陕西勉县庙坪石墨矿床地质特征与成因初步探讨

汤贺军，张宝林，叶 荣，张国梁，张文斌

(1. 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室，北京 100029；2. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083；3. 陕西省核工业地质局二一四大队，陕西汉中 723200)



陕西勉县庙坪石墨矿床地质特征与成因初步探讨

汤贺军1,2，张宝林1，叶 荣2，张国梁1，张文斌3

(1. 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室，北京 100029；2. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083；3. 陕西省核工业地质局二一四大队，陕西汉中 723200)

新发现的勉县庙坪石墨矿床位于南秦岭勉略缝合带，目前已圈定11条以石墨矿化为主、并伴生钒、钼、钛的矿化带，15条矿化体。该矿床赋存于志留系中统舟曲岩组上岩段炭质板岩及粉砂岩中。本文在成矿地质背景、矿床特征、钻孔岩芯化学分析、矿石矿物赋存状态及特征的研究基础上，对矿床的成因进行了初步的探讨。研究表明，含矿岩性主要为含石墨黑云母变粒岩，其中伴生的钒与固定碳呈明显的正相关，石墨中的碳质来源为生物有机碳，矿床成因为沉积变质型矿床，具有层控后期热液变质的基本特征。

勉县庙坪 石墨矿 地质特征 矿床成因 陕西

Tang He-jun, Zhang Bao-lin, Ye Rong, Zhang Guo-liang, Zhang Wen-bin. Geological characteristics and genesis of the Miaoping graphite deposit in Mian county of Shaanxi Province[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(3):0534-0544.

0 引言

石墨是碳原子组成的自然元素矿物，俗名叫“黑铅”，呈黑色、钢灰色，半金属光泽，不透明，易染手，有滑腻感，薄片具挠性，常呈鳞片状或块状集合体出现。石墨通常产于变质岩中，是煤或碳质岩石(或沉积物)受区域变质作用或岩浆侵入作用形成的。石墨用途十分广泛，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)。由于世界性的技术创新和突破，石墨在高精尖领域将得到越来越广泛的应用，成为战略性新材料。未来石墨烯(一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料)在智能手机、超高速宽带、计算机芯片等领域应用潜力巨大。燃料电池也是一种高效清洁能源，许多国家正努力研究开发使用清洁能源，以减少碳的排放，未来燃料电池对石墨的需求量是巨大的。

勉县庙坪石墨矿位于陕西省南部、汉中盆地以北。2012年以来，陕西省核工业地质局二一四大队对该矿区进行了较为系统的地质勘查工作，发现了多个石墨矿化带及伴生钒钼钛矿化信息。本文在对庙坪石墨矿成矿特征的研究基础上，对其矿床成因进行初步探讨。

1 区域成矿地质背景

勉县庙坪石墨矿地处扬子地台北缘勉略缝合带北端与南秦岭加里东褶皱带相毗邻地区，处于白水江-白河褶皱束之中、尚家河-佛爷坝扇形复背斜南翼，属紫柏山南侧，光头山系(图1)。

秦岭造山带经历了元古宙古裂谷的形成与发展、新元古代晚期-中生代初期以现代板块构造体制为特征的板块构造演化阶段及中生代以来的陆内造山三个重要演化过程，构筑了现今华北、扬子及其之间的秦岭微地块和分隔这些块体的商丹、勉略缝合带为主要格架的“三块、两缝”的构造格局(Mattaueretal.，1985；Hsuetal.，1987；Mengetal.，2000；张国伟等，2001；Ratsehbaeheretal.，2003)。秦岭造山带经历了多次长期的地史发展演化过程，致使该区地质构造十分复杂，变质、变形强烈，成矿条件优越，对石墨及金属矿的空间分布具有重要的控制作用，使得区域上分布多时代的沉积变质型石墨，构成南秦岭石墨矿成矿带，如留坝县青桥河石墨矿、佛坪县唐湾石墨矿、城固县板凳河石墨矿、洋县铁河石墨矿等(李明昌，1992；涂怀奎，1995)。新发现的勉县庙坪石墨矿处于该成矿带西段。

图1 勉略地区地质简图(据吴峰辉等，2009改编)Fig. 1 Geological sketch map of the Mianxian-Lüeyang area (modified from Wu et al., 2009) 1-第四系；2-石炭系；3-泥盆系；4-志留系；5-震旦系；6-下元古界；7-印支期侵入岩体；8-晚期侵入的二长花岗岩体； 9-矿区位置 1-Quaternary；2-Carboniferous；3-Devonian；4-Silurian；5-Sinian；6-lower Proterozoic；7- Indosinian rock mass； 8-adamellite mass formed in Late epoch；9- study areas

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露的地层较为单一，仅为下古生界志留系中统舟曲岩组上岩段(傅力浦，1983；崔永泉，1994；邹光富，2000；王涛，2008)。地层出露面积较小，约占工作区总面积3%，均以光头山岩体超单元及留坝超单元捕掳体形式存在，主要分布于研究区SW、SE部大、小狮子河一带(图2)。

该岩段(S2z2)岩性特征：

上部为炭质板岩夹少量粉砂岩，细粒粉砂质结构，板状构造，主要矿物为石英、长石，次要矿物为黑云母、绢云母、绿帘石，具黄铁矿化、褐铁矿化、硅化。

中部为深灰色黑云母变粒岩、黑云母石英变粒岩，粒状变晶结构，定向构造，主要矿物斜长石含量20%～60%、石英含量10%～75%、黑云母5%～49%，次要矿物晶质石墨含量3%～10%、黄铁矿、磷灰石、白云母、板钛矿均少量；具褐铁矿化、硅化；局部含少许石英大理岩及混杂岩。

图2 勉县庙坪矿区地质图①Fig. 2 Geological map of the Miaoping graphite deposit，Mian county①1-楸树垭单元浅灰白色细粒二云二长花岗岩；2-南天门单元浅灰色细粒黑云花岗闪长岩；3-庙坪单元浅灰白色中细粒斑状黑云二长花岗岩； 4-烧房坝单元浅灰绿色中细粒石英闪长岩；5-青白-浅灰色大理岩；6-大理岩脉；7-石墨矿体及编号；8-深灰-灰黑色黑 云母变粒岩、石英变粒岩； 9-花岗斑岩脉；10-勘探线及编号；11-钻孔及编号；12-探槽及编号 1-light gray fine-grained dimicaceous monzogranite in Qiushuya unit；2-light gray fine-grained biotite granodiorite in Nantianmen unit；3-light gray medium-fine grained biotite adamellite in Miaoping unit； 4-light gray green medium-fine grained quartz diorite in Shaofangba unit；5-bluish white-light gray marble；6-marble vein；7-graphite ore bodies and number；8-dark gray-grey black biotite-granulite； 9-granite porphyry vein； 10-prospecting profile and number；11-drill hole and number；12-trench and number

下部为灰色二云石英片岩、含石榴黑云变粒岩，细粒鳞片变晶结构，片状条带状构造，主要矿物为石英、长石，次要矿物为黑云母、绢云母、绿帘石，具黄铁矿化、褐铁矿化、硅化。

本岩段中部深灰色黑云母变粒岩、黑云母石英变粒岩即是矿区晶质石墨及含Mo、V和石墨的矿化层位，也是出露最广的地层。整体岩层呈NEE走向，倾向NNW，两侧均与围岩花岗岩呈侵入接触关系。

2.2 构造

矿区处于连接东、西秦岭地带的白水江-白河褶皱束之中，尚家河-佛爷坝扇形复背斜南翼，区内未见较大规模的构造迹象，区域性构造亦未在本区通过，因此，本区构造相对简单(崔永泉，1994；张国伟等，1995)。

矿区构造主要表现为不同期次岩浆侵入单元接触部位的层间小型挤压破碎带及岩体节理、裂隙。其中破碎带出露多处，发育于花岗岩体内部及花岗岩与变粒岩捕掳体接触带部位，宽约0.1～5m，走向130o～160o，长度5m～200m不等，带内岩石强烈破碎，破碎物为花岗岩、变粒岩，具强铁染，局部可见摩擦镜面。

花岗岩体普遍具片理化，节理极其发育，最主要发育一组平行节理，走向及倾向与地层走向、倾向基本一致。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动频繁，其产物均为侵入岩，主要为印支期(T)光头山超单元，其次为海西期(C)留坝超单元(张成立等，2005；涂怀奎，2005；吴峰辉等，2009)。

光头山超单元复式岩体属于宁陕岩区，呈近等轴状岩基侵位于勉略缝合带以北，出露面积约900km2，岩石类型为一套中酸性到酸性花岗岩体。研究区位于光头山岩体NW边缘。从早期到晚期依次出露有楸树垭单元(TQ)浅灰白色细粒二云二长花岗岩，矿物组成为斜长石(20%～30%)、钾长石(35%～40%)、石英(28%)、黑云母(3%)、白云母(3%)；南天门单元(TN)浅灰色细粒黑云花岗闪长岩，具似斑状结构，斑晶以钾长石为主，偶见斜长石斑晶。岩石的主要组成矿物为：斜长石(20%～40%)、钾长石(28%)、石英(25%)、黑云母(6%)；庙坪单元(TM)浅灰白色中细粒斑状黑云二长花岗岩，发现有暗色闪长质微粒包体。

孙卫东等(2000)对南秦岭勉略构造带北侧的光头山花岗岩进行的锆石U- Pb年代学研究表明，该岩体的形成年龄为216Ma±2Ma，并据此认为光头山岩体属于三叠纪印支期扬子和华北板块碰撞过程中的同碰撞型花岗岩。

海西期(C)留坝超单元为一套中酸性侵入岩，仅在研究区西南侧出露少许烧房坝单元(CS)淡灰绿色细粒石英闪长岩。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区已发现15条矿化体，其中11条以石墨矿化为主并伴生V、Mo、Ti。主要的矿体有4条，分别为Ⅰ号、Ⅱ号(矿区西部小狮子河矿段)、Ⅲ号、Ⅳ号(矿区东南部大狮子河矿段)V-Mo-石墨矿体。矿体走向整体呈NE-SW向，矿体形态呈断续豆荚状、透镜状、条带状展布，矿体地表出露标高1520～1720m，矿体沿走向延伸300～850m，矿体平均真厚度为1.2～3.89m，倾向290°～340°，倾角25°～75°，与区域地层产状大致相同。主要矿体特征详见表1。以I号矿体为例，钻探结果显示该矿体沿倾斜方向延伸较稳定(图3)，并且沿走向具有自东而西的倾伏延伸趋势。矿体主要由含炭绢云母石英片岩、含石墨黑云母变粒岩、黑云母石英变粒岩等组成。

矿体上下盘围岩以细粒二云花岗闪长岩及二云二长花岗岩为主，矿体呈捕掳体形式存在，与矿体接触界线较清楚。接触部位矿物成分多受后期蚀变影响，片理发育，局部矿体与围岩呈互层状，固定碳含量可达边界品位(2.64%)。

槽探和钻探结果表明，石墨矿化带的矿化体具有多层性，其间往往被二云二长花岗岩、含炭绢云母石英片岩相隔。图4给出了固定碳含量随钻孔深度变化的关系，可以看出石墨矿体具多层分布的特点。类似多层石墨矿层的现象在槽探和其他钻孔柱状图中屡屡见及。值得注意的是，随着钻孔深度的增加，固定碳的含量呈下降趋势，这说明了高品位矿体主要富集在地表附近，基本在地表向下35～55m左右。

统计13个钻孔中矿体厚度与固定碳含量的关系，发现大狮子河与小狮子河矿段矿体固定碳含量与矿体厚度有一定变化趋势，随着矿体厚度的增加，矿体固定碳含量有下降趋势；而且可以发现，两个矿段的矿体厚度都集中在1～7m之间(图5，图6)。

表1 主要矿体特征一览表Table 1 The feature of the main ore bodies in Miaoping graphite deposit

图3 庙坪矿区60号勘探剖面图②Fig. 3 No.60 prospecting profile in Miaoping graphite deposit②1-印支期光头山南天门单元浅灰色细粒黑云花岗闪长岩；2-中志留统舟曲岩组上岩段；3-石墨矿体；4-黑云花岗闪长岩5- 黑云母变粒岩；6-已施工钻孔及编号；7-已施工探槽及编号；8-石墨品位%/水平厚度m；9-岩层产状 1-light gray fine-grained biotite granodiorite in Nantianmen unit of mount Guangtoushan, Indo-chinese epoch；2-upper rocks of Zhouqu formation of the middle Silurian；3-graphite ore bodies；4-biotite granodiorite；5-biotite-granulite；6-drill hole and number；7-trench and number；8-carbon content of graphite/horizontal thickness；9-attitude of rock formation

从钻孔岩心来看，矿化带空间展布受成矿后构造的改造控制明显。矿化带被后期构造切割而发生位移，带内小褶曲及软硬岩层之间逆冲构造破碎带发育。受岩浆侵入作用及成矿前和成矿期构造的控制，尤其是侵入接触构造影响，石墨矿体在空间上呈非连续性的条带状、豆荚状及透镜状形态，深部矿体产状与地表产状具有不一致性，矿化体边部常具有强烈的构造形变现象等。因此，后期构造形变一定程度上破坏了矿体的完整性。受区域岩浆侵入作用，加上石墨的易滑动性及石英岩和变粒岩的岩性差异，舟曲组地层层间破碎带广泛发育。根据钻孔工程揭露情况，多数矿石都遭受不同程度的挤压破碎或蚀变。也正是由于岩浆侵入导致的热变质作用，矿石中石墨富集，鳞片变大。

3.2 矿石类型

根据本区矿石结构构造和矿物共生组合特征，含矿岩性主要为含石墨黑云母变粒岩，其次为含石墨石英变粒岩、含炭绢云母石英片岩及少量含石墨二云二长花岗岩，矿体主要赋存于志留系舟曲组中及其与围岩花岗岩接触带部位。

含石墨黑云母变粒岩：为该区主要矿石类型，约占矿床总矿石量的95%。新鲜矿石呈黑色-灰黑色，细粒结构、鳞片变晶结构，次平行构造，主要矿物为石英，长石，次要矿物为黑云母和石墨。石英、长石呈粒状，石墨呈鳞片状，分布于颗粒矿物，岩石极易污手，可见星点状黄铁矿化。

含炭绢云母石英片岩：灰褐色-灰黑色，变晶结构，片状构造，强硅化，局部含石墨，沿层理发育亮黄色星点状黄铁矿化，岩石极易污手。

图4 矿区钻孔岩心固定碳含量随钻孔深度变化趋势Fig. 4 The variation trend of fixed carbon content of drilling cores with the drilling depth in Miaoping graphite deposit

图5 矿区矿体固定碳含量随矿体厚度变化趋势Fig. 5 The variation trend of fixed carbon content of drilling cores with the ore body thickness in Miaoping graphite deposit

含石墨石英变粒岩：比较破碎，呈灰白-浅灰色隐晶质石英岩，小刀刻不动，石英含量95%，可见较多绿泥石化，呈浸染状分布。

含石墨二云二长花岗岩：岩石较破碎，中细粒结构，局部夹变粒岩脉，极易污手。

图6 矿区矿体厚度统计直方图Fig. 6 Histograms of the ore body thickness in Miaoping graphite deposit

结合本区地质特征及与国内典型石墨矿的对比，认为矿石自然类型为变粒岩混合岩化型矿石，工业类型为晶质鳞片状石墨矿石。钻孔岩心含石墨岩石类型及固定碳质量分数如表2。

3.3 矿石矿物成分

将矿区主要的矿石样品(含石墨黑云母变粒岩)送北京矿冶研究总院磨制光薄片，镜下观察可见，矿石中的主要矿物有石墨、石英、长石类、黑云母、白云母、黄铁矿，少量为磁铁矿、褐铁矿、方解石、磷灰石、金红石、绿泥石。其中矿石矿物是石墨，其余是脉石矿物。

对矿区平硐、探槽40个含石墨黑云母变粒岩混合样品进行化学成分分析，分析结果如表3。

从以上分析结果可以看出，变粒岩型石墨矿石具有高Si、Al，而低Ca、Mg的特点。平硐、探槽的含石墨黑云母变粒岩矿石固定碳含量为5.62%，大于整体钻孔岩心的含石墨黑云母变粒岩矿石固定碳含量，这也进一步说明矿区埋深较浅的矿体，品位较高，深部矿体品位较低。

矿石中除含有固定碳外，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等元素，这与由X射线衍射分析得到原矿的杂质矿物主要是石英、斜绿泥石、伊利石、方解石、云母、钠长石等的结果是一致的。

据钻孔样品分析，矿石中除了含有固定碳外，还伴生V、Ti、Mo等元素，其中V2O5平均含量为0.114%，TiO2平均含量为0.576%，Mo平均含量为0.014%，V2O5作为伴生矿床达到了边界品位，TiO2(金红石)、Mo综合利用价值较低。总的来说V与C的含量呈明显的正相关关系；Mo与C有微小的正相关关系，但个别钻孔出现了较大的相关性；Ti与C相关性不明显(图7)。

3.4 石墨矿物特征

将矿区矿石样品进行光薄片观察统计，矿石中石墨大部分呈片状或鳞片状，片的长径方向具有一定的定向性，延长方向和矿石片理的方向一致，石墨片长径最大0.634mm，最小0.0017mm，一般0.037～0.105mm，石墨片的厚度最大1.5mm，最小0.001mm，一般0.002～0.005mm，此类为大片石墨；还有少量石墨长径最大0.210mm，最小0.0017mm，一般0.074～0.010mm，石墨的厚度最大0.040mm，最小0.001mm，一般0.010～0.030mm，这类石墨比大片石墨的片径小，但片的厚度大。

3.5 矿石结构构造

本区矿石可分为两种，一种是在地表较浅部矿体的矿石(钻孔深度一般在10～30m)，矿石呈暗灰-灰白不均匀颜色，污手(灰黑色)，有的地方具不均匀泥化、绢云母化、褐铁矿化，而呈现黄褐色-浅灰黄色，不等粒鳞片粒状变晶结构，片状构造。矿石中长英质矿物多具两向伸长状，长径方向与片状矿物的排列方向一致，不同矿物分别聚集呈条带状趋势，浅暗色矿物相间排列呈片状构造，其中的片状矿物具弯曲现象。

另一种是埋藏较深的矿石，呈灰黑色，污手(灰黑色)，鳞片粒状变晶结构，片状或块状构造，其中的片状矿物呈定向排列。

3.6 围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变类型主要有黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化，另有少量的钠长石化、绿帘石化、绢云母化等。其主要蚀变特征如下：

表2 钻孔岩心各类岩石固定碳含量一览表Table 2 The fixed carbon content of different kinds of rock in drilling cores

表3 含石墨黑云母变粒岩主量元素特性值Table 3 Major element analysis of graphite-bearing biotite granulite

图7 矿石中固定碳与V、Ti、Mo元素相关性Fig. 7 Correlation between fixed carbon content and V、Ti、Mo of Miaoping graphite deposit

黄铁矿化：主要见于钻孔中，在黑云母变粒岩和二云二长花岗岩中均有分布。呈浸染状均匀分布于岩石中，或呈薄膜状、团块状沿层面或节理裂隙分布，脉宽一般 1～10mm，团块直径最大可达1cm左右，他形、半自形。

绿泥石化：主要由角闪石蚀变形成，在黑云母变粒岩和二云二长花岗岩、石英岩中均有分布，呈浸染状分布。

碳酸盐化：分布比较普遍，在各类岩石及构造破碎带均可见到。表现为方解石细脉或钙质胶结物，脉体呈白色，斜交或顺片麻理分布，脉体宽多在 1～5mm。方解石以他形-半自形为主，细粒-粗粒结构。

硅化：分布较普遍，以细脉状或小透镜状、小团块状分布于各类岩石中，顺层或斜交地层，宽多在0.001～1m之间，呈白色、烟灰色，主要成分为石英。

4 矿床成因

4.1 矿体特征对比分析

将地处南秦岭印支褶皱中的白水江-白河褶皱束中段的洋县铁河石墨矿床与庙坪矿床进行对比，发现两个矿床地质构造环境、矿体形态等非常类似。洋县铁河石墨矿床位于洋县县城北45km处，矿石类型同属于晶质鳞片状石墨矿床。

洋县铁河石墨矿共生金红石、矽线石，为复合型矿床，矿石中TiO2含量为1.7%～2.2%，Al2O3含量为14%～17%，SiO2含量为50%～52%，富集Ti以及高Si、Al的特征与庙坪石墨矿类似。洋县石墨矿床赋存于深变质系-片麻岩中，区域上花岗岩较发育，矿床属于中部构造层次环境下的沉积变质型(李明昌，1992)。

4.2 沉积环境及碳的来源

勉县庙坪石墨矿的主要含石墨建造为变粒岩类、片岩类，属低角闪岩相产物，变质条件：温度600～700℃，压力4×108Pa～6×108Pa，变质作用属中压相系区域动力热流变质作用(吴春林，1994)。杨钟堂等(2011)对秦岭造山带勉略地区发育的早寒武世和奥陶-志留纪等的含碳岩系地质、地球化学特征及控矿因素进行了总结，提出本区内的含碳岩系形成于缺氧还原的近陆浅海沉积环境。根据庙坪矿区含石墨变质岩系中矿层与岩层的组合特点，石墨矿体的多层性，矿石组构、矿物共生组合特点及岩石化学特征，含石墨变质岩系的原岩属正常沉积岩，原始沉积物从炭质板岩、粉砂岩，细粒粉砂质到富含碳质的泥灰质及富铝碳酸盐系列，是陆源碎屑混积物，反映了一个浅海盆地-静水水体较为稳定的沉积环境。这一环境控制了泥质、碳质的陆源碎屑物的搬运和沉积，经区域变质作用形成了变粒岩、片岩的石墨矿石组合系列。黑云母变粒岩、含炭绢云母石英片岩都是来自正常陆源碎屑沉积，岩层中含有大量的有机质物质，为石墨形成的原始物质。

表4 庙坪石墨矿床与洋县铁河石墨矿特征对比Table 4 Comparison between the Miaoping and the Tiehe graphite deposit

对庙坪石墨矿矿石化学组分统计研究表明，V元素与固定碳呈明显的正相关，其中V已接近工业品位。这与V的高含量一般出现在有机质堆积最多的地方的认识一致(巩丽等，1998)。一般来说，沉积岩中高的V2O5含量与海生生物的富集有关(刘英俊等，1984；姜继圣等，1992)，具的原岩大体与富钙的碳质页岩、碳泥质灰岩及碳钙泥质粉砂岩相当。V、Ti等金属具有较高的电负性和稳定的晶体场，常作为络合物的中心离子以络离子状态在水溶液中进行迁移。一些过渡金属在水体中(主要为海盆地)与粘土矿物形成络合物，以细小悬浮体形式进行搬运，其沉淀方式以粘土矿物吸附或进入粘土矿物晶格中为主。含有机质较高的碳泥质页岩中某些金属含量特别高。粘土矿物的吸附能力取决于其膨胀性的大小，如蒙脱石、高岭石为补偿其正电荷的不足，须从溶液的悬浮物中吸附金属离子。有机质的吸附能力较高(一般>100 mg/g)，与粘土矿物共同携带某些金属元素进行搬运和沉淀(柴静等，1992；李光辉等，2008)。庙坪石墨矿的形成环境与鸡西柳毛、东沟石墨矿(柴静，1992)具有相似的特征，因此，原岩的沉积序列应为富含有机质的陆源碎屑沉积。

4.3 矿床成因

本区经历了早古生代深部扩张与上部地壳破裂的差异性升降运动，破坏了晋宁运动以来扬子板块北缘统一的古地理格局。地幔上隆引起区域性拉张导致上部地壳的差异性升降。南部继承了扬子板块北缘构造体制，北侧近EW向陆内裂谷的快速沉降接受勉略带深水泥质富硅铝质和碳酸盐沉积，形成各变质岩的原岩(王涛，2008)，原岩变质后形成变粒岩、片岩类岩石。在特定的海盆沉积环境，导致水下障壁，环境闭塞，底水滞流。被搬运到水体中的原始植物，在堆积分解中，生成和逐渐增加H2S、CH4等气体，使水体缺氧，有益厌氧菌生存、繁衍，进一步使水体呈还原环境。被分解出的有机碳，不易氧化成CO2气体逸出，在地层中保存下来，成为富含有机质的沉积物。经区域变质作用，原岩中的有机碳重新结晶形成石墨含矿岩系(矿源层)。后又经印支期光头山花岗岩体侵入混合岩化及重熔交代作用，一方面对石墨矿床起破坏作用，另一方面发生接触热变质使含矿岩系中的石墨鳞片增大、富化形成石墨矿床。

5 结论

庙坪石墨矿床含矿岩石主要为含石墨黑云母变粒岩，变粒岩型石墨矿石具有高Si、Al而低Ca、Mg的特点，随着钻孔深度的增加，矿体固定碳有下降趋势；矿石中V2O5作为伴生矿床达到了边界品位，且V与C的含量呈明显的正相关关系；根据野外地质特征及钻孔岩心分析推断，勉县庙坪石墨矿的原岩形成于缺氧还原的近陆浅海沉积环境，石墨中的碳质来源为生物有机碳。石墨矿层明显受层位、岩相和岩性的控制。矿源层为富含碳质的泥质岩、碎屑岩及碳酸盐类岩石，经区域变质作用和混合岩化作用，使含碳岩石富化成矿。因此，矿床成因应属沉积变质型矿床，具有层控后期热液变质的基本特征。

[注释]

① 陕西省核工业地质局二一四大队.2014.1∶10000陕西省勉县张家河乡庙坪钼金银多金属矿及石墨矿普查区域地质图[R].

② 陕西省核工业地质局二一四大队.2014.1∶10000陕西省勉县张家河乡庙坪钼金银多金属矿及石墨矿普查60号勘探线剖面图[R].

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Geological Characteristics and Genesis of the Miaoping Graphite Deposit in Mian County of Shaanxi Province

TANG He-jun1,2, ZHANG Bao-lin1, YE Rong2, ZHANG Guo-liang1, ZHANG Wen-bin3

(1.KeylaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029;2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083;3.No.214Team,ShaanxiNuclearIndustryGeologicalBureau,Hanzhong723200)

The newly discovered graphite ore deposit in Miaoping, Mian county is located in the Mian-Lue suture zone of the southern Qinling Mountains. So far 11zones and 15 bodies of mineralization have been delineated, which are dominated by graphite with associated vanadium, molybdenum, and titanium. This deposit occurs in carbonaceous slate and siltstone of the Zhouqu rock group of the middle Silurian System. This paper was on the basis of the metallogenic geological background, ore deposit characteristics, analysis of ores in drilling cores, ore mineral occurrence state and ore characteristics. The objective is to explore the genesis of this deposit. Research shows that the ore-bearing rocks include biotite-granulite where the concomitant vanadium is positively correlated with the fixed carbon in graphite. The carbon in graphite is from biological organic carbon. The genesis of this deposit belongs to sedimentary metamorphic type, which possesses basic characteristics of layer-controlled late hydrothermal metamorphism.

Miaoping in Mian county, graphite deposit, geological characteristics, deposit genesis

2015-1-5；

2015-03-16；[责任编辑]郝情情。

企业委托项目“陕西汉源巨龙矿业有限公司多金属勘查区找矿预测”资助。

汤贺军(1987年-)，男，硕士研究生，主要从事矿床地球化学研究工作。E-mail: tanghejungeo@163.com。

P618

A

0495-5331(2015)03-0534-11