赵想安(中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队,青海 西宁 810008)
都兰县查汗达洼特石墨矿矿床特征及成因分析
赵想安
(中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队,青海 西宁 810008)
【摘 要】青海省都兰县查汗达洼特石墨矿赋存于石英闪长岩与下元古界白沙河岩组的接触带中,石墨矿化大理岩呈灰白色,局部灰—青灰色,细晶结构,薄—中层状构造,主要由方解石组成,含少量石墨、石英等。矿石自然类型为灰白色,矿体大致受层控制,矿床系含较高有机质的碳酸盐岩经沉积变质叠加热变质而形成。
【关键词】石墨;矿床特征;成因分析;找矿标志
查汗达洼特石墨矿产于青海省都兰县哈图—清水泉一带,哈图—清水泉一带是青海石墨产出的典型地带。矿区所处大地构造位置属东昆仑中新元古代—古古生代缝合带,二者以昆中深大断裂为界。主要由古元古界白沙河岩组及沿昆中深断裂广泛产出的镁铁—超镁铁质岩组成。区内和石墨成矿有关的地层为白沙河岩组(Pt1b),岩性主体以钙硅酸粒岩、斜长角闪片岩及不同类型大理岩为主,局部夹有黑云斜长片麻岩、含石榴石黑云斜长片麻岩、黑云母变粒岩、云母石英片岩及石英岩、长石石英岩,叠置厚度3 580.2m。该岩组岩石组合简单,岩石化学成分以硅质、钙、镁质高为特点,在与中性岩体接触带上有石墨矿化。
该套地层为该区石墨矿主要赋矿地层,其中发育有巴勒木特尔、泽立坑、佬哥么幺火等石墨矿(化)点。
2.1 矿化带特征
矿体赋存地层为古元古界白沙河岩组(Pt1b),位于矿区内石英闪长岩岩体中穿插的大理岩透镜体内,透镜体长约110m,宽约1.2~13m。透镜体岩性主要为石墨矿化大理岩,其颜色总体比围岩颜色稍浅。局部见少量蛇纹石化,蛇纹石化一般在大理岩与岩体外接触带离岩体0.5~1.0m范围内,使大理岩颜色略带浅绿色,离岩体越远绿色越淡。
2.2 矿体特征
大理岩透镜体内多为晶质石墨,局部矿化质量较好,富集成条带状,且石墨鳞片较大。通过工作发现了3条石墨矿化体,分别为K29、K30、K31,其特征如下:
K1:出露于查汗达洼特东侧,为大理岩型,北西—南东向延伸,两侧被剥蚀。产状40~55°∠46~53°。露头断续长约160m,宽1.2~3.5m。经测试分析,固定碳含量10.03%。分布不均匀,局部较富集。
K2:出露于查汗达洼特东侧,为大理岩型,北西—南东向延伸,两侧被剥蚀。产状40~55°∠46~53°。露头断续长约465m,宽3.2~6.5m。固定碳含量1.94%。分布不均匀,局部较富集。
K3:出露于查汗达洼特沟口西侧,为大理岩型,北东—南西向—延伸,局部近南北向,向南西侧被剥蚀,北东侧尖灭。产状121~179°∠68~83°。可见单个露头最长170m,断续出露总长近1 100m,宽4~13m。固定碳含量0.66%~5.81%,平均2.46%。
2.3 矿石质量
经调查,该地区石墨矿含矿岩性均为灰白色、局部灰—青灰色大理岩,细晶结构,中—厚层状构造,局部薄层状构造,主要由方解石组成,含少量石墨、石英等。石墨露头在地表有泥化现象,局部石墨较富集成条带状。
矿石为细—中粒粒状变晶结构,中厚层状构造,其中方解石55%~95%、石墨2%~12%、石英1%~5%(局部达15%)。方解石呈他形或半自形粒状晶,粒径多在0.185~1.46mm之间,细粒级晶粒较多,普遍发育一组或两组双晶,晶体排列略带定向性。石英呈不规则的它形粒状晶,粒径多在0.44~2.92mm之间,分布不显定向性。
矿化带内石墨集合体多以鳞片状赋存于岩石中,呈星点状较均匀的分布于大理岩中(见图1),在岩石裂隙中见少量土状石墨(见图2),局部石墨较富集并和岩石中的暗色矿物一起形成黑色条带。石墨略具定向排列,长轴方向与岩石构造方向一致,地表石墨有泥化现象。片状石墨多弯曲状,粒度一般在0.21~2.11mm之间,最大可达5.21×2.11mm,通过光片样中石墨片径统计,石墨片径>+100目的大鳞片含量较高,占90%以上。
根据多项分析结果可知,矿石的化学成分主要为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO,随着石墨含量的增加,矿石中SiO2、V2O5含量大致增加,CaO含量大致减小,其他元素无明显的变化规律。矿体中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、S等对石墨精矿提纯、深加工的有害的组分含量均较高。
经采样测定小体重结果矿石密度平均为2.73g/ cm3,平均湿度0.35%。
2.4 矿石类型
矿石自然类型主要为灰白色石墨矿化大理岩,矿石中石墨为鳞片状,分布一般较均匀,厚度较稳定,延伸较远,固定碳含量<10%。矿石无品级划分。
图1 石墨鳞片星点状较均匀分布
图2 少量土状石墨赋存于裂隙面
3.1 矿床成因
石墨矿化均赋存于古元古界白沙河岩组大理岩中,石墨矿化体呈层状、似层状或透镜状,大理岩呈灰白色,局部灰—青灰色,细晶结构,中—厚层状构造,局部薄层状构造,主要由方解石组成,含石墨。矿化系含较高有机质的碳酸盐岩经沉积变质叠加热变质而形成,矿层主要受含矿地层控制。白沙河岩组(Pt1b)普遍发育碳酸盐岩层,为石墨矿的形成提供了良好的物质条件。古元古界经历了多期次区域变质作用,区内岩浆活动十分强烈,为石墨矿床的形成提供了良好的变质作用和热力条件。
3.2 找矿标志
根据矿区地质特征,石墨矿找矿标志如下:
(1) 区内石墨矿化体主要赋存于古元古界白沙河岩组大理岩中,矿化多顺层发育,矿化系含较高有机质的碳酸盐岩经沉积变质叠加热变质而形成,矿化主要受地层控制,因此古元古界白沙河岩组大理岩是该区石墨找矿的直接标志层。
(2) 通过调查发现,石墨矿化往往与大理岩接触的闪长岩体等有密切的关系。区内古元古界白沙河岩组碳酸盐岩层较发育,为石墨矿的形成提供了良好的物质条件。古元古界经历了多期次区域变质作用,区内岩浆活动十分强烈,为石墨矿床的形成提供了良好的变质作用和热力条件。
(3) 由于大理岩抗风化能力较弱等特性,其往往在地表形成色差较大的负地形,又由于大理岩层存在与否为石墨矿化的先决条件,因此,该特性也为寻找石墨矿化提供了间接的线索,该地貌线索有利于寻找石墨矿化线索。
(4) 冲沟中的大理岩转石往往是上游存在大理岩地层的间接标志,因此,寻找含矿的大理岩转石等也将为寻找石墨矿化提供一定的线索。
【其 他】
【收稿日期】2014-08-18
【文章编号】1007-9386(2015)01-0054-02
【文献标识码】A
【中图分类号】P619.252