黑龍江省石墨成礦區帶劃分及其成礦作用的探討

江志明

（中國建筑材料工業地質勘查中心黑龍江總隊，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 成礦區帶的劃分

成礦區帶是具有礦產資源潛力的成礦地質單元。其同時代的成礦單元一般與地質構造單元重合，為多旋回地質構造區，成礦區帶的劃分以區域內成礦作用最強，礦床最多的地質構造旋回所形成的地質構造單元為基礎，同時考慮其他地質構造旋回期間形成的礦床空間分布狀況，因此，一個成礦區帶內具有主導的成礦地質環境、地質演化及成礦作用，并且具有特定時代礦床的集中。黑龍江省石墨成礦區帶劃分如下。

Ⅲ級石墨成礦區帶：以國家潛力評價項目辦劃定的Ⅲ級帶為準，把若干個石墨礦(點)的成礦時代、成礦作用、賦礦地質體、成礦構造、大地構造位置等與某個Ⅲ級成礦帶的特征相吻合，即可認定該成礦帶就是石墨的Ⅲ級成礦帶。本次劃分Ⅲ級石墨成礦帶3個見表1。成礦區帶劃分見圖1。

Ⅳ級成礦區帶：位于Ⅲ級成礦帶內，構造上隸屬于次級的Ⅳ級構造單元的石墨礦相對集中區域，各礦床(點)成礦時代、成礦作用、賦礦地質體、成礦構造、大地構造位置等與Ⅳ級構造單元存在對應關系，本次劃分Ⅳ級石墨成礦帶6個。

表1 黑龍江省石墨礦成礦區帶劃分

圖1 黑龍江省石墨成礦區帶劃分圖

Ⅴ級成礦區帶(礦化集中區)：位于Ⅳ級成礦帶內石墨礦化集中區域，成礦時代、成礦作用、賦礦地質體、成礦構造、大地構造位單元對應，本次劃分Ⅴ級成礦帶9個。

2 成礦區帶的地質構造環境及演化

2.1 上黑龍江(邊緣海)Au-Cu-Mo石墨成礦帶(Ⅲ-46)

該帶與漠河前陸盆地(Ⅰ-1-1)、老溝—依西肯金銀地球化學省對應，屬于蒙古—鄂霍次克構造成礦帶的一部分，工作程度低，資源潛力很大。

古元古代時期，本區屬西伯利亞板塊南緣的裂谷盆地，形成了雙峰式火山巖建造，同時沉積了富碳質粘土(半粘土)質巖，為后來變質作用下碳質結晶成石墨提供了礦源層及礦體層。經區域變質作用有機碳質結晶成石墨，含碳巖層變質成為興華渡口群的變質巖，主要賦礦巖石為絹云母石墨片巖、石墨絹云母片巖、石墨絹云母石英片巖、絹云母石墨石英片巖。石墨含量高的變質巖構成石墨礦體，構造表現形式為單斜構造。

該區早元古代為額爾古納微地塊，中生代前屬大興安嶺弧盆系古元古代—古生代構造巖漿帶，中生代屬漠河前陸盆地。古元古代后，該區長期隆起，中生代被盆地沉積地層覆蓋，興華渡口群零星出露。

盆地內侏羅紀為額木爾河群(J1-3e)為河流—濱湖相碎屑建造，晚侏羅世—早白堊世為北北東向展布的中基性—酸性火山巖帶，與火山巖帶相關的淺成、超淺成的小侵入巖體發育。

2.2 小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)

該帶與小興安嶺—張廣才嶺巖漿弧(Ⅰ-3)、松嫩—結雅火山活動區(Ⅹ-2)的東部對應，與成礦密切相關的環境為提供碳質的地層及提供接觸變質作用熱源的巖漿侵入巖體。

北部鐵力一帶為伊春—延壽(巖漿)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-4)屬小興安嶺—張廣才嶺弧盆系的伊春—延壽巖漿弧，晚古生代為鐵力陸緣海盆，中生代上甘嶺(松嫩東緣)火山噴發帶。

晚古生代中二疊世，在陸緣海環境下形成中二疊統海相—海陸交互相碎屑巖—碳酸鹽，板巖—砂巖—礫巖夾灰巖建造。該建造含有碳質板巖(或含煤粘土巖)，為石墨礦源層。印支期該區為構造巖漿帶，早侏羅至晚三疊世花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，中二疊統炭質板巖發生接觸變質作用，碳質結晶成石墨。陸表海環境形成含碳沉積建造及構造巖漿帶花崗閃長巖侵位的耦合為石墨礦的形成創造了條件。

南部尚志延壽一帶為張廣才嶺(陸緣裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Ta石墨成礦帶(Ⅲ-52-6)，晚元古代預陸緣裂谷環境，沉積了張廣才嶺群紅光組(Pt3h)地層，其為含碳板巖及粉砂巖；印支晚期，花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，在接觸帶附近發生接觸變質作用，地層中的碳質變質為石墨，富集石墨的地質體形成石墨礦。

2.3 佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)

該帶包括佳木斯地塊(Ⅰ-4)、興凱地塊(Ⅰ-6)、佳木斯—興凱地塊火山活動區(Ⅹ-3)三個Ⅱ級構造單元。與石墨成礦關系密切的為沉積建造及變質建造。沉積建造中碳質為石墨礦形成提供了碳質來源，古元古代時，北部的蘿北地區、中部的雙鴨山等地處淺海陸棚環境沉積了富碳粘土巖，經區域變質作用，碳質重結晶為石墨。

北部的蘿北地區、中部的雙鴨山等石墨礦的分布嚴格受下元古界興東群大盤道組變質巖控制，賦礦巖石為石英石墨巖、石英石墨片巖、石墨石英片巖、矽線石墨石英片巖、石墨變粒巖、石墨透輝巖、石墨片麻巖、石墨混合花崗巖。

新太古代時，勃利、雞西、密山、林口穆棱等地處于淺海陸棚環境，沉積了富碳粘土巖，經區域變質作用，碳質重結晶為石墨。南部地區石墨礦形成時代為新太古代，石墨礦的分布嚴格受賦礦地層上太古界麻山群西麻山組、余慶組地層控制，賦礦巖石含釩榴石透輝石墨片巖、矽線石墨石英片巖、含石墨矽線斜長片麻巖、含石墨透輝石巖、含石墨透輝斜長變粒巖、石墨大理巖。

該成礦帶后期長期處于隆起狀態，礦體經風化剝蝕暴露于地表，便于發現和開發，同時存在礦體遭破壞的不利一面。后期的巖漿侵位及火山斷陷盆地的形成都對成礦帶內礦體構成破壞。

3 石墨礦集區成礦特征

3.1 門都里石墨礦化集中區(Ⅲ-46-1-1)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬上黑龍江(邊緣海)Au-Cu-Mo石墨成礦帶(Ⅲ-46)，老溝(逆推帶)Au-Cu-Mo石墨成礦亞帶(Ⅲ-46-1)。

該礦化集中區包含門都里石墨礦、霍拉盆石墨礦、霍拉盆西石墨礦，三處礦產地均為中型石墨礦，石墨成因類型為沉積變質型。賦礦地層為下元古界興華渡口群。為晶質石墨礦化集中區，礦石品位偏低，固定碳含量約5%～6%。

預測區內的礦床(點)為同一成礦作用形成，成礦時代相同，都為古元古代。礦床的演化經歷了沉積作用階段、變質作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質作用階段導致含碳有機質的分解和碳質的結晶形成石墨及其礦體。礦石質量、規模與變質作用密切相關，變質程度越深，礦石品位就越高，石墨有序化程度增高，同時鱗片也增大變質作用決定了礦體的形態、分布和品位高低。總之是變質作用造就了“門都里式”沉積變質型石墨礦。

礦產地在空間上北東向分布，這主要與含礦變質建造近東西向分布及北東向斷裂構造影響相關。

3.2 神樹石墨礦化集中區(Ⅲ-52-4-1)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)，伊春—延壽(巖漿)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-4)。

該礦化集中區包含鐵力小白河石墨礦區、鐵力神樹石墨礦區、慶安縣小白南溝石墨礦，前者為中型石墨礦，后兩者為小型石墨礦。石墨成因類型為接觸變質型。賦礦地層為中二疊統土門嶺組，成礦時代晚三疊至早侏羅世。為隱晶質石墨礦化集中區，礦石品位偏低，碳含量65%。

晚古生代中二疊世，在陸緣海環境下形成中二疊統海相—海陸交互相碎屑巖—碳酸鹽，板巖—砂巖—礫巖夾灰巖建造。該建造含有碳質板巖(或含煤粘土巖)，為石墨礦源層，成為接觸變質型石墨礦成礦的必要條件。沉積相與建造控制石墨礦源層的分布及規模，從而總體上控制了石墨礦體的分布及規模。

印支晚花崗閃長巖、二長花崗巖侵位于二疊系土門嶺組，致使地層中煤(有機碳)發生變質形成石墨。侵入巖為接觸變質型石墨礦成礦提供必要條件。

沉積作用只形成了礦源層，為石墨礦的形成提供了碳源，是礦源層與侵入巖侵位的耦合接觸變質作用導致含碳有機質的分解和碳質的結晶形成石墨，經富集最終形成石墨礦體。礦石質量、規模與接觸變質作用密切相關。

預測區內的礦床(點)為同一成礦作用形成，成礦時代相同，都為晚三疊至早侏羅世。礦床的演化經歷了沉積作用階段、接觸變質作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質作用階段形成石墨及其礦體。變質作用決定了礦體的形態、分布和品位高低，總之是接觸變質作用造就了神樹式接觸變質型石墨礦。

礦產地在空間上北北東向分布，這主要與含礦變質建造近北北東向分布相關。本區石墨礦具有分帶性，但與金屬礦產的分帶性不同，金屬礦產的分帶性與成礦石的物化條件、成礦元素的性質關系密切，石墨礦的分帶性主要取決于含礦建造與不同層位重復出現，在平面分布上呈現分帶性。

3.3 尚志石墨礦化集中區(Ⅲ-52-6-1)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)，張廣才嶺(陸緣裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-WSn-Ta石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-6)。

該區見有尚志砲手營子石墨礦(化點)、尚志十二里石墨礦(化點)、尚志土門子石墨礦(化點)，成礦時代為晚三疊至早侏羅，賦礦地層為張廣才嶺群紅光組(Pt3h)，賦礦巖石為含碳板巖及粉砂巖。為隱晶質石墨礦化集中區，礦石品位偏低。

晚元古代，于裂谷環境沉積了張廣才嶺群紅光組(Pt3h)，其為含碳板巖及粉砂巖。印支晚期，花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，在接觸帶附近發生接觸變質作用，地層中的碳質變質為石墨。

3.4 蘿北石墨礦化集中區 (Ⅲ-53-1－1)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

該區包括蘿北云山超大型石墨礦、蘿北衛東林場超大型石墨礦、蘿北四方山中型石墨礦及廿里河林場、延軍農場、十七連、七馬架石墨礦。成因類型為沉積變質型，成礦時代為古元古代，賦礦地層為下元古界興東群大盤道組。為晶質石墨礦化集中區，礦石品位較高固定碳含量8%～12%，固定碳平均含量10%的礦山有兩處以上。

區內的礦床(點)為同一成礦作用形成，成礦時代相同，都為古元古代。礦床的演化經歷了沉積作用階段、變質作用階段、混合巖化作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質作用階段形成石墨及其礦體，變質作用決定了礦體的形態、分布和品位高低；混合巖化作用階段總體上是對礦體的改造和破壞，于成礦不利，對品位的影響較復雜，即在某些部位導致石墨礦進一步富集，在另一些部位導致礦體貧化。

礦產地在空間上近南北向分布，這主要取決于含礦變質建造近南北向分布，也與區域構造線近南北向分布有關。褶皺構造發育，控礦明顯。

3.5 雙鴨山石墨礦化集中區(Ⅲ-53-1－2)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

本區見有雙鴨山市羊鼻山石墨礦區、雙鴨山市嶺西灰窯石墨礦、樺南縣四方臺石墨礦、樺南林業局七星石墨礦、樺南縣孟家崗鐵礦孟北地段石墨礦。羊鼻山石墨礦為大型石墨礦山，其余為小型石墨礦及礦點。成因類型為沉積變質型石墨礦，成礦時代為古元古代，賦礦地層為興東群大盤道組，為晶質石墨礦化集中區，礦石品位中等，如雙鴨山市羊鼻山石墨礦固定碳含量為9%。

區內的礦床(點)為同一成礦作用形成，成礦時代相同，都為古元古代。礦床的演化經歷了沉積作用階段、變質作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層，變質作用階段形成石墨及其礦體。變質作用決定了礦體的形態、分布和品位高低，同時形成沉積變質型石墨礦類型。

賦礦地層總體走向北西向，石墨礦體北西—南東向展布。各礦產地由于處于不同層位，平面上表現為不同的礦帶北西向分布。

本區石墨礦具有分帶性，但與金屬礦產的分帶性不同，金屬礦產的分帶性與成礦石的物化條件、成礦元素的性質關系密切，石墨礦的分帶性主要取決于含礦建造的與不同層位重復出現，在平上呈現出分帶性。

3.6 勃利石墨礦化集中區(Ⅲ-53-1－3)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

本區包括勃利佛嶺超大型石墨礦、雙河中型石墨礦及河口林場石墨礦。礦床類型為沉積變質型，成礦時代為新太古代，賦礦地層為麻山群，賦礦巖石以石英片巖為主。為晶質石墨礦化集中區，礦石固定碳含量偏低，一般5%～7%。

3.7 雞西穆棱石墨礦化集中區(Ⅲ-53-1－4)

該區為Ⅴ級成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

該區包括24處礦產地，其中包括柳毛、穆棱光義石墨礦、穆棱寨山石墨礦等，其中超大型礦床2處，大型礦床3處，中型礦床8處，小型礦床6處，礦點5處，為我國重要石墨礦區。礦床類型為沉積變質型，成礦時代為新太古代，賦礦地層為上太古界麻山群西麻山組、余慶組。賦礦巖石為含釩榴石透輝石墨片巖、矽線石墨石英片巖、含石墨矽線斜長片麻巖、含石墨透輝石巖、含石墨透輝斜長變粒巖、石墨大理巖。為晶質石墨礦化集中區，礦石品位變化較大，但主要為5%～10%。穆棱兩處石墨礦評為較高，平均品位14%～17%。

本區的礦床(點)為同一成礦作用形成，成礦時代都為新太古代。礦床的演化經歷了沉積作用、變質作用、混合巖化作用三階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質作用階段形成石墨及其礦體，變質作用決定了礦體的形態、分布和品位高低；混合巖化作用總體上是對礦體的改造和破壞，對成礦不利，對品位的影響較復雜，即在某些部位導致石墨礦進一步富集，在另一些部位導致礦體貧化。

3.8 密山石墨礦化集中區(Ⅲ-53-3－1)

礦化集中區屬佳木斯-興凱(地塊) Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，寶清(前陸盆地)Au－Cu-Zn石墨成礦亞帶(Ⅲ-53-3)。

該礦化集中區包括礦產地6處，其中密山市馬來山石墨礦為大型石墨礦，其余5處為小型石墨礦。礦床類型為沉積變質型，成礦時代為新太古代，賦礦地層為麻山群余慶組。賦礦巖石為白云質大理巖、大理巖、石墨片巖、黑云斜長片麻巖、石墨透輝石斜長片麻巖、透輝石片麻巖、均質混合巖。

礦產地在空間上近東西向分布，這主要取決于含礦變質建造近東向分布，也與區域構造線近東西向有關。褶皺構造發育，構造控礦明顯。

3.9 虎林石墨礦化集中區(Ⅲ-53-4-1)

礦化集中區屬佳木斯—興凱(地塊) Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，虎林(裂谷)Au－Cu－Pb－Zn石墨成礦亞帶(Ⅲ-53-4)。

該區見有姚英山石墨礦、虎頭石墨礦，前者為中型石墨礦，后者為小型石墨礦。礦床類型為沉積變質型，成礦時代，前人認為屬新太古代，可能為中元古代，賦礦地層為黑龍江巖群，賦礦巖石為石英片巖。礦體近東西向展布。

4 結語

(1) 麻山群地層年代問題。本次潛力評價工作編制的區域建造圖，將地層年代確定為新太古代，1：20萬區調報告確定年代為古元古代。兩者不一致，有待今后的統一。

(2) 礦化集中區的邊界更多考慮的是Ⅴ級成礦帶內礦產地的分布，沒有與構造單元的界限完全一致，有待進一步的工作。本次工作只是初步的，更多體現在定性方面。