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甘肃省晶质石墨矿地质特征及成矿带初步划分

来源: 地勘院
发布时间:2018-10-16
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  摘 要:甘肃省晶质石墨矿主要分布在古陆块边缘或蛇绿混杂岩带附近。石墨成矿有古元古代和中元古代两个成矿时代,其中古元古代较为重要。矿床均属区域变质成因,矿石类型主要有片麻岩型、大理岩型两种,其中片麻岩型质量较好。初步划分出四条成矿带,片麻岩型、大理岩型成矿带各两条,其中片麻岩型成矿带较为重要,是今后找矿工作的重点区域。

  关键词:晶质石墨矿矿;地质特征;成矿带划分

  甘肃省晶质石墨矿分布广泛,但地质勘查工作滞后,勘查程度低,开发利用的矿床少。目前,仅民勤县唐家鄂博山一处石墨矿进行了勘探工作并开发利用,其他矿点的地质工作仅为调查阶段。晶质石墨具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能,其应用领域十分广泛,更是国家重要的非金属矿产资源。大鳞片石墨做为一种战略资源,一些西方发达国家对其进行战略储备。近年来兴起的石墨烯更是一种 “超级材料”,是最薄也是最坚硬的纳米材料,硬度超过钻石。在室温下传递电子的速度比已知导体都快,可用来制造透明触控屏幕、光板,甚至太阳能电池。导热系数高于碳纳米管和金刚石,而电阻率比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。晶质石墨广泛的应用领域必将带动石墨矿的勘查和开发,晶质石墨矿地质特征的研究和成矿带的划分对石墨找矿和勘查具有很好的指导作用。

  1 成矿地质构造背景

  甘肃省目前发现的晶质石墨矿(床)点共13处区,主要分布在天水花庙一带(3处)、民勤唐家鄂博山一带(3处)、临泽西小口子(1处)、瓜州大山头一带(3处)、肃北鹰咀山一带(2处)、肃北拉排沟(1处)等六个区域(见图1)。

  晶质石墨矿一般位于古陆块的边缘,如肃北鹰咀山一带石墨矿位于敦煌陆块的南缘,瓜州大山头一带石墨矿位于敦煌陆块的北缘;民勤唐家鄂博山一带石墨矿和临泽西小口子石墨矿位于阿拉善陆块的南缘一带,共计有9处矿(床)点。另外还分布于秦祁昆造山系的蛇绿混杂岩带附近或其中,如天水花庙一带石墨矿位于商丹蛇绿混杂岩带的北缘附近,肃北拉排沟石墨矿位于党河南山-拉脊山蛇绿混杂岩带中。成矿环境为岛弧或活动大陆边缘。

  图1    甘肃省晶质石墨分布图

    2 含矿岩石建造和成矿时代

  天水花庙一带石墨矿成矿时代为古元石代,赋存在秦岭岩群富铝片麻岩组(Pt1Qnpgn)中,为一套受区域低温动力热流变质作用形成的低角闪岩相富铝片麻岩建造,岩性主要为黑云母斜长片麻岩夹白云石大理岩、含石墨大理岩,及斜长角闪岩。中-厚层灰色大理岩矿化较好,石墨矿层与大理岩层理一致,与岩体接触处石墨晶体较粗大。显示出岩浆活动对石墨晶体的生长有叠加促进作用。

  民勤唐家鄂博山一带石墨矿成矿时代为古元石代,赋存在龙首山岩群 (Ar3-Pt1L)中,为一套受区域动力热流变质作用形成的黑云变粒岩—斜长角闪岩建造,岩性主要为云母石英片岩,斜长角闪岩,石榴斜长片麻岩、石榴二云石英片岩。

  临泽西小口子石墨矿成矿时代为中元石代,赋存在蓟县系墩子沟群二岩组(JxD2)大理岩中,为一套受区域低温热流变质作用形成的黑云变粒岩-云母石英片岩建造,岩性主要为黑云母变粒岩、白云母变粒岩、夹二云母石英片岩、含石墨大理岩等。岩石中普遍含碳较高,多期变质作用叠加影响较明显。

  瓜州大山头一带石墨矿成矿时代为中元石代,赋存在蓟县系平头山组(Jx2p)中,为一套受区域低温变质作用形成的白云岩、白云质大理岩建造,岩性主要为薄层结晶灰岩、蛇纹石化大理岩、千枚岩、炭质板岩、硅质板岩、变质长石砂岩等。

  肃北鹰咀山一带石墨矿成矿时代为古元石代,赋矿层位为新太古代-古元古代敦煌岩群二、三岩段(Ar3-Pt1D2、 Ar3-Pt1D3),为一套区域动力热流变质作用形成的低角闪岩相斜长角闪岩-黑云斜长变粒岩建造,岩性主要为斜长角闪岩、片麻岩夹伟晶岩和石英岩、大理岩夹石英岩等。

  肃北拉排沟石墨矿成矿时代为古元石代,赋存在北大河岩群二岩组 (Pt1B2)中,为一套受区域动力热流变质作用形成的二云母片岩(变粒岩)-变基性岩建造,岩性主要为二云石英片岩、二云片岩夹斜长角闪岩、含石墨大理岩。

  可见,甘肃省目前发现的晶质石墨矿的成矿时代有两期,第一期为古元古代,是最主要的成矿期,共有9处石墨矿(床)点形成于该时期;第二期为中元古代,这一时期形成的石墨矿点共有4处。

  3 矿体特征与矿石质量

  矿化带受沉积变质作用控制,层位稳定。矿体形态呈层状、似层状和透镜状。矿石类型主要为含石墨大理岩、含石墨斜长片麻岩,次为含石墨二云石英片岩。

  产于片麻岩中的矿体规一般较大,矿体长220-4200米,厚度11-100米,矿石主要为鳞片粒状变晶结构,片麻状构造和片状构造。固定碳含量平均3-10%。石墨片度:<100 目的占20-90%,100-80目的占10-30%,80-50目的占0-50%,>50目的占0-10%,总体上片度较大,属易选矿石。

  产于大理岩中的矿体相较产于片麻岩中的规模要小,矿体长100-2000米,厚度5-100米,矿石主要为鳞片粒状变晶结构,浸染状构造和条带状构造。固定碳含量平均2.5-4.5%,品位变化较大。石墨鳞片一般较大,多在0.5-2mm之间,属易选矿石。

  甘肃省晶质石墨矿床成因均为区域变质类型,属低绿片岩相-低角闪岩相,在后期岩浆活动强烈的地区,明显显示出岩浆活动对石墨晶体的生长有叠加促进作用,往往石墨片度相对较大。

  4 成矿带初步划分

  依据成矿的地质构造背景、含矿岩石建造和成矿时代,并结合赋矿地层的含矿性及分布特征,初步将甘肃省晶质石墨矿划分为四个成矿带(见图2):

  ② 天水利桥-麦积山大理岩型石墨成矿带;

  ②民勤红沙梁-八浪井山片麻岩型石墨成矿带;

  ③肃北鹰咀山一带片麻岩型石墨成矿带;

     ④瓜州大山头-狼山口大理岩型石墨成矿带。

  图2   甘肃省晶质石墨成矿带分布图

  上述成矿带中,肃北鹰咀山一带片麻岩型石墨成矿带和民勤红沙梁-八浪井山片麻岩型石墨成矿带较为重要。其中位于红沙梁-八浪井山片麻岩型石墨成矿带上的唐家鄂博山晶质石墨矿目前下在开发利用,选矿采用浮选工艺,精矿l品位95%以上,精矿2品位88%以上,总回收率84%,矿石加工技术性能良好。肃北鹰咀山一带石墨矿的质量与唐家鄂博山石墨矿相似,这两条成矿带是今后找矿工作的重点区域。

  5 结论

  甘肃省晶质石墨矿主要分布在古陆块边缘或蛇绿混杂岩带附近。石墨成矿有古元古代和中元古代两个成矿时代,其中古元古代较为重要。矿床均属区域变质成因,矿石类型主要有片麻岩型、大理岩型两种,其中片麻岩型质量较好。初步划分出四条成矿带,片麻岩型、大理岩型成矿带各两条,其中片麻岩型成矿带较为重要。

  甘肃省晶质石墨资源丰富、分布广泛,成矿条件优越,但勘查工作滞后,工作程度很低,在现有成矿带上找矿的潜力很大。

  参考文献

  [1]李超,王登红,赵红,等.中国石墨矿床成矿规律概要.矿床地质,2015.34(6):1223—1236.

  [2]左国朝,刘义科,刘春燕.甘新蒙北山地区构造格局及演化.甘肃地质学报,2003.12(1):1—14.