武夷山地区大金山组地层的石墨成矿条件探究

谢惠媚

摘 要：天然石墨在工业上可分为鳞片石墨、结晶石墨和无定形石墨，其矿床的成矿类型主要有区域变质型、接触变质型、岩浆热液型三种。实践表明，石墨矿的找矿标志有地层标志、岩性标志和电法异常区三类。大金山组地层拥有优越的石墨矿床成矿潜力，这是因为该原岩为浅海相沉积岩的地层可提供成矿物质，岩浆活动和变质作用导致了石墨矿的富集，而变质岩的片理构成了石墨的储存空间。

关键词：大金山组 石墨 矿床 成矿条件

中图分类号：P57 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0085-01

石墨被广泛运用于化工、冶金、机械、电子、轻工、航空等现代工业，这导致世界各国都开始越发予以了石墨资源的高度重视。然而，石墨资源是我国的优势矿产之一，其矿石种类齐全、储量大、质量好且分布广泛。根据《国土资源2010年全国矿产资源储量通报》报道[1]，我国目前累计探明的晶质石墨矿物基础储量为5400多万t，资源量13000多万t，保有资源储量（矿物量）18000多万t。随着科技的进步，耐火材料（如制作坩埚、钢锭保护剂及冶金炉内衬等）、导电材料（如电刷、电极、碳管、碳棒等）以及润滑材料等对石墨的需求量将越来越大，因此有必要加强我国石墨矿床的研究以寻找后备资源。基于此，该研究总结了石墨矿床的特征[1-3]并进一步探讨了我国武夷山地区的大金山组石墨的成矿条件，旨在为未来的石墨找矿工作提供依据。

1 石墨及石墨矿床

1.1 天然石墨的分类

天然石墨为形态不同的碳素的结晶体，其结晶形态的差异决定了石墨的工艺特性、用途和工业价值。目前，天然石墨在工业上可分为如下三种[1]：

（1）结晶石墨，这类石墨也被称为致密结晶状石墨、脉层石墨或块状石墨，其晶体可以分为叶片状与针状两种。

（2）鳞片石墨，它是在高强度的压力下变质而成的。这类世界石墨产量最适合制作坩埚。因此，大多数的鳞片石墨均被用于制作坩埚。

（3）无定形石墨，这类石墨也被称为隐晶石墨、非晶石墨或土状石墨。该石墨主要为隐晶质的集合体，可以由煤炭转变而成。

在我国目前已经发现的晶质石墨矿床以区域变质型为主，接触变质和岩浆热液型次之。

1.2 石墨矿床及找矿标志

找矿实践表明，我国石墨矿在古老变质地层中广泛发育并以区域变质型矿床为主[1，3]，而中生代形成的石墨矿则以接触变质型和岩浆热液型为主[1-2]：

（1）区域变质型，该类型石墨矿床主要为以晶质石墨矿床，它多产于中-高级变质岩系中。这类矿床的成矿时代为晚太古代-早寒武世，其中以新元古代最为重要。

（2）接触变质型，该类型石墨矿床以隐晶质石墨矿床为主，多产于煤系地层中并以中生代为主要成矿时代。

（3）岩浆热液型，该类型石墨矿床中的晶质石墨矿床并不多见，多产于花岗岩的接触带上，同样以中生代为主要成矿时代。

前人研究表明[1]，石墨矿床的找矿标志包括：地层标志，即新太古代到早寒武世的角闪岩相、麻粒岩相地层；岩性标志，各类含石墨的麻粒岩、片麻岩、片岩和变粒岩等；电法异常，即石墨良好的导电性常常形成低阻高极化异常。

2 大金山组地质特征

元古界麻源群大金山组在武夷山地区广泛发育，它是沉积变质型晶质石墨矿的含矿层位。岩性组合主要为（石墨）变粒岩、（石墨）片岩夹斜长角闪（片）岩，而岩石以含硅线石、晶质石墨为特征的低绿片岩相—低角闪岩相变质岩，属硅线石型石墨—斜长角闪岩—变粒岩（云母片岩）变质建造。这些特征反映原岩建造为基性火山岩-含有机质泥砂质碎屑岩，该岩性组的中、上部中所夹的石墨含矿层主要赋存于石墨变粒岩、石墨云母石英片岩层中。区内震旦系及前震旦系地层经历了多次的区域动力热流变质作用，变质相为低绿片岩相-高角闪岩相。在变粒岩、片岩类层位局部聚集形成石墨矿。随着构造加压与地热递增，大金山组地层均遭受不同程度的混合岩化作用，局部混合岩化作用强烈地段形成混合花岗岩。区内已知的石墨矿床、矿点空间上均与混合岩化作用紧密伴生，这是因为混合岩化作用使区内石墨矿晶片增大且进一步富集。

3 大金山组石墨成矿条件

实地考察表明，大金山组石墨矿床形成的条件主要有：

（1）浅海相沉积岩可提供成矿物质。元古宙麻源群大金山组含矿地层为一套变质岩，原岩沉积环境较为平静得到了富含钙镁质的浅海泥砂沉积建造的证实。平静的浅海相沉积环境具有良好的生物生存条件，为石墨矿的成矿提供了丰富的碳质来源。

（2）变质岩的片理构成了石墨的储存空间。区内元古宙麻源群大金山组变质岩的原岩为一套富含有机质的浅海相碎屑岩，该岩石在区域变质过程中形成了片岩类、变粒岩等。这些变质岩的层间片理极为发育，这为前期变质及后期改造过程中石墨矿物的结晶及富集提供了良好的空间。

（3）岩浆活动和变质作用导致了石墨矿的富集。区内前震旦系基底地层受区域热动力变质作用影响，早期形成的一套富含有机质的浅海泥砂沉积建造地层发生变质，使地层中的有机碳富集形成鳞片状晶质石墨。区内后期多期次的岩浆活动及混合岩化作用，使区内石墨矿晶片增大且进一步富集成大鳞片石墨。

4 结语

石墨的产品广泛用工业部门。随着应用领域的拓宽，国内外市场对石墨的需求不断稳步增长，而石墨矿资源对于我国经济发展的贡献也日益明显。我国前寒武纪及地层广泛发育，拥有巨大的石墨找矿前景。充分重视已有石墨矿的地质特征研究，这对未来的石墨找矿工作具有重要意义。

参考文献

[1] 王家昌，张家英，朱艳.我国石墨成矿特征及找矿标志[J].中国非金属矿工业导刊，2013（3）：49-51.

[2] 于吉林，邱冬生.河南省石墨成矿地质特征及远景预测[J].中国非金属矿工业导刊，2012（4）：60-62.

[3] 赵然然，宋守永.黑龙江省石墨矿成矿条件探究[J].产业与科技论坛，2013，12（6）：64-65.endprint