云山石墨礦床地質特征及找礦方向的探討

劉鵬

摘 要：云山石墨礦床位于黑龍江省蘿北縣境內，行政區劃屬于蘿北縣云山鎮管轄。該礦床賦存在早元古代興東群群大盤道組中段變質巖中，集中分布在東西寬約2300m，南北長1900m，約4.4km2范圍內。詳查共圈出27條工業礦體，提交石墨資源儲量礦石量79379.34萬噸（7.94億噸），礦物量6769.48萬噸，平均品位8.74%。是目前世界上儲量最大的晶質石墨礦床。

關鍵詞：云山石墨 礦床地質 特征 方向 探討

中圖分類號：P577 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

現就礦區地質特征、礦床地質特征及找礦方向探討如下。

一、礦區地質特征

（一）地層

區內地層除第四系外，主要為下元古界興東群（Pt1xd）大盤道組（Pt1dp），該組分為三段，在礦區內只見到上段（Pt1dp3）和中段（Pt1dp2），絕大多數礦體賦存在中段（Pt1dp2）內，該段為主要的賦礦層位。大盤道組是一套區域變質中深為主的、混合巖化作用比較強烈的變質巖地層。

大盤道組中段（Pt1dp2）

該段為礦區主要含礦段，所有工業石墨礦體全部分布在該段中。巖性上部主要由石英片巖、石墨片巖、長石片巖、斜長片巖、局部夾少量的變粒巖（或片麻巖）組成的片巖層（sc）。下部由云母斜長變粒巖、石墨片巖、石墨石英巖、多層大理巖組成的變粒巖、石英巖層（qz）。大盤道組中段總厚度大于656.18m。在中段的上部層及下部層均夾有少量的混合巖。

大盤道組上段（Pt1dp3）

分布在礦區的北、東、西三面，由各種混合巖組成。主要由黑云微斜條痕狀混合巖、均質混合巖及少量條帶狀混合巖組成，夾黑云斜長片麻巖、黑云片巖、絹云石英片巖、云母石英片巖、石英巖、黑云斜長片巖、長石云母片巖、矽線片巖。并有混合花崗巖和偉晶巖貫入。與中段（Pt1dp2）呈整合接觸。該段總厚度大于830m。

第四系全新統現代河床沖積坡積層（Qhal）

主要分布詳查區南部，沿鴨蛋河谷及其支流分布，由坡積和沖積沙、礫石夾少量粉質粘土組成，厚度5～10m左右。

（二）侵入巖

區內混合花崗巖比較發育，主要呈脈狀產出。混合花崗巖脈多沿片理侵入，對礦體的破壞較小，受花崗巖脈影響的石墨礦體有程度不等的混合巖化或硅化。除混合花崗巖脈外，其它脈巖以中基性為主，且規模小、數量少。混合花崗巖脈形成略晚于礦體，對礦體有輕微的破壞影響。

除混合花崗巖脈外，區內其它脈巖零星分布，規模小。有的穿入地層，有的在混合花崗巖中出現。其中包括正長巖（ξ）、斜長花崗巖（γο）、二長花崗巖（ηγ）、混合花崗巖（γm）、花崗偉晶巖（γρ）、花崗閃長巖（γδ）、變閃長巖及細晶閃長巖（δ）、細晶巖脈（ι）、閃長玢巖（δμ）、變角閃輝長巖（ν）、閃斜煌斑巖（hpX）、閃輝正煌巖（PX）、石英脈（q）等，其中最為發育的正長巖（ξ）。區內脈巖多沿層理貫入，對礦體連續性影響較小。

（三）構造

褶皺：區內存在一倒轉傾伏背斜構造，其核部為大盤道組中段（Pt1dp2），兩翼為上段（Pt1dp3），長3600m，軸向350°，軸面產狀70°～80°∠35°～40°。西翼稍陡，產狀一般為80°～110°∠35°～40°，東翼略緩，產狀一般為65°～90°∠26°～34°。背斜軸向北側伏。側伏角在15°左右，向南有逐漸扭轉的趨勢，平面上呈尖端向北的“∧”形。南端被鴨蛋河斷裂錯斷。北部和中部被F3和F2斷層所切割，使其北西盤向西位移。東南部地層被F4斷層錯動，明顯發生位移。兩翼巖層對比性比較好。由于倒轉且為兩翼緊閉，因此在剖面上表現“單斜”假象。云山石墨礦位于該背斜的核部，局部小褶皺非常發育，大者數十米，小者數厘米，致使地表產狀變化較大，局部地層有傾向北西或北東的現象。

斷裂 ：根據斷層性質、產狀和形成順序，可將其分為南北向、北東向及北西向三組。礦區內主要較大的斷裂有5條。但對礦體連續性影響不大。

（四）變質作用

區內古元古界地層屬于一套較深變質巖系。以受區域變質作用和混合巖化為主，其次迭加了接觸熱力變質作用，其表現為區域變質巖和混合巖在礦區占主導地位，而矽卡巖和矽卡巖化巖石相對很少。

區域變質作用中以中深變質為主、低級變質作用為局部，中級變質作用最為發育，其表現為除混合巖外各種片巖最為發育，代表中深變質作用的斜長角閃巖較為發育、而片麻巖不甚發育，代表低級變質作用的千枚巖很不發育。

區內混合巖化作用非常強烈，其表現為礦區的西、北、東三面都被混合巖包圍，混合巖是大盤道組上段（Pt1dp3）最主要巖性。大盤道組中段（Pt1dp2）—片巖段中也有少量混合巖夾層，混合巖化作用終極產物—混合花崗巖也呈脈狀賦存在該段。大盤道組中段（Pt1dp2）實際上呈大或很大的殘留體賦存于混合巖之中。

礦區矽卡巖化作用（接觸變質作用）不強，表現為矽卡巖分布很少，多數分布于深部鉆孔中，其原巖多為大理巖。

區內變質巖以各種片巖、混合巖、大理巖和石英巖居多，其次有少量片麻巖、變粒巖等。礦體巖性主要為石墨片巖、含石墨的各類變質巖。

二、礦床地質特征

（一）礦體分布特征

礦區內圈定27條工業石墨礦體，主要賦存在大盤道組中段地層中，礦體產狀與地層產狀一致，具有向北收攏、向南敞開的特點。傾向總體東～東東，傾角25～45°。局部最小傾角只有5°，最大傾角達到60°，礦體間分布緊湊，具有地表附近礦體較陡，深部逐步變緩的趨勢。石墨礦體主要傾向北東東，走向近南北，東側礦體北端走向轉呈北北西向。傾向北東東或北東，傾角30-50°。走向延長2.5km，寬度2.2km。由于褶皺構造、地層強烈褶曲和揉皺，加之混合花崗巖的影響，礦區地層層序不全，上、下限不清。地層厚度、長度變化很大，混合巖化也很普遍。分布在倒轉傾伏背斜的兩翼層位中。

（二）礦石的結構構造特征

礦石的結構主要有包含結構、自形半自形結構、他形粒狀結構。礦石呈灰白色，發育片狀構造、浸染狀構造和片麻狀構造。

（三）礦石質量特征

礦石礦物成分單一，為石墨，黑灰—銀灰色，偏光鏡下為煙灰色，顯晶質片狀或片狀集合體，少數為鱗片狀，石墨含量一般在3—15%，最高29.03%。脈石礦物種類很多，其中石英、云母、長石占80—90%以上，礦石類型為含石墨大理巖時方解石為主要脈石礦物。其次有矽線石、透閃石、斜黝簾石、少量的電氣石、金紅石、鋯石、榍石、透輝石、石榴石等，脈石礦物中見少量的金屬礦物，主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，偶爾見有黃銅礦等。

（四）礦體賦存層位及頂底板特征

片巖分布在大盤道組中段（Pt1dp2），是石墨礦賦存的最主要層位。片巖以石英片巖（qs）和石墨片巖（gsc）為主，其次為云母片巖（msc） 、長石片巖（fsc）和黝簾片巖（zsc），再次為矽線片巖（ssc）。礦體頂板巖性主要由混合巖組成，其次為大理巖、石英巖等，礦體底板巖性以大理巖為主。

（五）礦床成因類型

云山石墨礦賦存于下元古界興東群大盤道組變質巖層中，礦層呈似層狀，受巖層控制，固定碳品位比較穩定，礦層與圍巖呈整合接觸，具有明顯的層控特征。礦石主要為各類含石墨片巖、含石墨變粒巖和含石墨石英巖，次之為含石墨大理巖、含石墨混合巖等，礦石工業類型為晶質（鱗片狀）石墨礦。礦石礦物石墨為鱗片狀、葉片狀結構，具定向排列。石墨與共生脈石礦物構成片狀、團塊狀和似條帶狀構造。礦石自然類型比較簡單，片狀石墨巖、石英石墨片巖、石墨混合巖、云母石英石墨片巖、含石墨長石石英片麻巖，含石墨大理巖等。反映了原始沉積物均不同程度的含有有機物炭質，且為一種還原環境，后經區域變質作用而形成。礦床成因類型為沉積變質型礦床，成礦時代屬于早元古代。

三、找礦方向探討

（一）地層標志：早元古界興東群大盤道組中段，是尋找該類型石墨礦的有利遠景區。

（二）物性標志：符合尋找該類型礦產的地質背景上，自然電位較高地段是尋找石墨礦體的有利部位。

（三）礦物標志：石墨礦物是尋找該類型礦床的直接標志。

（四）找礦方向：在云山石墨礦區外圍，尤其是在礦區北部、西北部東部、及東南部1400平方公里范圍內的早元古界興東群大盤道組地層中，尤其是大盤道組中段地層是尋找該類型石墨礦床的最佳找礦靶區。

參考文獻

[1] 李超，王登紅，趙鴻，裴浩翔，李欣尉，周利敏，杜安道，屈文俊. 中國石墨礦床成礦規律概要[J]. 礦床地質. 2015（06）

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[3] 李寒濱，張冰. 黑龍江云山石墨礦床變質作用及其意義[J]. 中國非金屬礦工業導刊. 2014（01）