新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及礦床成因獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及礦床成因獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)是新疆金屬礦產(chǎn)和能源礦產(chǎn)的重要成礦帶。近幾年，隨著找礦方向的轉(zhuǎn)變，尋找非金屬礦產(chǎn)石墨取得了重大進(jìn)展和突破，新發(fā)現(xiàn)多處大型、超大型石墨礦床，其層位穩(wěn)定，厚度大，品位富，且露天易開(kāi)采，本文對(duì)新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及成因進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：東準(zhǔn)噶爾;新疆;石墨;成礦特征;成因

新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)石墨礦的發(fā)現(xiàn)改變了中國(guó)石墨礦“東多西少”的分布格局，同時(shí)改變和提升了中國(guó)石墨資源儲(chǔ)量在世界的地位，其巨大的找礦成果和潛力得到廣大地質(zhì)工作者和學(xué)者的廣泛關(guān)注。通過(guò)對(duì)該區(qū)石墨典型礦床分析，討論區(qū)域礦床地質(zhì)特征和控礦地質(zhì)條件，探討區(qū)域石墨成因，為進(jìn)一步石墨找礦工作提供依據(jù)。

1區(qū)域成礦地質(zhì)背景

區(qū)域出露地層主要是泥盆—二疊系，廣泛發(fā)育火山沉積巖系，并在大部分區(qū)域沉積了一套泥盆—石炭系海陸過(guò)渡相、淺海相碎屑巖，普遍夾多套含碳質(zhì)泥巖或頁(yè)巖。區(qū)內(nèi)中泥盆—下石炭統(tǒng)火山碎屑（沉積）巖建造為主要石墨賦礦層位。

區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)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(guī)模侵入活動(dòng)主要以華里西晚期泥盆—二疊紀(jì)為主，發(fā)育超基性、基性、中性、酸性和堿性侵入巖。其中，花崗巖類(lèi)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(zhì)、使得露頭上的顏色發(fā)生變化等同化混染作用特征。

2礦床地質(zhì)特征

2.1石墨礦床類(lèi)型劃分

石墨礦床按成因可劃分為區(qū)域變質(zhì)型、接觸變質(zhì)型和同化混染型3類(lèi)。而這三類(lèi)石墨礦床均屬富有機(jī)質(zhì)地層再造而成的后生礦床。東準(zhǔn)地區(qū)石墨礦床主要為后兩種類(lèi)型，如達(dá)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(hào)、2號(hào)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(qū)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(tǒng)姜巴斯套組（C1j），為砂巖、粉砂巖及泥巖組成的濱海相含碳質(zhì)碎屑巖建造，亦為石墨賦礦巖層，賦礦巖石為碳質(zhì)板巖。地層受巖漿熱力變質(zhì)作用巖石呈現(xiàn)角巖化、褪色、蝕變及高溫的錆色和板巖化等變質(zhì)特征，變質(zhì)巖的巖性組合為單一碳質(zhì)板巖。礦區(qū)地質(zhì)特質(zhì)反映出引起變質(zhì)的主導(dǎo)因素是熱力變質(zhì)作用，變質(zhì)級(jí)屬中-低溫?zé)崃ψ冑|(zhì)范疇，區(qū)域變質(zhì)程度較淺。

礦床地質(zhì)構(gòu)造為阿爾曼太3號(hào)向斜，呈北東向出露于礦區(qū)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(tǒng)姜巴斯套組（C1j），即石墨礦體賦存位。

礦區(qū)內(nèi)共圈出4條石墨礦化蝕變帶，出露總長(zhǎng)約2600m，寬約200m。帶內(nèi)控制礦體出露最長(zhǎng)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(dá)30.15×10-2，平均品位可達(dá)15.96×10-2。礦石類(lèi)型屬晶質(zhì)（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(jiǎn)單，為中碳石墨產(chǎn)品。孔可熱石墨礦床內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量及預(yù)測(cè)資源量（332）+（334）級(jí)工業(yè)晶質(zhì)石墨固定碳礦物量達(dá)3054.82萬(wàn)t。

另外還有黃羊山2號(hào)石墨礦床，位于卡拉麥里島弧帶內(nèi)，產(chǎn)出于晚石炭世侵位的黃羊山巖體內(nèi)細(xì)粒黑云母堿長(zhǎng)花崗巖和中細(xì)粒黑云角閃堿長(zhǎng)花崗巖接觸帶。礦體出露長(zhǎng)約1.1km，寬200～580m不等，產(chǎn)狀外傾，地表傾角較緩，礦體與圍巖接觸面產(chǎn)狀呈陡立狀，激電測(cè)深顯示深部礦體形態(tài)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(qū)域吻合度較高，異常強(qiáng)度較大。

3控礦地質(zhì)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(cè)，石墨礦產(chǎn)出于與華力西中期的中酸性侵入巖接觸的泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)地層中，其海陸過(guò)渡相含碳質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖或頁(yè)巖是該區(qū)含礦地層，層位穩(wěn)定。華力西期大規(guī)模巖漿活動(dòng)為有機(jī)碳變質(zhì)轉(zhuǎn)化成石墨提供了充足的熱源。

3.2構(gòu)造

東準(zhǔn)地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，石墨礦均發(fā)育在區(qū)域性或者主斷裂附近，總體控制了石墨礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀及分布，斷裂附近往往形成規(guī)模較大的片理化構(gòu)造和破碎帶，是石墨的重要產(chǎn)區(qū)。具體來(lái)說(shuō)，區(qū)域變質(zhì)作用主要受華力西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，沿?cái)嗔研纬蓪挾炔坏鹊牡蜏貏?dòng)力變質(zhì)帶，對(duì)地層改造使其發(fā)生區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，為石墨的形成提供了熱能和動(dòng)力。

3.3巖體

卡拉麥里——默欽烏拉斷裂北側(cè)發(fā)育大規(guī)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(qū)同化混染型晶質(zhì)石墨礦的賦礦巖石。石墨以球狀、豆?fàn)詈筒灰?guī)則脈狀富集于不同期次花崗巖中。沿?cái)嗔逊植嫉狞S羊山巖體、喀臘夏特巖體、庫(kù)布蘇巖體、老鴉泉巖體、北塔山牧場(chǎng)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(zhì)石墨找礦的有利區(qū)域。

4成因探討

古生代整個(gè)東準(zhǔn)噶爾地區(qū)處于殼體構(gòu)造演化的發(fā)展階段，尤其是晚古生代，古準(zhǔn)噶爾洋殼向西伯利亞古陸俯沖、匯聚、碰撞，加之板塊擴(kuò)張、俯沖等引起大規(guī)模強(qiáng)烈的褶皺造山運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)，強(qiáng)烈的島弧型火山噴發(fā)和花崗巖漿侵入活動(dòng)形成陸緣島弧及弧后盆地，斷裂提供了變質(zhì)動(dòng)力和熱源，使古生代火山沉積含碳地層發(fā)生大面積的區(qū)域變質(zhì)作用疊加熱流接觸變質(zhì)作用，為東準(zhǔn)噶爾地區(qū)內(nèi)生金屬礦床及石墨等非金屬礦床提供了必要的形成環(huán)境和重要的產(chǎn)出條件。

總結(jié)東準(zhǔn)噶爾地區(qū)石墨礦的成礦可分為3個(gè)階段：①碳的初始富集階段。準(zhǔn)噶爾小洋盆隨著區(qū)域構(gòu)造演化反復(fù)拉張、閉合，大量淺-濱海相區(qū)域集聚了大量富含有機(jī)質(zhì)的沉積，形成含碳地層或含煤地層。②碳的再富集階段。東準(zhǔn)地區(qū)進(jìn)入造山階段，由北向南一系列推覆運(yùn)動(dòng)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(qū)域構(gòu)造演化提供了大量的區(qū)域變質(zhì)條件，使得早先富集的碳在有利的成礦空間與環(huán)境中得到再次集中與富集，這也包含部分有機(jī)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(dòng)能，在成礦有利地段使碳得到最終富集、凈化與重結(jié)晶，在這一地區(qū)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(dá)布遜、孔克熱石墨礦;b.巖漿反復(fù)侵位過(guò)程中，捕獲大量富含碳的地層或塊體，混合析離結(jié)晶，在運(yùn)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(jié)論

東準(zhǔn)噶爾地