河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)石墨礦礦床地質(zhì)特征及成因?

張青松

中化地質(zhì)礦山總局河南地質(zhì)勘查院，河南鄭州，450011

1 區(qū)域地質(zhì)背景

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系東段，北秦嶺褶皺帶寨根～彭家寨地背斜褶皺束，該區(qū)位于朱陽關(guān)-夏館斷裂帶中，區(qū)域構(gòu)造線方向主要為北西西向，地層區(qū)劃屬秦嶺地層區(qū)，北秦嶺分區(qū)，西峽南召小區(qū)【1】。

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)區(qū)域內(nèi)的地層巖性主要是變質(zhì)巖。由老到新有古元古界秦嶺群雁嶺溝組（Pt1y）、石槽溝組（Pt1sh）；新元古界信陽群（Pt3x）；古生界二郎坪群小寨組（Pz1x）、火神廟組（Pz1h）、大廟組（Pz1d）；新生界第四系全新統(tǒng)（Q4）。

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷了多期褶皺疊加和斷裂活動，構(gòu)造形跡十分復(fù)雜。區(qū)域主構(gòu)造線方向為北西西—南東東向。北部為二郎坪-劉山巖地向斜褶皺束，中部為寨根-家寨地背斜褶皺束，南側(cè)為西峽-南灣地向斜褶皺束。秦嶺群總體為一復(fù)式背斜構(gòu)造，主要由三個緊閉倒轉(zhuǎn)背斜和兩個倒轉(zhuǎn)向斜組成。背斜核部地層為雁嶺溝組，向斜槽部地層為石槽溝組。石槽溝組下部的大理巖夾層可作為標(biāo)志層，明顯地反映出各褶皺的形態(tài)。復(fù)式背斜總體向北西傾伏。

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)區(qū)域上侵入巖出露面積大，廣泛分布。主要是燕山晚期似斑狀黑云母花崗巖、黑云母花崗巖、花崗巖、鉀長花崗巖和加里東晚期輝石閃長巖。其次是燕山早期的花崗斑巖，加里東早期的二云母花崗巖、二長花崗巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)內(nèi)出露地層有古元古界秦嶺群雁嶺溝組（Pt1y）、石槽溝組（Pt1sh）；新生界第四系（Q）（圖1）。由老至新分述如下：

雁嶺溝組（Pt1y）分布在午陽山背斜、黑龍?zhí)?西河堂背斜的核部，秧田溝向斜的北翼，在礦區(qū)大面積出露。地層走向一般為北西—南東向，傾向北北東或南南西，傾角變化較大，一般在50°以上，局部近直立。自下而上可劃分為三個巖性段，巖性分別為：

雁嶺溝組一段（Pt1y1）：分布于礦區(qū)東北部北天池以西、礦區(qū)南部趙莊附近，巖性為金云母大理巖、透輝石化大理巖、大理巖。地層厚度經(jīng)鉆孔揭露未見底。

雁嶺溝組二段（Pt1y2）：分布于礦區(qū)東北部和南部，巖性為斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、石榴斜長片麻巖、黑云石榴斜長片麻巖、石墨斜長片麻巖、大理巖、含石墨大理巖等。地層厚度 52.87～198.71m，該段為本區(qū)內(nèi)石墨礦的主要賦存層位。

雁嶺溝組三段（Pt1y3）：在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，巖性為白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖、含石墨大理巖、黑云斜長片麻巖等。地層厚度 64.50－105.43m。

石槽溝組（Pt1sh） 分布于礦區(qū)西部及中部鐵嶺溝附近，位于午陽山背斜翼部。巖性主要為混合巖化黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、角閃黑云二長片麻巖及大理巖等。地層傾向南南西或北北東，傾角陡，一般 60～80°，局部近于直立，厚度 447.10m。石槽溝組與下伏雁嶺溝組呈整合接觸或斷層接觸關(guān)系。

第四系（Q） 主要分布在礦區(qū)內(nèi)的河床及溝谷中。巖性主要為河床砂礫石、卵石、淤砂等及粘土、殘坡積物。

2.2 構(gòu) 造

褶皺 內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)位于小水-老虎山背斜、瓦房溝-中大嶺背斜之間的次級褶皺帶中，礦區(qū)內(nèi)自西向東主要褶皺有秧田溝向斜、午陽山背斜、黑龍?zhí)?西河堂背斜，褶皺發(fā)育。

斷層 內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以北西西向、北西向為主，其次為近南北向斷裂。

2.3 巖漿巖

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為零星出露的花崗巖和輝石閃長巖。

2.4 變質(zhì)作用

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)地處秦嶺變質(zhì)地區(qū)，以區(qū)域變質(zhì)作用為主，形成了一套中變質(zhì)巖系。變質(zhì)巖石類型有：①大理巖類：大理巖、白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖等；②片巖類：黑云斜長角閃片巖、黑云角閃片巖、斜長黑云片巖、石墨片巖等；③長英質(zhì)變粒巖類：石英巖、長石石英巖等。秦嶺群雁嶺溝組含石墨地層，原為一套淺海-濱海相的含炭質(zhì)的鈣質(zhì)沉積以及泥砂質(zhì)沉積，后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用使巖石中分散的炭質(zhì)集中結(jié)晶，而形成石墨礦層。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有2個成礦較好的地段，北段和尚峪—趙溝一帶（包括Ⅳ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅦ號礦體），南段油房溝—寨溝一帶（包括Ⅱ、Ⅴ、Ⅺ號等礦體），礦區(qū)內(nèi)共圈出13個石墨礦體。礦區(qū)內(nèi)礦體分布于雁嶺溝組二段內(nèi)部，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀、透鏡狀，礦體長度84～1000m，平均厚度2.10～9.54m，平均品位（固定碳）3.75～17.50m，傾角24～83°，一般54～67°。各礦體特征如表1所示。

3.2 礦石的礦物成分

礦石的礦石礦物為石墨（3%～25%），另外有少量褐鐵礦等，脈石礦物隨礦石類型不同有差異，主要為斜長石、方解石、石英、黑云母等，含微量磷灰石、白鈦石、電氣石、微斜長石等。

表1 內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)礦體特征表Table 1 Neixiang county Wuyangshan mine area orebody characteristics table

3.3 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)為鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，局部構(gòu)造強烈地段為碎裂結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)、碎粉結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造為片麻狀構(gòu)造、定向構(gòu)造。

3.4 礦石類型

按石墨礦賦存巖石類型，內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)內(nèi)石墨礦主要分為斜長片麻巖型和大理巖型兩種礦石類型，另外，沿F5斷裂分布碎裂巖型石墨礦。石墨鱗片片徑一般為0.05～0.3mm，均為晶質(zhì)（鱗片狀）石墨礦。

根據(jù)礦石風(fēng)化程度，分為風(fēng)化礦石和原生礦石。風(fēng)化礦石主要分布于地表淺部，疏松易碎；原生礦石主要分布于深部，致密堅硬。風(fēng)化礦石與原生礦石在結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分、品位及化學(xué)成分等特征上基本是相同的。

4 礦床成因

內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)石墨礦屬于蛇尾-小岔溝與元古宙變質(zhì)海相碳酸鹽巖、含碳碎屑巖有關(guān)的石墨礦床成礦亞系列，成礦帶長逾100 km，寬4～8km，為變質(zhì)作用成礦系列【2】。石墨礦分布于朱陽關(guān)-夏館斷裂兩側(cè)的古元古界秦嶺群雁嶺溝組含碳變泥質(zhì)碎屑巖-碳酸鹽巖中，其成礦物質(zhì)來源于原巖中的有機(jī)碳，主要經(jīng)過中高壓角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用形成。石墨形成之后，受巖漿作用影響，使細(xì)晶石墨再結(jié)晶形成部分較大片度的石墨鱗片。并在斷裂擠壓作用下，在有利部位富集。其成因?qū)儆诔练e變成礦床。

5 找礦標(biāo)志

雁嶺溝組二段為本區(qū)石墨礦賦礦層位，本區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育，向斜的軸部和背斜的兩翼，為成礦有利部位。石墨礦物用肉眼易于鑒別，可直接指示石墨礦的存在。

6 結(jié)論

（1）內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)位于小水～老虎山背斜、瓦房溝～中大嶺背斜之間的次級褶皺帶中。礦區(qū)出露地層主要有古元古界秦嶺群雁嶺溝組、石槽溝組，兩者呈整合接觸或斷層接觸關(guān)系。

（2）內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)石墨礦由13個礦體組成。礦石類型為斜長片麻巖型、大理巖型和碎裂巖型石墨礦，均屬晶質(zhì)（鱗片狀）石墨礦。該礦床成因?qū)儆诔练e變成礦床。

（3）內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽山礦區(qū)內(nèi)石墨礦體受褶皺構(gòu)造的控制，礦體厚大部位往往位于向斜軸部和背斜的兩翼，對區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造的揭露會使含礦范圍有進(jìn)一步的擴(kuò)大，區(qū)內(nèi)找礦前景較好。

1 王亨治，申學(xué)廣，郭麗芳，等.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989

2 羅銘玖，黎世美，盧欣祥，等.河南省主要礦產(chǎn)的成礦作用及礦床成礦系列[M].北京：地質(zhì)出版社，2000