內蒙古達茂旗查干文都日區石墨礦地質特征及開發經濟意義

周樹亮，王云佩，張 旭，高原冰，王高峰，蔣秀程，喻海洋，趙際新

1.吉林省有色金屬地質勘查局六○七隊，吉林 吉林市 132105；2.吉林省有色金屬地質勘查局六○四隊，吉林 吉林市 132105

內蒙古達茂旗查干文都日區石墨礦地質特征及開發經濟意義

周樹亮1，王云佩2，張 旭1，高原冰1，王高峰1，蔣秀程1，喻海洋1，趙際新1

1.吉林省有色金屬地質勘查局六○七隊，吉林 吉林市 132105；2.吉林省有色金屬地質勘查局六○四隊，吉林 吉林市 132105

查干文都日石墨礦為賦存于中元古界白云鄂博群尖山組一段（Chj1）含石墨變質巖系地層中的沉積變質型礦床，嚴格受地層層位控制，含礦巖性為粉砂質炭質板巖，經歷多期區域變質作用形成。該文對礦床的構造背景、礦床地質特征進行了闡述，對石墨礦床開發進行了初步探討。

開發經濟意義；地質特征；石墨礦床；查干文都日；達茂旗；內蒙古

0 引言

該項目是本隊視承擔的市場項目，委托單位是內蒙古有色地質礦業有限公司，從2010年發現石墨礦至提交詳查報告，歷時3年。提交晶質石墨礦物量近千萬噸。勘查區地處陰山山系、大青山山脈北部達爾罕茂明安聯合旗草原。

1 區域地質背景

本區大地構造位置處于華北地臺北緣（Ⅰ級）狼山—白云鄂博臺緣坳陷（Ⅱ級）東段，白云鄂博褶斷束（Ⅲ級）西部，即白云鄂博鐵、稀土、金成礦帶上。見圖1。

古生代地層區劃屬華北地塊陰山北部邊緣陰山地層分區大青山地層小區，出露地層主要有下元古界色爾騰山巖群、中—上元古界白云鄂博群、古生界蘇吉組；中新生代地層區劃屬大興安嶺—燕山地層分區，出露地層有下白堊系固陽組、上白堊統二連組；新近系中新統漢諾壩組及第四系。

區域構造以白云鄂博復背斜構造為主，主體展布近東西向，沿東西向發育多條南傾逆斷層。

區域處在白云鄂博構造巖漿巖區，包括那仁達花亞帶、查干陶勒蓋亞帶及達爾扎三個亞帶。巖

漿活動較為頻繁，以加里東期至華力西晚期出露為主，且以中酸性侵入巖為主。

圖 1 區域構造及成礦區帶劃分示意圖Fig. 1 Dividing diagramof regional tectonic and metallogenic zone

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區地層出露有中新元古界白云鄂博群，中生界白堊系和新生界新近系及第四系。

2.1.1 中新元古界白云鄂博群[1]

主要有都拉哈拉組（Chd）、尖山組（Chj）地層。石墨礦賦存于尖山組一段（Chj1）地層中。

一段地層（Chj1）：為深灰色（粉砂質）絹云母板巖、變質微粒長石石英砂巖、變質中細粒石英砂巖、絹云母板巖、灰黑色粉砂質碳質板巖夾微粒石英砂巖透鏡體等。為本區石墨礦含礦地層。巖石抗風化能力差，表現為負地形。與下伏都拉哈拉組二段呈整合接觸。地層厚度＞258 m。深灰色（粉砂質）絹云母板巖：巖石呈灰黑色，鱗片粒狀變晶結構，板狀構造，礦物成分有絹云母約占18%、石墨15%、斜長石40%、石英25%等。

2.1.2 新生界地層有新近系和第四系地層

新近系漢諾壩組（N1h）分布于勘查區北部，巖性為灰黑色致密塊狀玄武巖。與下伏各地層、巖體均呈不整合接觸。厚度30 m。

第四系全新統（Qhal）洪（沖、風）積物主要分布在河谷及其兩側，以及低緩山包周圍，厚度8 m。

2.2 構造

礦區構造活動較少，僅在礦區東北角阿拉格一帶分布一條斷裂構造，走向340°，傾向NE，傾角45°，長約2 500 m。表現為北北西向展布擠壓破碎帶，沿走向巖石破碎，層面有擦痕，地貌上呈陡坎。上盤為哈拉霍疙特組一段，下盤為都拉哈拉組一段。對石墨礦床未見明顯破壞作用。

2.3 巖漿巖

大面積出露于礦區南部，為燕山期，多呈較大巖基、巖株、巖枝產出。主要巖性為中細粒似斑狀黑云母二長花崗巖、中粒二長花崗巖、中細粒黑云母石英閃長巖。

脈巖有輝綠（玢）巖脈、閃長（玢）巖脈、花崗巖脈、花崗斑巖脈、細晶巖脈、偉晶巖脈、石英脈等。

巖漿巖為礦床的形成提供了熱量，有利于晶質石墨礦床的形成和賦存。

3 礦體（層）特征［2］

礦體賦存于尖山組一段（Chj1）地層含石墨粉砂質絹云母板巖中。總體呈層狀、似層狀近南北向展布，詳查區控制主礦帶2條，礦體5條（表1），1號帶3條石墨礦體，編號Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號

石墨礦，控制礦體長1 200～2 300 m，厚度25.38～41.15 m，厚度變化系數79.94%～99.73%，控制礦體傾向延伸318.64～354.84 m。礦體平均品位（固定碳質量分數）5.21%～6.55%，品位變化系數34.68%～51.51%。礦體產狀與地層產狀一致，走向287°～343°，兩端略向西偏轉，傾向NE，傾角55°～64°；2號帶控制2條石墨礦體，編號Ⅳ號、Ⅴ號石墨礦。控制礦體長400～800 m，厚度33.44～35.38 m，厚度變化系數87.64%～90.34%，控制礦體傾向延伸174.16～179.88 m。礦體平均品位（固定碳質量分數）4.76%～5.27%，品位變化系數35.64%～40.54%。礦體產狀與地層產狀一致，走向340°，傾向NE，傾角56°～61°。Ⅰ號石墨礦體走向最長2 300 m，Ⅱ號石墨礦體傾向延伸最深354.84 m。

圖 2 查干文都日石墨礦區地質略圖Fig.2 Geological sketch of Chagan-Wenduri graphite mining area

表 1 礦體特征一覽表Table 1 Characteristics of ore bodies

Ⅰ號石墨礦：呈厚層狀，由38個鉆孔和5條探槽控制，礦體控制長2 300 m，礦體兩端略向西偏轉，走向在312°～15°，平均287°，傾向

NE，傾角一般在40°～69°，平均55°。真厚度0.47～169.60 m，平均41.15 m，厚度變化系數99.73%。控制傾斜延伸30.78～513.33 m。固定碳品位2.53%～12.66%，平均品位5.21%，品位變化系數34.68%。

Ⅱ號石墨礦：呈厚層狀，由35個鉆孔和3條探槽控制，礦體控制長2 000 m，礦體兩端略向西偏轉，走向在320°～15°，平均在343°，傾向NE，傾角一般在46°～81°，平均在60°。真厚度1.71～65.36 m，平均在28.00 m，厚度變化系數80.93%。控制傾斜延伸160.57～571.64 m。固定碳品位2.54%～24.34%，平均品位5.97%，品位變化系數51.51%。

礦體頂板圍巖為黑云母花崗巖；底板圍巖為變質長英質粉砂巖；夾層與夾石巖性較單一，多數為粉砂質絹云母板巖，少見有花崗巖等；覆蓋層主要為沖洪積物（Qhal），層厚平均在3m以上。

4 礦石質量

4.1 礦石結構、構造

勘查區礦石主要為含石墨粉砂質絹云母板巖及含石墨紅柱石粉砂質絹云母板巖，分別介紹如下：含石墨粉砂質絹云母板巖：巖石呈灰黑色，（顯微）鱗（葉）片粒狀變晶結構，以稀疏—星散浸染狀、薄板狀構造為主。

含石墨紅柱石粉砂質絹云母板巖：巖石呈灰黑色夾灰白色斑點，（顯微）鱗（葉）片粒狀變晶結構，以稀疏—星散浸染狀、薄板狀構造為主。

4.2 礦石礦物組分

含石墨粉砂質絹云母板巖：礦石礦物為石墨，脈石礦物：絹云母、石英、少量黑云母、黃鐵礦、金紅石等。石英：顯微變晶粒狀、不規則狀，趨于定向排列，粒度＜0.05 mm，質量分數28%～30%。絹云母：呈鱗片狀－葉片狀或顯微鱗片狀集合體定向分布，其內部富含碳質包體（石墨），片徑＜0.1 mm。質量分數57%～60%。石墨：黑色，反射光淺棕灰色，葉片狀、鱗片狀，總體呈稀疏—散浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構成的脈石基底中，粒徑多在10～1 μm，質量分數5%～10%。

含石墨紅柱石粉砂質絹云母板巖：礦石礦物為石墨，脈石礦物：紅柱石、絹云母、石英、少量黑云母、黃鐵礦、金紅石等。石英：顯微變晶粒狀、不規則狀，趨于定向排列，粒度＜0.05 mm，質量分數28%～30%。絹云母：呈鱗片狀—葉片狀或顯微鱗片狀集合體定向分布，其內部富含碳質包體（石墨），片徑＜0.1 mm。質量分數60%～60%。石墨：黑色，反射光淺棕灰色，葉片狀、鱗片狀，總體呈稀疏－散浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構成的脈石基底中，粒徑多在10～1μm，質量分數5%～10%。紅柱石：柱狀晶體，粒度在0.5～1.0 mm，晶體均蝕變為絹云母，并被鱗片狀絹云母的集合體所取代，僅保留其柱狀或立方體晶形，晶體均呈方向性沿板狀劈理的方向分布，質量分數5%。

4.3 礦石的化學成分

由基本分析和組合分析結果表明，礦石主要化學成分：CGD、SiO2、Al2O3、 Fe2O3、S、 MgO、CaO等（表2），其它稀有、分散元素質量分數甚微，不具有工業價值。

4.4 石墨礦物片度

從石墨片度測定結果看：石墨呈細小的葉片狀，常呈稠密浸染狀—稀疏浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構成的脈石基底中，與絹云母的關系相對較為密切，定向排列的特征較為明顯，部分可聚合形成束狀或不規則狀集合體，經過光片鑒定統計，樣品中片寬大于20.0 μm部分的石墨約占5.66%、介于20.0～10.0 μm之間則占11.23%，介于10.0～1.0 μm之間則占81.59%，小于1.0 μm的約占1.52%。

4.5 共（伴）生礦產綜合評價

表 2 石墨礦礦石組合分析樣品結果統計表Table 2 Statistics of graphite ore composition sample analysis result %

依據石墨礦區礦石的光譜全分析、組合分析及

薄片鑒定結果可知，礦石有用組分為固定碳，未見其它可供綜合回收利用的共、伴生有益組分。

圖 2 微細的葉片狀石墨Fig. 2 Fine lamellar graphite

4.6 礦石類型及加工技術性能

勘查區石墨礦礦石自然類型：主要為含石墨粉砂質絹云母板巖，其次為含石墨紅柱石粉砂質絹云母板巖。工業類型屬晶質（鱗片狀）石墨礦石，礦石按風化程度可分為風化礦石和原生礦石。依據地表、鉆孔的地質觀察，礦區內氧化帶深度一般均小于10 m，氧化礦層礦石量在總礦石量中所占比例小。

通過對該礦石的選礦試驗[3]發現，礦石中石墨晶體較細。通過條件試驗和多次開路探索試驗，在原礦固定碳質量分數5.06%的情況下，經一次粗選、兩次掃選、五次再磨六次精選的閉路工藝流程，獲得石墨精礦固定碳質量分數90.95%，固定碳回收率80.17%的技術指標（表3）和良好的石墨精礦（表4），試驗獲得了理想的技術指標。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

表 3 石墨礦選礦試驗結果表Table 3 Test result of graphite ore dressing %

表 4 石墨精礦化學全分析結果表Table 4 Chemical full analysis result of graphite concentrates

石墨礦層呈層狀、似層狀產出，分布在一定的層位中，延長穩定，與圍巖產狀一致，具有層狀原生沉積特征；礦體產出受一定層位控制，與黑色含炭質板巖關系密切，原巖沉積是一套富鋁粘土沉積；石墨呈鱗片狀均勻地分布于礦石之中，品位穩

定；原巖中成礦物質在區域變質作用下，有機質處于相對封閉的還原環境中，首先分解為CO2，在一定空間內富集，隨溫度的下降，還原結晶形成石墨鱗片。后期區域作用，使原巖有機質進一步分解、聚集，使石墨鱗片重結晶，質量分數逐漸加大，而形成有工業意義的礦床。

初步認為本區石墨礦的形成是區域變質作用生成，屬區域變質型晶質石墨礦床。

5.2 找礦標志

（1）中新元古界白云鄂博群尖山組一段（Chj1）地層分布區可做為區域找礦標志；

（2）含石墨粉砂質絹云母板巖、含石墨紅柱石粉砂質絹云母板巖可做為直接找礦標志；

（3）石墨導電性良好，石墨礦體是低阻高極化體，通過電法測量，低阻高極化異常為石墨礦，該區一般4.5%為引起的，可做為間接找礦標志。

6 資源/儲量

本目前獲得控制的經濟基礎儲量（122b）礦石量9 267萬噸，石墨礦物量519.80萬噸，固定碳平均品位5.61%，推斷的內蘊經濟資源量（333）礦石量5 762萬噸，石墨礦物量289.06萬噸，固定碳平均品位5.02%，（122b+333）資源/儲量礦石量15 028萬噸，石墨礦物量808.87萬噸，固定碳平均品位5.38%，其中（122b）級礦石量占總資源/儲量61.67%。

另外，該礦床外圍區域還有廢棄的民采場，調研時為石墨礦體，預測有一定的石墨資源量。

7 礦床開發經濟意義

7.1 礦產資源形勢分析

石墨是是一種特殊的非金屬材料，但有金屬的優良性能，具有涂敷性、潤滑性、耐高溫、耐腐蝕、耐酸堿、可塑性、導熱性、導電性、化學性質穩定性及在高溫下所具有的特殊的抗熱性能。是已知最耐高溫的輕質礦物之一。

石墨是軍工、航天材料與環境保護、防輻射材料及現在工業不可缺少的重要戰略資源，國際上業內人士預言“20世紀是硅的世紀，21世紀是碳的世紀”。

我國石墨資源豐富，據國土資源統計資料，截止20年底，我國石墨礦資源/儲量萬噸，占世界總量的%。其中晶質石墨礦資源/儲量萬噸基中基礎儲量萬噸；隱晶質石墨礦資源/儲量萬噸，基礎儲量萬噸。

隨著世界經濟的復蘇和我國經濟的迅猛發展，對石墨的需求也將迅速增加。晶質石墨礦富礦已嚴重不足，本礦的發現和評價，將增加內蒙古石墨在國內所占份額。

7.2 礦山開發建設條件

礦區水文地質、工程地質條件簡單，開采技術條件優越。

礦石中石墨片徑細，但屬較易選礦石原礦。采用先將礦石破碎細磨至-200目，然后進行浮選的方法，可將原礦固定碳質量分數5.06%原礦浮選為石墨精礦固定碳質量分數90.95%精礦。

從礦區經S091縣道41 km可到達白云鄂博區，交通十分方便，經濟以牧業為主，經濟相對落后。地方工業以礦產品的開發利用為主。電力供應充足。礦區屬中等富水區，礦山用水有保障。建廠條件優越。

8 結論

達茂旗查干文都日石墨礦礦物量達800余萬噸，屬特大型石墨礦床，礦石質量較好，開采技術條件較好，具有很好的開發前景，與周邊石墨礦產區一道做為礦集區，應列為內蒙古石墨資源戰略基地。該礦床的開發將對達茂旗的發展，地方財政收入，起到積極的作用。

[1] 內蒙古自治區第一區域地質研究院一、二分隊.滿都拉蘇木幅區域地質調查說明書[R].地礦部內蒙古地質礦產勘查開發局,1996：5-11,55-58.

[2] 內蒙古自治區有色地質勘查局五一二隊.內蒙古自治區達爾罕茂明安聯合旗查干文都日礦區石墨礦詳查報告. [R],2012.

[3] 內蒙古自治區礦產實驗研究所.內蒙古自治區達爾罕茂明安聯合旗查干文都日礦區石墨礦選礦試驗報告.[R].2012.

[4] 中國建筑材料工業地質勘查中心.建材-非金屬礦產地質工作指南[M].中國建筑材料工業地質勘查中心,2004：13-18.

[5] 《礦產資工業要求手冊》編委會.礦產資源工業要求手冊[M].北京：地質出版社,2012：310-320.

Geological features and development economic signif cance of ZhaganWenduri graphite deposit of Damao Banner,Inner Mongolia

ZHOU Shu-liang1, WANG Yun-pei2, Zhang Xu1, GAO Yuan-bing1, WANG Gaofeng1, JIANG Xiu-cheng1, YU Hai-yang1, ZHAO Ji-xin1

1.Team607, Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province , Jilin132105, Jilin, China; 2.Team604, Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province , Jilin132105, Jilin, China

Zhaganwenduri graphite deposit occurrences in Jianshan Formation (Chj1) containing graphite sedimentary metamorphic type ore deposit of metamorphic series stratum, Baiyun`ebo Group of Mesoproterozoic Erathem, which is strictly controlled by stratigraphic horizon, ore-bearing lithology is silty carbonaceous slate, formed by multiperiodic regional metamorphism. In this paper, the tectonic setting, ore deposit geological features of the ore deposits were expounded; the graphite deposit development was preliminary discussed.

development economics; significance; geological features; graphite deposit; Chagan-Wenduri; Damao Banner; Inner Mongolia

P619.25+2

B

2014-12-05；

2015-01-15

周樹亮（1963-），男，遼寧開原人，吉林省有色金屬地質勘查局六○七隊研究員.

1001—2427（2015）01 - 61 -6