内蒙古自治区乌拉特中旗大钨淀石墨矿地质特征及其成因分析

王日光

（中国冶金地质总局内蒙古地质勘查院，内蒙古 呼和浩特 010020）

伴随当前经济高速发展，工业化程度日渐加深，石墨在社会很多领域当中的应用越来越普遍，特别是在一些高新技术材料生产过程中成为重要的生产原料，更是我国重要的矿产资源类型，对经济社会发展发挥了巨大的作用。大乌淀石墨矿是我国内蒙古地区发现的一个重要的石墨矿，该矿主要处于乌拉特中旗新忽热苏木境内，该矿为一超大型晶质石墨矿床，对该矿进行地质找矿研究工作具有非常重要的现实意义。为此下文在对大乌淀石墨矿成矿特征的研究基础上，探讨其矿床成因，希望能为该区找矿工作提供一些指导作用[1]。

1 区域地质背景

本区位于华北陆块北缘，所处大地构造位置属华北陆块区（Ⅰ级），阴山陆块（Ⅱ级），狼山-白云鄂博裂谷（Ⅲ级）。白云鄂博裂谷带在区内分布特点为东西向，有约几百公里长，宽度也在几十公里。本区位于裂谷带的中西部，出露地层主要为白云鄂博群，褶皱、断裂构造复杂，主要褶皱构造有浩牙日胡都格向斜、大乌淀背斜、小乌淀背斜。该区发育断裂构造，主要的断裂展布方向为北东东向，北西向相对次之。有5条呈北东东向展布的断裂，具有较大规模，如浩牙日胡都格东南走滑断裂、毛呼都格东逆断层以及大乌淀逆断层、板申南逆断层和公胡都格南逆断层，岩浆活动频繁，成矿条件优越。见图1。

图1 区域地质构造简图

根据《内蒙古自治区岩石地层》，研究区发育中原古代及古生代地层区，为华北地层大区、晋冀鲁豫地层区、阴山地层分区、大青山地层小区；中新生代地层区划属滨太平洋地层区、大兴安岭—燕山地层分区、阴山地层小区。本区中上元古界出露的地层主要为白云鄂博群长城系的都拉哈拉组、尖山组，蓟县系的哈拉霍疙特组、比鲁特组；中新生界出露的地层主要为白垩系下统白女羊盘组及第四系上更新统、全新统。区内发育侵入岩，岩浆活动主要包括新元古代以及晚石炭世和晚三叠世以及早二叠世几期，同时还发育晚石炭世以及早二叠世侵入岩。

2 矿区地质特征

（1）地层特征。白云鄂博群长城系尖山组（中上元古界）与哈拉霍疙特组（蓟县系）是区内主要的地层出露，同时还发育第四系上更新统及全新统。长城系尖山组广泛分布于勘查区内西部以外的大部分地区，主要岩性为含红柱石二云石墨片岩，变质石英砂岩夹石英岩，变质中粒长石石英砂岩夹砂质板岩，千枚状砂质板岩，深灰色中厚层状，夹变质石英砂岩的泥质硅质灰岩（薄层），主要保持在＞718.4m的厚度，和哈拉霍疙特组（蓟县系）地层整合接触。按岩性特征划分为三个岩性段。蓟县系哈拉霍疙特组在研究区的北中部地区分布。沉积岩是区内的主要碳酸盐建造特征，夹石英岩的硅质灰岩以及泥砂质与碎屑灰岩（厚层）和炭质板岩等是其主要的岩性特征。厚度689.6m，与尖山岩组地层整合接触。第四系上更新统及全新统主要分布在河谷及其两侧，以及低缓山包周围和低洼平滩、现代沟谷地带。现按成因类型划为洪积物、冲积物、风积物。以洪冲积河床、河漫滩堆积的砾石、砂砾石层、粉砂、粘土等和洪积+风积粘土、亚砂粘土层夹砂砾石层及腐殖质土层。厚度0m～10m。

（2）构造特征。研究区内有着较为简单的构造特征不发育褶皱与断层，单斜构造是其主要的地层特征，向北西向倾斜。在勘查线0线、16线及20线附近地表见有局部地层反倾向，弯曲现象出现在走向的局部位置上，褶皱构造存在于局部位置，环状构造存在于研究区的背侧，研究区的北东部靠近勘查边界（勘查线19线～35线之间）地表发现有一条接触构造蚀变带F1，在东南部花岗闪长岩与地层接触带部位有条接触构造蚀变带F2。除上述两条破碎带外，还有一些小规模的（宽度0.5m～2m）韧性剪切带。

（3）岩浆岩。辉长岩以及灰色花岗闪长岩（晚石炭世）以及黑云母花岗岩（早二叠世）和少量的角山岩以及辉长岩脉是区内的主要岩浆岩。辉长岩分布于勘查区北部，呈脉状侵入尖山组。脉岩走向40°左右，断续长约数千米，宽度几十米。晚石炭世花岗闪长岩在勘查区西部大面积出露,矿区东南部小面积出露，与白云鄂博群尖山组呈侵入接触关系，形成数十米宽的热接触变质带，使炭质板岩中的炭质结晶形成石墨。该岩体与石墨矿的成矿关系密切。早二叠世似斑状黑云母花岗岩分布于勘查区北部，呈不规则状沿晚石炭世花岗闪长岩与白云鄂博群尖山组接触带侵入、对尖山组（白云鄂博）与花岗闪长岩体相侵入，热液接触变质对岩体侵入尖山组时受到较大规模影响，和石墨矿存在非常紧密的联系，角闪岩呈脉状产出，较大的一处出露在4勘查线，在Ⅰ号矿体下部与花岗闪长岩接触带部位。岩石墨绿色，柱状结构，块状构造。主要有角闪石组成。

3 矿体特征

大乌淀晶质石墨矿体赋存于小乌淀背斜之核部白云鄂博群尖山组一段地层，石墨矿床为晶质鳞片状，地层严格控制着矿体，在勘查区的东南侧区域上分布着石墨矿体，展布方向呈现带状向北东向展布。空间范围内主要表现为透镜状以及似层状和层状特征，在走向上以及倾向上呈现稳定的特点。有14条石墨矿体在此被圈出，主要的矿体为Ⅴ-1、Ⅵ、Ⅷ号矿体。

Ⅴ号矿体：走向上存在尖灭再现特征，Ⅴ-1号矿体分布在36号～12号勘查线，由12条探槽和5个钻孔控制。矿体有着非常大的规模，主要呈现厚层状的特征，在走向上矿体有约1300m长，向70°方向展布，向北西倾斜，角度为50°～70°。平均品位3.77%。Ⅷ号矿体：勘查区的主矿体之一。呈厚层状，矿体走向约60°～46°，倾向北西，倾角35°～82°。分布于32勘查线～35勘查线间，由25条探槽和12个钻孔控制。约有3500m被控制，北东部区域上的矿体具有非常大的厚度，南侧部位不断变薄，保持在4.57%的平均品位。

4 矿石类型

晶质鳞片状的石墨是其主要的脉石矿物特征，红柱石相对次之，长石以及石英和白云母与黄铁矿和黑云母等是其主要的脉石矿物组成。粒状片状变晶不等粒结构以及变晶斑状结构是矿石的主要结构特点，片状以及网脉状和他形晶条纹状是矿石的主要构造特点。

5 围岩与夹石

矿体含矿岩层为白云鄂博群尖山组的二云石墨片岩（含红柱石）变质石英砂岩是矿体顶底板的主要围岩特征，花岗闪长岩以及黑云母花岗岩见于局部。Ⅵ号矿体底部为大面积侵入的辉长岩。本区矿体与围岩界线不明显，无法用肉眼区分，只能用基本分析结果进行圈定。

6 矿床成因分析

本区的构造运动自晚太古代以来,在漫长的地质历史发展过程中,经历了复杂的构造作用，主要包括下面几期:

晚太古代阶段：深变质的夹磁铁石英岩的片麻岩（上太古界）是区内的主要沉积地层，中基性含硅铁质的火山岩建造是其原岩特征，褶皱以及断层与片理化是发育于构造地层中，具有南北向的应力挤压作用，呈现南北向，到晚太古代末期阶段五台运动，该构造不断进行发展，促进褶皱以及冲断层在白云鄂博群中形成，同时形成白云鄂博群和上太古代的不融合接触，造成该去区域变质作用非常的突出。

中晚元古代阶段：中晚元古代阶段，海侵作用非常的突出，促进浅海相复理式建造在白云鄂博群的形成，达到2000m的沉积地层厚度，构造运动在元古代末期阶段，导致白云鄂博群呈现轻度的变质特点，之后不断上升变为陆地，始终处在剥蚀区。由于侵入的斜长花岗岩，导致接触变质作用在太古地层表现的非常强烈，地层内的碳质在多种变质作用下，结晶形成石墨矿，由于该区交代变质和再结晶等作用影响，导致鳞片不断加大，促进石墨矿床的形成（鳞片状）。

古生代阶段：加里东运动（早古生代）不是非常明显，具有活跃的晚古生代华力西运动，具有频繁的岩浆活动，侵入大面积的花岗岩断裂构造在区内非常的强烈。古生代以后，地壳进一步固结，大部分处于剥蚀区。根据以上分析，该矿是由于太古代区域变质作用影响下，经过元古代接触变质因素形成的接触变质鳞片状晶质石墨矿床。