南灣石墨礦地質特征及成因初步探討

李鋒

摘要：南灣石墨礦賦存于中太古代集寧巖群黃土窯巖組，屬于區域變質型礦床。本文通過對礦床地質特征進行分析研究，初步探討本區石墨礦床的主要成因及找礦標志。

關鍵詞：石墨礦;黃土窯巖組;區域變質;礦床地質;找礦標志

南灣石墨礦位于華北地臺北緣內蒙古臺隆涼城斷隆東部，大同-尚義北東向構造-巖漿巖帶中段，大同-尚義北東向構造-巖漿巖帶與商都-蔚縣北西向構造-巖漿巖帶交匯部位西南側。

1 、 礦區地質特征

1.1 地層

區內地層主要為集寧巖群黃土窯巖組下段和第四系。

黃土窯巖組下段，按巖石組合分為上、中、下三層巖石組合。下層巖性有黑云斜長片麻巖、角閃二長變粒巖、二長變粒巖;中層巖性有石榴鉀長片麻巖、石墨鉀長片麻巖;上層巖性有黑云鉀長片麻巖，黑云二長片麻巖，其中，中層底部的石墨鉀長片麻巖為本區主要賦礦巖石。

第四系主要由更新統風積物和全新統沖積和沖洪積物組成，主要分布于區內河谷地帶及其兩側階地。

1.2 巖漿巖

區內巖漿巖主要形成于古元古代和中生代，呈小巖株或巖脈產出。

古元古代巖漿巖主要為輝綠巖脈，呈NW-SE走向斜貫全區，傾角一般75～80°左右，脈寬一般2～20m。巖石灰黑色，輝綠結構，塊狀構造，礦物成分以斜長石、輝石為主，其次為角閃石，巖石表面風化具褐鐵礦化。

中生代巖漿巖呈小巖株或巖脈產出。小巖株巖性有閃長巖、斑狀閃長巖、安山玢巖、霏細斑巖、花崗斑巖;巖脈有花崗斑巖脈、鈉長斑巖脈。

1.3 構造

區內構造主要為褶皺構造，斷裂構造不發育。褶皺構造主要為二臺子背斜，褶皺樞紐西起二臺子，東至頭臺子向東延出區外，走向55°～75°。南翼巖層傾向200°～230°，傾角22°～31°，北翼巖層傾向290°～310°，傾角30°～45°，為一不對稱背斜。本區巖層及礦體分布、產狀受其控制。

斷裂構造主要有北東向和北西向兩組構造。其中，北西向斷裂構造主要發育在本區的中部，傾向南西，傾角75～80°左右。該組構造形成時代早，斷裂規模大，為壓扭性構造，具多期次活動的特點，它在很大程度上控制了區內輝綠巖脈的分布，多被輝綠巖脈充填;北北東向斷裂構造規模較小，形成時代晚，為一系列張性斷裂構造，多被花崗斑巖脈充填。

2 、 礦體特征

礦區石墨含礦帶出露于背斜兩翼。南翼控制長度1035m，北翼露頭長度500m左右。主礦體Ⅰ號礦體位于礦區東南部，二臺子背斜南翼，呈層狀、似層狀，有分枝復合現象，賦存于下含礦帶含石墨鉀長片麻巖中。礦體傾向200°-230°，平均傾角23°。礦體埋深0-346m。礦體控制長度1035m，控制最大延深1113m。礦體厚度2.29-26.03m，平均厚度12.93m，礦體厚度變化系數62.44%，厚度較穩定。礦體固定碳品位2.80-5.54%，平均品位3.98%，品位變化系數19.01%，品位穩定。

3、 ?礦石質量

3.1 礦石結構與構造

石墨主要為半自形鱗片結構，脈石礦物主要為斑狀變晶結構、它形晶粒狀結構、交代結構、交代殘余結構。構造主要為片麻狀構造、稀疏浸染構造、浸染條帶狀構造。

3.2 礦石的礦物成分

礦石礦物主要為石墨;脈石礦物主要為鉀長石、石英、石榴石，其次為單斜輝石、斜長石、黑云母等。此外，礦石中還有黃鐵礦、方解石、綠泥石、綠簾石等，分布不廣或含量少。

3.3 礦物粒度、晶粒形態和嵌布方式

（1）礦石礦物

石墨：含量4～10%。鋼灰色，風化面呈黃褐色，反射色為淺褐灰色，低硬度，強非均質性。石墨結晶較好，形態為葉片狀、鱗片狀，大致排列方向與片麻理方向一致，有些受力彎曲，鱗片大小不一，片徑0.15～2.00mm，多為1.0～1.5mm，屬粗鱗片狀石墨。鏡下觀察石墨粒度0.08×0.015mm～1.6×0.24mm左右，分布于長英質礦物粒間，和黑云母一同構成片麻狀構造，可與云母礦物連生，有些呈彎曲的片狀集合體。

（2）主要脈石礦物

鉀長石：含量38-62%，鉀長石多數呈它形粒狀，少數呈半自形板狀，顆粒有定向拉長現象，顆粒長軸的排列方向同片麻理，粒度為3.2×0.4～0.8mm，正低突起，二軸晶，負光性，見有條紋結構，多數為條紋長石，個別顆粒有粘土化，呈臟濁的土褐色。

石英：含量2-25%，呈它形粒狀，粒徑為0.2～2.6mm，正低突起，一軸晶，正光性，裂紋發育，沿裂紋充填有細小的包體，和鉀長石、單斜輝石緊密嵌生，或包于石榴石和鉀長石顆粒中。

石榴石：含量0-15%，局部占30%，變斑晶等軸粒狀，粒度大致均勻，粒徑約1.2～3.0mm，淡褐色，正極高突起，裂紋發育，正交偏光顯微鏡下全消光，含有少量的石英、金紅石包裹體，零星分布于顆粒中，形成包含嵌晶變晶結構，顆粒邊緣有基質成分嵌入，石榴石在巖石中做定向、斷續的平行排列，與片麻理的方向一致。

3.4 石墨片度

本次研究共采集石墨光片50件，均進行了石墨片度測定，>50目平均占75.56%，50～80目平均占18.69%，80～100目平均占2.70%，<100目平均占3.04%，統計結果見表10。礦石中石墨鱗片直徑較大，因此，該礦石屬于大鱗片晶質石墨礦。

4 、 礦體圍巖和夾石

4.1 礦體圍巖

礦體賦存圍巖為石榴鉀長片麻巖和二長變粒巖，其中石榴鉀長片麻巖為頂板，二長變粒巖為底板。礦體與底板界線清晰，巖性差異較大，固定碳品位一般較低，一般均為0.02%;礦體與頂板界線肉眼不可分，為漸變式接觸。

4.2 礦體夾石

僅有Ⅰ號主礦體中存在夾石，礦體內夾石主要有含石墨石榴鉀長片麻巖、石榴鉀長片麻巖和長英質脈體。其中，長英質脈體呈透鏡狀，規模小，但分布不穩定，本次共采集夾石樣品43件，固定碳品位最低0.02%，最高2.48%，平均品位1.13%。

5 、 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

礦床賦存于中太古代集寧巖群黃土窯巖組，主要巖性為片麻巖、變粒巖類，變質程度普遍達到角閃巖相—麻粒巖相。含礦巖系原巖為含碳沉積巖，富含大量有機質，給石墨礦形成提供了物質基礎。經過區域變質作用，在富含碳層位、地段重結晶形成石墨礦床，礦床類型屬區域變質石墨礦床。

5.2 礦化富集規律和找礦標志

（1）礦化富集規律

區內石墨礦富集規律明顯，礦體產于黃土窯巖組下段中層含石墨石榴鉀長片麻巖中。走向上礦體厚度較穩定，傾向上礦體向深部有變薄趨勢。

（2）找礦標志

①地層標志

本區石墨礦屬沉積-變質型礦床，均產出在黃土窯巖組下段地層中，黃土窯巖組是區域找礦標志。

②巖石標志

賦礦巖石含石墨石榴鉀長片麻巖，顏色為淺粉色。含石墨石榴鉀長片麻巖是直接找礦標志。

③地貌標志

礦體下部巖石致密堅硬，抗風化，與上部石墨礦層易于識別，地形都略為平緩或呈負地形。因此，緩坡與負地形是間接找礦標志。

參考文獻：

1.《內蒙古自治區興和縣南灣石墨礦詳查報告》，河北省地質工程勘查院，2016年。

作者簡介：李鋒（1986-），男，礦產地質工程師，長期從事礦產地質勘查工作。