新疆青河縣阿拉托別石墨礦地質特征及礦床成因

謝名永，舒 林，高 科

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局地球物理化學探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

1 區域地質特征

普查區隸屬于天山興蒙造山系（Ⅰ），準噶爾弧盆系（I-3），北準噶爾晚古生代溝弧帶（I-3-1），薩吾爾-二臺晚古生代島弧帶（Ⅰ-3-11）。區域上以查爾斯克-喬夏哈拉結合帶為界，北東部為哈巴河晚古生代弧前盆地（Ⅰ-1-23），南部與之相鄰的構造單元為洪古勒楞-阿爾曼太溝弧帶(Ⅰ-3-12)。普查區東側緊鄰卡拉先格爾-二臺斷裂（圖1）。薩吾爾-二臺晚古生代島弧帶（Ⅰ-3-11）：北以瑪因鄂博大斷裂為界，南以曼別特大斷裂為界或被晚石炭世侵入巖侵蝕，總體呈北西向展布。出露下石炭統姜巴斯套組一套濱海相火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及中基性火山熔巖建造。該盆地在其匯聚、閉合成陸后，晚石炭世巖漿侵入活動較為強烈，發育形成瑪因鄂博構造-巖漿巖帶、蒙其克構造-巖漿巖亞帶的晚石炭世侵入巖序列。從早期到晚期，從中性→中酸性→酸性→堿性巖石演化，且具鉀質向鈉質演化特點，反映出一種與板塊消減作用有關的、板塊碰撞前及造山晚期階段和非造山期形成的I型花崗巖特點。構造變形以淺層次的脆性域變形為主，形成直立褶皺、斜歪褶皺和倒轉褶皺及脆性斷裂，變質作用主要以區域埋深變質作用為主，形成低綠片巖相淺變質。該單元內分布有與巖漿-火山熱液有關的石英脈型-蝕變巖型及與韌-脆性斷裂有關的破碎蝕變巖型-石英脈型金、銅礦產[1]。

（1）地層。普查區一帶的區域地層區劃（按新疆區域地層表）屬于天山興蒙地層大區，北疆地層區，北準噶爾地層分區，福海地層小區。區域出露地層主要為震旦系、泥盆系、石炭系和第四系。由于區域地層的沉積環境、巖石組合及后期變質及成礦作用等方面的差異，以致其在區域中呈現的含礦性也不同。震旦系庫衛群位于卡拉先格爾一、三工區外東北部（面積較?。?，為一套淺海相復理石建造，其原巖主要為砂巖和頁巖夾少量火山巖和碳酸鹽巖透鏡體，由于長期動熱變質作用，形成一套以片巖和變粒巖為主的變質巖，變質程度較高，形成黑云斜長片麻巖、花崗片麻巖。泥盆系下泥盆統康布鐵堡組分布于卡拉先格爾一、三工區外圍北部，沿瑪因鄂博斷裂北側呈北西向帶狀展布，該組下部以沉積巖為主，上部以火山熔巖及凝灰巖為主，巖性為灰綠色片巖、石英長石砂巖、粉砂巖、酸性凝灰巖、碳酸鹽巖等。下泥盆統托讓格庫都克組巖性為灰綠色安山巖、凝灰巖、凝灰砂巖、凝灰角礫巖、鈣質砂巖、粉砂巖夾生物灰巖。中泥盆統蘊都卡拉組巖性是一套綠色、淺灰綠色的砂巖、粉砂巖、泥巖，間有礫巖與凝灰質砂巖、粉砂巖、角礫巖的沉積，其中有較少的中性、中酸性、酸性火山巖及其噴發沉積巖。石炭系姜巴斯套組、全新統。

圖1 大地構造單元劃分圖

（2）構造。區域構造類型主要由斷裂、褶皺及韌性剪切帶組成。從形成特點、影響區域、產出規模及其控巖、控礦特征等看，以斷裂為主，褶皺次之，但在深大斷裂兩側小褶皺及細小揉皺較為發育，區域上最顯著的構造是北西向斜切的瑪因鄂博大型壓扭性斷裂（F1），該斷裂為阿爾泰與準噶爾兩大構造單元的分割性斷裂，走向300°～310°，向北東陡傾，由于強烈的擠壓作用，在斷裂的北東側4km范圍內巖石均具強烈破碎現象，斷裂面附近常見角礫巖和糜棱巖等。該斷裂為具推覆性質的逆掩斷層?？ɡ雀駹枴永盏目ɡ麨鯏嗔眩‵3）該斷裂為該區域內一較大的斷層。北西向展布，兩端皆延入鄰幅，總體走呈向南凸的弧形。阿拉托別石墨礦位于卡拉先格爾（卡依爾特）—二臺活動斷裂的南部，礦帶的整體走向與該斷裂帶走向基本一致，嚴格受斷裂控制。

（3）侵入巖。阿拉托別一帶巖漿活動強烈，侵入巖較為發育。巖石類型從基性至酸性均有分布，但以酸性巖為主。以瑪因鄂博深大斷裂為界，南北兩側出露的侵入巖存在明顯的差異。北東側以早二疊世殼源花崗巖類為主，巖體為規模較大的巖基，大多具片麻狀構造特征；南西側包括晚石炭世殼源、混源花崗巖類和早二疊世混源花崗巖類（哈旦孫巖體），巖體規模較小，多呈不規則巖株、巖枝或脈狀，受斷裂構造控制特征明顯。

2 礦區地質

（1）地層。礦區位于第四系覆蓋區，覆蓋層厚5m～30m不等，依據礦區鉆孔資料，深部主要巖性為砂巖、粉砂巖、炭質砂巖、凝灰巖、炭質凝灰巖、炭質泥巖、炭質頁巖等一套正常沉積巖，將鉆孔內巖芯組合與區域地層對比，同時結合區域地層的延伸認為，該套地層應屬下泥盆統托讓格庫都克組。礦區深部侵入巖見閃長巖、石英閃長巖等中酸性侵入體。根據礦區物探資料推測，深部存在北北西向延伸的隱伏斷裂。

（2）構造。據物探資料推斷阿拉托別石墨礦區NW-SE向斷層一條F1，其東北部為隱伏的閃長巖體，東南部為安山玢巖及花崗巖脈；西部為砂巖、蝕變破碎巖石。NWW-SEE向斷層一條F2，斷層北部為閃長巖，南部為安山玢巖。

（3）侵入巖。阿拉托別石墨礦區隱伏的侵入巖為早石炭世第一侵入期次閃長巖，其東部出露為早石炭世第二侵入期次花崗巖脈。

（4）礦化蝕變特征。依據激電面積測量成果及鉆孔巖芯巖性特征，礦體為晶質（板狀、粒狀、鱗片狀）石墨礦。圍巖蝕變巖性主要為褐鐵礦化砂巖、砂巖、炭質砂巖、炭質凝灰巖、石墨化凝灰巖（含隱晶質石墨）及絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變特征[2]。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

阿拉托別石墨礦區實施勘探線6條，11至3勘探線間距為400m；3至0至4勘探線間距為200m；4至12至20勘探線間距為400m。圈定隱伏晶質石墨礦體16條。

L1-1礦體：為工業品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長450m，最大垂深85米，礦體單工程固定C品位3.43%～23.51%，固定C平均品位8.24%，單工程厚度2.74m～5.30m，平均厚度3.01米。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂底板巖性主要為粉砂巖，礦體北西向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數77.74%，品位變化系數71.78%。厚度變化不穩定、礦石質量不穩定。

L1-2礦體：為工業品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長450m，最大垂深107米，礦體單工程固定C品位4.80%～9.01%，固定C平均品位6.75%，單工程厚度1.15m～2.65m，平均厚度1.93m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂底板巖性主要為粉砂巖，礦體南東向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布。南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數38.57%，品位變化系數38.91%。厚度變化穩定、礦石質量穩定。

L1-3礦體：為工業品位石墨礦體，由ZK001鉆孔工程控制，控制走向長100m，最大垂深131m，固定C品位4.71%，厚度2.50m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂底板巖性主要為粉砂巖，呈透鏡狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。

L1-5礦體：為工業品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長500m，最大垂深158m，礦體單工程固定C品位3.16%～3.79%，固定C平均品位3.61%，單工程厚度2.35m～8.90m，平均厚度4.55m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂底板巖性主要為粉砂巖，礦體走向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數82.80%，品位變化系數9.29%。厚度變化不穩定、礦石質量穩定。

3.2 礦石質量

（1）礦石成分。石墨礦物質成分主要為固定碳、少量的硫、三氧化二鋁、二氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、石墨灰份、石墨水份、石墨揮發份。固定碳含量高則石墨灰份含量相對降低，反之則高。

（2）礦石結構、構造。礦石結構有半自形板狀結構、板狀結構、碎裂結構、他形板狀結構、他形-半自形板狀結構、微鱗片狀結構、碎裂狀結構、微板、板狀結構、微板-短板狀結構。礦石構造有：定向構造、塊狀構造、定向塊狀構造、定向中等浸染狀構造、定向稀疏浸染狀構造、定向星點浸染狀構造、串珠定向星散浸染狀構造、皺曲定向中等浸染狀構造、紋線條帶狀構造、條帶浸染狀構造、定向稠密浸染狀構造。

4 圍巖蝕變

礦體圍巖主要為砂巖、粉砂巖、變砂巖、凝灰質砂巖、凝灰巖等，其次為安山巖、安山玢巖、閃長巖等。

5 礦床成因及找礦標志

阿拉托別石墨礦區位于第四系覆蓋區內，鉆孔中可以看出礦體受沉積變質作用控制，礦體有一定的層位，產狀多與圍巖產狀一致，呈層狀，似層狀及透鏡狀為主，局部可以看出礦體受斷層破壞使礦體的形態復雜，根據目前有限的資料成果分析認為，該石墨礦床為區域變質型石墨礦床。

由于該石墨礦床位于第四系覆蓋區內，屬于隱伏石墨礦床，通過開展激電工作來尋找石墨礦體是較為有效的方法，因此，高極化、甚低阻是該區尋找石墨礦床的最直接的找礦標志[3，4]。

6 找礦遠景分析

普查區一帶隸屬古亞洲成礦域、準噶爾成礦省、北準噶爾Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-膨潤土-沸石-螢石-煤成礦帶、薩吾爾-二臺Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-煤-膨潤土-沸石-螢石礦帶之中。普查區一帶以發育鈣堿性玄武巖-安山巖-流紋巖為特點，區內主要產出鐵、鉻、銅、金等礦產及少量鈷、鉛鋅、石灰石、螢石等礦產。區內已知分布的礦床、礦（化）點眾多，在玉勒肯哈臘蘇－薩勒闊臘斯一帶主要分布有哈臘蘇銅礦、玉勒肯哈臘蘇銅礦、卡拉先格爾銅礦、老山口銅金礦等眾多的斑巖型銅礦床和銅礦點；在托庫托拜一帶主要有托斯巴斯套、加馬特等金、銅、鐵礦床（點）。從區域礦產分布特征看，各類礦床總體受構造控制，具有成群成帶分布特征。工作區北側分布阿拉托別隱伏石墨礦床，與工作區處于同一成礦帶中，具有相同地質背景，是尋找沉積變質型石墨礦的有利地段。根據已施工的鉆孔成果及圈定激電異常進行對比，推測該石墨礦帶與已圈定激電異常的規模基本一致，初步認為該區進一步尋找大型石墨礦產的潛力較大。