湖北省大別山西段晶質石墨礦的地質特征及成因淺析

王書春

摘要：通過對湖北省大別山西段的七角山-上新集、呂王-彭店、蘆花灣-周家灣三個調查區開展石墨礦調查工作，認為該地區晶質石墨礦含礦層主要為：中元古代紅安巖群黃麥嶺組下巖段和七角山組下巖段，對這兩個含礦層位礦石類型、礦床成因和找礦標志進行了總結。

關鍵詞：大別山西段；晶質石墨；礦床成因；找礦標志

通過對湖北省大別山西段的七角山-上新集、呂王-彭店、蘆花灣-周家灣三個調查區，位于我國重要的“武當-桐柏-大別山成礦帶”，大地構造位置處于高橋-浠水斷裂的西部，一、二、三級構造單元分別為秦嶺-大別造山帶、桐柏-大別構造帶及桐柏構造亞帶，同時也位于我國主要石墨成礦帶桐柏-大別成礦帶上。

該地區雖然有前人關于石墨礦的研究和報道[1-6]，但對于該地區的晶質石墨礦的礦體特征、質量及成礦規律、找礦標志等方面仍缺乏深入的研究。

1.礦區地質特征

湖北省大別山西段七角山-上新集、呂王-彭店、蘆花灣-周家灣石墨成礦作用類型為區域變質型石墨礦床，成礦地質條件基本一致。

1.1地層及含礦層系

調查區出露的主要為變質巖、其次為巖漿巖及少量的沉積巖（第四系）。

侵入巖發育程度不同，其中蘆花灣-周家灣巖漿巖較發育，七角山-上新集及呂王-彭店巖漿巖不發育。調查區出露的侵入巖劃分為燕山晚期的酸性巖漿巖巖體，加里東期及晉寧期基性侵入巖。

沉積巖主要為第四系沖積砂礫石、沙土建造（Q），主要分布在河谷及支流沿岸，倒水兩側的低級階地上，巖性為灰黃色沖積的砂礫石、沙土、亞粘土等，厚度0m～20m。

變質巖從老至新依次為晚太古-早元古代桐柏山巖群，中元古代紅安巖群黃麥嶺組、天臺山組、七角山組，建造構造綜合柱狀圖見圖1。

其中晶質石墨礦含礦層主要為：中元古代紅安巖群黃麥嶺組下巖段和七角山組下巖段。

中元古代紅安巖群黃麥嶺組下段白云鈉長片麻巖夾鈉長角閃巖、白云石大理巖建造（Pt2h1）：主要巖性為白云鈉長片巖、白云鈉長淺粒巖，含石墨白云鈉長片麻巖及少量的石墨片巖，下部夾有一層白云石大理巖，變質相為中壓低角閃巖相，其原巖為砂泥質、粘土質及含有機碳的泥灰質的濱-淺海相碎屑沉積巖，該組地層在區域上為磷礦含礦層位，其成礦環境為較好的缺氧還原環境。

中元古代紅安巖群七角山組下段白云石英片巖夾鈉長角閃巖建造（Pt2q1）：主要巖性為白云鈉長片麻巖、白云石英片巖、含石墨白云石英片巖、白云片巖、含石榴白云鈉長片麻巖、含石榴白云石英片巖，變質相為中-高壓的綠片巖相，其原巖為一套泥砂巖、含碳泥巖、泥灰巖等陸源碎屑巖，該組地層中局部可見硫鐵礦，成礦環境為缺氧環境。

1.2構造

調查區位于桐柏-大別中間隆起帶北部，各時代地層均經歷多次構造變形和強烈的變質作用，構造較發育，略復雜，區內主要發育一系列的褶皺、斷層及韌性剪切帶（見圖2）。從東至西發育有三個大型褶皺、7個小型褶皺，褶皺主軸向均為近南北向，近似平行分布。區域斷層主要以北東向為主、次為近南北向。韌性剪切帶（f1）主要分布在七角山-上新集調查區西部，向北少量延伸至呂王-彭店調查區。

其中黃麥嶺組下段石墨礦體主要分布在雞公山巖體南側梅家崗向南延伸至田兒灣處，平面上呈條狀分布，礦化體多呈層狀、似層狀、透鏡狀分布，分布方向與地層走向一直，北北東-南南西向，傾向向東。

七角山組下段石墨礦化體主要分布在周官橋倒轉褶皺帶兩翼、仙居頂背斜的兩翼、呂王向斜的兩翼，七角山一帶，主要呈條帶狀、透鏡狀分布，分布方向與地層方向一致，大部分北北西或近南北向。

1.3變質作用

調查區內由于經歷了長期的不同期次的區域變質作用、動力變質作用和接觸變質作用，形成不同成因的變質巖。根據變質礦物及組合特征，調查區的變質巖相可劃分為中壓低角閃巖相、中高壓綠簾角閃巖相和中高壓綠片巖相。

綠片巖相：主要分布在七角山-上新集調查區、呂王-彭店調查區及蘆花灣-周家灣調查區的東南側，礦物組合以陽起石+鈉長石+綠簾石礦物組合為標志，分布的地層主要為中元古代紅安巖群天臺山組、七角山組。

綠簾角閃巖相：主要分布在蘆花灣-周家灣調查區的中部及東部，以變基性巖中普遍出現綠簾石+藍綠色普通角閃石+鈉長石礦組合為特征，局部殘余有綠片巖相礦物，分布地層主要為晚太古-早元古代桐柏山雜巖群、中元古代紅安巖群黃麥嶺組、天臺組。

角閃巖相：主要分布在蘆花灣-周家灣調查區的西北部，以變基性巖石中出現斜長石+普通角閃石+鐵鋁榴石礦物組合為特征，分布地層主要為晚太古-早元古代桐柏山雜巖群、中元古代紅安巖群黃麥嶺組。

2.礦體特征與礦石質量

在調查區共圈定九條石墨礦體，其礦體特征如表1。

黃麥嶺組石墨礦體的石墨礦石類型主要為石墨片巖型礦石，多呈侵染狀，極少量為含石墨白云鈉長片麻巖型礦石，七角山組的石墨礦體的礦石類型主要為含石墨白云石英片巖。

石墨片巖型礦石呈灰黑-黑色，顯微鱗片變晶結構，柱狀、片狀變晶結構，片狀、稀疏浸染狀構造，一般具有定向性排列。主要由石墨、石英、鈉長石、鉀長石、絹云母、白云母、有機碳等礦物組成，石墨含量一般3%～8%，石墨片徑一般0.003mm～0.03mm，小于100目，固定碳含量一般3.24%～ 7.58%，硫含量一般2%左右。黃麥嶺組下段（Pt2h1）中石墨礦石類型主要為該種礦石類型，七角山組下段（Pt2q1）中位于韌性剪切帶上，變質作用強烈處石墨礦石可見該種礦石類型。

含石墨白云石英片巖型礦石呈黑色、灰黑色，鱗片粒狀變晶結構，片狀構造。主要由石英、鈉長石、石墨、絹云母、白云母或黑云母等礦物組成，含有少量黃鐵礦。石墨含量一般3%～6%，石墨片徑一般0.002mm～0.05mm，小于100目，固定碳含量一般2.5%～5.24%。七角山組下段（Pt2q1）中石墨礦石類型主要為該種類型。

調查區的石墨礦石固定碳含量一般3%～5%，鱗片較小，為小鱗片晶質石墨，鱗片一般都小于100目；其中黃麥嶺組礦石質量略好于七角山組，黃麥嶺組晶質石墨的固定碳含量一般在3.24%～7.58%，鱗片一般在0.003mm～0.03mm；七角山組晶質石墨的固定碳含量一般在2.5%～5.24%，鱗片一般在0.04mm～0.05mm。

3.礦床成因及找礦標志

3.1礦床成因

根據調查區石墨礦成礦地質特征，將石墨成礦劃分為3個階段：沉積成巖階段、區域變質作用階段、混合巖化階段（圖3）。

沉積成巖階段：在淺海穩定的沉積環境中，砂泥質、粘土質及含有機碳的泥灰質富鎂碳酸鹽形成有序的沉積，在成巖過程中有機質發生分解、遷移，使碳質成分發生相對富集，出現某些含碳成分較高的巖段。

區域變質作用階段：在中、高區域變質作用過程中，碳質組分發生了自組織作用和重結晶作用，并相對集中，形成石墨片巖、含石墨二云鈉長片巖等，形成一定品位的石墨含礦層。

混合巖化作用階段：該階段區域變質作用進一步加強，同時發生多期次的巖漿活動，使石墨礦石再度發生重結晶，提高石墨鱗片的片度。

黃麥嶺組下段和七角山組下段的前兩個成礦階段類似，區別在于黃麥嶺組下段中壓低角閃巖相指示高變質程度，而七角山組下段中-高壓的綠片巖相指示中等-弱變質程度，故后者可能未經歷混合巖化作用階段。

3.2找礦標志

黃麥嶺組下段含礦地層為白云鈉長片麻巖夾鈉長角閃巖、白云石大理巖建造（Pt2h1），找礦構造位于燕山晚期花崗巖侵入巖體附近或褶皺發育處。其找礦標志為下部一般發育白云石大理巖，呈薄層狀。

七角山組下段含礦地層為白云石英片巖夾鈉長角閃巖建造（Pt2q1），挖礦構造位于晉寧期基性侵入巖巖體附近或呂王向斜、仙居頂背斜的核部及兩翼。其找礦標志為底部一般發育方解石大理巖，呈長透鏡狀、似層狀。

參考文獻：

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