新疆東準噶爾地區石墨礦地質特征及礦床成因

明經發　賴錫仁　白權金　鄭路

摘? 要：新疆東準噶爾地區是新疆金屬礦產和能源礦產的重要成礦帶。近幾年，隨著找礦方向的轉變，尋找非金屬礦產石墨取得了重大進展和突破，新發現多處大型、超大型石墨礦床，其層位穩定，厚度大，品位富，且露天易開采，本文對新疆東準噶爾地區石墨礦地質特征及成因進行了分析探討。

關鍵詞：東準噶爾;新疆;石墨;成礦特征;成因

新疆東準噶爾地區石墨礦的發現改變了中國石墨礦“東多西少”的分布格局，同時改變和提升了中國石墨資源儲量在世界的地位，其巨大的找礦成果和潛力得到廣大地質工作者和學者的廣泛關注。通過對該區石墨典型礦床分析，討論區域礦床地質特征和控礦地質條件，探討區域石墨成因，為進一步石墨找礦工作提供依據。

1區域成礦地質背景

區域出露地層主要是泥盆—二疊系，廣泛發育火山沉積巖系，并在大部分區域沉積了一套泥盆—石炭系海陸過渡相、淺海相碎屑巖，普遍夾多套含碳質泥巖或頁巖。區內中泥盆—下石炭統火山碎屑（沉積）巖建造為主要石墨賦礦層位。

區域斷裂構造發育，3條大斷裂呈北西西—南東東向自北向南依次展布。巖漿大規模侵入活動主要以華里西晚期泥盆—二疊紀為主，發育超基性、基性、中性、酸性和堿性侵入巖。其中，花崗巖類分布最廣，侵入于泥盆系和石炭系中，侵入巖U-Pb年齡為265～416.8Ma，多分布于302～341.1Ma，即中晚石炭期。巖體中常含圍巖捕擄體，普遍有不同程度的重融后混染殼源物質、使得露頭上的顏色發生變化等同化混染作用特征。

2礦床地質特征

2.1石墨礦床類型劃分

石墨礦床按成因可劃分為區域變質型、接觸變質型和同化混染型3類。而這三類石墨礦床均屬富有機質地層再造而成的后生礦床。東準地區石墨礦床主要為后兩種類型，如達布遜石墨礦和孔可熱石墨礦屬于接觸交代型，蘇吉泉石墨礦和黃羊山1號、2號石墨礦則屬于同化混染型。

2.2代表性石墨礦床

2.2.1青河縣孔克熱石墨礦床

孔可熱石墨礦位于研究區阿爾曼太和卡拉麥里斷裂帶之間。出露地層主要為下石炭統姜巴斯套組（C1j），為砂巖、粉砂巖及泥巖組成的濱海相含碳質碎屑巖建造，亦為石墨賦礦巖層，賦礦巖石為碳質板巖。地層受巖漿熱力變質作用巖石呈現角巖化、褪色、蝕變及高溫的錆色和板巖化等變質特征，變質巖的巖性組合為單一碳質板巖。礦區地質特質反映出引起變質的主導因素是熱力變質作用，變質級屬中-低溫熱力變質范疇，區域變質程度較淺。

礦床地質構造為阿爾曼太3號向斜，呈北東向出露于礦區南部一帶，北東翼傾向南西，傾角為50°～85°;南西翼傾向北東，傾角為50°～70°，組成向斜核部地層為下石炭統姜巴斯套組（C1j），即石墨礦體賦存位。

礦區內共圈出4條石墨礦化蝕變帶，出露總長約2600m，寬約200m。帶內控制礦體出露最長580m，控制礦體最大斜深400m，地表單工程礦體最厚42.2m，鉆孔中最大控制厚度342.12m。固定碳品位可達30.15×10^-2，平均品位可達15.96×10^-2。礦石類型屬晶質（鱗片狀）石墨礦，單晶鱗片直徑一般在0.001～0.2mm，伴生有益有害成分簡單，為中碳石墨產品。孔可熱石墨礦床內蘊經濟資源量及預測資源量（332）+（334）級工業晶質石墨固定碳礦物量達3054.82萬t。

另外還有黃羊山2號石墨礦床，位于卡拉麥里島弧帶內，產出于晚石炭世侵位的黃羊山巖體內細粒黑云母堿長花崗巖和中細粒黑云角閃堿長花崗巖接觸帶。礦體出露長約1.1km，寬200～580m不等，產狀外傾，地表傾角較緩，礦體與圍巖接觸面產狀呈陡立狀，激電測深顯示深部礦體形態可能為近似直立的“筒狀”。該石墨礦體地表分布范圍與物探激電異常中顯示高極化、低阻的疊加異常區域吻合度較高，異常強度較大。

3控礦地質條件

3.1地層

額爾齊斯-瑪因鄂博斷裂以南至阿爾曼太斷裂的南側，石墨礦產出于與華力西中期的中酸性侵入巖接觸的泥盆紀和石炭紀地層中，其海陸過渡相含碳質砂巖、粉砂巖、泥巖或頁巖是該區含礦地層，層位穩定。華力西期大規模巖漿活動為有機碳變質轉化成石墨提供了充足的熱源。

3.2構造

東準地區構造活動強烈，石墨礦均發育在區域性或者主斷裂附近，總體控制了石墨礦體的規模、形態、產狀及分布，斷裂附近往往形成規模較大的片理化構造和破碎帶，是石墨的重要產區。具體來說，區域變質作用主要受華力西期構造運動影響，沿斷裂形成寬度不等的低溫動力變質帶，對地層改造使其發生區域低溫動力變質作用，為石墨的形成提供了熱能和動力。

3.3巖體

卡拉麥里——默欽烏拉斷裂北側發育大規模的晚石炭世堿性花崗巖和偏堿性的黑云母花崗巖，為該區同化混染型晶質石墨礦的賦礦巖石。石墨以球狀、豆狀和不規則脈狀富集于不同期次花崗巖中。沿斷裂分布的黃羊山巖體、喀臘夏特巖體、庫布蘇巖體、老鴉泉巖體、北塔山牧場巖體等堿性花崗巖體在空間上具有一定的相似性，均為同化混染型晶質石墨找礦的有利區域。

4成因探討

古生代整個東準噶爾地區處于殼體構造演化的發展階段，尤其是晚古生代，古準噶爾洋殼向西伯利亞古陸俯沖、匯聚、碰撞，加之板塊擴張、俯沖等引起大規模強烈的褶皺造山運動和巖漿活動，強烈的島弧型火山噴發和花崗巖漿侵入活動形成陸緣島弧及弧后盆地，斷裂提供了變質動力和熱源，使古生代火山沉積含碳地層發生大面積的區域變質作用疊加熱流接觸變質作用，為東準噶爾地區內生金屬礦床及石墨等非金屬礦床提供了必要的形成環境和重要的產出條件。

總結東準噶爾地區石墨礦的成礦可分為3個階段：①碳的初始富集階段。準噶爾小洋盆隨著區域構造演化反復拉張、閉合，大量淺-濱海相區域集聚了大量富含有機質的沉積，形成含碳地層或含煤地層。②碳的再富集階段。東準地區進入造山階段，由北向南一系列推覆運動形成一系列北西西向深大斷裂及巨型的韌性剪切帶，其中的區域構造演化提供了大量的區域變質條件，使得早先富集的碳在有利的成礦空間與環境中得到再次集中與富集，這也包含部分有機碳的分解與還原。③碳的富集成礦階段。古生代，巖漿巖的侵入為礦床提供了巨量的熱源與動能，在成礦有利地段使碳得到最終富集、凈化與重結晶，在這一地區分為兩種形式：a.在地層中，特別是韌性剪切帶中，受到巖漿熱的烘烤或重熔，石墨呈層狀或透鏡狀原地就位，形成如達布遜、孔克熱石墨礦;b.巖漿反復侵位過程中，捕獲大量富含碳的地層或塊體，混合析離結晶，在運移多層中在靠近巖體上部與邊部形成球狀石墨，在有利空間聚集成礦，如蘇吉泉、黃羊山石墨礦。

5結論

東準噶爾地區石墨礦主要由額爾齊斯-瑪因鄂博、阿爾曼太及卡拉麥里-默欽烏拉3大斷裂控制分布和產出，其形成于志留—石炭紀，晚古生代含碳巖系地層是石墨成礦的重要物源。區域性的構造運動和巖漿活動引起大面積的區域變質作用和接觸變質作用，從而形成準噶爾地塊東緣被動陸緣接觸變質型和同化混染型石墨成礦帶。

參考文獻

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