甘肃省肃北县敖包山晶质石墨矿地质特征及找矿远景

申瑞

摘 要：敖包山晶质石墨矿位于甘肃省肃北县石包城乡西南的敖包沟一带，属塔里木陆块区，敦煌地块，位于祁连造山带与敦煌地块的交接部位，阿尔金大断裂呈近东西向从勘查区南侧穿过，断裂、褶皱发育，侵入岩呈带状沿断裂分布，总体构造线方向呈近东西或北西西向展布。

关键词：甘肃肃北;敖包山晶质石墨矿;地质特征;找矿远景

该区域晶质石墨矿体的顶底板与赋矿岩石岩性一致，是一套典型的变质沉积岩组合含矿建造。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方向一致。石墨呈显微鳞片—鳞片状分布于脉石矿物颗粒之间，说明石墨矿质与地层岩石同时沉积。勘查区内，没有与石墨矿同期或者更早期的岩浆活动派生产物，但在沉积后期见有岩浆侵入，岩浆侵入造成围岩温度升高，并伴随有褐铁矿化、黄钾铁矾化、赤铁矿化、高岭土化及碳酸盐化等为主的混合岩化作用，致使石墨晶片随脉石矿物颗粒增大的过程中一再增大，并进一步聚集，从而形成本区的晶质石墨矿体。

1区域地质

区域出露地层以阿尔金大断裂为界，其北为塔里木-南疆地层大区（Ⅵ）、塔里木地层区（Ⅵ2）、塔南地层分区（Ⅵ23）;其南为华北地层大区（Ⅴ）、秦祁昆地层区（Ⅴ1）、祁连-北秦岭地层分区（Ⅴ12）、北祁连地层小区（Ⅴ12-1）。阿尔金断裂以北（包括勘查区在内），属塔里木-南疆地层大区，塔里木地层区，塔南地层分区，出露地层主要为太古宇-古元古界敦煌岩群和第四系;阿尔金断裂以南属华北地层大区、秦祁昆地层区、祁连-北秦岭地层分区、北祁连地层小区，出露地层主要为长城系、石炭系、白垩系、新近系、第四系。

区域上岩浆岩不发育，侵入岩主要有吕梁期黑云二长花岗岩和加里东期花岗岩，均为酸性岩。喷出岩主要见于长城系熬油沟组下岩段，为一套基性-中酸性火山岩。另外，敦煌岩群变质岩中的片麻岩、斜长角闪岩的原岩可能为中基性-基性火山岩。脉岩主要见于敦煌岩群之中，发育有花岗伟晶岩脉、斜长花岗伟晶岩脉，另有少量的辉绿玢岩脉、闪长玢岩脉和石英脉。

勘查区地处塔里木陆块区，敦煌地块。区内主要构造受阿尔金断裂的影响，构造形迹、构造变形、构造形式多样，主要发育为褶皱、断裂、片理、片麻理等，其中近东西向和北西西向褶皱及断裂最为发育。

2地质特征

敖包山晶质石墨矿处于阿尔金断裂北侧，位于堆若格特向形转折端东端。区内出露地层均为敦煌岩群中深变质岩，岩性组合简单，褶皱、断裂构造较为发育，侵入岩仅有零星脉岩分布。晶质石墨矿主要赋存于敦煌岩群b岩组二岩段（含）石墨二云母石英片岩中，矿层展布形态严格受地层层位控制。

2.1地层

勘查区属塔里木-南疆地层大区（Ⅵ）、塔里木地层区（Ⅵ2）、塔南地层分区（Ⅵ23）。区内出露地层单一，主要为太古宇-古元古界敦煌岩群（ArPtD）。

2.2侵入岩

勘查区侵入岩为元古代黑云二长花岗岩（ηγ2），分布于F1断裂西段北侧一带，侵入于敦煌岩群C岩组第三岩段中，呈岩株状产出，面积约0.3km2。除此之外仅见有少量石英闪长玢岩脉、花岗伟晶岩脉等分布，脈体呈东西向、北西向产出，长100～350m，宽20～60m。

2.3构造

2.3.1褶皱

勘查区位于堆若格特复向形的转折端，受此区域褶皱构造的影响，勘查区内地层褶皱变形明显。通过本次地质填图、物探面积测量及地质、物探剖面调查和探矿工程验证资料综合分析，勘查区整体为一复式向形构造，此构造致使分布于南翼的C5矿体发生了倒转，且核部较为紧闭，转折端标高约在2900～3000m，倾向上自东向西逐渐向下倾伏，东侧相应逐渐向上抬升。结合地质、物探、工程施工情况判断，该褶皱成立。

2.3.2断层

勘查区受南侧阿尔金大断裂影响，区内断裂构造发育，断层具有多期次，多方向的特征，基本控制了勘查区内地层的走向。本次工作，勘查区内划定有规模断层13条（表3-3），共分为3组，分别为北西-南东向断裂、北东-南西向断裂及北北西向断裂。（照片3-15和素描3-12为地质填图过程中收集的F5断层资料，该断层分布于勘查区南部，为B岩组二岩段透闪石化大理岩与二云石英片岩分界线）。

2.4变质作用与围岩蚀变

勘查区出露地层主要为太古宇—古元古界敦煌岩群B岩组、C岩组，因时代较老，地层变质程度高，以区域动力热流变质作用为主，在断裂带叠加有动力变质作用，因变质作用的P-T条件较高，已达到一般接触变质作用的条件，但是在勘查区侵入体周围未发现明显的接触变质作用，整个敦煌岩群变质程度达低角闪岩相。

敦煌岩群B岩组第二岩段（ArPtDb2）是勘查区晶质石墨矿的赋矿层位，从岩石组合及分布规律分析，认为原岩属一套深海相富含碳质的碳酸盐岩-碎屑岩沉积建造。石墨主要产自片岩中，次之碳酸盐岩地层也含石墨，说明碳酸盐岩-碎屑岩沉积建造本身有利于碳的赋存和富集，后经区域深变质作用使碳质与其它矿物一起重结晶形成鳞片状晶质石墨。

2.5地球物理特征

2.5.1电性特征

敖包山石墨矿物探工作共采集电物性标本144块（表3-4）。从物性测定结果看，区内石墨矿石视极化率最高，算数平均值达72.9%，其视电阻率均值约21.1Ω？m;主要赋矿岩性二云石英片岩视极化率及视电阻率随石墨含量的变化起伏较大，不含石墨或石墨含量较低的情况下视极化率一般低于10%，其视电阻率一般在500～4000Ω？m之间，随石墨品位升高至边界品位（3%）左右视极化率一般可达15～20%，视电阻率一般低于200Ω？m;黑云斜长片麻岩视极化率均值约9%，视电阻率一般在300～1000之间;其他岩性如大理岩极化率一般低于8%。

2.5.2电法异常特征

勘查区内开展了面积性电法测量、电法剖面、激电测深等工作，结合物性资料及地质特征认为石墨矿体具备“低电阻高极化”电性特征，勘查区ρs背景值一般大于200Ω？m，ηs背景值一般小于10%。

以视电阻率等值线图为主要推断依据，结合视极化率参数及物性测定结果，对激电中梯面积测量区域进行了整体性地质推断解释。总体而言，电阻率与极化率双向指标是最能反映晶质石墨矿体具体位置及形态的，单纯的低电阻异常虽然也能反映晶质石墨的位置，但由于该区域石墨矿化层规模较大，不能具体的反映某个地段富集程度，只有电阻率和极化率二者对应出现时，就一定会反映出晶质石墨的具体位置及大体形态。

由激电测深成果可见异常体在地表呈南倾，随深度增大产状变陡，30m以下产状逐渐转向北。钻孔ZK0404在18～130m见厚大石墨矿体，矿体规模远大于激电异常，推测由矿体产状由南向北变化致使矿体与钻孔夹角变小引起。

3找矿远景评价

勘查区位于红柳峡-梧桐沟铁、铅锌、晶质石墨成矿带上，该带敦煌岩群岩层基本稳定出露，主要赋矿岩层b岩组对区域褶皱构造空间展布长达40km，含矿岩层石墨二云母石英片岩及局部夹含石墨大理岩等岩石组合随敦煌岩群b岩组的空间展布而相伴出露。石墨岩层地表出露一般宽在10～120m之间、少部分地段宽在80～160m以上，岩层内晶质石墨沿岩层走向分布相对均匀，固定碳含量一般在0.5%～15%之间、大多集中于2%～10%之间，是区域上寻找晶质石墨矿的重要地段。目前，在敖包山勘查区及其附近的同石墨岩层内，已经发现和进行勘查评价的同类型晶质石墨矿床10个，其中矿床规模达大型4个。由此表明，区域上该晶质石墨含矿岩层具有很好的找矿潜力。

勘查区处于东西两侧的已有探（采）矿权之间，主含矿岩层在勘查区内出露达1360m，受区内向形褶皱构造控制，空间上呈大致平行展布的矿层4条。本次勘查针对C5矿体工程验证程度较高，探获其晶质石墨矿物资源量达大型以上，取得了较好的勘查成果;对北侧C1矿体的含矿岩层，仅仅实施了稀疏钻探工程进行探索验证，ZK0307钻孔见到矿层较地表增大的情况，该地段是今后勘查区内晶质石墨矿进一步扩大矿床规模的优选地段。

此外，在开展区内晶质石墨矿勘查中，圈定了磁铁、硫铁矿、铅锌矿体，因勘查工程间距较大、勘查手段单一或不合理，对上述矿种的评价不够。对比相邻矿区成矿规律，区内仍然具有寻找上述矿种的资源潜力。