武夷山地區大金山組地層的石墨成礦條件探究

摘 要：天然石墨在工業上可分為鱗片石墨、結晶石墨和無定形石墨，其礦床的成礦類型主要有區域變質型、接觸變質型、巖漿熱液型三種。實踐表明，石墨礦的找礦標志有地層標志、巖性標志和電法異常區三類。大金山組地層擁有優越的石墨礦床成礦潛力，這是因為該原巖為淺海相沉積巖的地層可提供成礦物質，巖漿活動和變質作用導致了石墨礦的富集，而變質巖的片理構成了石墨的儲存空間。

關鍵詞：大金山組 石墨 礦床 成礦條件

中圖分類號：P57文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0085-01

石墨被廣泛運用于化工、冶金、機械、電子、輕工、航空等現代工業，這導致世界各國都開始越發予以了石墨資源的高度重視。然而，石墨資源是我國的優勢礦產之一，其礦石種類齊全、儲量大、質量好且分布廣泛。根據《國土資源2010年全國礦產資源儲量通報》報道[1]，我國目前累計探明的晶質石墨礦物基礎儲量為5400多萬t，資源量13000多萬t，保有資源儲量（礦物量）18000多萬t。隨著科技的進步，耐火材料（如制作坩堝、鋼錠保護劑及冶金爐內襯等）、導電材料（如電刷、電極、碳管、碳棒等）以及潤滑材料等對石墨的需求量將越來越大，因此有必要加強我國石墨礦床的研究以尋找后備資源。基于此，該研究總結了石墨礦床的特征[1-3]并進一步探討了我國武夷山地區的大金山組石墨的成礦條件，旨在為未來的石墨找礦工作提供依據。

1 石墨及石墨礦床

1.1 天然石墨的分類

天然石墨為形態不同的碳素的結晶體，其結晶形態的差異決定了石墨的工藝特性、用途和工業價值。目前，天然石墨在工業上可分為如下三種[1]：

（1）結晶石墨，這類石墨也被稱為致密結晶狀石墨、脈層石墨或塊狀石墨，其晶體可以分為葉片狀與針狀兩種。

（2）鱗片石墨，它是在高強度的壓力下變質而成的。這類世界石墨產量最適合制作坩堝。因此，大多數的鱗片石墨均被用于制作坩堝。

（3）無定形石墨，這類石墨也被稱為隱晶石墨、非晶石墨或土狀石墨。該石墨主要為隱晶質的集合體，可以由煤炭轉變而成。

在我國目前已經發現的晶質石墨礦床以區域變質型為主，接觸變質和巖漿熱液型次之。

1.2 石墨礦床及找礦標志

找礦實踐表明，我國石墨礦在古老變質地層中廣泛發育并以區域變質型礦床為主[1，3]，而中生代形成的石墨礦則以接觸變質型和巖漿熱液型為主[1-2]：

（1）區域變質型，該類型石墨礦床主要為以晶質石墨礦床，它多產于中-高級變質巖系中。這類礦床的成礦時代為晚太古代-早寒武世，其中以新元古代最為重要。

（2）接觸變質型，該類型石墨礦床以隱晶質石墨礦床為主，多產于煤系地層中并以中生代為主要成礦時代。

（3）巖漿熱液型，該類型石墨礦床中的晶質石墨礦床并不多見，多產于花崗巖的接觸帶上，同樣以中生代為主要成礦時代。

前人研究表明[1]，石墨礦床的找礦標志包括：地層標志，即新太古代到早寒武世的角閃巖相、麻粒巖相地層；巖性標志，各類含石墨的麻粒巖、片麻巖、片巖和變粒巖等；電法異常，即石墨良好的導電性常常形成低阻高極化異常。

2 大金山組地質特征

元古界麻源群大金山組在武夷山地區廣泛發育，它是沉積變質型晶質石墨礦的含礦層位。巖性組合主要為（石墨）變粒巖、（石墨）片巖夾斜長角閃（片）巖，而巖石以含硅線石、晶質石墨為特征的低綠片巖相—低角閃巖相變質巖，屬硅線石型石墨—斜長角閃巖—變粒巖（云母片巖）變質建造。這些特征反映原巖建造為基性火山巖-含有機質泥砂質碎屑巖，該巖性組的中、上部中所夾的石墨含礦層主要賦存于石墨變粒巖、石墨云母石英片巖層中。區內震旦系及前震旦系地層經歷了多次的區域動力熱流變質作用，變質相為低綠片巖相-高角閃巖相。在變粒巖、片巖類層位局部聚集形成石墨礦。隨著構造加壓與地熱遞增，大金山組地層均遭受不同程度的混合巖化作用，局部混合巖化作用強烈地段形成混合花崗巖。區內已知的石墨礦床、礦點空間上均與混合巖化作用緊密伴生，這是因為混合巖化作用使區內石墨礦晶片增大且進一步富集。

3 大金山組石墨成礦條件

實地考察表明，大金山組石墨礦床形成的條件主要有：

（1）淺海相沉積巖可提供成礦物質。元古宙麻源群大金山組含礦地層為一套變質巖，原巖沉積環境較為平靜得到了富含鈣鎂質的淺海泥砂沉積建造的證實。平靜的淺海相沉積環境具有良好的生物生存條件，為石墨礦的成礦提供了豐富的碳質來源。

（2）變質巖的片理構成了石墨的儲存空間。區內元古宙麻源群大金山組變質巖的原巖為一套富含有機質的淺海相碎屑巖，該巖石在區域變質過程中形成了片巖類、變粒巖等。這些變質巖的層間片理極為發育，這為前期變質及后期改造過程中石墨礦物的結晶及富集提供了良好的空間。

（3）巖漿活動和變質作用導致了石墨礦的富集。區內前震旦系基底地層受區域熱動力變質作用影響，早期形成的一套富含有機質的淺海泥砂沉積建造地層發生變質，使地層中的有機碳富集形成鱗片狀晶質石墨。區內后期多期次的巖漿活動及混合巖化作用，使區內石墨礦晶片增大且進一步富集成大鱗片石墨。

4 結語

石墨的產品廣泛用工業部門。隨著應用領域的拓寬，國內外市場對石墨的需求不斷穩步增長，而石墨礦資源對于我國經濟發展的貢獻也日益明顯。我國前寒武紀及地層廣泛發育，擁有巨大的石墨找礦前景。充分重視已有石墨礦的地質特征研究，這對未來的石墨找礦工作具有重要意義。

參考文獻

[1]王家昌，張家英，朱艷.我國石墨成礦特征及找礦標志[J].中國非金屬礦工業導刊，2013（3）：49-51.

[2]于吉林，邱冬生.河南省石墨成礦地質特征及遠景預測[J].中國非金屬礦工業導刊，2012（4）：60-62.

[3]趙然然，宋守永.黑龍江省石墨礦成礦條件探究[J].產業與科技論壇，2013，12（6）：64-65.