内蒙古乌拉特中旗道德哈日陶勒盖石墨矿地质特征及成因分析

赵志飞，高玉石，张启峰

（内蒙古第十地质矿产勘查开发院，内蒙古 赤峰 024000）

道德哈日陶勒盖石墨矿位于巴彦淖尔市乌拉特中旗境内，行政区隶属海流图镇管辖。区域矿产研究工作较为匮乏，有关石墨矿产工作方面为空白。该石墨矿为《内蒙古自治区巴彦淖尔市伊肯公等三幅1：5万区域矿产地质调查》项目中发现，笔者依托该项目对矿区的地质概况、矿体特征、矿石特征等进行了初步的研究，并讨论了该矿床的成矿因素及找矿标志，为今后的研究工作提供依据。

1 区域地质背景

按照板块构造观点，本区大地构造位置位于天山—兴蒙造山系，包尔汉图-温都尔庙弧盆系，敖仑尚达-翁牛特旗岩浆弧与华北陆块区、阴山—冀北陆块，阿拉善右旗-乌拉特后旗基底杂岩带的交接部位[1]。

测区内出露的地层有古元古界宝音图岩群一岩组（Pt1B.1），为一套浅海-滨海相碎屑岩夹火山碎屑岩建造，地层内褶皱发育，轴向北东。侵入岩有早石炭世二长花岗岩（C1ηγ）、中二叠世花岗闪长岩（P2γδ）与矿产成因关系密切[2]。

2 矿区地质概括

2.1 地层

矿区出露地层为古元古界宝音图岩群一岩组，为一套区域变质岩，是矿区的主要地层也是石墨矿的赋矿地层，岩性组合主要石英片岩、石英片岩、二云石英片岩夹斜长角闪岩，岩石普遍具石墨化。地层总体走向北东，倾向北西，倾角30°～50°，局部见小的揉皱现象，根据测制地层剖面，该地层总体厚度大约1700m。东部被早石炭世二长花岗岩侵入、南部被中二叠世花岗闪长岩侵入。

2.2 侵入岩

区内岩浆活动强烈，侵入岩分布广泛。侵入岩空间上总体呈带状展布，时间上跳跃式延续。主要为早石炭世和中二叠世中性一中酸性侵入岩，显示明显的旋回性和多期次性。

（1）早石炭世中细粒二长花岗岩：分布于矿区东部。岩石具中细粒花岗结构，矿物成分：钾长石、斜长石、石英、黑云母等。

（2）中二叠世中细粒花岗闪长岩：分布于东南部，岩石具中细粒花岗结构，块状构造。矿物成分：斜长石、钾长石、石英、角闪石及黑云母组成。

（3）构造：区内北东向构造发育，北西向构造不发育，分布于地层及岩体中。北东向构造为主要的控矿构造，显示张性特征。北西向断裂规模较小，主要为导矿构造。断裂带内岩石主要蚀变为硅化、褐铁矿矿化、碳酸盐化、局部见少许蜂窝状硫化物流失孔。

（4）岩脉：岩脉主要为石英脉、花岗岩岩脉、伟晶岩脉，以北东向为主，北西向次之。

3 地球物理特征

在工作区开展的1：10000激电扫面工作中，矿区北西部视极化率值基本大于10%，极值达20%以上，视电阻率则普遍不足100Ω·m。物性资料显示，石英片岩电性呈低阻高极化特征，局部石墨化强烈，低阻高极化特征愈加明显。南部岩性为大面积出露的花岗闪长岩和二长花岗岩，视极化率值背景在2.0%左右，极值一般集中在3.5%～3.9%之间。大地电阻率范围介于300Ω·m～3700Ω·m。视极化率和视电阻率在电性结构分界处多表现为突变式的过渡关系（图1）。

4 矿体特征

4.1 Ⅰ号石墨矿体

Ⅰ号矿体分布于矿区南部，该矿体赋存古元古界宝音图岩群一岩组变质岩地层，该矿体呈层状、厚层状产出，含矿岩石为石墨石英片岩、石墨透辉石大理岩及石墨变粒岩。矿体长度大于550m，地表出露宽度约100m左右，总体呈北东向延伸，倾向135°左右，倾角40°左右，与围岩产状基本一致，根据测制剖面控制，该矿体厚度约60m，围岩岩性为石英片岩、二云石英片岩。地表刻线法取样，固定碳4.01%～6.13%，平均含量5.18%。

4.2 Ⅱ号石墨矿体

Ⅱ号矿体分布于矿区东北部，该矿体赋存古元古界宝音图岩群一岩组变质岩地层，该矿体呈层状、厚层状产出，含矿岩石为石墨石英片岩、石墨二云石英片岩。矿体长度大于300m，地表出露宽度约90m左右，总体呈北东向延伸，倾向330°左右，倾角40°左右，与围岩产状基本一致，根据测制剖面控制，该矿体厚度约55m，围岩岩性主要以二云石英片岩为主。

图1 石墨矿区平面图（左）和矿区激电ηs等值线平面图（右）

4.3 Ⅲ号石墨矿体

Ⅲ号矿体分布于矿区中部，该矿体赋存古元古界宝音图岩群一岩组变质岩地层向斜核部，该矿体呈层状、厚层状产出。含矿岩石为石墨石英片岩、石墨白云石英片岩。矿体长度大于300m，地表出露宽度约100m左右，总体呈北东向延伸，矿体倾向120°左右，倾角50°左右，矿体产状与围岩产状基本一致，根据测制剖面控制，该矿体厚度约65m，围岩岩性主要由石英片岩、二云石英片、斜长角闪岩组成。

5 矿石质量

本区矿石的矿物为石墨，石墨呈浅灰棕色，半自形-他形鳞片状集合体，非均质，片径0.01mm～0.3mm，石墨鳞片或呈弯曲状、枝杈状、星散分布。石墨鳞片质软，手摸有滑感，黑色污手。矿石结构为半自形-他形晶片结构，矿石构造为疏稀侵染状构造。矿石中主要有用组分为固定碳。矿石中固定碳以晶质石墨存在。

本区石墨呈鳞片状，片径0.01mm～0.3mm，属晶质石墨，赋矿岩石主要为石英片岩、二云石英片岩、变粒岩，因此，矿石类型为片岩型晶质石墨矿。

6 矿石类型

6.1 矿石的自然类型

矿石的自然类型按赋矿岩石划分为石英片岩型石墨矿石，次为二云石英片岩型石墨矿石、变粒岩型石墨矿石。

6.2 矿石的工业类型

根据光鉴定结果，石墨片径0.01mm～0.3mm，呈半自形-它形鳞片状集合体，因此矿石工业类型属晶质石墨矿石。

7 矿体围岩蚀变特征

矿体主要赋存于古元古界宝音图岩群一岩组地层内，其中含矿岩性主要为石墨石英片岩、石墨白云石英片岩、石墨透辉石变粒岩。矿体围岩主要为石英片岩、二云石英片岩、变粒岩，主要蚀变类型为硅化、褐铁矿化、碳酸盐化及少量绿泥石化。硅化、碳酸盐化呈条带状发育在矿化体内或近矿围岩中，褐铁矿化、绿泥石化呈侵染状发育在矿化体内或近矿围岩中。

8 矿床成因及找矿标志

8.1 矿床成因

本区的石墨赋存在古元古界宝音图岩群一岩组变质岩地层中，以片岩为主的变质岩系中，主要含矿岩性为石英片岩、二云石英片、变粒岩等。矿层的顶底板也是这些岩石，是一套典型的变质沉积岩组合含矿建造。矿体为层状、似层状和厚层状，产状与围岩片理及区域构造线一致。该地层所取的岩石样品均落入厚层泥岩、砂岩区及火山岩区，说明其原岩组多以砂、泥质沉积为主，并在沉积的过程中伴随有碳酸盐的沉积和轻微的基性火山活动，因此反映出当时的沉积环境振荡作用比较频繁。石墨呈显微鳞片—鳞片状分布于脉石矿物颗粒间，沿片麻理出现，可见石墨集聚成的条带或条纹等原始层纹构造，说明石墨矿质与地层岩石同时沉积。矿石的矿物成分简单而稳定，矿石中脉石矿物组合为石英片岩、二云石英片、变粒岩等，与围岩中的造岩矿物相似，在全区变质岩中广泛分布。同一层中矿石成分较稳定，矿石的品位较均匀而稳定，矿区内，没有与成矿同期或更早一些的岩浆活动的派生产物。原始性组合为含碳质泥质粉砂岩（碳质粘土岩）、含碳质泥灰岩、含碳质碳酸盐岩等。

上述特征充分表明，该矿床为一套有连续相序的浅海陆源碎屑—泥灰质—碳酸盐含碳质沉积建造。由于后期岩浆的侵入引起围岩温度增高，有以钾化、硅化为主的混合岩化作用，致使石墨晶片随脉石矿物颗粒增大过程中，亦再增大，并进一步聚集，而形成本区片岩型晶质石墨矿为主的石墨矿体。综上所述，本区石墨矿成因为区域变质矿床[3-5]。

8.2 找矿标志

成因为沉积区域变质型石墨矿，形成于华力西期。主要找矿标志有：

（1）地层：正常浅海沉积的古老变质岩系。一整套有连续相序的陆源碎屑—泥灰质—碳酸盐岩含碳质沉积建造地层。

（2）早石炭世侵入岩侵入古元古界宝音图岩群一岩组变质岩的内接触带附近。

（3）岩性：石墨化石英片岩、石墨化二云石英片、石墨化变粒岩夹杂出现，并有以钾化、硅化为主的轻微混合岩化地带。

（4）物探测量：由于石墨矿具有较为特殊的性能，其电阻率较低而视极化率较高，所以用自然电法和激发电法两种物探方法找矿效果明显。由于测区内石墨矿体形态成层状，矿区构造较简单，基岩露头好，可以利用电阻率参数和视极化率参数来圈定石墨矿化带和石墨富集区，对发现矿体的上界面反应较为清晰。所以物探激电测量的低电阻率、高视极化率显示结果是该区寻找该区石墨矿的重要标志。