內蒙古烏拉特中旗道德哈日陶勒蓋石墨礦地質特征及成因分析

趙志飛，高玉石，張啟峰

（內蒙古第十地質礦產勘查開發院，內蒙古 赤峰 024000）

道德哈日陶勒蓋石墨礦位于巴彥淖爾市烏拉特中旗境內，行政區隸屬海流圖鎮管轄。區域礦產研究工作較為匱乏，有關石墨礦產工作方面為空白。該石墨礦為《內蒙古自治區巴彥淖爾市伊肯公等三幅1：5萬區域礦產地質調查》項目中發現，筆者依托該項目對礦區的地質概況、礦體特征、礦石特征等進行了初步的研究，并討論了該礦床的成礦因素及找礦標志，為今后的研究工作提供依據。

1 區域地質背景

按照板塊構造觀點，本區大地構造位置位于天山—興蒙造山系，包爾漢圖-溫都爾廟弧盆系，敖侖尚達-翁牛特旗巖漿弧與華北陸塊區、陰山—冀北陸塊，阿拉善右旗-烏拉特后旗基底雜巖帶的交接部位[1]。

測區內出露的地層有古元古界寶音圖巖群一巖組（Pt1B.1），為一套淺海-濱海相碎屑巖夾火山碎屑巖建造，地層內褶皺發育，軸向北東。侵入巖有早石炭世二長花崗巖（C1ηγ）、中二疊世花崗閃長巖（P2γδ）與礦產成因關系密切[2]。

2 礦區地質概括

2.1 地層

礦區出露地層為古元古界寶音圖巖群一巖組，為一套區域變質巖，是礦區的主要地層也是石墨礦的賦礦地層，巖性組合主要石英片巖、石英片巖、二云石英片巖夾斜長角閃巖，巖石普遍具石墨化。地層總體走向北東，傾向北西，傾角30°～50°，局部見小的揉皺現象，根據測制地層剖面，該地層總體厚度大約1700m。東部被早石炭世二長花崗巖侵入、南部被中二疊世花崗閃長巖侵入。

2.2 侵入巖

區內巖漿活動強烈，侵入巖分布廣泛。侵入巖空間上總體呈帶狀展布，時間上跳躍式延續。主要為早石炭世和中二疊世中性一中酸性侵入巖，顯示明顯的旋回性和多期次性。

（1）早石炭世中細粒二長花崗巖：分布于礦區東部。巖石具中細?；◢徑Y構，礦物成分：鉀長石、斜長石、石英、黑云母等。

（2）中二疊世中細?；◢忛W長巖：分布于東南部，巖石具中細?；◢徑Y構，塊狀構造。礦物成分：斜長石、鉀長石、石英、角閃石及黑云母組成。

（3）構造：區內北東向構造發育，北西向構造不發育，分布于地層及巖體中。北東向構造為主要的控礦構造，顯示張性特征。北西向斷裂規模較小，主要為導礦構造。斷裂帶內巖石主要蝕變為硅化、褐鐵礦礦化、碳酸鹽化、局部見少許蜂窩狀硫化物流失孔。

（4）巖脈：巖脈主要為石英脈、花崗巖巖脈、偉晶巖脈，以北東向為主，北西向次之。

3 地球物理特征

在工作區開展的1：10000激電掃面工作中，礦區北西部視極化率值基本大于10%，極值達20%以上，視電阻率則普遍不足100Ω·m。物性資料顯示，石英片巖電性呈低阻高極化特征，局部石墨化強烈，低阻高極化特征愈加明顯。南部巖性為大面積出露的花崗閃長巖和二長花崗巖，視極化率值背景在2.0%左右，極值一般集中在3.5%～3.9%之間。大地電阻率范圍介于300Ω·m～3700Ω·m。視極化率和視電阻率在電性結構分界處多表現為突變式的過渡關系（圖1）。

4 礦體特征

4.1 Ⅰ號石墨礦體

Ⅰ號礦體分布于礦區南部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質巖地層，該礦體呈層狀、厚層狀產出，含礦巖石為石墨石英片巖、石墨透輝石大理巖及石墨變粒巖。礦體長度大于550m，地表出露寬度約100m左右，總體呈北東向延伸，傾向135°左右，傾角40°左右，與圍巖產狀基本一致，根據測制剖面控制，該礦體厚度約60m，圍巖巖性為石英片巖、二云石英片巖。地表刻線法取樣，固定碳4.01%～6.13%，平均含量5.18%。

4.2 Ⅱ號石墨礦體

Ⅱ號礦體分布于礦區東北部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質巖地層，該礦體呈層狀、厚層狀產出，含礦巖石為石墨石英片巖、石墨二云石英片巖。礦體長度大于300m，地表出露寬度約90m左右，總體呈北東向延伸，傾向330°左右，傾角40°左右，與圍巖產狀基本一致，根據測制剖面控制，該礦體厚度約55m，圍巖巖性主要以二云石英片巖為主。

圖1 石墨礦區平面圖（左）和礦區激電ηs等值線平面圖（右）

4.3 Ⅲ號石墨礦體

Ⅲ號礦體分布于礦區中部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質巖地層向斜核部，該礦體呈層狀、厚層狀產出。含礦巖石為石墨石英片巖、石墨白云石英片巖。礦體長度大于300m，地表出露寬度約100m左右，總體呈北東向延伸，礦體傾向120°左右，傾角50°左右，礦體產狀與圍巖產狀基本一致，根據測制剖面控制，該礦體厚度約65m，圍巖巖性主要由石英片巖、二云石英片、斜長角閃巖組成。

5 礦石質量

本區礦石的礦物為石墨，石墨呈淺灰棕色，半自形-他形鱗片狀集合體，非均質，片徑0.01mm～0.3mm，石墨鱗片或呈彎曲狀、枝杈狀、星散分布。石墨鱗片質軟，手摸有滑感，黑色污手。礦石結構為半自形-他形晶片結構，礦石構造為疏稀侵染狀構造。礦石中主要有用組分為固定碳。礦石中固定碳以晶質石墨存在。

本區石墨呈鱗片狀，片徑0.01mm～0.3mm，屬晶質石墨，賦礦巖石主要為石英片巖、二云石英片巖、變粒巖，因此，礦石類型為片巖型晶質石墨礦。

6 礦石類型

6.1 礦石的自然類型

礦石的自然類型按賦礦巖石劃分為石英片巖型石墨礦石，次為二云石英片巖型石墨礦石、變粒巖型石墨礦石。

6.2 礦石的工業類型

根據光鑒定結果，石墨片徑0.01mm～0.3mm，呈半自形-它形鱗片狀集合體，因此礦石工業類型屬晶質石墨礦石。

7 礦體圍巖蝕變特征

礦體主要賦存于古元古界寶音圖巖群一巖組地層內，其中含礦巖性主要為石墨石英片巖、石墨白云石英片巖、石墨透輝石變粒巖。礦體圍巖主要為石英片巖、二云石英片巖、變粒巖，主要蝕變類型為硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化及少量綠泥石化。硅化、碳酸鹽化呈條帶狀發育在礦化體內或近礦圍巖中，褐鐵礦化、綠泥石化呈侵染狀發育在礦化體內或近礦圍巖中。

8 礦床成因及找礦標志

8.1 礦床成因

本區的石墨賦存在古元古界寶音圖巖群一巖組變質巖地層中，以片巖為主的變質巖系中，主要含礦巖性為石英片巖、二云石英片、變粒巖等。礦層的頂底板也是這些巖石，是一套典型的變質沉積巖組合含礦建造。礦體為層狀、似層狀和厚層狀，產狀與圍巖片理及區域構造線一致。該地層所取的巖石樣品均落入厚層泥巖、砂巖區及火山巖區，說明其原巖組多以砂、泥質沉積為主，并在沉積的過程中伴隨有碳酸鹽的沉積和輕微的基性火山活動，因此反映出當時的沉積環境振蕩作用比較頻繁。石墨呈顯微鱗片—鱗片狀分布于脈石礦物顆粒間，沿片麻理出現，可見石墨集聚成的條帶或條紋等原始層紋構造，說明石墨礦質與地層巖石同時沉積。礦石的礦物成分簡單而穩定，礦石中脈石礦物組合為石英片巖、二云石英片、變粒巖等，與圍巖中的造巖礦物相似，在全區變質巖中廣泛分布。同一層中礦石成分較穩定，礦石的品位較均勻而穩定，礦區內，沒有與成礦同期或更早一些的巖漿活動的派生產物。原始性組合為含碳質泥質粉砂巖（碳質粘土巖）、含碳質泥灰巖、含碳質碳酸鹽巖等。

上述特征充分表明，該礦床為一套有連續相序的淺海陸源碎屑—泥灰質—碳酸鹽含碳質沉積建造。由于后期巖漿的侵入引起圍巖溫度增高，有以鉀化、硅化為主的混合巖化作用，致使石墨晶片隨脈石礦物顆粒增大過程中，亦再增大，并進一步聚集，而形成本區片巖型晶質石墨礦為主的石墨礦體。綜上所述，本區石墨礦成因為區域變質礦床[3-5]。

8.2 找礦標志

成因為沉積區域變質型石墨礦，形成于華力西期。主要找礦標志有：

（1）地層：正常淺海沉積的古老變質巖系。一整套有連續相序的陸源碎屑—泥灰質—碳酸鹽巖含碳質沉積建造地層。

（2）早石炭世侵入巖侵入古元古界寶音圖巖群一巖組變質巖的內接觸帶附近。

（3）巖性：石墨化石英片巖、石墨化二云石英片、石墨化變粒巖夾雜出現，并有以鉀化、硅化為主的輕微混合巖化地帶。

（4）物探測量：由于石墨礦具有較為特殊的性能，其電阻率較低而視極化率較高，所以用自然電法和激發電法兩種物探方法找礦效果明顯。由于測區內石墨礦體形態成層狀，礦區構造較簡單，基巖露頭好，可以利用電阻率參數和視極化率參數來圈定石墨礦化帶和石墨富集區，對發現礦體的上界面反應較為清晰。所以物探激電測量的低電阻率、高視極化率顯示結果是該區尋找該區石墨礦的重要標志。