质、使得露头上的颜色发生变化等同化混染作用特征。

2矿床地质特征

2.1石墨矿床类型划分

石墨矿床按成因可划分为区域变质型、接触变质型和同化混染型3类。而这三类石墨矿床均属富有机质地层再造而成的后生矿床。东准地区石墨矿床主要为后两种类型，如达布逊石墨矿和孔可热石墨矿属于接触交代型，苏吉泉石墨矿和黄羊山1号、2号石墨矿则属于同化混染型。

2.2代表性石墨矿床

2.2.1青河县孔克热石墨矿床

孔可热石墨矿位于研究区阿尔曼太和卡拉麦里断裂带之间。出露地层主要为下石炭统姜巴斯套组（C1j），为砂岩、粉砂岩及泥岩组成的滨海相含碳质碎屑岩建造，亦为石墨赋矿岩层，赋矿岩石为碳质板岩。地层受岩浆热力变质作用岩石呈现角岩化、褪色、蚀变及高温的锖色和板岩化等变质特征，变质岩的岩性组合为单一碳质板岩。矿区地质特质反映出引起变质的主导因素是热力变质作用，变质级属中-低温热力变质范畴，区域变质程度较浅。

矿床地质构造为阿尔曼太3号向斜，呈北东向出露于矿区南部一带，北东翼倾向南西，倾角为50°～85°;南西翼倾向北东，倾角为50°～70°，组成向斜核部地层为下石炭统姜巴斯套组（C1j），即石墨矿体赋存位。

矿区内共圈出4条石墨矿化蚀变带，出露总长约2600m，宽约200m。带内控制矿体出露最长580m，控制矿体最大斜深400m，地表单工程矿体最厚42.2m，钻孔中最大控制厚度342.12m。固定碳品位可达30.15×10^-2，平均品位可达15.96×10^-2。矿石类型属晶质（鳞片状）石墨矿，单晶鳞片直径一般在0.001～0.2mm，伴生有益有害成分简单，为中碳石墨产品。孔可热石墨矿床内蕴经济资源量及预测资源量（332）+（334）级工业晶质石墨固定碳矿物量达3054.82万t。

另外还有黄羊山2号石墨矿床，位于卡拉麦里岛弧带内，产出于晚石炭世侵位的黄羊山岩体内细粒黑云母碱长花岗岩和中细粒黑云角闪碱长花岗岩接触带。矿体出露长约1.1km，宽200～580m不等，产状外倾，地表倾角较缓，矿体与围岩接触面产状呈陡立状，激电测深显示深部矿体形态可能为近似直立的“筒状”。该石墨矿体地表分布范围与物探激电异常中显示高极化、低阻的叠加异常区域吻合度较高，异常强度较大。

3控矿地质条件

3.1地层

额尔齐斯-玛因鄂博断裂以南至阿尔曼太断裂的南侧，石墨矿产出于与华力西中期的中酸性侵入岩接触的泥盆纪和石炭纪地层中，其海陆过渡相含碳质砂岩、粉砂岩、泥岩或页岩是该区含矿地层，层位稳定。华力西期大规模岩浆活动为有机碳变质转化成石墨提供了充足的热源。

3.2构造

东准地区构造活动强烈，石墨矿均发育在区域性或者主断裂附近，总体控制了石墨矿体的规模、形态、产状及分布，断裂附近往往形成规模较大的片理化构造和破碎带，是石墨的重要产区。具体来说，区域变质作用主要受华力西期构造运动影响，沿断裂形成宽度不等的低温动力变质带，对地层改造使其发生区域低温动力变质作用，为石墨的形成提供了热能和动力。

3.3岩体

卡拉麦里——默钦乌拉断裂北侧发育大规模的晚石炭世碱性花岗岩和偏碱性的黑云母花岗岩，为该区同化混染型晶质石墨矿的赋矿岩石。石墨以球状、豆状和不规则脉状富集于不同期次花岗岩中。沿断裂分布的黄羊山岩体、喀腊夏特岩体、库布苏岩体、老鸦泉岩体、北塔山牧场岩体等碱性花岗岩体在空间上具有一定的相似性，均为同化混染型晶质石墨找矿的有利区域。

4成因探讨

古生代整个东准噶尔地区处于壳体构造演化的发展阶段，尤其是晚古生代，古准噶尔洋壳向西伯利亚古陆俯冲、汇聚、碰撞，加之板块扩张、俯冲等引起大规模强烈的褶皱造山运动和岩浆活动，强烈的岛弧型火山喷发和花岗岩浆侵入活动形成陆缘岛弧及弧后盆地，断裂提供了变质动力和热源，使古生代火山沉积含碳地层发生大面积的区域变质作用叠加热流接触变质作用，为东准噶尔地区内生金属矿床及石墨等非金属矿床提供了必要的形成环境和重要的产出条件。

总结东准噶尔地区石墨矿的成矿可分为3个阶段：①碳的初始富集阶段。准噶尔小洋盆随着区域构造演化反复拉张、闭合，大量浅-滨海相区域集聚了大量富含有机质的沉积，形成含碳地层或含煤地层。②碳的再富集阶段。东准地区进入造山阶段，由北向南一系列推覆运动形成一系列北西西向深大断裂及巨型的韧性剪切带，其中的区域构造演化提供了大量的区域变质条件，使得早先富集的碳在有利的成矿空间与环境中得到再次集中与富集，这也包含部分有机碳的分解与还原。③碳的富集成矿阶段。古生代，岩浆岩的侵入为矿床提供了巨量的热源与动能，在成矿有利地段使碳得到最终富集、净化与重结晶，在这一地区分为两种形式：a.在地层中，特别是韧性剪切带中，受到岩浆热的烘烤或重熔，石墨呈层状或透镜状原地就位，形成如达布逊、孔克热石墨矿;b.岩浆反复侵位过程中，捕获大量富含碳的地层或块体，混合析离结晶，在运移多层中在靠近岩体上部与边部形成球状石墨，在有利空间聚集成矿，如苏吉泉、黄羊山石墨矿。

5结论

东准噶尔地区石墨矿主要由额尔齐斯-玛因鄂博、阿尔曼太及卡拉麦里-默钦乌拉3大断裂控制分布和产出，其形成于志留—石炭纪，晚古生代含碳岩系地层是石墨成矿的重要物源。区域性的构造运动和岩浆活动引起大面积的区域变质作用和接触变质作用，从而形成准噶尔地块东缘被动陆缘接触变质型和同化混染型石墨成矿带。

参考文献

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