西峽縣大路溝石墨礦床地質(zhì)特征及找礦前景

陳　鵬，陳　鑫，蘇業(yè)良（河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州　450052）

西峽縣大路溝石墨礦床地質(zhì)特征及找礦前景

陳鵬，陳鑫，蘇業(yè)良
（河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州450052）

西峽縣大路溝石墨礦屬于秦嶺—大別山褶皺系北秦嶺朱陽(yáng)關(guān)—柳泉鋪石墨成礦帶，礦區(qū)石墨礦賦存于秦嶺群雁嶺溝組(Pt1y)地層中，含礦地層巖性為含石墨黑云斜長(zhǎng)片麻巖、大理巖等，原始巖性組合為含碳砂泥巖和碳酸鹽巖夾少量長(zhǎng)英質(zhì)、鐵鎂質(zhì)火山巖，為一套有連續(xù)相序的淺海陸源碎屑—碳酸鹽含碳沉積建造。礦床規(guī)模較大，估算資源量2 565萬(wàn)t，礦層厚度大且穩(wěn)定，礦石質(zhì)量好。

石墨礦；地質(zhì)特征；礦床成因

1　礦區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)位于西峽縣回車(chē)鎮(zhèn)大塊地村的小路溝—大路溝—白大朵溝-帶，屬于秦嶺造山帶東段南支[1]。大地構(gòu)造位置處于秦嶺—大別山褶皺系北秦嶺朱陽(yáng)關(guān)—柳泉鋪石墨成礦帶上，具有多期次多旋回構(gòu)造、巖漿活動(dòng)的特點(diǎn)，為本區(qū)石墨礦的富集提供了有利條件。

1.1地層

礦區(qū)出露的地層主要為古元古界秦嶺群和中元古界峽河巖群地層，呈北西—南東向展布。由老至新依次為：古元古界秦嶺群石槽溝巖組(Pt1s)、雁嶺溝巖組(Pt1y)、中元古界寨根巖組(Pt2y)和中元古界界牌巖組(Pt2j)，河谷及山前溝谷內(nèi)分布第四系(Q)的砂礫石層、殘坡積物、亞砂土、亞粘土及粘土(見(jiàn)圖1)。其中古元古界秦嶺群的雁嶺溝巖組(Pt1y)的石墨黑云斜長(zhǎng)片麻巖為該區(qū)石墨礦的含礦巖石。該地層分布在礦區(qū)的中部和北部，出露面積較廣。雁嶺溝組地層走向北西—南東向，傾向變化較大，局部出現(xiàn)地層直立、倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，區(qū)內(nèi)有天寶寨—石墨雞嶺背斜分布，兩翼地層產(chǎn)狀均為正常緩傾，北翼北傾，傾角47～70°，南翼南傾，傾角44～70°，軸面近直立。該層厚度200～1 500m。該組地層原巖為一套碳酸鹽巖夾鈣泥質(zhì)碎屑巖建造，巖性主要為大理巖，夾層狀、似層狀、透鏡狀片麻巖。

(1) 石墨黑云斜長(zhǎng)片麻巖。

呈灰、灰褐、灰白、褐黃等色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，礦物成分以斜長(zhǎng)石(50%～85%)、黑云母(10%～20%)、石英(5%～20%)為主，含石墨及微量褐鐵礦、鋯石、綠簾石、磷灰石等。

(2) 含石墨大理巖。

呈白、灰白、褐黃、黃白等色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，薄層狀、中厚層狀構(gòu)造，局部為條帶狀構(gòu)造，礦物成分以方解石(90%～95%)、透輝石(5%～15%)為主，次為石英、透閃石、蛇紋石等，含少量石墨、長(zhǎng)石、云母及微量榍石、磷灰石、褐鐵礦、黃鐵礦等。石墨片狀為主，少許星點(diǎn)狀，均勻分布于其他顆粒間，含量多＜1%。

圖1　西峽縣大路溝礦區(qū)地質(zhì)略圖

1.2構(gòu)造

1.2.1 斷層

斷裂F1主要位于礦區(qū)的東南角，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度約1km，出露寬度20～100m，傾向北東，傾角75°，局部達(dá)88°。

該斷層為西官莊—鎮(zhèn)平—龜山斷裂和它的次級(jí)斷裂，巖性主要為糜棱巖。該斷層性質(zhì)表現(xiàn)為以擠壓逆沖作用為主[2]。

1.2.2 褶皺

礦區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育，主要有天寶寨—金雞嶺背斜分布，瓦房溝—中大嶺背斜、莊子溝—彪池向斜等在詳查區(qū)北東側(cè)局部分布。

1.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，分布廣泛，以加里東期片麻狀二長(zhǎng)花崗巖(γ31)和沿北西—南東向侵入的花崗巖脈及少量的花崗偉晶巖脈為主，主要分布于礦區(qū)中南部，成多期次活動(dòng)、多時(shí)期疊加，多呈不規(guī)則脈狀侵入于秦嶺群雁嶺溝組地層中，接觸面產(chǎn)狀傾向南西，傾角50～83°，與片麻理產(chǎn)狀基本一致。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦體特征

區(qū)內(nèi)的石墨礦體賦存于古元古界秦嶺巖群雁嶺溝巖組(Pt1y)地層中，各礦體呈似層狀、脈狀或大透鏡，沿走向和傾向局部有分枝復(fù)合和舒緩波狀現(xiàn)象，總體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦體頂?shù)装鍨榇罄韼r，含礦巖石為含石墨黑云斜長(zhǎng)片麻巖。本次工作共圈定礦體2個(gè)，其特征如下：

(1) Ⅰ號(hào)礦體：在礦區(qū)內(nèi)沿走向延伸約1 900m，工程見(jiàn)礦厚度5.33～12.72m，平均8.54m，礦體沿傾向最大延深83.75m。礦體產(chǎn)狀整體變化不大，基本與地層產(chǎn)狀一致，傾向北東，傾角61～85°，礦體沿走向和傾向略顯舒緩波狀，局部變化明顯。Ⅰ號(hào)礦體估算石墨礦石資源量94萬(wàn)t，固定碳礦物量8.72萬(wàn)t，平均品位9.28%，達(dá)小型規(guī)模。

Ⅰ號(hào)礦體沿走向和傾向方向上厚度、品位變化不大，單工程最小厚度6.04m，最大厚度11.96m，平均厚度8.54m，厚度變化系數(shù)37.11%，屬穩(wěn)定型礦體；單工程最低品位7.09%，最高品位14.33%，平均品位9.59%，品位變化系數(shù)36.87%，屬均勻型礦體。

(2) Ⅱ號(hào)礦體：在礦區(qū)內(nèi)沿走向延伸約2 380m，工程見(jiàn)礦厚度2.39～61.16m，平均18.68m，礦體沿傾向最大延深296.30m。礦體產(chǎn)狀整體較穩(wěn)定，基本與地層產(chǎn)狀一致，傾向南西，傾角56～85°，礦體沿走向和傾向具舒緩波狀，局部變化明顯，因產(chǎn)狀變化礦體厚度同時(shí)變化較大，使礦體沿走向、傾向方向有扭動(dòng)彎曲現(xiàn)象，Ⅱ號(hào)礦體估算石墨礦石資源量2 472萬(wàn)t，固定碳礦物量151.74萬(wàn)t，平均品位6.14%，達(dá)大型規(guī)模。

Ⅱ號(hào)礦體沿走向和傾向方向上厚度變化較大，品位變化不大，單工程最小厚度2.39m，最大厚度54.39m，平均厚度18.68m，厚度變化系數(shù)78.46%，屬較不穩(wěn)定礦體；單工程最低品位3.80%，最高品位15.97%，平均品位7.23%，變化系數(shù)45.57%，屬均勻型礦體。

2.2礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石類(lèi)型單一，為片麻巖型鱗片狀晶質(zhì)石墨礦石，地表礦石較為疏松，以風(fēng)化、半風(fēng)化礦石為主，深部鉆孔所見(jiàn)礦石致密堅(jiān)硬，為原生石墨礦石。

2.2.1 礦石礦物成分

礦石內(nèi)主要的礦石礦物為石墨(3%～23.68%)，根據(jù)X-射線衍射和光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果，礦石中的脈石礦物成分相對(duì)簡(jiǎn)單，主要有方解石、石英、鉀長(zhǎng)石、白云母、綠泥石、透輝石、透閃石，少量的石榴子石等，這些礦物在礦石中的含量約占90%，金屬礦物主要有黃鐵礦、磁鐵礦和少量褐鐵礦。

石墨以單礦物的形式賦存于礦石內(nèi)，表面呈淺褐、灰色，晶質(zhì)鱗片狀，大多數(shù)呈單晶產(chǎn)出，少部分呈聚晶或連晶產(chǎn)出，多數(shù)且晶體有彎曲、撓曲現(xiàn)象，鱗片長(zhǎng)軸定向排列，大部分晶體平行于片麻巖方向出現(xiàn)，分布較均勻，局部地段富集，晶體呈斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀、條帶狀或條紋狀分布。單晶鱗片直徑一般0.01～0.4mm，最大單晶片直徑可達(dá)1.725mm，聚晶鱗片直徑一般2～7mm，最大達(dá)10mm。石墨鱗片質(zhì)軟，手摸有滑感，黑色污手。在局部地段構(gòu)造作用強(qiáng)烈，石墨鱗片遭受破壞，鱗片變得很小(見(jiàn)圖2、圖3)。

2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)如下：

(1) 鱗片狀結(jié)構(gòu)：石墨呈鱗片分布在脈石礦物粒間呈定向分布。

(2) 條帶狀結(jié)構(gòu)：石墨與脈石礦物互層成條帶狀產(chǎn)出。

(3) 包含結(jié)構(gòu)：細(xì)粒的石墨晶體在石英、長(zhǎng)石中呈包體，石墨分布沒(méi)有規(guī)律。

(4) 揉皺狀結(jié)構(gòu)：石墨、脈石礦物受后期構(gòu)造變形作用發(fā)生揉皺。

(5) 半自形粒狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦、磁黃鐵礦呈半自形分布在脈石礦物中。

礦石構(gòu)造如下：

圖2　粗粒片狀的石墨

圖3　中粒浸染狀分布的石墨

(1) 片麻狀構(gòu)造：當(dāng)?shù)V石中黑云母等片狀礦物含量高時(shí)，片麻狀構(gòu)造比較明顯。

(2) 條帶狀構(gòu)造：石墨與脈石礦物呈條帶狀產(chǎn)出。

(3) 浸染狀構(gòu)造：石墨、黃鐵礦呈星散浸染狀分布在脈石礦物中[2-7]。

2.2.3 礦石化學(xué)成分

為了了解礦石的化學(xué)成分，本次工作在區(qū)內(nèi)共采集礦石化學(xué)全分析樣10件，礦石的化學(xué)成分見(jiàn)下表。

礦石化學(xué)成分(%)

2.3礦石類(lèi)型

礦區(qū)石墨礦呈鱗片狀分布，片徑0.01～1.725 mm，屬于晶質(zhì)石墨礦，含礦巖石為黑云斜長(zhǎng)片麻巖，因此，本區(qū)的礦石類(lèi)型為片麻巖型晶質(zhì)石墨礦。

3　找礦前景

通過(guò)本階段的地質(zhì)勘查工作，區(qū)內(nèi)共求得石墨礦資源量2 566萬(wàn)t，固定碳礦物量160.46萬(wàn)t，礦體平均品位6.25%，礦石品位較高，查明為一大型優(yōu)質(zhì)石墨礦。區(qū)內(nèi)石墨礦用途十分廣泛，該石

墨礦不僅可以用作耐火材料、熱金屬成型材料、導(dǎo)電材料，也可以用于軍工和航空航天材料[8]。

此外，在礦區(qū)西部熊山溝—石人溝一帶、東部黑虎廟一帶，發(fā)現(xiàn)有雁嶺溝組(Pt1y)地層廣泛分布，且發(fā)現(xiàn)多個(gè)礦點(diǎn)，在詳查工作時(shí)，對(duì)其進(jìn)行了地表進(jìn)行了踏勘，發(fā)現(xiàn)一些較有規(guī)模的礦體，預(yù)測(cè)礦床規(guī)?？蛇_(dá)大型，有一定的找礦前景，可作為下一步的工作方向。

[1]王志光,崔毫,徐夢(mèng)羅,等.華北地塊南緣地質(zhì)構(gòu)造演化與成礦[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997.

[2]李毅,李丙奇,方廷.河南省西峽縣大路溝石墨礦詳查報(bào)告[R].河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,2015.

[3]佀先麗,王偉中.河南省汝州市范莊石墨礦詳查報(bào)告[R].河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局,2013.

[4]曹芳芳,王喜亮,耿同升.淅川縣五里梁石墨礦區(qū)地質(zhì)特征及成因淺析[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2012(1):43-44．

[5]王鳳茹,薛基強(qiáng).河南省魯山縣背孜晶質(zhì)石墨礦地質(zhì)特征及成因淺析[J].礦產(chǎn)勘查,2010(3):248-253．

[6]李山坡,劉寶宏,張麗娜.河南省魯山縣背孜礦區(qū)石墨礦床地質(zhì)特征及其成因探討[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2009,31(2):207-212．

[7]張青松.河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣午陽(yáng)山礦區(qū)石墨礦礦床地質(zhì)特征及成因[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2013,35(3):175-178．

[8]于吉林,邱冬生.河南省石墨成礦地質(zhì)特征及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2012(4):60-62.

Geolo gical Characteristics and Genesis of Graphite Deposit in Dalugou of Xixia County

CHEN Peng, CHEN Xin, SU Ye-liang
(Henan Institute of Non-ferrous Metal Exploration, Zhengzhou 450052, China)

Graphite mine belonging to the Qinling - Dabie mountains of north Qinling fold system Zhuyangguan - Liuquanpu graphite mineralization belt, graphite ore mining occurs in Qinling group Yanlinggou (Pt1y) formation, rock formations containing ore of containing graphite gneiss, marble, etc., and the original lithology combination of carbonaceous shale and carbonate rocks interbedded sand a small felsic, mafic volcanic rocks, as a continuous phase sequence of shallow terrigenous-carbonate carbon-bearing sedimentary formations. Genesis of type sedimentary-metamorphic deposits, and has enriched the late hydrothermal superimposition characteristics. Graphite mine ore-controlling factors in the region are mainly original rock (construction) the nature and metamorphism. Larger deposits, estimate the amount of 25.66 million tons of resources, large and stable seam thickness, good quality.

graphite mine; geological features; genesis

P619.252

A

1007-9386(2016)03-0051-03

2016-01-27