新疆青河县阿拉托别石墨矿地质特征及矿床成因

谢名永，舒 林，高 科

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局地球物理化学探矿大队，新疆 昌吉 831100）

1 区域地质特征

普查区隶属于天山兴蒙造山系（Ⅰ），准噶尔弧盆系（I-3），北准噶尔晚古生代沟弧带（I-3-1），萨吾尔-二台晚古生代岛弧带（Ⅰ-3-11）。区域上以查尔斯克-乔夏哈拉结合带为界，北东部为哈巴河晚古生代弧前盆地（Ⅰ-1-23），南部与之相邻的构造单元为洪古勒楞-阿尔曼太沟弧带(Ⅰ-3-12)。普查区东侧紧邻卡拉先格尔-二台断裂（图1）。萨吾尔-二台晚古生代岛弧带（Ⅰ-3-11）：北以玛因鄂博大断裂为界，南以曼别特大断裂为界或被晚石炭世侵入岩侵蚀，总体呈北西向展布。出露下石炭统姜巴斯套组一套滨海相火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩及中基性火山熔岩建造。该盆地在其汇聚、闭合成陆后，晚石炭世岩浆侵入活动较为强烈，发育形成玛因鄂博构造-岩浆岩带、蒙其克构造-岩浆岩亚带的晚石炭世侵入岩序列。从早期到晚期，从中性→中酸性→酸性→碱性岩石演化，且具钾质向钠质演化特点，反映出一种与板块消减作用有关的、板块碰撞前及造山晚期阶段和非造山期形成的I型花岗岩特点。构造变形以浅层次的脆性域变形为主，形成直立褶皱、斜歪褶皱和倒转褶皱及脆性断裂，变质作用主要以区域埋深变质作用为主，形成低绿片岩相浅变质。该单元内分布有与岩浆-火山热液有关的石英脉型-蚀变岩型及与韧-脆性断裂有关的破碎蚀变岩型-石英脉型金、铜矿产[1]。

（1）地层。普查区一带的区域地层区划（按新疆区域地层表）属于天山兴蒙地层大区，北疆地层区，北准噶尔地层分区，福海地层小区。区域出露地层主要为震旦系、泥盆系、石炭系和第四系。由于区域地层的沉积环境、岩石组合及后期变质及成矿作用等方面的差异，以致其在区域中呈现的含矿性也不同。震旦系库卫群位于卡拉先格尔一、三工区外东北部（面积较小），为一套浅海相复理石建造，其原岩主要为砂岩和页岩夹少量火山岩和碳酸盐岩透镜体，由于长期动热变质作用，形成一套以片岩和变粒岩为主的变质岩，变质程度较高，形成黑云斜长片麻岩、花岗片麻岩。泥盆系下泥盆统康布铁堡组分布于卡拉先格尔一、三工区外围北部，沿玛因鄂博断裂北侧呈北西向带状展布，该组下部以沉积岩为主，上部以火山熔岩及凝灰岩为主，岩性为灰绿色片岩、石英长石砂岩、粉砂岩、酸性凝灰岩、碳酸盐岩等。下泥盆统托让格库都克组岩性为灰绿色安山岩、凝灰岩、凝灰砂岩、凝灰角砾岩、钙质砂岩、粉砂岩夹生物灰岩。中泥盆统蕴都卡拉组岩性是一套绿色、浅灰绿色的砂岩、粉砂岩、泥岩，间有砾岩与凝灰质砂岩、粉砂岩、角砾岩的沉积，其中有较少的中性、中酸性、酸性火山岩及其喷发沉积岩。石炭系姜巴斯套组、全新统。

图1 大地构造单元划分图

（2）构造。区域构造类型主要由断裂、褶皱及韧性剪切带组成。从形成特点、影响区域、产出规模及其控岩、控矿特征等看，以断裂为主，褶皱次之，但在深大断裂两侧小褶皱及细小揉皱较为发育，区域上最显著的构造是北西向斜切的玛因鄂博大型压扭性断裂（F1），该断裂为阿尔泰与准噶尔两大构造单元的分割性断裂，走向300°～310°，向北东陡倾，由于强烈的挤压作用，在断裂的北东侧4km范围内岩石均具强烈破碎现象，断裂面附近常见角砾岩和糜棱岩等。该断裂为具推覆性质的逆掩断层。卡拉先格尔—接勒的卡拉他乌断裂（F3）该断裂为该区域内一较大的断层。北西向展布，两端皆延入邻幅，总体走呈向南凸的弧形。阿拉托别石墨矿位于卡拉先格尔（卡依尔特）—二台活动断裂的南部，矿带的整体走向与该断裂带走向基本一致，严格受断裂控制。

（3）侵入岩。阿拉托别一带岩浆活动强烈，侵入岩较为发育。岩石类型从基性至酸性均有分布，但以酸性岩为主。以玛因鄂博深大断裂为界，南北两侧出露的侵入岩存在明显的差异。北东侧以早二叠世壳源花岗岩类为主，岩体为规模较大的岩基，大多具片麻状构造特征；南西侧包括晚石炭世壳源、混源花岗岩类和早二叠世混源花岗岩类（哈旦孙岩体），岩体规模较小，多呈不规则岩株、岩枝或脉状，受断裂构造控制特征明显。

2 矿区地质

（1）地层。矿区位于第四系覆盖区，覆盖层厚5m～30m不等，依据矿区钻孔资料，深部主要岩性为砂岩、粉砂岩、炭质砂岩、凝灰岩、炭质凝灰岩、炭质泥岩、炭质页岩等一套正常沉积岩，将钻孔内岩芯组合与区域地层对比，同时结合区域地层的延伸认为，该套地层应属下泥盆统托让格库都克组。矿区深部侵入岩见闪长岩、石英闪长岩等中酸性侵入体。根据矿区物探资料推测，深部存在北北西向延伸的隐伏断裂。

（2）构造。据物探资料推断阿拉托别石墨矿区NW-SE向断层一条F1，其东北部为隐伏的闪长岩体，东南部为安山玢岩及花岗岩脉；西部为砂岩、蚀变破碎岩石。NWW-SEE向断层一条F2，断层北部为闪长岩，南部为安山玢岩。

（3）侵入岩。阿拉托别石墨矿区隐伏的侵入岩为早石炭世第一侵入期次闪长岩，其东部出露为早石炭世第二侵入期次花岗岩脉。

（4）矿化蚀变特征。依据激电面积测量成果及钻孔岩芯岩性特征，矿体为晶质（板状、粒状、鳞片状）石墨矿。围岩蚀变岩性主要为褐铁矿化砂岩、砂岩、炭质砂岩、炭质凝灰岩、石墨化凝灰岩（含隐晶质石墨）及绢云母化、绿泥石化、高岭土化等蚀变特征[2]。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

阿拉托别石墨矿区实施勘探线6条，11至3勘探线间距为400m；3至0至4勘探线间距为200m；4至12至20勘探线间距为400m。圈定隐伏晶质石墨矿体16条。

L1-1矿体：为工业品位石墨矿体，由ZK301、ZK001、ZK401钻孔工程控制，控制走向长450m，最大垂深85米，矿体单工程固定C品位3.43%～23.51%，固定C平均品位8.24%，单工程厚度2.74m～5.30m，平均厚度3.01米。赋矿岩石主要为片理化砂岩，矿层的顶底板岩性主要为粉砂岩，矿体北西向有延伸，呈层状沿150°～330°方向展布，南倾，倾角在60°～70°。厚度变化系数77.74%，品位变化系数71.78%。厚度变化不稳定、矿石质量不稳定。

L1-2矿体：为工业品位石墨矿体，由ZK301、ZK001、ZK401钻孔工程控制，控制走向长450m，最大垂深107米，矿体单工程固定C品位4.80%～9.01%，固定C平均品位6.75%，单工程厚度1.15m～2.65m，平均厚度1.93m。赋矿岩石主要为片理化砂岩，矿层的顶底板岩性主要为粉砂岩，矿体南东向有延伸，呈层状沿150°～330°方向展布。南倾，倾角在60°～70°。厚度变化系数38.57%，品位变化系数38.91%。厚度变化稳定、矿石质量稳定。

L1-3矿体：为工业品位石墨矿体，由ZK001钻孔工程控制，控制走向长100m，最大垂深131m，固定C品位4.71%，厚度2.50m。赋矿岩石主要为片理化砂岩，矿层的顶底板岩性主要为粉砂岩，呈透镜状沿150°～330°方向展布，南倾，倾角在60°～70°。

L1-5矿体：为工业品位石墨矿体，由ZK301、ZK001、ZK401钻孔工程控制，控制走向长500m，最大垂深158m，矿体单工程固定C品位3.16%～3.79%，固定C平均品位3.61%，单工程厚度2.35m～8.90m，平均厚度4.55m。赋矿岩石主要为片理化砂岩，矿层的顶底板岩性主要为粉砂岩，矿体走向有延伸，呈层状沿150°～330°方向展布，南倾，倾角在60°～70°。厚度变化系数82.80%，品位变化系数9.29%。厚度变化不稳定、矿石质量稳定。

3.2 矿石质量

（1）矿石成分。石墨矿物质成分主要为固定碳、少量的硫、三氧化二铝、二氧化二铁、氧化钙、氧化镁、石墨灰份、石墨水份、石墨挥发份。固定碳含量高则石墨灰份含量相对降低，反之则高。

（2）矿石结构、构造。矿石结构有半自形板状结构、板状结构、碎裂结构、他形板状结构、他形-半自形板状结构、微鳞片状结构、碎裂状结构、微板、板状结构、微板-短板状结构。矿石构造有：定向构造、块状构造、定向块状构造、定向中等浸染状构造、定向稀疏浸染状构造、定向星点浸染状构造、串珠定向星散浸染状构造、皱曲定向中等浸染状构造、纹线条带状构造、条带浸染状构造、定向稠密浸染状构造。

4 围岩蚀变

矿体围岩主要为砂岩、粉砂岩、变砂岩、凝灰质砂岩、凝灰岩等，其次为安山岩、安山玢岩、闪长岩等。

5 矿床成因及找矿标志

阿拉托别石墨矿区位于第四系覆盖区内，钻孔中可以看出矿体受沉积变质作用控制，矿体有一定的层位，产状多与围岩产状一致，呈层状，似层状及透镜状为主，局部可以看出矿体受断层破坏使矿体的形态复杂，根据目前有限的资料成果分析认为，该石墨矿床为区域变质型石墨矿床。

由于该石墨矿床位于第四系覆盖区内，属于隐伏石墨矿床，通过开展激电工作来寻找石墨矿体是较为有效的方法，因此，高极化、甚低阻是该区寻找石墨矿床的最直接的找矿标志[3，4]。

6 找矿远景分析

普查区一带隶属古亚洲成矿域、准噶尔成矿省、北准噶尔Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-膨润土-沸石-萤石-煤成矿带、萨吾尔-二台Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-煤-膨润土-沸石-萤石矿带之中。普查区一带以发育钙碱性玄武岩-安山岩-流纹岩为特点，区内主要产出铁、铬、铜、金等矿产及少量钴、铅锌、石灰石、萤石等矿产。区内已知分布的矿床、矿（化）点众多，在玉勒肯哈腊苏－萨勒阔腊斯一带主要分布有哈腊苏铜矿、玉勒肯哈腊苏铜矿、卡拉先格尔铜矿、老山口铜金矿等众多的斑岩型铜矿床和铜矿点；在托库托拜一带主要有托斯巴斯套、加马特等金、铜、铁矿床（点）。从区域矿产分布特征看，各类矿床总体受构造控制，具有成群成带分布特征。工作区北侧分布阿拉托别隐伏石墨矿床，与工作区处于同一成矿带中，具有相同地质背景，是寻找沉积变质型石墨矿的有利地段。根据已施工的钻孔成果及圈定激电异常进行对比，推测该石墨矿带与已圈定激电异常的规模基本一致，初步认为该区进一步寻找大型石墨矿产的潜力较大。