石墨矿成矿地质规律及成矿模型研究--以攀枝花地区为例

谢亚超 杨筱寒

（1湖北冶金地质研究所（中南冶金地质研究所），湖北宜昌 443003；2湖北省地质局第七地质大队，湖北宜昌 443100）

当前在冶金、航天、航空、新能源汽车以及机械领域中普遍应用了石墨这一材料，可以说作为我国关键的非金属矿产资源，石墨材料为我国高新技术的发展做出了突出的贡献。近年来我国在攀枝花地区发现了数量众多的晶质石墨矿，根据相关资料显示，2020 年底攀枝花地区的晶质石墨矿在四川省石墨矿总资源中的占比达到了77%，在全国范围内的占比也高达15%。

1 攀枝花地区跨区地质特点

1.1 地层

攀枝花地区矿区出露地层主要包含了灯影组（Z2d）、古元古界康定岩群咱里岩组（Pt1Zl）、震旦系上统观音崖组（Z2g）以及第四系残破积物。

1.2 构造

攀枝花地区的主要构造以褶皱与断裂地形为主，可划分成南北烂堡田断层（F1）、同德复式背斜以及北西向断层（F3）。其中所存在的石墨矿体主要分布于同德复式背斜周边，其核心部位由于受到天气、环境因素的侵蚀而无法探明，可以说攀枝花地区同德复式背斜的具体情况直接决定着石墨岩的具体分布情况以及实际形态特点。

1.3 岩浆岩

攀枝花地区内的岩浆岩主要是以超单元同德中粗辉长闪长岩（Pt1Tνδ）为主。

1.4 变质作用

攀枝花地区内的变质作用可以划分成叠加动力混合岩化作用以及区域变质作用，其中的古元古界康定岩群咱里岩组角闪斜长片麻岩主要是因为火山-沉积岩以及火山岩经过变质作用而出现。在晋宁期，地幔上涌导致盖层不断膨胀，直至破裂为基础性重熔岩浆[1]。在构造运动不断深化的背景下，加之受到物理化学作用与区域动力作用的影响，地表周边出现了数量众多的混合岩结合原岩侵入体，整体呈现出北北西-南北向局面。当构造运动作用持续下降的背景下，重熔作用会逐渐过渡至酸性岩浆，产生不同规模的更长花岗岩侵入体，并同时出现混染与同化情况。攀枝花地区的变质岩虽然有着不同时期的多相变化，但其成因还是和晋宁期地幔活动以及相应的构造作用有着直接的联系，整体体现出和侵入岩体相同的继承性以及同源性。

1.5 地球物理特征

根据相关人员的实践情况能够得知，在攀枝花地区采取自然电场法对地测量了电位梯度以及激电中梯坡面，同时辅以一系列音频大地电磁测深工作，获得了石墨矿、变质长石石英砂岩、斜长片麻岩的电性参数。从中可以看出石墨矿体现出“极低阻高极化”的特征，且会出现相对较强的自然电场。相比之下其余岩类则具备“中高阻低极化”的特征。因此这两种方式能够作为探寻石墨矿的主要方式，但相比之下如若要在有着较厚地表覆盖层或者石墨矿埋藏深度较高的地区进行找矿工作，那么自然电场法测量所得出的电位梯度不如激电中梯坡面所获得的结果那般明显，而音频大地电磁测深工作则能够给相关技术人员在深入部位进行找矿提供扎实的科学依据。

2 矿床地质特点

2.1 矿体特点

攀枝花地区内的石墨矿大都在古元古界康定岩群咱里岩组（Pt1zl）之中储存，赋矿岩石主要包含了角闪斜长片麻岩、斜长片麻岩以及白云母石英片岩。当前已经发现了7 个矿体，都分布在工作区中部，呈现出北东向南西的走向，产状和含矿岩系相同，矿体的长度在480至1570m这一范围之内，平均厚度约为10.61m，平均品位为9.12%[2]。

2.2 矿石质量

攀枝花地区主要有二云母斜长片麻岩以及白云母石英片岩是含矿岩石，主要体现为鳞片变晶结构，石墨鳞片的直径在9 至1193μm 范围之内，以20 至600μm 内为最佳直径。矿石的构造主要是以片状或片麻状为主，包含了5%至20%的石墨，30%至35%的石英、9%的黑云母、30%至35%的斜长石、10%至15%的白云母，偶尔会出现金红石以及其余矿物。

2.3 矿石类型

攀枝花地区的石墨矿石呈现出条纹状的自然类型，而通过加工之后，就会呈现出鳞片变晶结构，是一种晶质石墨矿工业矿石。

2.4 围岩及夹石

区内矿（化）体顶底板围岩以二云母斜长片麻岩、变质长石石英砂岩为主，无明显蚀变。经过前期在区内开展地质工作，局部矿体均见夹石，呈透镜状产出，岩石主要为含石墨二云斜长片麻岩。

3 攀枝花地区石墨矿成矿规律

3.1 成矿模式

攀枝花地区的石墨矿主要包含了以下几个成矿阶段：一是浅海相沉积阶段。含碳质黏土质细碎屑物会经过太古界古陆风化效果而出现在海底，海水会对其进行一系列的沉积而成为成碳质粘土质粉砂-细砂岩，沉积时限大约在24 至29 亿年这一范围之内;二是区域变质阶段。在受到随着中条期低压相系区域叠加动力变质的作用后，含碳的部分会变质为碳质片麻岩、石墨片麻岩、碳质片岩以及石墨片岩等，变质的时限大约在17至19亿年这一范围之内;三是混合岩化作用阶段。一般表现于康滇基地断隆带，让古元古界康定岩群部分地层出现了重熔现象，熔浆不断上升，进而在周边产生同德辉长闪长岩，而中心部分则产生高家村单元中粗粒橄榄辉长岩，时限超过了17亿年。因为这一阶段的混合岩化作用及变质作用较为明显，会让石墨鳞片的长度不断上升，形成具工业利用的晶质石墨矿床，含石墨地层多被重熔，仅部分成为混合花岗岩的“残留体”或在混合花岗岩的外接触带。

3.2 成矿地质条件

一是矿床必须要出现在古元古界康定岩群咱里岩组变质岩层内，位于同德复式背斜两翼，烂堡田断层东侧。

二是含矿母岩一般是含炭二云母斜长片麻岩、含炭角闪斜长片麻岩、含炭白云母石英片岩，并且要和石墨矿有着相同的片麻状、条带状以及片状构造。

三是矿岩层直接决定着矿体的具体空间分布，产状和含矿岩层相同[3]。

3.3 找矿标志

一是地层时代标志：该区石墨矿产于古元古界康定岩群咱里岩组变质岩层中。

二是岩体标志：晋宁期同德中粗粒辉长闪长岩在古老基底变质岩中出现，与区内石墨矿的形成具有一定的联系，属于间接的找矿标志。

三是矿物及岩性标志：石墨矿物具有色黑、染手，条痕色为钢灰色，是直接的找矿标志；赋矿岩石为二云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、白云母石英片岩，属于寻找石墨矿体的岩性标志。

3.4 找矿潜力

一是攀枝花地区石墨矿和中坝石墨矿在成矿规律、成矿特征等方面相对较为类似，这表明该地区的成矿地质背景较为优越。

二是攀枝花地区同德复式背斜北西部，晋宁期攀枝花超单元同德中粗粒辉长闪长岩大面积侵位，属于一个较为优越的成矿区位，在后续地质勘察中可能会出现全新的石墨矿体。

三是攀枝花地区的石墨矿体厚度主要体现呈北东部小于南西部的特征，品位总体表现为由南西部向北东部有变富的趋势；区内中部第四系覆盖较厚，在继续开展地质工作的基础上，结合音频大地电磁测深，有望在南西部发现厚大、北东部发现高品位矿体以及中部发现隐伏矿体。

4 结语

综上所述，攀枝花地区有着丰富的石墨矿资源，要想完成对该地区石墨矿资源的全面利用，应当明确石墨矿具体成矿规律，结合当地实际情况选择合理的地质勘察方式，这样才能够充分发挥该地区的找矿潜力。