四川省攀枝花市仁和区新民石墨矿矿床成因及成矿规律探讨

冯锋，王光洪，彭召强，亢威，程仕俊，钟石

四川省攀枝花市仁和区新民石墨矿矿床成因及成矿规律探讨

冯锋，王光洪，彭召强，亢威，程仕俊，钟石

（四川省冶金地质勘查局六0五大队，四川 彭山 620860）

四川省攀枝花市仁和区新民石墨矿矿床类型属沉积变质型，位于康滇基底断隆带南段，同德复式背斜两翼、烂堡田断层为该区主要的控矿构造。区内主要的赋矿岩石岩性为古元古界康定岩群咱里岩组变质岩层中的二云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、白云母石英片岩。通过对新民石墨矿矿床成因分析，总结了成矿规律，对该区石墨矿资源勘查具有重要的指导意义。

攀枝花；新民；石墨矿；矿床成因；成矿规律

石墨可制取耐火材料、导电材料、散热材料、密封材料、隔热材料、耐高温材料和防辐射材料等（尹丽文，2011；江洪和许露，2014），晶质石墨可制作石墨烯，石墨烯可运用在高性能芯片、LED、柔性显示屏；能源领域的静电喷漆系统、高性能电池、超级电容器、太阳能电池；航空航天、海洋领域的防护涂料、复合材料、电磁屏蔽材料、隐型材料；环境领域的污水处理、海水淡化、大气污染治理；高强度橡胶、塑料，医药领域的药物输送、临床检测等（刘剑，2017）。攀枝花地区晶质石墨矿资源丰富，大中型石墨矿床主要分布在仁和区、盐边县和米易县，其矿床规模大且质量好，均为沉积变质型石墨矿床。笔者在前期地质工作的基础上，对区内石墨矿的矿床成因及成矿规律进行探讨，为今后在该区域内寻找同类型的石墨矿提供一些参考。

图1 大地构造位置图（局部）

1 区域地质背景

四川省攀枝花市仁和区新民石墨矿床位于上扬子古陆块（Ⅰ）康滇前陆逆冲带（Ⅰ1-3）之康滇基底断隆带（Ⅰ1-3-2）南段（图1）（四川省地质矿产局，1991；潘桂棠等，2009），其中以晋宁期花岗质岩石及澄江期火山岩和岩浆岩分布最广，构造线方向近南北向，其延展方向受南北向断裂带所控制。成矿区带属扬子成矿省（Ⅱ-15）康滇断隆成矿带（Ⅲ-76）的盐边Cu-Ni-Pb-Zn-Au-石墨成矿带（Ⅳ-41）南端，主要在攀枝花地区分布有基性-超基性 岩型铜镍矿、沉积变质型石墨矿，磁铁矿、钒钛磁铁矿，铝土矿。

区域构造主要为元古界基底构造，其次为震旦-白垩纪构造层，褶皱构造在西部为北东向，在东部为东西向，断裂构造总体呈北北西-南北向；区域出露地层主要有古元古界康定岩群、中元古界盐边群、震旦系、二叠系、三叠系、新近系及第四系；区域岩浆岩发育，主要有中酸性火山岩，基性、超基性侵入岩。区域内石墨矿产地已有14处，分别产于古元古界康定岩群及中元古代盐边群、会理群地层中，且矿石类型均为晶质（鳞片状）石墨矿，累计探明石墨矿物量2962万吨，其中中大型规模5处（盐边县田坪、大箐沟，仁和区中坝、三大湾和米易县茅坪）（万平益等，2019）。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要有古元古界康定岩群咱里岩组（Pt1），震旦系上统观音崖组（Z2）、灯影组（Z2）以及第四系残坡积物等，古元古界康定岩群咱里岩组为主要赋矿层位。

2.2 构造

区内断裂、褶皱构造发育，主要为近南北向的烂堡田断层（F1）、北西向断层（F3）以及同德复式背斜。区内石墨矿体主要赋存于同德复式背斜两翼，核部被剥蚀而未发现，同德复式背斜控制着石墨矿的分布及形态特征（图2）。

图2 研究区地质简图

1.第四系残坡积物；2.第三系普格达组；3.震旦系上统灯影组；4.震旦系上统观音崖组；5.古元古界康定群咱里组；6.攀枝花超单元；7.地质界线；8.逆断层及编号；9.推测性质不明断层；10.复式背斜轴线；11.实测、推测石墨矿（化）体及编号；12.产状（倾角）

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要为晋宁期攀枝花超单元同德中粗粒辉长闪长岩（Pt1Tνδ）。

2.4 变质作用

区内变质作用类型主要为区域变质作用，叠加动力和混合岩化作用。

康定岩群咱里岩组角闪斜长片麻岩为火山岩及火山—沉积岩层经变质形成。晋宁期，地幔上涌引起盖层的隆起和膨胀破裂，形成基性重熔岩浆；随构造运动的深入，在区域动力和物理化学作用叠加的改变下，地表附近侵位大量原岩和混合岩化的侵入体，并形成北北西-南北向的构造；构造运动逐步减弱，重熔作用向酸性岩浆过渡，形成规模大小不一的更长花岗岩侵入体，并伴随大量围岩和较强的混染及同化现象。该区变质岩虽经过多期次多相变化，但其主要与晋宁期地幔活动和由此引起的构造作用有关，表现出与侵入岩体具有同源性和继承性。

2.5 地球物理特征

通过在区内开展自然电场法电位梯度测量和激电中梯剖面测量以及音频大地电磁测深工作，并测定石墨矿、斜长片麻岩、变质长石石英砂岩等标本的电性参数，表现出石墨矿“极低阻高极化”，并且能够形成很强的自然电场，使得利用激电法和自然电场法来寻找石墨矿成为主流（简楚等，2019），其他岩类为“中高阻低极化”，笔者通过对两种物探方法的对比，认为均对寻找石墨矿具有良好的效果，但在地表覆盖层较厚或石墨矿（化）体埋藏较深的区域，自然电场法电位梯度测量效果不及激电中梯剖面测量明显。通过在区内开展音频大地电磁测深工作，为下一步在该区开展深部找矿提供了科学依据（图3）。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

区内石墨矿赋存于古元古界康定岩群咱里岩组（Pt1）中，赋矿岩石为二云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及白云母石英片岩。目前已发现矿（化）体有7个（图2、图3、表1），均分布于工作区中部，均呈北东-南西向，层状或似层状产出，产状与含矿岩系一致，矿（化）体长度480～1570m，平均厚度10.62m，C固平均品位9.11%。

表1 工作区主要矿（化）体特征一览表

3.2 矿石质量

矿石结构：含矿岩石主要为二云母斜长片麻岩、白云母石英片岩，为鳞片变晶结构，石墨鳞片直径9～1193μm，一般为20～600μm，为中鳞片晶质石墨。矿石构造：以片麻状、片状为主。

矿石矿物组合：石墨（含量5%～20%），石英（含量约30%～35%）、斜长石（含量约30%～35%）、黑云母（含量约9%±），白云母（含量约10%～15%），偶见金红石及其他矿物。

矿石化学成分：主要元素有C、TiO2、V2O5、P2O5、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、S等，其次少量微量元素。

3.3 矿石类型

矿石自然类型：条纹状。

矿石工业类型：石墨矿物呈鳞片变晶结构，属于晶质（鳞片状）石墨矿矿石。

3.4 围岩及夹石

区内矿（化）体顶底板围岩以二云母斜长片麻岩、变质长石石英砂岩为主，无明显蚀变。经过前期在区内开展地质工作，局部矿体均见夹石，呈透镜状产出，岩石主要为含石墨二云斜长片麻岩。

图3 P0勘查线剖面及AMT反演成果图

4 成矿规律分析

4.1 典型矿床成矿条件类比分析

将新民石墨矿大地构造位置、控矿构造、含矿岩系特征、含矿岩系产状特征、含矿岩石特征及岩浆岩分布特征等方面的成矿地质条件与中坝石墨矿进行对比分析，表现出其成矿地质背景与中坝石墨矿条件基本相似且均为沉积变质型石墨矿（图4）（郭强等，2016）。

图4 成矿模式简图

4.2 成矿模式

4.2.1 成矿阶段

1）浅海相沉积阶段：经太古界古陆风化形成的含碳质粘土质细碎屑物，被海水携带至今浅海沉积成碳质粘土质粉砂-细砂岩，沉积时限24～29亿年。

2）区域变质阶段：随着中条期低压相系区域叠加动力变质作用，变质程度最高达角闪岩相，含碳的部份变质形成炭质片岩、炭质片麻岩或石墨片岩、石墨片麻岩等，变质时限17～19亿年。

3）混合岩化作用阶段：在康滇基底断隆带上表现特别明显，引起古元古界康定岩群部份地层发生重熔，形成熔浆上侵，在其附近形成同德辉长闪长岩，其边缘形成高家村单元中粗粒橄榄辉长岩，时限＞17亿年。

由于该期区域变质和混合岩化作用，促成石墨鳞片加长变大，形成具工业利用的晶质石墨矿床，含石墨地层多被重熔，仅部分成为混合花岗岩的“残留体”或在混合花岗岩的外接触带（万平益等，2019；郭强等，2016）。

4.2.2 成矿地质条件

1）矿床产于古元古界康定岩群咱里岩组变质岩层中，位于同德复式背斜两翼，烂堡田断层东侧。

2）含矿母岩主要是含炭二云母斜长片麻岩、含炭角闪斜长片麻岩、含炭白云母石英片岩，与石墨矿都显示清晰的的片状、片麻状及条带构造，说明原岩在沉积时具层理构造。

3）矿体的空间分布完全受含矿岩层制约，产状与含矿岩层一致。

4）矿石中石墨、云母、长石呈交互相间定向排列，石墨晶体自形程度高于长石，又沿长石粒间分布，不受长石边界限制。

5）矿床有晋宁期同德中粗粒辉长闪长岩侵入，为石墨矿的形成提供了丰富的热液来源。

4.2.3 矿床成因及模式

通过与典型找矿模型对比，并分析其成矿模型和成矿地质条件，笔者认为该矿床为区域变质与热接触变质双重因素作用下形成的沉积变质型矿床。

4.3 找矿标志

1）地层时代标志：该区石墨矿产于古元古界康定岩群咱里岩组变质岩层中。

2）岩体标志：晋宁期同德中粗粒辉长闪长岩在古老基底变质岩中出现，与区内石墨矿的形成具有一定的联系，为间接的找矿标志。

3）矿物及岩性标志：石墨矿物具有色黑、染手，条痕色为钢灰色，是直接的找矿标志；赋矿岩石为二云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、白云母石英片岩，是寻找石墨矿体的岩性标志。

4）岩矿石电性差异标志：石墨矿电性表现为极低阻高极化，围岩电性表现为中高阻低极化，两者之间存在较明显的极化、电阻率特性差异，为间接的找矿标志。

4.4 找矿潜力分析

1）区内石墨矿与中坝石墨矿成矿模式、类型具有极高的相似、相近性，说明该区具有优越的成矿地质背景。

2）区内同德复式背斜北西部，晋宁期攀枝花超单元同德中粗粒辉长闪长岩大面积侵位，是优越的成矿区位，有望在下一步的地质勘查工作中发现新的石墨矿（化）体。

3）区内石墨矿（化）体厚度总体表现为南西部厚于北东部特点，品位总体表现为由南西部向北东部有变富的趋势；区内中部第四系覆盖较厚，在继续开展地质工作的基础上，结合音频大地电磁测深，有望在南西部发现厚大、北东部发现高品位矿体以及中部发现隐俘矿体，可扩大找矿规模。

5 结论与认识

笔者通过对新民石墨矿床成因及成矿规律都分析，得出以下结论与认识：

1）该矿床分布于古元古界康定岩群咱里岩组变质岩系，赋矿岩石为二云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、白云母石英片岩，北西-南东向同德复式背斜两翼和南北向的烂堡田断层控制了矿（化）体的产出。

2）区内有大量的晋宁期同德中粗粒辉长闪长岩岩体侵入，与古元古界康定岩群咱里岩组变质岩系直接接触，岩体的侵位为热接触变质提供了热源，后经区域动力变质作用、混合岩化作用，促成石墨鳞片加长变大，形成晶质石墨矿床。

3）在分析研究新民石墨矿矿床成因的基础上，分析出成矿地质条件，总结成矿模式和矿床成因。

4）该矿床严格受古元古界康定岩群咱里岩组地层控制，顺层产出，属区域变质与热接触变质双重因素作用下形成的沉积变质型晶质石墨矿床。

5）古元古界康定岩群咱里岩组变质岩系、晋宁期同德中粗粒辉长闪长岩、具有色黑、染手、钢灰色条痕、与围岩（片麻岩、变质长石石英砂岩等）之间存在较明显的极化电阻率特性差异是该区石墨矿的找矿标志。

6）通过在区内开展地质工作和综合研究，认为新民石墨矿床具有优越的成矿地质条件，在下一步的地质勘查工作中，有望发现一大型石墨矿产地。

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Genesis and Metallogeny of the Xinmin Graphite Deposit in Renhe District, Panzhihua, Sichuan

FENG Feng WANG Guang-hong PENG Zhao-qiang KANG Wei CHENG Shi-jun ZHONG Shi

(The 605th Geological Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Pengshan, Sichuan 620860)

The Xinmin graphite deposit in Renhe District, Panzhihua, Sichuan lies in the southern section of the Kangdian basement faulted upwelling zone and is a sedimento-metamorphic deposit. The Tongde composite anticline and the Lanbaotian fault are main ore control structures. Two mica plagioclase gneiss, hornblende plagioclase gneiss and muscovite quartz-schist of the Zanli Formation of the Paleoproterozoic Kangding Group are the host rock. This paper has a discussion on genesis and metallogeny of the Xinmin graphite deposit.

graphite deposit; ore genesis; metallogeny; Xinmin; Panzhihua

2020-06-05

冯锋（1989-），男，甘肃天水人，地质矿产工程师，主要从事地质矿产勘查工作

亢威（1988-），男，四川眉山人，地质矿产工程师，主要从事地质矿产勘查工作

P619.25

A

1006-0995（2021）02-0226-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.008