湖北夷陵區(qū)石墨礦主要特征及成因分析

湖北夷陵區(qū)石墨礦主要特征及成因分析

0立足國外經(jīng)濟發(fā)展,推動礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)力度石墨是中國重要的非金屬礦物。它具有電、導(dǎo)、耐、耐熱、地震性質(zhì)穩(wěn)定、潤潤、可塑等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于冶金、機械工程、電化學(xué)、化工、原子能工業(yè)領(lǐng)域。中國經(jīng)濟正處于快速發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,作為“工業(yè)糧食”的礦產(chǎn)資源的需求將進一步擴大,而國際礦產(chǎn)品市場的供給受諸多因素影響,保障程度難以預(yù)估,所以立足本國加快礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)力度,才能保障中國快速發(fā)展的要求。目前中國找礦的發(fā)展趨勢應(yīng)該是主攻大型和超大型礦床,這就要求科學(xué)地、客觀地分析研究各成礦地質(zhì)條件,從理論上建立大型和超大型成礦規(guī)模,充分發(fā)揮整裝勘查優(yōu)勢,破解難題,尋找更大的礦床。下面就湖北省夷陵區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及成因,對省內(nèi)該礦找礦前景做些淺析。1礦區(qū)地質(zhì)特征1.1巖石組合特征礦區(qū)出露地層主要為上太古界—下元古界水月寺群黃良河組下段((Ar2-Pt1)h1),在下段中下部有多層石墨礦層(礦體),厚度>400m,大面積分布于梆梆灣以南,為一套石榴黑云斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、含石墨黑云斜長片麻巖、白色塊狀透輝巖、石墨片巖、大理巖等組成。但在梆梆灣以北尚見下段上部地層。兩者為斷層接觸。下部巖性為石榴黑云斜長片麻巖及黑云斜長片麻巖,絹云母片巖。上部巖性為絹云母黑云斜長片麻巖及含石墨黑云斜長片麻巖,黑云斜長片麻巖,總厚>130m。產(chǎn)狀100°～150°∠60°,局部直立。上述巖性中有片麻巖的電氣石化,透輝巖的透閃石化、陽起石化以及黝簾石化,大理巖的蛭石化,含云母化以及蛇紋石化現(xiàn)象。綜上所述巖性及巖石組合特征,礦區(qū)出露地層為一套韻律性很明顯的由粗到細(xì)的有規(guī)律的沉積砂泥灰質(zhì)巖系。其中中部地層以灰?guī)r物質(zhì)為主,富含碳及硫,是礦區(qū)重要的含礦層位,石墨片巖(富礦體)的礦物成份特征表明其原巖為薄層狀含炭質(zhì)的砂泥質(zhì)沉積巖。礦區(qū)的混合巖化現(xiàn)象,主要受區(qū)域第一期白色花崗巖質(zhì)混合巖化作用控制,混合巖化作用以注入式為主,滲透交代不明顯。1.2項目礦區(qū)位于黃陵背斜核部及圈椅倘背斜之東翼,區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造,主要有如下四組:1.2.1南西方斷層包括橫穿礦區(qū)南部的兩條輝綠巖脈(即通過高家及三岔埡口的兩條主脈)及橫穿礦區(qū)北部梆梆灣—窄口一帶的變花崗斑巖脈。該組斷層的追蹤性明顯,傾向不穩(wěn)定,可由傾向南西而變化傾向北東,是區(qū)內(nèi)重要的斷層構(gòu)造。由于斷層的影響,使黃良河組下段上部地層向西推移,與黃良河組下段上部地層呈斷層接觸,受其影響斷層北側(cè)地層走向變?yōu)楸蔽魑鳌蠔|東,地層直立,有寬約60～80m的角礫破碎帶及寬100～120m的絹云母片巖帶,其片理平行斷層,走向北北東—南南西。1.2.2壓裂帶北北東-南南西部包括F2、F6、F10及縱貫礦區(qū)的幾條輝綠巖脈,均表現(xiàn)為逆斷層,有北西及南東兩種不同傾向,傾角不穩(wěn)定,以高角度為主。1.2.3扭曲擾動群北北西南南東該組與后面的北東東—南西西扭性斷層組相比較發(fā)育。包括F0、F1、F2、F4、F5、F8、F9等,斷層面平直,傾向北東或南西。1.2.4扭曲誤差群北東東南西西不好較1.2.3斷層組發(fā)育次之,均為平推斷層性質(zhì),以平推斷距為主,鉛直斷距為次。1.3花崗斑巖、斜云敦煌巖礦區(qū)有巖漿活動產(chǎn)物,分別為電氣石白崗巖、輝綠巖、變花崗斑巖和斜云煌巖4種,以電氣石、白崗巖規(guī)模最大,大面積侵入礦區(qū)中部,為順層產(chǎn)出的巖墻、輝綠巖、變花崗斑巖和斜云煌巖則為規(guī)模小的脈巖,受構(gòu)造嚴(yán)格控制。1.3.1含白色礦物的白崗巖灰白色有時因含煙色石英長石而呈淺灰黑色、塊狀構(gòu)造,中粗?！蘧О胱孕嗡瓢郀罱Y(jié)構(gòu)。斑晶為斜長石及石英。巖石主要由長石(65%～80%)及石英(20%～35%)組成,基本不含暗色礦物,長石似斜長石為主,并且以含鈣長石組分的鈉長石、鈉更長石及更長石為主。而堿長石則以微斜長石及微斜條紋長石為主。因此屬不含暗色礦物的鈣堿性正?；◢弾r的特殊種屬——白崗巖。巖石具花崗巖結(jié)構(gòu),但也廣泛發(fā)育交代結(jié)構(gòu),同時有電氣石化、黃鐵礦化,局部鈉黝簾石化,這些均表明巖石形成后,經(jīng)受了一定程度的混合巖化作用及從高溫到低溫的熱液蝕變。經(jīng)對礦區(qū)中部白崗巖墻與混合巖化標(biāo)本切片鑒定及巖石化學(xué)分析對比,二者無論從礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造或化學(xué)組份含量基本相似,因此認(rèn)定白崗巖為區(qū)域第一期白色花崗巖質(zhì)混合巖化作用的產(chǎn)物。1.3.2蝕變石及半干石礦暗綠色,中—細(xì)粒輝綠結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要由輝綠石及其蝕變產(chǎn)物纖閃石(60%～90%)和斜長石及其蝕變產(chǎn)物黝簾石、綠簾石、陽起石、透輝石(8%～40%)組成,此外還含有黑云母(含量變化很大)、磷灰石、鈦鐵礦、榍石及絹云母、碳酸鹽、綠泥石、滑石。1.3.3花崗結(jié)構(gòu)傳承石景灰黑色主要由中長石、石英、黑云母及綠簾石、黝簾石、絹云母組成,花崗結(jié)構(gòu),斑狀構(gòu)造。斑晶約占25%～35%,渾圓狀,主要成分石英及長石,長石斑晶多余石英斑晶,大小均同,一般3～6mm?；|(zhì)呈隱晶,由暗色礦物黑云母及長英質(zhì)礦物組成。1.3.4礦物定向排列灰綠色,礦物顆粒較細(xì),一般<1mm,片狀礦物定向排列明顯。主要由片狀礦物(75%左右)黑云母、斜長石(14%)及白云石(10%)組成。黑云母不同程度蝕變?yōu)榫G泥石而保留假象。2多層礦體礦床石墨嚴(yán)格地賦存于一定層位之中,層控明顯,礦體似層狀產(chǎn)出,頂板主要為白崗巖,次為大理巖、透輝巖。底板主要為黑云斜長片麻巖、大理巖、透輝巖,部分地段為白崗巖。該礦區(qū)為多層礦體礦床,各礦體的頂?shù)装鍘r性有差異,形態(tài)也有一定變化,但總體呈似層狀、透鏡狀。礦體共分為6個礦體。各礦體特征見表1。從上表可見礦區(qū)礦體以Ⅰ、Ⅲ號礦體規(guī)模最大,品位最好,次為Ⅱ號礦體。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ礦體也有一定規(guī)模,但礦石質(zhì)量(品位較低),鱗片相對較小。1978年勘查時作為暫不能利用礦體之列。2.1礦石礦區(qū)存在兩種性質(zhì)不同的礦體,富礦和貧礦體,從而相應(yīng)就有兩種礦石:石墨片巖富礦石;含石墨黑云斜長片麻巖貧礦石兩種。2.1.1礦石的結(jié)構(gòu)和生存狀態(tài)主要組成礦物為石英、絹云母及長石、石墨,此外還有少量黑云母及白云母、電氣石、黃鐵礦及次生褐鐵礦,偶見綠泥石、綠簾石、鋯石及金紅石。石墨含量一般為20%～40%,定向排列,與絹云母片狀礦物緊密共存,石墨中往往夾絹云母細(xì)鱗片,形成分枝復(fù)合現(xiàn)象,石墨磷片常被扭曲及彎折。礦石呈花崗鱗片變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造為主,局部片麻狀及眼珠狀。礦石混合巖化作用微熱,花崗質(zhì)脈體甚少,一般<1%,呈細(xì)小脈紋隨片理而彎曲,由長石與石英組成。以下4種生存狀態(tài)為:①石墨似粗大鱗片狀與絹云母、黑云母分布在粒狀礦物之間;②以隱晶狀、塵狀與絹云母、隱晶石英相混及分布于石英和電氣石裂隙中;③以細(xì)鱗片狀、星點狀與絹云母、石英微粒相混雜,構(gòu)成灰色的以絹云母為主的眼球狀、豆?fàn)铙w及結(jié)核體;④呈細(xì)小鱗片,密密地散布在長石晶體中,成為長石包裹體。2.1.2黑云斜長石片麻巖硅含量低主要礦物組成為石英、長石、黑云母、石墨,次要礦物為絹云母、白云母等,石墨與黑云母共生,礦石呈花崗鱗片變晶結(jié)構(gòu)、片狀及片麻狀構(gòu)造。2.2礦石固定碳含量礦石的固定碳含量較高,一般穩(wěn)定在9%～13%之間,品位變化不大,較為穩(wěn)定。變化系數(shù)<20%。礦石固定碳含量高低與混合巖化花崗巖脈體、含絹云母—長石質(zhì)豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)體之間多少有關(guān),脈體多,品位相對降低;脈體少,品位相對高,同時也與片狀構(gòu)造的發(fā)育程度相關(guān),較發(fā)育,品位相對較高。3中部巖組及礦區(qū)巖性礦區(qū)位于黃陵背斜結(jié)晶基底圈椅倘背斜之東翼,圈椅倘背斜及黃陵背斜結(jié)晶基底近核部復(fù)式背斜的部分,是區(qū)內(nèi)最古老的褶曲,該背斜自身的核部為圈椅倘石英正長巖體。兩異側(cè)為崆嶺群組成。早期崆嶺群沉積為一套淺海—瀉湖—碳酸鹽沉積,由下部砂泥質(zhì)經(jīng)中部富碳酸巖質(zhì)、泥質(zhì)到上部砂泥質(zhì)的沉積。下部巖性較單一,以砂泥質(zhì)巖為主,夾薄層泥灰?guī)r。中部巖組巖性相變較大,明顯有兩個沉積旋回:第一旋回主要為碳酸鹽質(zhì)和泥質(zhì);第二旋回則由砂質(zhì)—泥質(zhì)—碳酸鹽質(zhì)組成,表明這一時期海水由深變淺,再由淺變深的過程。由于海水進退形成大量的沼澤地,為后期石墨的形成打下了基礎(chǔ),該段是石墨礦的主要含礦層位。上部巖性較單一,主要為較穩(wěn)定的巨厚層砂泥質(zhì)巖,夾鐵鎂質(zhì)泥灰?guī)r。就區(qū)域變質(zhì)程度而言,從下至上是一個漸變過程,下部深度變質(zhì),中部—上部弱淺。這可從一些變質(zhì)礦物中得知。中部巖組含石榴石及十字石,同時出現(xiàn)大量細(xì)小顆粒組成片巖、大理巖。三岔埡石墨磷片>2.5mm的鱗片占80%以上,細(xì)小鱗片含量很少占20%以下。從對該礦區(qū)內(nèi)礦物及石墨鱗片的分析認(rèn)為:石墨鱗片大小及石墨形成的過程主要為區(qū)域變質(zhì)作用,次為混合巖化作用,也就是與礦區(qū)的白色花崗質(zhì)混合巖化作用有關(guān)。礦體頂板巖性主要為白崗巖、混合巖化時,白崗巖的侵入起到隔板作用,使石墨片巖在內(nèi)部有充分的熱液擴大自身的生長,使其物質(zhì)不向其它部位流失,所以石墨的鱗片晶較好。因此,本區(qū)礦床類型屬中國目前分出的四種類型中第2類型,即片巖區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床。4加強地質(zhì)工作礦區(qū)石墨成因為區(qū)域變質(zhì)作用產(chǎn)生,而且變質(zhì)程度處在中深變質(zhì)范圍,從變質(zhì)程度而言,對區(qū)域上產(chǎn)生應(yīng)該有一定的范圍,也就是說它不僅僅是三岔埡礦區(qū)的范圍。從地層出露面積而論,該層位出露面積約100多平方千米,在100多平方千米范圍內(nèi)均有含礦地層層位及石墨片巖的存在,這就給我們提供了找礦前景,而找礦上有所突破必須研究石墨礦的成因,是單因素成礦還是多因素成礦。按理說,從物質(zhì)角度、從變質(zhì)角度都應(yīng)該是區(qū)域性的,也就是說有相當(dāng)?shù)姆植挤秶槭裁船F(xiàn)在只發(fā)現(xiàn)三岔埡,其它地區(qū)的礦化均沒三岔埡好,這一點值得深思,只有重新分析認(rèn)