陜西省城固縣盤龍地區(qū)礦山地質特征及其成因淺析

高政偉，翟文娟

（1.中陜核工業(yè)集團二一四大隊有限公司，陜西 西安 710000；2.陜西地礦漢中地質大隊有限公司，陜西 漢中 723000）

晶質礦體是工業(yè)經濟發(fā)展的基礎原材料，廣泛應用于傳統(tǒng)產業(yè)和新興戰(zhàn)略產業(yè)。未來10年，鋼鐵、化工、機械、輕功等傳統(tǒng)產業(yè)不斷推進產業(yè)結構優(yōu)化升級，是產業(yè)保持較好的增長勢頭。近年來由晶質礦體經過人工合成得來的烯礦備受人們關注，烯礦作為全世界最薄、強度最高、導熱性最好的材料，烯礦由于優(yōu)越的特性，可用于電子、航天、新能源、生物醫(yī)學等多個領域而被市場認為潛在規(guī)模至少在萬億元以上。本文在前人研究的基礎上總結地質特征，通過分析研究，探討該地區(qū)晶質礦體的成因及礦的主要來源。

1 區(qū)域地質背景

陜西省城固縣盤龍地區(qū)處于秦嶺造山帶，位于勉略構造帶以北、商丹構造帶以南的佛坪-留壩隆滑構造區(qū)與窯坪古生代裂陷盆地斷褶帶中。區(qū)內構造發(fā)育，巖漿活動頻繁，變質、熱液活動及圍巖蝕變強烈，具有良好的成礦地質背景。區(qū)內地層屬華南地層大區(qū)的佛坪-留壩地層小區(qū)，主體發(fā)育以古元古界經歷深構造層次固態(tài)流變構造變形的長角壩巖群(Pt1)、為一套淺海相沉積。

下元古界長角壩巖群(Pt1)根據(jù)其巖性組合、接觸關系劃分為：低莊溝巖組（Pt1d）為含石榴石、矽線石、透輝石體的變粒巖系；灣牛壩巖組（Pt1w）為綠簾透輝石粒巖體、含石榴石矽線石鈣質黑云片麻巖、含石榴石矽線石黑云斜長變粒巖；沙壩巖組（Pt1s）為長英質變粒巖體、片麻巖體、石英巖體、大理巖體；羊圈溝巖體組（Pt1y）為白、灰白色細晶－粗晶石英巖體、含石榴石矽線石石英巖體、含石英片巖體等四個構造巖石礦層單元。

2 礦體地質特征

2.1 礦體特征

區(qū)內晶質礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖中。礦體呈似層狀北西向展布，產狀與地層產狀一致，傾向185°～220°，傾角65°～83°。賦礦巖性為含石榴巖體矽線石鈣質黑云片麻巖體，礦體與巖漿巖關系較為密切，均分布于巖漿巖體兩側接觸帶附近。

Ⅰ號晶質礦體走向控制長度1300m，固定碳平均含量2.5%～6.5%，礦體厚2.4m～11.90m，晶質石墨呈片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續(xù)的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

圖1 Ⅰ號晶質礦體剖面圖

2.2 礦石質量

區(qū)內礦石的礦物成分有黃鐵礦（1%）、鈦鐵礦、黃銅礦、銳鈦礦；脈石礦物成分有斜長石、透輝石、石英、黑云母、綠簾石、磷灰石、電氣石、鋯石、鈦鐵質。

以單礦物形式賦存于礦石中，黑灰色，鋼灰色，金屬光澤，片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續(xù)的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

2.3 礦石組構和礦石類型

按礦石中礦物的結晶程度、礦物形態(tài)及嵌布關系，將礦石結構分為鱗片粒狀變晶結構，碎裂結構，葉片狀結構和包含結構。常見構造類型有片麻狀構造和片狀構造，其次還有條帶狀構造，浸染狀構造和星散狀構造。

該區(qū)石墨呈鱗片狀，片徑0.1mm～1.5mm之間，屬晶質礦體，含礦巖石為片麻巖，因此礦石類型為片麻巖型晶質礦。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、透閃石化、碳酸鹽化、硅化，另有少景的蛇紋石化、綠簾石化、絹云母化等。

3 礦床成因淺析

3.1 礦床成因

區(qū)內晶質礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群和下古生界奧陶系中，原巖主要為含碳質泥碎屑巖和碳酸鹽巖。含礦地層巖性為古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖，屬濱-淺海相泥炭質碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造。礦石中脈石礦物組合為斜長石、透輝石、石英、黑云母等。礦體呈鱗片狀分布，與石英密切相關，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。這說明礦體礦質與地層同時沉積，并且受一定的地層及巖性控制。

經區(qū)域中—低溫動力變質作用，含碳原巖發(fā)生重結晶組合及變形作用，改變了巖石的礦物組合和結構構造，泥炭質碎屑巖變質成片麻巖，碳酸鹽巖結晶成為大理巖，炭質成為礦體，在片麻巖中富集成礦。此外，區(qū)內有印支期的華陽花崗巖基，在礦區(qū)的西部和南部分布較多的印支期花崗巖、花崗偉晶巖的巖株、巖枝和巖脈。由于它們的侵入，發(fā)生區(qū)域熱流動力變質作用，使巖石中的炭組份進一步分解、運移、聚集、結晶而形成礦體。在后期斷裂構造的改造活動中，礦體礦物鱗片大小隨著脈石礦物顆粒的增大而增大。

3.2 碳的來源

區(qū)內含礦地層屬濱-淺海相泥炭質碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造，形成礦體的碳除了來自碳酸鹽礦物的改造以外，還有較多的碳來自微生物和腐殖質。形成的碳經過區(qū)域變質作用，碳質結晶形成晶質鱗片狀礦體。

4 結論

綜上所述，該區(qū)礦體的成因類型為沉積變質型，并具有后期熱液疊加改造的特征；礦體中碳的來源既有碳酸鹽礦物轉變的無機碳，也有原巖沉積過程中微生物形成的有機碳。