黑龙江省石墨成矿区带划分及其成矿作用的探讨

江志明

（中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队，黑龙江 哈尔滨 150040）

1 成矿区带的划分

成矿区带是具有矿产资源潜力的成矿地质单元。其同时代的成矿单元一般与地质构造单元重合，为多旋回地质构造区，成矿区带的划分以区域内成矿作用最强，矿床最多的地质构造旋回所形成的地质构造单元为基础，同时考虑其他地质构造旋回期间形成的矿床空间分布状况，因此，一个成矿区带内具有主导的成矿地质环境、地质演化及成矿作用，并且具有特定时代矿床的集中。黑龙江省石墨成矿区带划分如下。

Ⅲ级石墨成矿区带：以国家潜力评价项目办划定的Ⅲ级带为准，把若干个石墨矿(点)的成矿时代、成矿作用、赋矿地质体、成矿构造、大地构造位置等与某个Ⅲ级成矿带的特征相吻合，即可认定该成矿带就是石墨的Ⅲ级成矿带。本次划分Ⅲ级石墨成矿带3个见表1。成矿区带划分见图1。

Ⅳ级成矿区带：位于Ⅲ级成矿带内，构造上隶属于次级的Ⅳ级构造单元的石墨矿相对集中区域，各矿床(点)成矿时代、成矿作用、赋矿地质体、成矿构造、大地构造位置等与Ⅳ级构造单元存在对应关系，本次划分Ⅳ级石墨成矿带6个。

表1 黑龙江省石墨矿成矿区带划分

图1 黑龙江省石墨成矿区带划分图

Ⅴ级成矿区带(矿化集中区)：位于Ⅳ级成矿带内石墨矿化集中区域，成矿时代、成矿作用、赋矿地质体、成矿构造、大地构造位单元对应，本次划分Ⅴ级成矿带9个。

2 成矿区带的地质构造环境及演化

2.1 上黑龙江(边缘海)Au-Cu-Mo石墨成矿带(Ⅲ-46)

该带与漠河前陆盆地(Ⅰ-1-1)、老沟—依西肯金银地球化学省对应，属于蒙古—鄂霍次克构造成矿带的一部分，工作程度低，资源潜力很大。

古元古代时期，本区属西伯利亚板块南缘的裂谷盆地，形成了双峰式火山岩建造，同时沉积了富碳质粘土(半粘土)质岩，为后来变质作用下碳质结晶成石墨提供了矿源层及矿体层。经区域变质作用有机碳质结晶成石墨，含碳岩层变质成为兴华渡口群的变质岩，主要赋矿岩石为绢云母石墨片岩、石墨绢云母片岩、石墨绢云母石英片岩、绢云母石墨石英片岩。石墨含量高的变质岩构成石墨矿体，构造表现形式为单斜构造。

该区早元古代为额尔古纳微地块，中生代前属大兴安岭弧盆系古元古代—古生代构造岩浆带，中生代属漠河前陆盆地。古元古代后，该区长期隆起，中生代被盆地沉积地层覆盖，兴华渡口群零星出露。

盆地内侏罗纪为额木尔河群(J1-3e)为河流—滨湖相碎屑建造，晚侏罗世—早白垩世为北北东向展布的中基性—酸性火山岩带，与火山岩带相关的浅成、超浅成的小侵入岩体发育。

2.2 小兴安岭—张广才岭(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成矿带(Ⅲ-52)

该带与小兴安岭—张广才岭岩浆弧(Ⅰ-3)、松嫩—结雅火山活动区(Ⅹ-2)的东部对应，与成矿密切相关的环境为提供碳质的地层及提供接触变质作用热源的岩浆侵入岩体。

北部铁力一带为伊春—延寿(岩浆)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成矿亚带(Ⅲ-52-4)属小兴安岭—张广才岭弧盆系的伊春—延寿岩浆弧，晚古生代为铁力陆缘海盆，中生代上甘岭(松嫩东缘)火山喷发带。

晚古生代中二叠世，在陆缘海环境下形成中二叠统海相—海陆交互相碎屑岩—碳酸盐，板岩—砂岩—砾岩夹灰岩建造。该建造含有碳质板岩(或含煤粘土岩)，为石墨矿源层。印支期该区为构造岩浆带，早侏罗至晚三叠世花岗闪长岩、二长花岗岩侵位，中二叠统炭质板岩发生接触变质作用，碳质结晶成石墨。陆表海环境形成含碳沉积建造及构造岩浆带花岗闪长岩侵位的耦合为石墨矿的形成创造了条件。

南部尚志延寿一带为张广才岭(陆缘裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Ta石墨成矿带(Ⅲ-52-6)，晚元古代预陆缘裂谷环境，沉积了张广才岭群红光组(Pt3h)地层，其为含碳板岩及粉砂岩；印支晚期，花岗闪长岩、二长花岗岩侵位，在接触带附近发生接触变质作用，地层中的碳质变质为石墨，富集石墨的地质体形成石墨矿。

2.3 佳木斯—兴凯(地块)Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)

该带包括佳木斯地块(Ⅰ-4)、兴凯地块(Ⅰ-6)、佳木斯—兴凯地块火山活动区(Ⅹ-3)三个Ⅱ级构造单元。与石墨成矿关系密切的为沉积建造及变质建造。沉积建造中碳质为石墨矿形成提供了碳质来源，古元古代时，北部的萝北地区、中部的双鸭山等地处浅海陆棚环境沉积了富碳粘土岩，经区域变质作用，碳质重结晶为石墨。

北部的萝北地区、中部的双鸭山等石墨矿的分布严格受下元古界兴东群大盘道组变质岩控制，赋矿岩石为石英石墨岩、石英石墨片岩、石墨石英片岩、矽线石墨石英片岩、石墨变粒岩、石墨透辉岩、石墨片麻岩、石墨混合花岗岩。

新太古代时，勃利、鸡西、密山、林口穆棱等地处于浅海陆棚环境，沉积了富碳粘土岩，经区域变质作用，碳质重结晶为石墨。南部地区石墨矿形成时代为新太古代，石墨矿的分布严格受赋矿地层上太古界麻山群西麻山组、余庆组地层控制，赋矿岩石含钒榴石透辉石墨片岩、矽线石墨石英片岩、含石墨矽线斜长片麻岩、含石墨透辉石岩、含石墨透辉斜长变粒岩、石墨大理岩。

该成矿带后期长期处于隆起状态，矿体经风化剥蚀暴露于地表，便于发现和开发，同时存在矿体遭破坏的不利一面。后期的岩浆侵位及火山断陷盆地的形成都对成矿带内矿体构成破坏。

3 石墨矿集区成矿特征

3.1 门都里石墨矿化集中区(Ⅲ-46-1-1)

该区为Ⅴ级成矿带，归属上黑龙江(边缘海)Au-Cu-Mo石墨成矿带(Ⅲ-46)，老沟(逆推带)Au-Cu-Mo石墨成矿亚带(Ⅲ-46-1)。

该矿化集中区包含门都里石墨矿、霍拉盆石墨矿、霍拉盆西石墨矿，三处矿产地均为中型石墨矿，石墨成因类型为沉积变质型。赋矿地层为下元古界兴华渡口群。为晶质石墨矿化集中区，矿石品位偏低，固定碳含量约5%～6%。

预测区内的矿床(点)为同一成矿作用形成，成矿时代相同，都为古元古代。矿床的演化经历了沉积作用阶段、变质作用阶段的演化历程。沉积作用阶段，石墨形成矿源层；变质作用阶段导致含碳有机质的分解和碳质的结晶形成石墨及其矿体。矿石质量、规模与变质作用密切相关，变质程度越深，矿石品位就越高，石墨有序化程度增高，同时鳞片也增大变质作用决定了矿体的形态、分布和品位高低。总之是变质作用造就了“门都里式”沉积变质型石墨矿。

矿产地在空间上北东向分布，这主要与含矿变质建造近东西向分布及北东向断裂构造影响相关。

3.2 神树石墨矿化集中区(Ⅲ-52-4-1)

该区为Ⅴ级成矿带，归属小兴安岭—张广才岭(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成矿带(Ⅲ-52)，伊春—延寿(岩浆)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成矿亚带(Ⅲ-52-4)。

该矿化集中区包含铁力小白河石墨矿区、铁力神树石墨矿区、庆安县小白南沟石墨矿，前者为中型石墨矿，后两者为小型石墨矿。石墨成因类型为接触变质型。赋矿地层为中二叠统土门岭组，成矿时代晚三叠至早侏罗世。为隐晶质石墨矿化集中区，矿石品位偏低，碳含量65%。

晚古生代中二叠世，在陆缘海环境下形成中二叠统海相—海陆交互相碎屑岩—碳酸盐，板岩—砂岩—砾岩夹灰岩建造。该建造含有碳质板岩(或含煤粘土岩)，为石墨矿源层，成为接触变质型石墨矿成矿的必要条件。沉积相与建造控制石墨矿源层的分布及规模，从而总体上控制了石墨矿体的分布及规模。

印支晚花岗闪长岩、二长花岗岩侵位于二叠系土门岭组，致使地层中煤(有机碳)发生变质形成石墨。侵入岩为接触变质型石墨矿成矿提供必要条件。

沉积作用只形成了矿源层，为石墨矿的形成提供了碳源，是矿源层与侵入岩侵位的耦合接触变质作用导致含碳有机质的分解和碳质的结晶形成石墨，经富集最终形成石墨矿体。矿石质量、规模与接触变质作用密切相关。

预测区内的矿床(点)为同一成矿作用形成，成矿时代相同，都为晚三叠至早侏罗世。矿床的演化经历了沉积作用阶段、接触变质作用阶段的演化历程。沉积作用阶段，石墨形成矿源层；变质作用阶段形成石墨及其矿体。变质作用决定了矿体的形态、分布和品位高低，总之是接触变质作用造就了神树式接触变质型石墨矿。

矿产地在空间上北北东向分布，这主要与含矿变质建造近北北东向分布相关。本区石墨矿具有分带性，但与金属矿产的分带性不同，金属矿产的分带性与成矿石的物化条件、成矿元素的性质关系密切，石墨矿的分带性主要取决于含矿建造与不同层位重复出现，在平面分布上呈现分带性。

3.3 尚志石墨矿化集中区(Ⅲ-52-6-1)

该区为Ⅴ级成矿带，归属小兴安岭—张广才岭(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成矿带(Ⅲ-52)，张广才岭(陆缘裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-WSn-Ta石墨成矿亚带(Ⅲ-52-6)。

该区见有尚志砲手营子石墨矿(化点)、尚志十二里石墨矿(化点)、尚志土门子石墨矿(化点)，成矿时代为晚三叠至早侏罗，赋矿地层为张广才岭群红光组(Pt3h)，赋矿岩石为含碳板岩及粉砂岩。为隐晶质石墨矿化集中区，矿石品位偏低。

晚元古代，于裂谷环境沉积了张广才岭群红光组(Pt3h)，其为含碳板岩及粉砂岩。印支晚期，花岗闪长岩、二长花岗岩侵位，在接触带附近发生接触变质作用，地层中的碳质变质为石墨。

3.4 萝北石墨矿化集中区 (Ⅲ-53-1－1)

该区为Ⅴ级成矿带，归属佳木斯—兴凯(地块)Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，佳木斯(地块)Au-Fe-W-石墨-矽线石-磷-萤石成矿亚带(Ⅲ-53-1)。

该区包括萝北云山超大型石墨矿、萝北卫东林场超大型石墨矿、萝北四方山中型石墨矿及廿里河林场、延军农场、十七连、七马架石墨矿。成因类型为沉积变质型，成矿时代为古元古代，赋矿地层为下元古界兴东群大盘道组。为晶质石墨矿化集中区，矿石品位较高固定碳含量8%～12%，固定碳平均含量10%的矿山有两处以上。

区内的矿床(点)为同一成矿作用形成，成矿时代相同，都为古元古代。矿床的演化经历了沉积作用阶段、变质作用阶段、混合岩化作用阶段的演化历程。沉积作用阶段，石墨形成矿源层；变质作用阶段形成石墨及其矿体，变质作用决定了矿体的形态、分布和品位高低；混合岩化作用阶段总体上是对矿体的改造和破坏，于成矿不利，对品位的影响较复杂，即在某些部位导致石墨矿进一步富集，在另一些部位导致矿体贫化。

矿产地在空间上近南北向分布，这主要取决于含矿变质建造近南北向分布，也与区域构造线近南北向分布有关。褶皱构造发育，控矿明显。

3.5 双鸭山石墨矿化集中区(Ⅲ-53-1－2)

该区为Ⅴ级成矿带，归属佳木斯—兴凯(地块)Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，佳木斯(地块)Au-Fe-W-石墨-矽线石-磷-萤石成矿亚带(Ⅲ-53-1)。

本区见有双鸭山市羊鼻山石墨矿区、双鸭山市岭西灰窑石墨矿、桦南县四方台石墨矿、桦南林业局七星石墨矿、桦南县孟家岗铁矿孟北地段石墨矿。羊鼻山石墨矿为大型石墨矿山，其余为小型石墨矿及矿点。成因类型为沉积变质型石墨矿，成矿时代为古元古代，赋矿地层为兴东群大盘道组，为晶质石墨矿化集中区，矿石品位中等，如双鸭山市羊鼻山石墨矿固定碳含量为9%。

区内的矿床(点)为同一成矿作用形成，成矿时代相同，都为古元古代。矿床的演化经历了沉积作用阶段、变质作用阶段的演化历程。沉积作用阶段，石墨形成矿源层，变质作用阶段形成石墨及其矿体。变质作用决定了矿体的形态、分布和品位高低，同时形成沉积变质型石墨矿类型。

赋矿地层总体走向北西向，石墨矿体北西—南东向展布。各矿产地由于处于不同层位，平面上表现为不同的矿带北西向分布。

本区石墨矿具有分带性，但与金属矿产的分带性不同，金属矿产的分带性与成矿石的物化条件、成矿元素的性质关系密切，石墨矿的分带性主要取决于含矿建造的与不同层位重复出现，在平上呈现出分带性。

3.6 勃利石墨矿化集中区(Ⅲ-53-1－3)

该区为Ⅴ级成矿带，归属佳木斯—兴凯(地块)Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，佳木斯(地块)Au-Fe-W-石墨-矽线石-磷-萤石成矿亚带(Ⅲ-53-1)。

本区包括勃利佛岭超大型石墨矿、双河中型石墨矿及河口林场石墨矿。矿床类型为沉积变质型，成矿时代为新太古代，赋矿地层为麻山群，赋矿岩石以石英片岩为主。为晶质石墨矿化集中区，矿石固定碳含量偏低，一般5%～7%。

3.7 鸡西穆棱石墨矿化集中区(Ⅲ-53-1－4)

该区为Ⅴ级成矿带，归属佳木斯—兴凯(地块)Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，佳木斯(地块)Au-Fe-W-石墨-矽线石-磷-萤石成矿亚带(Ⅲ-53-1)。

该区包括24处矿产地，其中包括柳毛、穆棱光义石墨矿、穆棱寨山石墨矿等，其中超大型矿床2处，大型矿床3处，中型矿床8处，小型矿床6处，矿点5处，为我国重要石墨矿区。矿床类型为沉积变质型，成矿时代为新太古代，赋矿地层为上太古界麻山群西麻山组、余庆组。赋矿岩石为含钒榴石透辉石墨片岩、矽线石墨石英片岩、含石墨矽线斜长片麻岩、含石墨透辉石岩、含石墨透辉斜长变粒岩、石墨大理岩。为晶质石墨矿化集中区，矿石品位变化较大，但主要为5%～10%。穆棱两处石墨矿评为较高，平均品位14%～17%。

本区的矿床(点)为同一成矿作用形成，成矿时代都为新太古代。矿床的演化经历了沉积作用、变质作用、混合岩化作用三阶段的演化历程。沉积作用阶段，石墨形成矿源层；变质作用阶段形成石墨及其矿体，变质作用决定了矿体的形态、分布和品位高低；混合岩化作用总体上是对矿体的改造和破坏，对成矿不利，对品位的影响较复杂，即在某些部位导致石墨矿进一步富集，在另一些部位导致矿体贫化。

3.8 密山石墨矿化集中区(Ⅲ-53-3－1)

矿化集中区属佳木斯-兴凯(地块) Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，宝清(前陆盆地)Au－Cu-Zn石墨成矿亚带(Ⅲ-53-3)。

该矿化集中区包括矿产地6处，其中密山市马来山石墨矿为大型石墨矿，其余5处为小型石墨矿。矿床类型为沉积变质型，成矿时代为新太古代，赋矿地层为麻山群余庆组。赋矿岩石为白云质大理岩、大理岩、石墨片岩、黑云斜长片麻岩、石墨透辉石斜长片麻岩、透辉石片麻岩、均质混合岩。

矿产地在空间上近东西向分布，这主要取决于含矿变质建造近东向分布，也与区域构造线近东西向有关。褶皱构造发育，构造控矿明显。

3.9 虎林石墨矿化集中区(Ⅲ-53-4-1)

矿化集中区属佳木斯—兴凯(地块) Fe-Au-石墨-矽线石-磷成矿带(Ⅲ-53)，虎林(裂谷)Au－Cu－Pb－Zn石墨成矿亚带(Ⅲ-53-4)。

该区见有姚英山石墨矿、虎头石墨矿，前者为中型石墨矿，后者为小型石墨矿。矿床类型为沉积变质型，成矿时代，前人认为属新太古代，可能为中元古代，赋矿地层为黑龙江岩群，赋矿岩石为石英片岩。矿体近东西向展布。

4 结语

(1) 麻山群地层年代问题。本次潜力评价工作编制的区域建造图，将地层年代确定为新太古代，1：20万区调报告确定年代为古元古代。两者不一致，有待今后的统一。

(2) 矿化集中区的边界更多考虑的是Ⅴ级成矿带内矿产地的分布，没有与构造单元的界限完全一致，有待进一步的工作。本次工作只是初步的，更多体现在定性方面。