甘肃晶质石墨矿分布规律及成矿远景探讨

刘 力，陈彦文

(中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队，甘肃 天水 741000)

石墨是一种特殊的非金属材料，具有耐高温性、导电性、导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性、抗热震性等特点，广泛应用于冶金、机械、耐火、电器电子、环保、航空航天、国防等领域[1]。甘肃处于华北、扬子和塔里木三大构造域的交汇部位，在漫长的地史演化过程中，具有多样的沉积环境、广泛的岩浆活动和复杂的变质作用[2]，为晶质石墨矿提供了良好的成矿条件。开展甘肃晶质石墨矿产资源分布特征研究，对摸清全省晶质石墨矿产资源基本情况，科学规划部署勘查工作具有指导意义。

1 矿产分布特征

截止2019 年底，甘肃省共发现和评价晶质石墨矿产地11 处，其中大型晶质石墨矿床1 处；小型4处；矿点6 处。累计查明晶质石墨(矿物)资源量237.82 万t，以大型为主，占累计查明(矿物)资源量的99.49%；小型约占0.51%(表1)。

从地理分布看，武威市发现矿产地1 处(大型矿床)，查明晶质石墨(矿物)资源储量236.60 万t，占全省查明资源储量的99.49%。酒泉市发现和评价矿产地7处，查明晶质石墨(矿物)资源储量0.95万t，分布在瓜州水沟子一带，占0.40%。张掖市发现矿产地2 处，查明晶质石墨(矿物)资源储量0.28 万t，分布在临泽县榆树河和穿心河，占0.12%。天水市发现矿产地1 处(矿点)，分布在麦积区花庙一带(图1)。

2 成矿地质条件

石墨矿根据成因可分为区域变质型、接触变质型和岩浆热液型[3]。区域变质型石墨矿床主要形成于前寒武纪古陆内部相对稳定的陆核区[4]，常产出于古老的地层中。区域变质型石墨矿床必须有两个条件：一是地层沉积时含有有机质；二是沉积地层发生较为强烈的区域变质作用[5]。在区域变质过程中，原岩中的有机质在还原条件下发生脱氧、脱氢反应，由于持续时间较长变质作用，石墨结晶呈鳞片状。这类矿床往往常见混合岩化作用，主要表现为重结晶和交代现象[6]。

甘肃省晶质石墨矿床成因均为区域变质型，有7 个赋矿地层(表1)，其中主要赋矿地层为中太古代龙首山岩群，为斜长角闪岩—黑云母变粒岩—镁质大理岩变质建造，沉积构造环境为活动的陆缘浅海环境；中元古代待建纪大豁落山组，为白云质大理岩变质建造，沉积构造环境为被动大陆边缘环境；中元古代蓟县纪墩子沟群，大理岩变质建造，沉积构造环境为被动大陆边缘滨浅海环境；古元古代敦煌岩群，为斜长角闪岩—黑云斜长片麻岩—变粒岩—二云母片岩—大理岩变质建造，沉积构造环境为活动大陆边缘岛弧构造环境。

表1 甘肃省石墨矿床（点）特征简表

3 时空分布规律

3.1 时间分布规律

甘肃晶质石墨矿矿床产出的地层时代较多，有中太古代、古元古代、中元古代长城纪、中元古代蓟县纪、中元古代待建纪及寒武纪。其中中太古代成型矿床1 处(大型)；中元古代成型矿床4 处(小型)；其他时代无成型矿床(表2)。

表2 甘肃晶质石墨矿按时代统计排序表 (单位：处)

3.2 空间分布规律

从甘肃省Ⅲ级大地构造单元位置上看[7]，晶质石墨矿矿床主要分布于敦煌地块、龙首山—雅布赖山地块，次为马鬃山弧盆系、中祁连岩浆弧、北秦岭弧沟系，矿床规模时空分布特征见表3。

从IV 级矿带看[8]，甘肃境内43 个IV 级矿带中有6 个成矿带有晶质石墨矿显示(表4)。各IV 级成矿带以查明晶质石墨(矿物)资源储量为主线，排序为北大山—西红山→方山口—鹰嘴红山→龙首山。以预测的资源量为主线，排序为多坝沟—玉门→北大山—西红山→武山—天水→方山口—鹰嘴红山→龙首山→别盖—硫磺山。

4 成矿远景

据甘肃矿产资源潜力评价(2012)成矿单元划分方案，晶质石墨矿主要成矿单元包括4 个Ⅲ类成矿带、6 个IV 类成矿带。结合近年找矿工作进展，提出了2 个石墨矿成矿远景区，分别为鹰咀山晶质石墨矿成矿远景区(Gph-1、B 类)、唐家鄂博山晶质石墨矿成矿远景区(Gph-2、A 类)。

表3 甘肃省晶质石墨矿矿床规模时空分布表

表4 甘肃省Ⅳ级成矿带晶质石墨矿产地统计一览表

4.1 鹰咀山晶质石墨矿成矿远景区(Gph-1)

该区地处塔里木板块—塔里木盆地(克拉通)—敦煌地块—敦煌基底杂岩，已发现白石头沟、掉石沟、白台沟3 个矿点[9]，含矿层为古元古代—新太古代敦煌岩群二岩组(Ar3Pt1D2)，为一套斜长角闪岩—黑云斜长变粒岩建造。岩性主要为斜长角闪岩、片麻岩夹伟晶岩、石英岩，厚度8 423m。

该含矿层广泛分布于鹰咀山地区，从东侧的石包城始，向西至三个泉。近东西走向长约100km。其间褶皱复杂，断裂发育，局部有不同期次岩浆岩侵入。为石墨的成矿提供了良好的地质条件。已发现的3 个石墨矿点，均圈定了工业矿体，预测334？资源量(矿物)517.29万t。因此该区具有较好的资源潜力。

4.2 唐家鄂博山晶质石墨矿成矿远景区(Gph-2)

该区地处柴达木—华北板块—阿拉善微陆块—龙首山—雅布赖山地块—迭布斯格—阿拉善右旗陆缘岩浆弧，已发现唐家鄂博山大型石墨矿矿床[10]，含矿层为中太古代龙首山岩群，为一套斜长角山岩—黑云母变粒岩—镁质大理岩变质建造，岩性主要为石英岩、黑云斜长片麻岩、白云岩、二云石英片岩、含石墨蚀变大理岩、斜长角闪岩等，厚度＞4 019m。

该含矿层地表呈椭圆状出露，东西长约18km，南北宽约8km，局部二叠纪二长花岗岩侵入。已发现的唐家鄂博山大型石墨矿床，查明(矿物)资源量236.60 万t，预测(矿物)资源量42.60 万t。因此该区具有一定的规模和潜在价值。

5 结论

(1)甘肃省已发现的11 个晶质石墨矿床(点)的成因类型均为区域变质型。

(2)晶质石墨矿床(点)的主要成矿时代为中太古代，空间上主要处于龙首山—雅布赖山地块、敦煌地块。

(3)依据晶质石墨矿的成矿条件、时空分布特征和找矿潜力等划分出鹰咀山、唐家鄂博山2 个晶质石墨矿成矿远景区，可作为今后晶质石墨矿勘查开发部署的依据。