四川攀枝花天宝山地区晶质石墨成矿地质特征及远景预测

张丽娇，马 源，李金林

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610052）

石墨具有耐高温、导电、导热、润滑、化学稳定、可塑、抗热震等特点，广泛应用于冶金、机械、耐火、电器电子、环保、新能源汽车、航空航天、国防等工业领域，是支撑高新技术发展的战略物资[1]。随着近些年来对石墨结构性能的深入研究，石墨已成为生产石墨烯及新型超级电容材料等的重要原料[2]。

石墨是我国重要的非金属矿产资源[3]，资源储量居世界第一，截至2016年，查明石墨矿床共181处，其中晶质石墨矿床147个，主要分布在黑龙江、内蒙、四川等20个省份[4]。本文通过分析类比攀枝花典型矿床—中坝石墨矿床，对攀枝花天宝山地区相似地质条件的石墨矿进行找矿远景预测。

1 区域地质特征

1.1 地层

该地区位于扬子陆块(Ⅰ)上扬子古陆块(Ⅱ)康滇基底断隆带(Ⅲ)大田背斜(Ⅳ)的北西翼[5]，区内出露地层由新到老为第四系(Q)、上新统昔格达组(N2x)以及前震旦系康定群冷竹关组(Pt1l)。

1.2 构造

该区位于大田背斜北西翼，轴向北东，由晋宁期石英闪长岩岩基构成核部，冷竹关组地层为背斜两翼基底，大片出露的石英闪长岩呈北北东向贯穿全区。上新统昔格达组(N2x)地层少有分布，本区缺乏盖层，显示区内为一长期隆起的基底。工作区内的断裂有多期活动的特点，可见有纳拉箐断裂带、倮果断裂带、斑鸠湾断裂带及元谋—昔格达南北向断裂带等(图1)，对矿产有密切的控制作用。

1.3 岩浆岩

图1 把关河—大龙潭一带构造纲要图

区内岩浆活动频繁，岩浆岩的形成时期从晋宁期到华力西期，分布面积广，中酸性岩类分布最广，基性岩次之。晋宁期以中酸性侵入岩为主，主要为大田石英闪长岩岩体，华力西期以基性侵入岩为主，为大渡口辉长辉绿岩体。

1.4 变质作用

该地区在晋宁运动中元古代地层发生强力褶皱，产生区域变质作用，使得原岩遭受普遍变质，变质程度较低，形成现有的康定群变质岩组，其中元古代上部地层在经受区域变质作用后由碳质变质为土状石墨，形成石墨矿化。同时大规模的中酸性、酸性岩体的侵入有利于混合岩化以及热接触变质作用的进行，石墨矿化层位于岩浆岩外接触带内时，石墨矿物发生重结晶，形成鳞片石墨，富集程度及品位得到提高，最终形成矿体。

1.5 混合岩化作用

本区出露的混合岩多为混合岩化的角闪岩、片岩、变粒岩等，表现为原岩的结构构造及矿物成分尚未发生显著变化，宏观构造特征清楚，仅沿片理、节理、裂隙等薄弱空间机械注入钾长石、斜长石、长英质、石英质等新生的混合岩化物质，从而使原变质岩叠加了眼球状、条带状、条纹状、麻点状、角砾状等新的岩石结构形态。新生物质成分与原岩界线清楚，颜色、矿物种类、结构构造甚至矿物颗粒粒度均不相同。

2 地球物理特征

石墨具有很高的电子导电性。与硫化矿体不同，它的化学性质稳定，使得近于地表的石墨都是比较完整的，因而能产生很强的自然电场[6]。

2.1 自然电场法异常特征

本区通过统一基点测量取得勘查区域内的自然电位数据，结合图2可发现该区内较明显的自然电位负异常区，以-150mv为异常下限，圈出两个自然电位异常区(A1异常、A2异常)。

图2 自然电位法平面等值线图

A1异常带位于测区中部，以-150mv为异常下限圈定的异常，从西北到东南方向，长约2．2km，宽约1．1km，呈椭圆形状。该异常处在天宝山两侧，大部分为覆盖层，异常最大处出现大片石墨矿露头及含石墨矿块石，推测该异常区域为矿致异常，有较大的找矿前景。

A2异常带在测区西南部，以-150mv为异常下限圈定的条带状异常，该异常长约800m，异常最宽处约300m。该异常区域为成矿岩层，但该区域覆盖较厚，出露岩层较少，偶见零星的石墨矿露头，异常区域地形切割厉害，地势较陡，可能受游散电流干扰较大，推测可能为矿致异常。

2.2 激发极化法异常特征

该区激电中梯扫面工作分两个区块进行，分布在自然电位异常A1、A2异常区域处。A1区块可划分为一个异常带M1(图3、图4)，A2区块可划分一个异常带。

图3 A1区域视极化率ηs平面等值线图

图4 A1区域视电阻率ρs平面等值线图

A1区块激电异常：根据视极化率，以10%为异常底部，可划分为1个异常区域M1-ηs，该区域处于A1区块中部，西南—东北方向的长条形异常，异常贯穿整个区块，两端未封口，最宽处400m，异常区域大且连续，在该异常区域多处可见石墨矿露头，石墨矿产于云母石英片岩中，石墨矿产较好。根据视电阻率划分为1个异常区域M1-ρs，该区域比M1-ηs小，主要体现在异常东南侧面一带，异常连续，具有较好的找矿前景。

A2区块激电异常：以视极化率10%为异常下限，可以划分为1个异常区域M2-ηs，该区域处于A2区中部，西南—东北方向的长条形异常，异常贯穿整个测区，最宽处100m，异常区域两端未封口。根据视电阻率划分为1个异常区域M2-ρs，该异常与M2-ηs 基本重合，形成一个低阻高极化异常区域。该区域可见石墨矿露头及石墨矿化点，推测为矿致异常。

2.3 激电测深异常特征

综合自然电位、激电中梯异常并结合地质情况，在A1区块M1异常处布置剖面测线1，在A2区块M2异常处布置剖面测线2。

测线1剖面穿越石墨矿化带，拟断面显示低阻高极化异常部位与地质矿体相对应，与自然电位异常、激电中梯异常相互印证，推测为石墨矿的电性反应，预测该异常区有较大的找矿前景。

测线2剖面中异常跟地质矿体相对应，跟激电中梯、自然电位异常相吻合，推测该异常为石墨矿的激化反应，但穿过矿体部位电阻率异常不明显，整个拟断面都显示为低电阻区域，预测该区有一定的找矿前景。

3 矿化特征

3.1 矿化体特征

通过地质填图成果再结合物探自然电位以及激电中梯的异常范围，在重点工作区内布置了10条探槽用于揭露矿化体的顶底板界线，最终在区内发现三条石墨矿化体KT1、KT2、KT3。

(1) KT1地表出露长度约为1．9km，由5条探槽控制，呈北东向走向，产状为330～0°，∠45～69°。在矿化体北东端，石墨矿明显出露地表的厚度可达12m，矿体呈层状、似层状分布，南西端石墨矿在地表呈似层状、透镜状。

(2) KT2走向长约1．3km，由3条探槽控制，均为石墨矿化，石墨含量较低且在地表不连续，该条矿化体质量较差。

(3) KT3地表出露长约400m，由2条探槽控制，地表出露情况较好，石墨矿厚度最大可达7．38m。

区内发现的三条石墨矿化体中，KT1整体情况较好，在地表出露厚度较大，且与物探异常能够吻合，该条矿化体潜力较大；KT2在地表有零星露头，但均呈透镜状，物探激电中梯在该条矿化体内未发现异常，推测为地表呈团块状的石墨矿化，深部连续性较差；KT3地表出露较窄，但矿石质量较好与物探异常对应较好，该处矿化体质量次之。

3.2 矿石特征

经调查，区内的矿产较单一，主要有晶质石墨以及页岩，发现大量的石墨矿化点，主要分布于天宝山一带片岩建造中，石墨产状与地层产状大致相同，倾向330～10°，倾角49～64°，含矿母岩岩性主要为云母石英片岩类型，是矿床矿石的主要类型，矿物为细—中鳞片状。矿化点地表石墨出露规模不大，呈层状、似层状、透镜状产出，厚度为0．2～15m，沿走向地表出露长度为2～50m。经对石墨矿捡块取样分析，其固定碳含量最高为14．95%，最低为3．00%，均达到工业品位。

4 成矿远景预测

(1) 该区广泛出露前震旦系康定群冷竹关组(Pt1l)变质岩地层，含矿建造为片岩建造，石墨矿产出严格受该层位控制。区内晋宁期岩浆岩大面积发育，岩浆的侵入加深了围岩的变质程度，区域变质作用形成的石墨在热接触变质作用下发生重结晶形成晶质石墨。因此区内有较好的晶质石墨矿成矿条件。

(2) 物探工作显示该区具有良好的自然电位和激电异常，深部激电测深异常明显，在异常区局部可见有良好的石墨矿露头及石墨矿化点。

(3) 经槽探揭露，该区发现三条矿化体，石墨矿在地表呈层状、似层状出露，且与物探异常吻合，经对石墨矿取样分析显示能达到工业品位。

通过对该区域内的地质特征、地球物理特征及矿化特征综合分析，显示天宝山地区有良好的晶质石墨矿找矿前景。