青海清水泉西大理岩型石墨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）

1 成矿地质背景

清水泉西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—早古生代缝合带，二者以昆中深大断裂为界。主要由下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下元古界白沙河岩组大理岩(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、含石榴子石黑云斜长片麻岩、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。该组岩石组合简单，岩石化学成分以硅质、钙、镁质高为特点，石墨矿化赋存于大理岩中。

该套地层为该区石墨矿最主要的赋矿地层，其中发育有巴勒木特尔、泽立坑、佬哥么幺火、查汗达洼特等石墨矿(化)点。

2 矿床地质特征

2.1 地球物理特征

据前人1∶50万航磁(ΔTa)工作，矿区地处于东昆仑航磁异常带东南端局部梯度带上，该异常带总体呈近东西向，与昆中深大断裂走向一致。异常带总体强度大，区内各异常大小、强度不一，呈串珠状分布，与东昆仑中新元古代—早古生代缝合带套合。变质岩类的大理岩、斜长角闪岩的电阻率102～104Ω·m，石墨矿的电阻率为10-5～10-4Ω·m，火成岩如花岗岩、闪长岩的电阻率为102～104Ω·m。

2.2 遥感异常特征

在SPOT-5数据融合影像上反映出矿体总体地貌类型为高海拔中高山。中北部地势高，角峰、冰斗、冰蚀槽谷等冰川活动的迹象残存较多。向南地势略低，出现山间宽谷，基岩区总体植被不甚发育。

大理岩与周围地层为整合或断层接触关系，影像上特征十分醒目，色调浅，山体高大陡峻，山脊线多呈直线状、折线状，平行层理发育，疙瘩状、条块状纹形，表面较粗糙，色调边界清晰。在ETM+上大理岩色调呈浅灰蓝、灰白色，局部呈醒目的浅灰白色，SPOT-5上大理岩色调呈浅灰绿、灰白色，局部呈不规则团块状的高白色。

2.3 矿化带特征

矿区内共圈定含石墨矿化带12条，地质简图见下页图，含石墨矿化带主要地质特征见表1。含石墨矿化带均赋存于下元古界白沙河岩组大理岩组合中，呈似层状。岩性为浅灰白色大理岩，中—粗粒(局部细粒)变晶结构，层状构造，由方解石、橄榄石、石墨、金云母及少量暗色矿物组成。局部层内揉皱较为发育。含石墨矿化带内石墨晶体多呈鳞片状不均匀分布于大理岩中，鳞片呈深灰—灰黑色，半金属光泽。局部沿层面石墨较富集并和岩石中的暗色矿物一起形成黑色条带。

经多元素分析，含石墨大理岩中各组分含量(%)为：SiO27.87～68.64、Al2O30.63～22.81、Fe2O30.64～6.36、CaO 27.68～47.19、MgO 0.66～16.18、K2O 0.054～2.86、Na2O 0.044～1.56、S 0.02～1.16、TiO20.03～1.15、P2O50.04～0.18、V2O50.007～0.038、Cu 0.000 8～0.005 7。含石墨大理岩中石墨鳞片略呈定向排列，长轴方向与岩石构造方向大致一致，片径＞＋100目的大鳞片含量较高，占70.69%以上。

2.2 矿体特征

在清水泉西共圈定石墨矿体10条，石墨矿体主要地质特征情况见表2。

清水泉西石墨矿地质简图

表1 清水泉西石墨矿化带主要特征

2.3 矿石质量

矿石为含石墨蛇纹石化橄榄石大理岩，细—中粒粒状变晶结构，中厚层状构造，其中方解石约占52%～99%、石墨约占1%～18%、橄榄石14%～43%、透闪石8%～12%，硅质集合体、金云母、黄铁矿、磷灰石均少量。

矿石矿物有石墨、少量黄铁矿，局部含少量磁铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿及黄铜矿。石墨呈鳞片状，多具弯曲现象，强非均质性，反射多色性呈灰色带棕色—蓝灰色，长轴方向趋于一致，断续定向排列，局部零星杂乱分布，具星点状构造。片径一般在0.15～1.53mm，最大可达2.16mm，通过光片样统计，石墨片径＞＋100目的大鳞片含量较高，占70.69%以上；黄铁矿呈半自形粒状，粒径在0.13～1.06mm，大部分颗粒边缘具褐铁矿化，亮黄色，均质性，零星分布；磁铁矿呈粒状，粒径在0.03～0.27mm，浅灰色微带浅褐色，零星偶见；闪锌矿呈他形粒状，粒径在0.05mm左右，与磁黄铁矿共生或呈叶片状交生，零星分布；磁黄铁矿呈他形粒状，粒径在0.12～0.53mm，大部分颗粒边缘具褐铁矿化或交代，乳黄色微带玫瑰棕色，强非均质性，零星较均匀分布；黄铜矿呈他形粒状，大小在0.1mm左右，铜黄色，均质性，零星偶见。

脉石矿物有方解石、镁橄榄石、透闪石、金云母及石英等。方解石呈粒状变晶，粒径大小相近，锯片双晶发育，双晶带有弯曲现象，颗粒间界线弯曲，彼此镶嵌，紧密接触，平行定向排列；镁橄榄石呈圆粒状或不规则粒状，已全部被蛇纹石交代，只保留假象，局部见有少许残留，与方解石紧密镶嵌接触，不甚均匀分布，粒径多在0.26～2.06mm；透闪石呈柱状晶体，大小不等，解理发育，沿晶体的边缘和解理处轻微的被蛇纹石交代，与方解石紧密镶嵌接触，平行定向排列；硅质集合体呈不规则的他形粒状晶体，粒径多在0.27～0.78mm，由隐晶状、放射状玉髓组成，零星分布；透闪石、硅质集合体多分布在岩石中的浅色条带中。

表2 矿体主要地质特征

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、Al2O3含量增加，CaO、灰分含量减小，其他元素无明显的变化规律。矿石中对石墨精矿提纯、深加工有害的组分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、S等含量均较高。

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 矿石类型和品级

矿石自然类型主要为灰白色含石墨大理岩，石墨晶体为鳞片状，呈星点状较均匀的分布于脉石矿物颗粒间，局部石墨鳞片沿层面及裂隙面较富集，呈黑色条带，因此自然类型属大理岩型石墨矿石，矿石类型较单一。

通过光片样中石墨片径统计，矿区内石墨片径＞＋100目的大鳞片含量较高，占70.69%以上，因此将本矿床矿石工业类型归属晶质(鳞片状)石墨矿石，未划分品级。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

矿体赋存于下元古界白沙河岩组大理岩(Pt1b)中，石墨矿(化)体的产状和大理岩产状一致。下元古界白沙河岩组大理岩属碳酸盐岩层，该地层为石墨矿的形成提供了良好的物质条件，且周围各期次岩浆活动频繁，频繁的岩浆活动为石墨矿的形成提供了较好的热源，加之所处大地位置经历了多期次区域变质作用，为石墨矿化富集提供了压力变质条件。因此认为，石墨矿成因为碳酸盐岩中的碳质经沉积变质叠加热变质而形成。含石墨矿层主要受下元古界白沙河岩组大理岩层控制。石墨矿床成矿类型属于区域变质型，构造对矿体的破坏轻微。

3.2 找矿标志

(1) 区内石墨矿化体主要赋存于下元古界白沙河岩组大理岩中，矿化多顺层发育，矿化系含碳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，因此下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) 由于含石墨大理岩导电性能较好等特征，激电中梯剖面测量在含石墨大理岩区呈明显的高极化低电阻特点，因此，该特点可作为本区今后寻找石墨矿的物探标志。

(3) 由于大理岩抗风化能力较弱等特性，其往往在地表形成负地形，又由于大理岩层存在与否为石墨矿化存在的前提条件，加之石墨矿化往往在地表具泥化(泥染)现象，因此，负地形、泥化现象等特性也为寻找石墨矿化提供了间接的找矿线索。

(4) 冲沟中的大理岩碎石往往是上游存在大理岩地层的间接标志，因此，寻找含矿的大理岩碎石等也将成为寻找石墨矿化的直接线索。

(5) 大理岩在影像图上特征十分醒目，色调浅，边界清晰，总体色调比其周边地层的略浅。