黑龍江云山石墨礦床變質(zhì)作用及其意義

李寒濱，張 冰

（中鐵資源地質(zhì)勘查有限公司，北京 100073）

黑龍江云山石墨礦床變質(zhì)作用及其意義

李寒濱，張 冰

（中鐵資源地質(zhì)勘查有限公司，北京 100073）

云山石墨礦床賦存于興東群大盤道組二段一套富含石墨的片巖、變粒巖、淺粒巖等變質(zhì)巖系中，礦體主要受地層控制，呈層狀。區(qū)域變質(zhì)作用表現(xiàn)為高角閃巖相變質(zhì)之后又經(jīng)歷低角閃巖相的退變質(zhì)作用過程。區(qū)域變質(zhì)作用使分散狀的碳質(zhì)向石墨轉(zhuǎn)變，形成石墨礦床，并形成伴生礦種矽線石、綠泥石。矽線石、綠泥石在不同層位具有分段富集特征，上述表明巖石成分差異和區(qū)域變質(zhì)作用對礦床形成起著重要作用。分段富集為分采分選提供了依據(jù)，以提升石墨礦床綜合利用價值。

石墨礦床；變質(zhì)作用；鱗片石墨；伴生礦床；綜合利用

黑龍江省石墨資源豐富，石墨的深加工程度直接影響著石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。多年來諸多方面的因素制約了石墨的開發(fā)與利用， 沒有發(fā)揮出其經(jīng)濟與社會效益?，F(xiàn)分析云山石墨礦床變質(zhì)作用特征并探討其地質(zhì)和經(jīng)濟意義， 為深加工石墨資源提供一些基礎(chǔ)資料。

1 礦床地質(zhì)概況

黑龍江云山石墨礦床地理位置位于蘿北縣西北，大地構(gòu)造位置位于佳木斯地塊北緣的四方山背斜的北東翼[1]。出露地層主要有上太古界麻山群和下元古界興東群變質(zhì)巖系，其上不整合覆蓋有上白堊統(tǒng)猴石溝組和第四系。目前發(fā)現(xiàn)的礦體主要賦存在興東群大盤道組二段的一套變質(zhì)巖系中，相當于原柳毛組[2]，組成地層的巖石較為復(fù)雜，主要為石墨石英片巖、石墨云母片巖、石墨斜長變粒巖、石墨大理巖及石墨斜長淺粒巖中，礦體主要受地層控制，呈層狀，礦體產(chǎn)狀與地層一致，共發(fā)現(xiàn)5層主要礦體。礦石的結(jié)構(gòu)比較簡單，主要為鱗片變晶、鱗片粒狀變晶及纖狀變晶結(jié)構(gòu)。構(gòu)造主要為片狀、似條帶狀和片麻狀構(gòu)造。

石墨礦床位于四方山背斜的北東翼，但褶皺較為開闊，石墨礦床仍呈層狀分布，對開采影響不大，斷裂僅在礦床兩側(cè)發(fā)育，錯斷礦體，但不破壞礦體的整體性，影響較小。礦區(qū)侵入巖主要有黑云母花崗巖和巖脈，對石墨礦床影響較小，僅在花崗巖邊部接觸帶小范圍內(nèi)使得石墨片度增大。巖脈穿插于其中，但由于其規(guī)模小，零星分布，對礦體影響小。

2 變質(zhì)巖石類型

變質(zhì)巖包括片巖類、片麻巖類、變粒巖類、淺粒巖類、石英巖、大理巖類、斜長角閃巖等。

(1) 片巖類：主要有石墨石英片巖、石墨云母片巖、石英片巖、云母片巖等。特征變質(zhì)礦物黑云母綠—黃綠色，分布于淺色粒狀礦物晶粒間，常被白云母交代。矽線石無色透明，分布于黑云母、白云母間隙中或邊部，常被絹云母交代。藍晶石無色，分布于黑云母、矽線石間隙中。石榴子石淺褐色，分布于云母礦物間隙。

(2) 片麻巖類：主要有黑云斜長片麻巖、石墨黑云斜長片麻巖、二云斜長片麻巖、石榴黑云斜長片麻巖等。

(3) 斜長變粒巖類：主要有斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖、石墨黑云斜長變粒巖、透輝石墨斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖等。特征變質(zhì)礦物角閃石綠—黃綠色，多被次閃石等交代，保留其假象，僅見少量殘留。透閃石淺褐色，柱狀、纖狀變晶，分布于鉀長石間隙中。陽起石鏡下淡綠色，柱狀、纖維狀，分布于角閃石間隙中。

(4) 斜長淺粒巖類：主要有白云母斜長淺粒巖、石墨斜長淺粒巖、矽線石榴斜長淺粒巖等。特征變質(zhì)礦物黑云母褐黃—綠色，分布于淺色粒狀礦物晶粒間，常被白云母交代。

(5) 石英巖類：主要有長石石英巖、石英巖、石榴石石英巖等。特征變質(zhì)礦物石榴子石他形粒狀，鏡下淺褐色，裂理發(fā)育。綠簾石鏡下淺褐色，分布于石英間隙中。

(6) 大理巖類：主要有石墨大理巖、金云母大理巖、透輝石透閃石大理巖等。特征變質(zhì)礦物透輝石鏡分布于方解石間隙中。透閃石分布于方解石顆粒間隙中，常交代透輝石。金云母分布于方解石顆粒間隙中。蛇紋石鱗片狀，呈透輝石假象產(chǎn)出，為交代透輝石而成，分布于方解石間隙中或呈包裹體分布于方解石內(nèi)部。

(7) 斜長角閃巖類：主要有斜長角閃巖、斜長輝石角閃巖。特征變質(zhì)礦物角閃石他形柱狀，鏡下綠—黃綠色，多被纖維狀陽起石、鱗片狀蛇紋石交代，局部被黑云母交代。陽起石分布于角閃石粒間或晶粒間隙中，為交代角閃石而成，常被蛇紋石交代。黑云母綠—黃綠色，多分布于角閃石粒間隙中或其晶內(nèi)的裂隙中，多為交代角閃石而成。蛇紋石鱗片狀，不均勻分布于角閃石、陽起石粒間或裂隙中，為交代角閃石或陽起石的產(chǎn)物。

3 變質(zhì)作用特征

根據(jù)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物轉(zhuǎn)變、世代關(guān)系及地層產(chǎn)狀，區(qū)域普遍遭受了兩期變質(zhì)作用，表現(xiàn)為低溫變質(zhì)礦物黑云母、藍晶石、陽起石、透閃石交代高溫變質(zhì)礦物矽線石、石榴石、透輝石、角閃石，其中角閃石廣泛發(fā)育被其他礦物交代的現(xiàn)象，如鏡下可見次閃石、纖維狀陽起石、鱗片狀蛇紋石、綠色黑云母沿角閃石裂隙或邊緣交代角閃石，并使其呈假象存在；再如藍晶石交代黑云母和矽線石。

第一期(M1)：為中高角閃巖相變質(zhì)作用。特征變質(zhì)礦物為矽線石、石榴石、透輝石、透閃石、角閃石。主要變質(zhì)巖類型是矽線石墨石英片巖、黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖、透閃石大理巖、透輝石大理巖、矽線石榴石英片巖。在區(qū)內(nèi)還發(fā)育有極少量混合巖脈，在薄片中見有藍晶石與矽線石共存于現(xiàn)象，顯示溫壓條件處于藍晶石—矽線石等變線附近，綜合考慮其溫壓條件為：溫度介于620～720℃，壓力介于0.62～0.84GPa。

第二期(M2)：為低角閃巖相變質(zhì)作用。特征變質(zhì)礦物為藍晶石、次閃石、陽起石。主要巖石類型為藍晶石墨黑云片巖、斜長角閃巖、角閃斜長變粒巖、陽起石墨石英片巖等。在矽線黑云石墨片巖中，矽線石與藍晶石共生，黑云母與藍晶石共生，未出現(xiàn)十字石，綜合考慮其溫壓條件為：溫度介于530～550℃，壓力介于0.37～0.45GPa。

4 地質(zhì)及經(jīng)濟意義

區(qū)域變質(zhì)作用使大盤道組二段一套含碳的粘土質(zhì)半粘土質(zhì)沉積物中分散狀的碳質(zhì)向石墨轉(zhuǎn)變，形成石墨工業(yè)礦床，其他變質(zhì)礦物形成伴生礦種如矽線石、綠泥石。

不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造的巖石，石墨品位存在差異。以片狀構(gòu)造為主的石墨石英片巖和石墨云母片巖中，片狀礦物(云母、石墨)連續(xù)定向排列，肉眼可辨認，固定碳含量一般較高為7%～10%；以似條帶狀、塊狀構(gòu)造為主的石墨黑云變粒巖中，淺色粒狀礦物與暗色片狀礦物相間排列或雜亂排列，固定碳品位一般在6%以下；以片麻狀構(gòu)造為主的石墨黑云變粒巖、含石墨片麻巖中；淺色粒狀礦物較多，暗色片狀礦物較少，固定碳品位相對較低，一般在5%以下。

鱗片石墨在品位較高層位鱗片片度相對較大，呈鱗片狀、葉片狀，片長一般在0.1～1.5mm，最長3～5mm，呈定向排列，通常呈集合體，主礦體中正目鱗片(＞100目)在鏡下測量含量高達60%，主要位于石墨石英片巖和石墨云母片巖中。上述表明不同層位因巖石成分差異而顯示出石墨品位和片度的差異，其中區(qū)域高角閃巖相變質(zhì)具有重要貢獻，雖然花崗巖的熱接觸變質(zhì)也有使得片度增大，但僅限局部接觸帶附近，意義較小。部分伴生礦種如矽線石、綠泥石在不同層位具有富集段，也表明了巖石成分差異和區(qū)域高角閃巖相作用起著重要作用。

晶質(zhì)鱗片石墨的工藝性能及用途主要取決于其結(jié)晶程度，石墨產(chǎn)品的價格因鱗片大小而不同。上述鱗片石墨和伴生礦種分段富集的特點為開采中實行分采、分選提供了依據(jù)，以提升石墨礦床綜合利用價值。

[1]黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.黑龍江區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989：16-19.

[2]孫向東.黑龍江省東部地區(qū)石墨礦床成礦地質(zhì)特征[J].建材地質(zhì)，1994(1)：15-19.

Metamorphism and Its Significance of Yunshan Graphite Deposit in Heilongjiang

LI Han-bin, ZHANG Bing
(China Railway Resources Exploration Co., Ltd., Beijing 100073, China)

Yunshan graphite deposit exist in the Dapandao formation of Xingdong group, which mainly contains a series of schists,granulite, leptite and other metamorphic rocks. Ore bodies are mainly controlled by the strata. Regional metamorphism may be devided into two phases, the first high amphibolite facies metamorphism and the second low amphibolite facies metamorphism. Regional metamorphism play an important role in the formation of graphite deposit and associated deposits of sillimanite, chlorite. What's more, sillimanite and chlorite show enrichment of piecewise in different layers. At last, enrichment of piecewise provides the evidence for mining, in order to improve the comprehensive utilization value of the graphite deposit.

graphite deposit; metamorphism; flake graphite; associated deposits; comprehensive utilization

P619.252

A

1007-9386(2014)01-0045-02

2013-12-11