內(nèi)蒙古達(dá)茂旗查干文都日區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義

周樹亮，王云佩，張 旭，高原冰，王高峰，蔣秀程，喻海洋，趙際新

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì)，吉林 吉林市 132105；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○四隊(duì)，吉林 吉林市 132105

內(nèi)蒙古達(dá)茂旗查干文都日區(qū)石墨礦地質(zhì)特征及開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義

周樹亮1，王云佩2，張 旭1，高原冰1，王高峰1，蔣秀程1，喻海洋1，趙際新1

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì)，吉林 吉林市 132105；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○四隊(duì)，吉林 吉林市 132105

查干文都日石墨礦為賦存于中元古界白云鄂博群尖山組一段（Chj1）含石墨變質(zhì)巖系地層中的沉積變質(zhì)型礦床，嚴(yán)格受地層層位控制，含礦巖性為粉砂質(zhì)炭質(zhì)板巖，經(jīng)歷多期區(qū)域變質(zhì)作用形成。該文對礦床的構(gòu)造背景、礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了闡述，對石墨礦床開發(fā)進(jìn)行了初步探討。

開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義；地質(zhì)特征；石墨礦床；查干文都日；達(dá)茂旗；內(nèi)蒙古

0 引言

該項(xiàng)目是本隊(duì)視承擔(dān)的市場項(xiàng)目，委托單位是內(nèi)蒙古有色地質(zhì)礦業(yè)有限公司，從2010年發(fā)現(xiàn)石墨礦至提交詳查報告，歷時3年。提交晶質(zhì)石墨礦物量近千萬噸?？辈閰^(qū)地處陰山山系、大青山山脈北部達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗草原。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北地臺北緣（Ⅰ級）狼山—白云鄂博臺緣坳陷（Ⅱ級）東段，白云鄂博褶斷束（Ⅲ級）西部，即白云鄂博鐵、稀土、金成礦帶上。見圖1。

古生代地層區(qū)劃屬華北地塊陰山北部邊緣陰山地層分區(qū)大青山地層小區(qū)，出露地層主要有下元古界色爾騰山巖群、中—上元古界白云鄂博群、古生界蘇吉組；中新生代地層區(qū)劃屬大興安嶺—燕山地層分區(qū)，出露地層有下白堊系固陽組、上白堊統(tǒng)二連組；新近系中新統(tǒng)漢諾壩組及第四系。

區(qū)域構(gòu)造以白云鄂博復(fù)背斜構(gòu)造為主，主體展布近東西向，沿東西向發(fā)育多條南傾逆斷層。

區(qū)域處在白云鄂博構(gòu)造巖漿巖區(qū)，包括那仁達(dá)花亞帶、查干陶勒蓋亞帶及達(dá)爾扎三個亞帶。巖

漿活動較為頻繁，以加里東期至華力西晚期出露為主，且以中酸性侵入巖為主。

圖 1 區(qū)域構(gòu)造及成礦區(qū)帶劃分示意圖Fig. 1 Dividing diagramof regional tectonic and metallogenic zone

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層出露有中新元古界白云鄂博群，中生界白堊系和新生界新近系及第四系。

2.1.1 中新元古界白云鄂博群[1]

主要有都拉哈拉組（Chd）、尖山組（Chj）地層。石墨礦賦存于尖山組一段（Chj1）地層中。

一段地層（Chj1）：為深灰色（粉砂質(zhì)）絹云母板巖、變質(zhì)微粒長石石英砂巖、變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖、絹云母板巖、灰黑色粉砂質(zhì)碳質(zhì)板巖夾微粒石英砂巖透鏡體等。為本區(qū)石墨礦含礦地層。巖石抗風(fēng)化能力差，表現(xiàn)為負(fù)地形。與下伏都拉哈拉組二段呈整合接觸。地層厚度＞258 m。深灰色（粉砂質(zhì)）絹云母板巖：巖石呈灰黑色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，礦物成分有絹云母約占18%、石墨15%、斜長石40%、石英25%等。

2.1.2 新生界地層有新近系和第四系地層

新近系漢諾壩組（N1h）分布于勘查區(qū)北部，巖性為灰黑色致密塊狀玄武巖。與下伏各地層、巖體均呈不整合接觸。厚度30 m。

第四系全新統(tǒng)（Qhal）洪（沖、風(fēng)）積物主要分布在河谷及其兩側(cè)，以及低緩山包周圍，厚度8 m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造活動較少，僅在礦區(qū)東北角阿拉格一帶分布一條斷裂構(gòu)造，走向340°，傾向NE，傾角45°，長約2 500 m。表現(xiàn)為北北西向展布擠壓破碎帶，沿走向巖石破碎，層面有擦痕，地貌上呈陡坎。上盤為哈拉霍疙特組一段，下盤為都拉哈拉組一段。對石墨礦床未見明顯破壞作用。

2.3 巖漿巖

大面積出露于礦區(qū)南部，為燕山期，多呈較大巖基、巖株、巖枝產(chǎn)出。主要巖性為中細(xì)粒似斑狀黑云母二長花崗巖、中粒二長花崗巖、中細(xì)粒黑云母石英閃長巖。

脈巖有輝綠（玢）巖脈、閃長（玢）巖脈、花崗巖脈、花崗斑巖脈、細(xì)晶巖脈、偉晶巖脈、石英脈等。

巖漿巖為礦床的形成提供了熱量，有利于晶質(zhì)石墨礦床的形成和賦存。

3 礦體（層）特征［2］

礦體賦存于尖山組一段（Chj1）地層含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖中?？傮w呈層狀、似層狀近南北向展布，詳查區(qū)控制主礦帶2條，礦體5條（表1），1號帶3條石墨礦體，編號Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號

石墨礦，控制礦體長1 200～2 300 m，厚度25.38～41.15 m，厚度變化系數(shù)79.94%～99.73%，控制礦體傾向延伸318.64～354.84 m。礦體平均品位（固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)）5.21%～6.55%，品位變化系數(shù)34.68%～51.51%。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，走向287°～343°，兩端略向西偏轉(zhuǎn)，傾向NE，傾角55°～64°；2號帶控制2條石墨礦體，編號Ⅳ號、Ⅴ號石墨礦?？刂频V體長400～800 m，厚度33.44～35.38 m，厚度變化系數(shù)87.64%～90.34%，控制礦體傾向延伸174.16～179.88 m。礦體平均品位（固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)）4.76%～5.27%，品位變化系數(shù)35.64%～40.54%。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，走向340°，傾向NE，傾角56°～61°。Ⅰ號石墨礦體走向最長2 300 m，Ⅱ號石墨礦體傾向延伸最深354.84 m。

圖 2 查干文都日石墨礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2 Geological sketch of Chagan-Wenduri graphite mining area

表 1 礦體特征一覽表Table 1 Characteristics of ore bodies

Ⅰ號石墨礦：呈厚層狀，由38個鉆孔和5條探槽控制，礦體控制長2 300 m，礦體兩端略向西偏轉(zhuǎn)，走向在312°～15°，平均287°，傾向

NE，傾角一般在40°～69°，平均55°。真厚度0.47～169.60 m，平均41.15 m，厚度變化系數(shù)99.73%。控制傾斜延伸30.78～513.33 m。固定碳品位2.53%～12.66%，平均品位5.21%，品位變化系數(shù)34.68%。

Ⅱ號石墨礦：呈厚層狀，由35個鉆孔和3條探槽控制，礦體控制長2 000 m，礦體兩端略向西偏轉(zhuǎn)，走向在320°～15°，平均在343°，傾向NE，傾角一般在46°～81°，平均在60°。真厚度1.71～65.36 m，平均在28.00 m，厚度變化系數(shù)80.93%?？刂苾A斜延伸160.57～571.64 m。固定碳品位2.54%～24.34%，平均品位5.97%，品位變化系數(shù)51.51%。

礦體頂板圍巖為黑云母花崗巖；底板圍巖為變質(zhì)長英質(zhì)粉砂巖；夾層與夾石巖性較單一，多數(shù)為粉砂質(zhì)絹云母板巖，少見有花崗巖等；覆蓋層主要為沖洪積物（Qhal），層厚平均在3m以上。

4 礦石質(zhì)量

4.1 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

勘查區(qū)礦石主要為含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖及含石墨紅柱石粉砂質(zhì)絹云母板巖，分別介紹如下：含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖：巖石呈灰黑色，（顯微）鱗（葉）片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，以稀疏—星散浸染狀、薄板狀構(gòu)造為主。

含石墨紅柱石粉砂質(zhì)絹云母板巖：巖石呈灰黑色夾灰白色斑點(diǎn)，（顯微）鱗（葉）片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，以稀疏—星散浸染狀、薄板狀構(gòu)造為主。

4.2 礦石礦物組分

含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖：礦石礦物為石墨，脈石礦物：絹云母、石英、少量黑云母、黃鐵礦、金紅石等。石英：顯微變晶粒狀、不規(guī)則狀，趨于定向排列，粒度＜0.05 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%～30%。絹云母：呈鱗片狀－葉片狀或顯微鱗片狀集合體定向分布，其內(nèi)部富含碳質(zhì)包體（石墨），片徑＜0.1 mm。質(zhì)量分?jǐn)?shù)57%～60%。石墨：黑色，反射光淺棕灰色，葉片狀、鱗片狀，總體呈稀疏—散浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構(gòu)成的脈石基底中，粒徑多在10～1 μm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～10%。

含石墨紅柱石粉砂質(zhì)絹云母板巖：礦石礦物為石墨，脈石礦物：紅柱石、絹云母、石英、少量黑云母、黃鐵礦、金紅石等。石英：顯微變晶粒狀、不規(guī)則狀，趨于定向排列，粒度＜0.05 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%～30%。絹云母：呈鱗片狀—葉片狀或顯微鱗片狀集合體定向分布，其內(nèi)部富含碳質(zhì)包體（石墨），片徑＜0.1 mm。質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%～60%。石墨：黑色，反射光淺棕灰色，葉片狀、鱗片狀，總體呈稀疏－散浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構(gòu)成的脈石基底中，粒徑多在10～1μm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～10%。紅柱石：柱狀晶體，粒度在0.5～1.0 mm，晶體均蝕變?yōu)榻佋颇?，并被鱗片狀絹云母的集合體所取代，僅保留其柱狀或立方體晶形，晶體均呈方向性沿板狀劈理的方向分布，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%。

4.3 礦石的化學(xué)成分

由基本分析和組合分析結(jié)果表明，礦石主要化學(xué)成分：CGD、SiO2、Al2O3、 Fe2O3、S、 MgO、CaO等（表2），其它稀有、分散元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚微，不具有工業(yè)價值。

4.4 石墨礦物片度

從石墨片度測定結(jié)果看：石墨呈細(xì)小的葉片狀，常呈稠密浸染狀—稀疏浸染狀嵌布在由石英和絹云母混雜交生構(gòu)成的脈石基底中，與絹云母的關(guān)系相對較為密切，定向排列的特征較為明顯，部分可聚合形成束狀或不規(guī)則狀集合體，經(jīng)過光片鑒定統(tǒng)計(jì)，樣品中片寬大于20.0 μm部分的石墨約占5.66%、介于20.0～10.0 μm之間則占11.23%，介于10.0～1.0 μm之間則占81.59%，小于1.0 μm的約占1.52%。

4.5 共（伴）生礦產(chǎn)綜合評價

表 2 石墨礦礦石組合分析樣品結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of graphite ore composition sample analysis result %

依據(jù)石墨礦區(qū)礦石的光譜全分析、組合分析及

薄片鑒定結(jié)果可知，礦石有用組分為固定碳，未見其它可供綜合回收利用的共、伴生有益組分。

圖 2 微細(xì)的葉片狀石墨Fig. 2 Fine lamellar graphite

4.6 礦石類型及加工技術(shù)性能

勘查區(qū)石墨礦礦石自然類型：主要為含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖，其次為含石墨紅柱石粉砂質(zhì)絹云母板巖。工業(yè)類型屬晶質(zhì)（鱗片狀）石墨礦石，礦石按風(fēng)化程度可分為風(fēng)化礦石和原生礦石。依據(jù)地表、鉆孔的地質(zhì)觀察，礦區(qū)內(nèi)氧化帶深度一般均小于10 m，氧化礦層礦石量在總礦石量中所占比例小。

通過對該礦石的選礦試驗(yàn)[3]發(fā)現(xiàn)，礦石中石墨晶體較細(xì)。通過條件試驗(yàn)和多次開路探索試驗(yàn)，在原礦固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.06%的情況下，經(jīng)一次粗選、兩次掃選、五次再磨六次精選的閉路工藝流程，獲得石墨精礦固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)90.95%，固定碳回收率80.17%的技術(shù)指標(biāo)（表3）和良好的石墨精礦（表4），試驗(yàn)獲得了理想的技術(shù)指標(biāo)。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 礦床成因

表 3 石墨礦選礦試驗(yàn)結(jié)果表Table 3 Test result of graphite ore dressing %

表 4 石墨精礦化學(xué)全分析結(jié)果表Table 4 Chemical full analysis result of graphite concentrates

石墨礦層呈層狀、似層狀產(chǎn)出，分布在一定的層位中，延長穩(wěn)定，與圍巖產(chǎn)狀一致，具有層狀原生沉積特征；礦體產(chǎn)出受一定層位控制，與黑色含炭質(zhì)板巖關(guān)系密切，原巖沉積是一套富鋁粘土沉積；石墨呈鱗片狀均勻地分布于礦石之中，品位穩(wěn)

定；原巖中成礦物質(zhì)在區(qū)域變質(zhì)作用下，有機(jī)質(zhì)處于相對封閉的還原環(huán)境中，首先分解為CO2，在一定空間內(nèi)富集，隨溫度的下降，還原結(jié)晶形成石墨鱗片。后期區(qū)域作用，使原巖有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步分解、聚集，使石墨鱗片重結(jié)晶，質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸加大，而形成有工業(yè)意義的礦床。

初步認(rèn)為本區(qū)石墨礦的形成是區(qū)域變質(zhì)作用生成，屬區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床。

5.2 找礦標(biāo)志

（1）中新元古界白云鄂博群尖山組一段（Chj1）地層分布區(qū)可做為區(qū)域找礦標(biāo)志；

（2）含石墨粉砂質(zhì)絹云母板巖、含石墨紅柱石粉砂質(zhì)絹云母板巖可做為直接找礦標(biāo)志；

（3）石墨導(dǎo)電性良好，石墨礦體是低阻高極化體，通過電法測量，低阻高極化異常為石墨礦，該區(qū)一般4.5%為引起的，可做為間接找礦標(biāo)志。

6 資源/儲量

本目前獲得控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量（122b）礦石量9 267萬噸，石墨礦物量519.80萬噸，固定碳平均品位5.61%，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）礦石量5 762萬噸，石墨礦物量289.06萬噸，固定碳平均品位5.02%，（122b+333）資源/儲量礦石量15 028萬噸，石墨礦物量808.87萬噸，固定碳平均品位5.38%，其中（122b）級礦石量占總資源/儲量61.67%。

另外，該礦床外圍區(qū)域還有廢棄的民采場，調(diào)研時為石墨礦體，預(yù)測有一定的石墨資源量。

7 礦床開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義

7.1 礦產(chǎn)資源形勢分析

石墨是是一種特殊的非金屬材料，但有金屬的優(yōu)良性能，具有涂敷性、潤滑性、耐高溫、耐腐蝕、耐酸堿、可塑性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性及在高溫下所具有的特殊的抗熱性能。是已知最耐高溫的輕質(zhì)礦物之一。

石墨是軍工、航天材料與環(huán)境保護(hù)、防輻射材料及現(xiàn)在工業(yè)不可缺少的重要戰(zhàn)略資源，國際上業(yè)內(nèi)人士預(yù)言“20世紀(jì)是硅的世紀(jì)，21世紀(jì)是碳的世紀(jì)”。

我國石墨資源豐富，據(jù)國土資源統(tǒng)計(jì)資料，截止20年底，我國石墨礦資源/儲量萬噸，占世界總量的%。其中晶質(zhì)石墨礦資源/儲量萬噸基中基礎(chǔ)儲量萬噸；隱晶質(zhì)石墨礦資源/儲量萬噸，基礎(chǔ)儲量萬噸。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對石墨的需求也將迅速增加。晶質(zhì)石墨礦富礦已嚴(yán)重不足，本礦的發(fā)現(xiàn)和評價，將增加內(nèi)蒙古石墨在國內(nèi)所占份額。

7.2 礦山開發(fā)建設(shè)條件

礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件簡單，開采技術(shù)條件優(yōu)越。

礦石中石墨片徑細(xì)，但屬較易選礦石原礦。采用先將礦石破碎細(xì)磨至-200目，然后進(jìn)行浮選的方法，可將原礦固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.06%原礦浮選為石墨精礦固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)90.95%精礦。

從礦區(qū)經(jīng)S091縣道41 km可到達(dá)白云鄂博區(qū)，交通十分方便，經(jīng)濟(jì)以牧業(yè)為主，經(jīng)濟(jì)相對落后。地方工業(yè)以礦產(chǎn)品的開發(fā)利用為主。電力供應(yīng)充足。礦區(qū)屬中等富水區(qū)，礦山用水有保障。建廠條件優(yōu)越。

8 結(jié)論

達(dá)茂旗查干文都日石墨礦礦物量達(dá)800余萬噸，屬特大型石墨礦床，礦石質(zhì)量較好，開采技術(shù)條件較好，具有很好的開發(fā)前景，與周邊石墨礦產(chǎn)區(qū)一道做為礦集區(qū)，應(yīng)列為內(nèi)蒙古石墨資源戰(zhàn)略基地。該礦床的開發(fā)將對達(dá)茂旗的發(fā)展，地方財政收入，起到積極的作用。

[1] 內(nèi)蒙古自治區(qū)第一區(qū)域地質(zhì)研究院一、二分隊(duì).滿都拉蘇木幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查說明書[R].地礦部內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,1996：5-11,55-58.

[2] 內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局五一二隊(duì).內(nèi)蒙古自治區(qū)達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗查干文都日礦區(qū)石墨礦詳查報告. [R],2012.

[3] 內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所.內(nèi)蒙古自治區(qū)達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗查干文都日礦區(qū)石墨礦選礦試驗(yàn)報告.[R].2012.

[4] 中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心.建材-非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)工作指南[M].中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心,2004：13-18.

[5] 《礦產(chǎn)資工業(yè)要求手冊》編委會.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊[M].北京：地質(zhì)出版社,2012：310-320.

Geological features and development economic signif cance of ZhaganWenduri graphite deposit of Damao Banner,Inner Mongolia

ZHOU Shu-liang1, WANG Yun-pei2, Zhang Xu1, GAO Yuan-bing1, WANG Gaofeng1, JIANG Xiu-cheng1, YU Hai-yang1, ZHAO Ji-xin1

1.Team607, Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province , Jilin132105, Jilin, China; 2.Team604, Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province , Jilin132105, Jilin, China

Zhaganwenduri graphite deposit occurrences in Jianshan Formation (Chj1) containing graphite sedimentary metamorphic type ore deposit of metamorphic series stratum, Baiyun`ebo Group of Mesoproterozoic Erathem, which is strictly controlled by stratigraphic horizon, ore-bearing lithology is silty carbonaceous slate, formed by multiperiodic regional metamorphism. In this paper, the tectonic setting, ore deposit geological features of the ore deposits were expounded; the graphite deposit development was preliminary discussed.

development economics; significance; geological features; graphite deposit; Chagan-Wenduri; Damao Banner; Inner Mongolia

P619.25+2

B

2014-12-05；

2015-01-15

周樹亮（1963-），男，遼寧開原人，吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○七隊(duì)研究員.

1001—2427（2015）01 - 61 -6