河北省康保縣淺變質型石墨礦地質特征及找礦標志

田騰飛，齊新國

（中國建筑材料工業地質勘查中心河北總隊，河北 保定 071051）

1 區域地質概況

成礦區位于內蒙—大興安嶺地槽褶皺系和中朝準地臺兩個Ⅰ級大地構造單元分界線南側，Ⅱ級構造單元主體屬內蒙地軸，康保—圍場斷裂帶呈EW向從工作區北側通過。區內出露的基巖主要為新太古代中深變質的紅旗營子巖群及古元古代淺變質的化德巖群，局部地段有中生界侏羅系陸相火山沉積建造不整合覆蓋在變質基底之上。新生界第四系覆蓋較厚且遍布全區，主要為殘坡積物、沖洪積物和風積物。區內地(巖)層經歷了不同構造期次的變形改造，褶皺、斷裂均較發育，形成了復雜的構造格局。區內巖漿活動強烈，發育有古元古代、中元古代、二疊世及侏羅世侵入巖，區域地質成礦條件良好。

2 礦床地質特征

區內主要出露新太古代紅旗營子巖群東井子巖組第一巖段、化德巖群戈家營組及三夏天組、新生代第四系。斷裂及韌性剪切帶發育，淺變質石墨礦賦存于化德巖群三夏天組與后期花崗巖侵入體接觸帶附近(圖1)。

圖1 石墨礦區地質簡圖

2.1 地層

(1) 東井子巖組第一巖段(Ar3d1)：巖石組合以二長淺粒巖為主，部分鉀長淺粒巖和斜長淺粒巖，夾有黑云斜長(二長)變粒巖、含石墨黑云斜長變粒巖、含石墨淺粒巖。其中含有大小不等形態各異的變質花崗巖脈、變質花崗偉晶巖脈。該層是區內大鱗片石墨礦的賦存層位。

(2) 古元古代化德群：為一套經歷了綠片巖相區域變形變質的鈣硅酸巖—碳酸鹽巖—陸源砂泥質碎屑巖系。主要由石英巖、二云石英片巖、石墨石英巖、石墨石英片巖組成。受后期侵入巖體影響，多呈大小不等的捕虜體狀產出。根據巖石組合特征劃分為戈家營組和三夏天組。

戈家營組(Pt1g)：以透輝斜長變粒巖、斜長(透閃)透輝巖為主夾石英巖、石英片巖、淺粒巖及大理巖。

三夏天組(Pt1s)：主要為二云石英片巖夾石英巖、石墨石英片巖、石墨石英巖。其原巖建造以泥質碎屑巖建造為主，變質石英巖中見波痕，而片巖中可見變余礫狀結構，顯示了潮坪環境沉積特征，為淺變質微晶石墨含礦地層。

(3) 新生代第四系：區內第四紀堆積物遍布于全區，有更新世赤城組、遷安組、馬蘭組及全新世坡洪積、湖沼積、沖積及風積物等，與下伏地層不整合接觸。

2.2 構造

本區位于深大斷裂南側，華北陸塊北緣隆起帶，為太古代晚期中深強烈褶皺—線形構造發育區，并經多期構造變形改造，為成礦提供良好的應力及封閉環境。

2.2.1 褶皺

復式向斜：核部位于北部長約25km，寬約5km，軸跡50～70°，由于第四系覆蓋及后期巖體侵吞，出露不完整。核部為三夏天組二云石英片巖、石英巖，兩翼由戈家營組鈣硅酸鹽巖組成。兩翼片理走向50～70°，傾向相背，傾角相近，一般為50～60°，軸面產狀近直立。

次級背斜：展布于東北部，長約4.0km，寬約1.5km，核部為三夏天組下部石英巖，兩翼由三夏天組中上部二云石英片巖組成，兩翼傾向相背，傾角相近。

2.2.2 華力西期韌性剪切帶

該期韌性剪切帶主要形成于綠片巖相環境。波及早二疊世及以前地質體，以規模大、縱向變形強度不均勻、具較明顯邊界為特征。主要見于北部，走向北東，以傾向北西為主，長約幾公里至十幾公里，寬十幾米至百余米。構造巖以花崗初糜棱巖、長英質糜棱巖、石英絹云千枚巖、糜棱巖化花崗質巖為主。變形帶內剪切構造形跡十分清楚，常見S-C構造及不對稱旋轉碎斑、壓力影、核幔構造、石英波狀帶狀消光等。宏微觀剪切指向標志顯示運動方向為由北向南的左旋推覆。面理構造以糜棱面理為主，線理構造為長英質拉長定向形成的拉伸線理。

2.2.3 斷裂

(1) 大斷裂。

康保—圍場深斷裂，它包括韌性剪切帶、斷裂破碎帶等線性構造，由1條主斷裂和其旁側的韌性變形帶組成，多數地段邊界不明顯，斷續出露長達38km，寬300～1 000m，走向55～75°，總體傾向北西，傾角50～60°早期以韌性—脆韌性變形為主，晚期表現為張性破碎。

(2) 一般斷裂。

斷裂構造是本區的主要構造形跡，大部分屬脆性斷裂范疇，少數為脆—韌性斷裂。

2.3 巖漿巖

區內侵入巖體沿康保—圍場斷裂帶分布，主要有中古元古代變質中細粒二長花崗巖及早二疊世中細花崗閃長巖、中細粒黑云二長花崗巖等。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

礦體分別較廣，規模較大，呈層狀、似層狀分布，產狀與地層一致。受巖漿活動影響，多呈大小不等的捕虜體狀分布于巖漿巖體之上，礦體規模取決于地形變化及三夏天巖組捕虜體大小。礦體特征見表1。

表1 礦體特征

3.2 礦石類型及質量特征

3.2.1 按巖性劃分礦石類型

(1) 石墨石英巖型：巖石呈深灰色，細粒粒狀變晶結構，塊狀構造。巖石主要由石英(70%～85%)、長石(2%～4%)、石墨(10%～15%)、黑云母(1%～3%)和白云母(2%～5%)組成。石英呈他形粒狀，粒徑0.05～0.5mm，石英顆粒大小較為均勻，內部多有石墨包體，石英顆粒間呈鋸齒狀接觸；長石呈他形粒狀，粒徑0.1～0.5mm；石墨多呈粒狀或片狀，片徑一般為0.01～0.05mm，少數為0.05～0.1mm，個別為0.1～0.3mm，多數呈集合體分布，多分布于石英顆粒內部或填隙于石英顆粒之間，沿長軸方向顯弱定向性；黑云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.2mm；白云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.4mm。詳見圖2。

圖2 石墨石英巖野外(a)及鏡下(b)特征

(2) 石墨石英片巖型：巖石呈灰白色，細粒粒狀變晶結構，片狀構造。巖石主要由石英(6 5%～70%)、長石(8%～10%)、白云母(5%～15%)、黑云母(5%～15%)、石墨(5%～15%)組成。石英呈他形粒狀，粒徑0.05～0.5mm，石英顆粒大小較為均勻，內部多有石墨包體，石英顆粒間呈鋸齒狀接觸；長石呈他形粒狀，粒徑0.1～0.5mm；石墨多呈粒狀或片狀，片徑一般為0.01～0.05mm，少數為0.05～0.1mm，個別為0.1～0.3mm，多數呈集合體分布，多分布于石英顆粒內部或填隙于石英顆粒之間，沿長軸方向顯弱定向性；黑云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.2mm；白云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.4mm。詳見圖3。

圖3 石墨二云石英片巖野外(a)及鏡下(b)特征

3.2.2 按變質程度及結構劃分礦石類型

該區為淺變質巖型微晶石墨礦。

3.2.3 礦石質量

固定碳含量平均品位一般在3%～4%，單樣固定碳含量最高為5.15%，最低為2.51%，礦石質量較好，石墨粒度分布統計結果見表2。

根據光片鑒定結果統計，石墨原始片度各級比例為：＞0.15mm(＜100目)者折合占石墨鱗片的1%、0.08～0.15mm(200～100目)者折合占石墨鱗片的3.5%、0.03～0.08mm(400～200目)者折合占石墨鱗片的17%、0.01～0.03mm(500目±)者折合占石墨鱗片的78.5%。礦石鱗片較小，多呈土狀。

表2 小鱗片石墨粒度分布頻率統計結果(%)

4 成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區為淺變質巖型微晶石墨礦，介于晶質石墨與土狀石墨之間的過渡類型，形成過程主要與沉積相、變質作用、溫度、壓力等因素有關。

化德巖群三夏天巖組建造以泥質碎屑巖建造為主，為潮坪環境沉積特征，原生有機碳與無機碳酸鹽沉積富集，并在一定條件下形成黑色巖系沉積體，其中黑色巖系提供了碳質來源；區內呂梁運動導致構造變形，產生了片理，形成大量構造巖片和一系列褶皺，提供了良好的溫壓環境，無定形碳快速轉變成石墨核晶體，區域變質作用是石墨礦形成的最主要因素；伴隨后期不同期次的巖漿活動，大量花崗巖侵入使化德群三夏天巖組在其內呈孤島狀、殘留頂蓋狀產出，致使部分泥質巖石在區域變質的基礎上，又疊加了熱液接觸變質作用，巖漿活動為成礦提供了適宜的溫壓環境(早二疊世東五福堂新村單元巖漿溫壓環境最適宜成礦)，有利于晶體的進一步的生長。但是該區域變質程度相對較低，石墨礦只經歷了短時間的晶體生長過程，無機碳參與較少，形成淺變質微晶石墨礦，石墨鱗片相對較小。

4.2 找礦標志

(1) 古元古代化德群三夏天組含石墨石英巖、含石墨石英片巖是標志層。

(2) 呂梁運動導致構造變形，產生了片理，形成大量構造巖片和一系列褶皺，為成礦提供了良好的溫壓環境。