新疆温泉县博尔塔拉河南岸石墨矿地质特征及成因探讨

秦 彪

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐830000）

新疆温泉县博尔塔拉河南岸石墨矿地质特征及成因探讨

秦 彪*

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐830000）

新疆温泉县博尔塔拉河南岸石墨矿位于属准噶尔—哈萨克斯坦板块(Ⅰ级)伊犁—伊赛克湖微地块(Ⅱ级)赛里木地块(Ⅲ级)变质核部杂岩(Ⅳ级)，区域成矿带属赛里木铅、锌、铜、石墨成矿带，矿体产于下元古界温泉群地层中，研究确定为晶质（鳞片状）石墨矿。推测成矿作用主要与区域动力变质作用有关，构造断裂带对石墨矿化及分布起到明显的控制作用，成因类型属与区域动力变质作用有关的沉积变质型石墨矿。

晶质石墨矿；地质特征；成矿条件；矿床成因

1 矿区地质特征

矿区位于新疆温泉县境内，区域成矿带属赛里木铅、锌、铜、石墨成矿带，其大地构造位置属赛里木地块-变质核部杂岩带，矿点出露于下元古界温泉群地层中，其岩石类型主要由一套黑云母斜长片麻岩、二云母石英片岩、绢云母石英片岩、角闪斜长片麻岩夹大理岩、花岗片麻岩等组成（图1）。由于受后期的早元古代晚期岩浆岩侵蚀，使下元古界温泉群地层岩石出现片麻状构造和混合岩化现象，受动力作用，岩石破碎。

该套地层经历了多期构造运动的叠加改造，发生一系列变质作用，原岩已被彻底改造成构造岩类，变形强烈，原岩层理被透入型片麻理、片理彻底置换。通过特征变质矿物的产出特征及矿物生长的时代关系，结合区域构造事件的发展演化，该套地层变质岩经历了低角闪岩相变质阶段、高绿片岩相退变质阶段、低绿片岩相退变质阶段、低绿片岩相变4个阶段。

2 矿体特征

矿体主要分布在矿区中部，呈长条带状、透镜状产出，赋矿岩石为绢云母石英片岩。矿体的产状为165°～220°∠40°～70°，矿化多呈鳞片状、星点状、薄膜状，主要矿化蚀变有石墨矿化、褐铁矿化、碳酸盐化、高岭土化等。岩石节理裂隙较为发育，沿节理裂隙面石墨矿化较为强烈。矿体走向主要受近东西向断裂带控制。圈定石墨矿体7个，分别介绍如下：

L1石墨矿体：在地表呈透镜状北西西向展布，出露长度161.4m，真厚度4.25m，矿体倾向213°，倾角42°，矿化主要为石墨矿化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状产出。矿化主要分布在绢云母石英片岩的节理裂隙面，矿体固定碳平均品位2.84×10-2，矿化较不稳定。

L2石墨矿体：在地表呈透镜状近东西向展布，出露长度134.4m，真厚度2.18m，矿体倾向182°，倾角48°，矿化主要为黄铁矿化、石墨矿化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状产出。矿化主要分布在绢云母石英片岩的节理裂隙面，矿体固定碳平均品位2.78×10-2。

L3石墨矿体：在地表呈透镜状近东西向展布，地表出露长度147.0m，真厚度4.64m，矿体倾向182°，倾角72°，矿化主要为石墨矿化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状产出。矿化主要分布在绢云母石英片岩的节理裂隙面，矿体固定碳平均品位2.83×10-2，矿化产出较不稳定。

L4石墨矿体：在地表呈透镜状近东西—北东—北西向展布，地表出露长度358.6m，真厚度4.47～9.41m，平均真厚度6.36m，矿体倾向178°，倾角51°，矿化主要为石墨化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状分布，另含少量黄铁矿，呈微细粒状分布于岩石节理裂隙表面。矿体固定碳平均品位3.31×10-2。该矿体在近地表主要沿岩石节理裂隙面分布，产出不稳定、不连续。

L5石墨矿体：在地表呈透镜状近北西向展布，地表出露长度187.4m，真厚度4.67m，矿体倾向188°，倾角48°，矿化主要为石墨矿化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状产出。矿化主要分布在绢云母石英片岩的节理裂隙面，矿体固定碳平均品位3.66×10-2。

图1 温泉县博尔塔拉河南岸石墨矿地质略图

L6石墨矿体：在地表呈透镜状近北东向展布，地表出露长度178.2m，真厚度3.81m，矿体倾向166°，倾角74°，矿化主要为石墨矿化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状产出。矿化主要分布在绢云母石英片岩的节理裂隙面，矿体固定碳平均品位2.62×10-2。

L7石墨矿体：在地表呈透镜状近东西—北东—东西向展布，地表出露长度428.6m，平均真厚度2.53m，矿体倾向178°，倾角62°，矿化主要为石墨化、褐铁矿化，呈鳞片状、星点状分布。另含少量黄铁矿，呈微细粒状分布于岩石节理裂隙表面。矿体固定碳平均品位2.69×10-2。该矿体在近地表主要沿岩石节理裂隙面分布，产出不稳定、不连续。

3 矿石质量

3.1 矿石矿物成分

石墨矿体含矿岩石主要为含石墨绢云母石英片岩，矿石物质组成以脉石矿物为主，成分主要为石英、金云母、白云母、方解石、透长石、钙长石、钠长石、阳起石、金红石等，含量在95%以上，矿石矿物主要以石墨矿为主，少量褐铁矿、黄铁矿、磁铁矿等，含量在1%～5%之间。

3.2 矿石化学成分及伴生有益有害组分

矿石化学组分：矿石主要化学组分为SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、V2O5、P2O5、S、固定碳等。

有益组分：有益组分为固定碳，含量一般为（2.69～3.66）×10-2之间，平均为2.96×10-2。

有益组分：伴生有益组分为钛、铌、钽，并且自地表向深部呈现出伴生元素以钛、铌、钽富集转化的趋势。

有害组分：伴生有害组分SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO，含量均不高。具体见表1。

表1 矿石化学成分一览表

3.3 矿石结构、构造

根据矿石矿物的粒度、结晶程度、组合形态、形成方式等进行分类，其结构类型主要为粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构。

矿石中石墨多呈鳞片状、粒状分布于节理、片理间，并且局部包有微细粒的黄铜矿，粒径一般为0.01～1.2mm；褐铁矿多分布在黄铁矿、黄铜矿晶体外缘，交代为褐铁矿，形成交代结构。

黄铁矿呈他形微细粒状结构，粒径细微，一般小于0.4mm；金属矿物多呈微粒状、浸染状充填在节理、片理微裂隙内，形成充填结构。

根据矿石矿物集合体的形态、空间分布、排列状态，矿石的构造主要有：片状构造、定向构造、条带状构造。

3.4 矿石自然类型

石墨矿石自然类型通常按其石墨矿体的赋矿岩石的岩性划分[1]，矿区所属矿石自然类型为石英片岩类型。

3.5 矿石共生组合特征

根据矿石自然类型及矿化蚀变特征，矿区矿物共生组合：石英、云母、透长石、方解石、钙长石、绿泥石、褐铁矿、黄铁矿、金红石。

4 围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变类型主要黄铁矿化、碳酸盐化、硅化，绢云母化等，其主要蚀变特征如下：

黄铁矿化：主要见于钻孔中，在各类片岩中均有分布，呈侵染状均匀分布于岩石中，或呈细脉状、团块状沿片理或节理裂隙分布，呈他形—半自形。

碳酸盐化：分布较为普遍，在各类岩石及构造破碎带中均可见到。表现为方解石脉细脉或钙质胶结物，脉体呈白色，斜交或顺片理分布，方解石呈他形—半自形为主。

硅化：分布较为普遍，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，呈烟灰色、白色，成分主要为石英。

5 矿体成因讨论

5.1 矿体成因

石墨矿主要赋存于下元古界温泉群地层中，出露地层主要为黑云母斜长片麻岩、二长变粒岩、灰—灰白色大理岩、含石墨大理岩、二云母石英片岩、绢云母石英片岩、角闪斜长片麻岩夹大理岩、二长变粒岩等。为一套中高温—中压角闪岩相的区域变质岩系。含矿岩性为绢云母石英片岩，矿层顶底板也是这些岩石，是一套典型的变质沉积岩组合的含矿建造。矿体为层状、似层状和透镜状，产状与围岩片理及区域构造线一致。

石墨呈微鳞片—鳞片状分布于脉石矿物颗粒之间，沿片理面出现，可见石墨集聚成条带或条纹等原始层纹理构造，石墨矿质与地层同时沉积，矿石矿物成分简单而稳定，矿石中脉石矿物组合为方解石、斜长石、石英、云母等。原岩主要为含碳质泥质粉砂岩。

在区域变质作用中，含碳原岩建造在温度、压力、及H2O、CO2等挥发组分的变化影响下，岩石发生重结晶、重组合及变形作用，改变了矿物组成和结构构造，在变质作用中，变质热液促进了石墨的重结晶富集。成因类型属与区域动力变质作用有关的沉积变质型[2]。

在后期的区域构造作用及岩浆作用引起的混合岩化作用，致使石墨晶片随脉石矿物颗粒增大的过程中，亦在增大，并进一步迁移富集[3]。

5.2 碳物质来源

关于石墨碳物质来源存在着有机碳物和无机碳物的来源说[4]，矿区岩石组合为一套中高温—中压角闪岩相的区域变质岩系，变质程度较高，古生物不易保存，矿区的矿石类型以绢云母石英片岩，原岩为含碳质的碎屑岩。因此，石墨碳质来自于石墨矿紧密共生的碎屑岩，即无机碳成矿。

石墨形成后，在区域构造作用和岩浆作用下，使得石墨再结晶形成大片度的石墨鳞片，在区域断裂构造挤压作用下，使得在有利部位富集[5]。

综上所述，该石墨矿体成因类型为沉积变质型矿床，并具有后期热液叠加富集特征。因恢复原岩为含碳质的碎屑岩。可以判定，石墨碳质来自于石墨矿紧密共生的碎屑岩，即无机碳成矿。

[1]李振来.平度市景村石墨矿床地质特征及利用前景[J].中国非金属矿工业导刊，2104（5）：45-47.

[2]保广普，拜永山，付军，等.东昆仑地区石墨矿地质特征及找矿前景初探[J].青海大学学报，2013，31（2）：74-78.

[3]李山坡，刘宝宏，张丽娜.河南省鲁山县背孜矿区石墨矿床地质特征及其成因探讨[J].化工矿山地质，2009，31（2）207-212.

[4]王时麒.内蒙兴和石墨矿含矿建造特征与矿床成因[J].矿床地质，1989，8（1）：85-96.

[5]李彦斌.浅析福建安溪陈五阀石墨矿床地质特征及成因[J].能源及环境，2010(1)：108-113.

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1004-5716(2016)12-0113-03

2016-01-23

2016-02-01

新疆温泉县博尔塔拉河南岸石墨矿调查评价项目，（项目编号T14-2-LQ16）资助。

秦彪（1984-），男（汉族），甘肃武威人，助理工程师，现从事矿产调查评价工作。