湖北省宜昌地區(qū)黃陵斷穹核北部含石墨地層巖性研究

易承生

（湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北 武漢 430034）

湖北省宜昌地區(qū)黃陵斷穹核北部含石墨地層巖性研究

易承生

（湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北 武漢 430034）

隨著世界工業(yè)迅猛發(fā)展，石墨已被國內(nèi)外視為重要的工業(yè)礦物原料之一，特別是最近幾年，石墨制品已在各行各業(yè)發(fā)揮著重要作用。筆者通過對已知石墨礦產(chǎn)地質(zhì)報告的綜合分析與研究，找出石墨礦內(nèi)在賦存規(guī)律和外在找礦標(biāo)志，以便更好地為找礦提供服務(wù)與提高效率。

石墨；黃陵斷穹核北部；地層；巖性

隨著世界工業(yè)迅猛發(fā)展，石墨已被國內(nèi)外視為重要的工業(yè)礦物原料之一，特別是最近幾年，石墨制品已在各行各業(yè)發(fā)揮著重要作用。筆者通過對已知石墨礦床的研究，發(fā)現(xiàn)其賦存規(guī)律，進而為以后在該區(qū)或類似地層找礦提供依據(jù)。本文著重對湖北省石墨資源較豐富的宜昌地區(qū)黃陵斷穹核北部圈椅埫穹窿南翼含大磷片晶質(zhì)石墨的幾個已知礦床進行地層巖性分析研究，找出晶質(zhì)石墨賦存規(guī)律及建立較完備的找礦標(biāo)志。

1 黃陵斷穹核北部含石墨地層的地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)及成礦背景分析

宜昌地區(qū)石墨礦地處揚子準(zhǔn)地臺鄂中褶斷區(qū)黃陵斷穹核北部圈椅埫穹窿南翼。黃陵斷穹軸向北東16°，南北長70余千米，東西寬40余千米，為東翼平緩西翼較陡的二單元短軸斷穹構(gòu)造。斷穹核部由上太古界—下元古界水月寺(巖)群中深區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖及元古代的基性、超基性、中酸性巖等各類巖漿巖組成基底構(gòu)造層。翼部由震旦系至三疊系地層(缺失下泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng))組成，主要巖性為碳酸鹽巖或碎屑巖，由老至新圍繞斷穹核部依次向外展布；它們之間大都呈整合或假整合接觸，僅下震旦統(tǒng)陡山沱組(或南沱組)與下伏地層呈角度不整合接觸(見圖1)。現(xiàn)僅就黃陵斷穹核北部變質(zhì)巖區(qū)地質(zhì)特征進行綜述。

1.2 區(qū)域地層

宜昌地區(qū)石墨礦所屬地層區(qū)劃為揚子區(qū)八面山分區(qū)黃陵小區(qū)。

黃陵斷穹核北部廣泛分布的上太古界—下元古界水月寺(巖)群中深變質(zhì)巖系，南部與黃陵花崗巖基的黃陵廟超單元鷹子咀單元、路溪坪單元(Pt3Yz、Pt3L)等鄰接，北、東、西三方為震旦系及其上部沉積蓋層以角度不整合掩覆，出露面積達400余平方千米。上太古界—下元古界水月寺(巖)群中深變質(zhì)巖系是構(gòu)成石墨礦的含礦層位。

1.3 區(qū)域構(gòu)造及其對石墨礦形成的影響

宜昌地區(qū)石墨礦大地構(gòu)造位置處于上揚子臺坪鄂中褶斷區(qū)黃陵斷穹核北部圈椅埫穹窿南翼。

根據(jù)沉積建造、巖漿活動、變質(zhì)作用、混合巖化作用及地層接觸關(guān)系、構(gòu)造運動等特征將黃陵斷穹劃分為兩個構(gòu)造層，即基底構(gòu)造層和蓋層構(gòu)造層?，F(xiàn)僅就涉及區(qū)域基底構(gòu)造層的特征簡述如下：

黃陵斷穹基底構(gòu)造層由上太古界—下元古界水月寺(巖)群含炭富鋁質(zhì)粘土巖、粉砂巖夾碳酸鹽巖等冒地槽正常沉積建造、含鐵硅質(zhì)建造及優(yōu)地槽型中基性—酸性火山沉凝灰?guī)r建造組成。后在長期的地質(zhì)演化中，普遍受角閃巖相(局部為低麻粒巖相)區(qū)域熱流動力變質(zhì)作用及不同程度的混合巖化作用改造，以及頻繁的巖漿活動等作用，區(qū)域構(gòu)造特征表現(xiàn)為以褶皺、隆起及斷裂構(gòu)造為主的構(gòu)造面貌。

1.3.1 褶皺、隆起及其影響

區(qū)域上褶皺、隆起以北西向的霧渡河大斷層為界，在其北東盤表現(xiàn)為以圈椅埫穹窿為核心，向南東方向依次有巴山復(fù)向斜、白竹坪背斜等邊緣線狀疊加褶皺帶，圍繞穹窿呈弧形環(huán)狀展布。這些褶皺軸線多呈北東走向，在總體上制約著水月寺(巖)群變質(zhì)地層的展布。

圈椅埫穹窿軸向為北東30°，核部由圈椅埫超單元龔家灣單元、下陽坡單元鉀長花崗巖(Pt1G1、Pt1X)及片麻巖變粒巖巖組下段組成，翼部為片麻巖變粒巖巖組上段及富鋁質(zhì)片巖大理巖組組成。穹窿南北長12km，東西寬10km。區(qū)域片理、片麻理的產(chǎn)狀沿穹窿周緣發(fā)生和諧轉(zhuǎn)折并向外傾斜，北西陡(傾角65～80°)，南東緩(傾角50～60°)。巖體與圍巖為侵入接觸，邊界明顯與圍巖片理、片麻理一致，并對圍巖產(chǎn)生邊緣混合巖化作用。穹窿周緣的富鋁質(zhì)片巖大理巖組中，柔性巖層圍繞穹窿出現(xiàn)花邊狀次級褶皺，尤以宰金坪、三岔埡、后山寺等地較明顯，在這些次級褶皺的軸部和轉(zhuǎn)折端，往往是巖層受流變加厚部位，亦是沉積變質(zhì)礦產(chǎn)(石墨礦、磁鐵礦、大理巖等)構(gòu)造再富集的有利地段。

黃陵背斜核北部區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖

巴山復(fù)向斜位于圈椅埫穹窿南東翼，軸向為北東—南西走向的較開闊“S”型褶皺，北東端被樟村坪斷層所切，南抵霧渡河斷裂。長約1 2 k m，寬6km。軸部主要為黑云斜長—二長片麻巖巖組地層，兩翼地層為石墨片麻巖片巖鈣硅酸鹽巖巖組、石墨片麻巖片巖含鐵巖組及富鋁質(zhì)片巖大理巖組。軸面總體傾向南東，軸面片理較陡(70～80°)，兩翼較緩(50～60°)，東翼倒轉(zhuǎn)。向斜軸部，柔性巖層明顯加厚，在連三坡、石板埡等處含石墨巖系及大理巖層厚度膨大；次級褶皺發(fā)育，兩翼的柔性地層則明顯拉薄而出現(xiàn)構(gòu)造透鏡體，致使富鋁質(zhì)片巖大理巖組中的石墨巖系及大理巖層沿黃陵廟、橫凳坡、土地嶺等地斷續(xù)分布。

圈椅埫穹窿是石墨礦富集的構(gòu)造原因，而巴山復(fù)向斜又致使石墨巖系在區(qū)域上斷續(xù)分布。

1.3.2 斷裂對石墨礦層的影響

區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育。以北西、北西西向兩組斷裂最醒目。

北西向斷裂以霧渡河斷層(F17)為代表，尚有安場斷層(F22)、道路坪斷層(F30)、九里沖斷層(F36)、鐵路埡斷層(F12)、古路埡斷層(F25)、巴山寺斷層(F32)、落戶灣斷層(F42)等。本組斷層形成時間為五臺—揚子期，屬韌性剪切斷層，常見中基性脈巖及鉀質(zhì)混合巖化，具多期活動特點。

霧渡河斷層(F17)：斜切黃陵斷穹核部，規(guī)模宏大，延長數(shù)十千米。走向約320°，在龍頭坪以東，傾向北東為主，傾角75～80°；龍頭坪以西，斷層傾向南西，傾角71～88°。斷層破碎擠壓帶寬度幾十～百余米，最大斷距約500m，具多期活動性質(zhì)，對黃陵斷穹地區(qū)地質(zhì)景觀起著重要的控制作用。以其為分野，核南部侵入大量巖漿巖，核北部則以中深變質(zhì)巖為主。同時，該斷裂對早古生代的沉積相有明顯的控制作用。該斷裂應(yīng)屬發(fā)生于元古代，中新生代強烈復(fù)合的多旋回發(fā)展的斷裂。

北西西向斷裂以樟村坪斷層(F4)為代表，尚有學(xué)堂坪斷層(F43)、川洞斷層(F45)、鹽池河斷層(F31)等。該組斷層皆沿北西西向基底褶皺構(gòu)造的軸線延伸，為與早期褶皺同時形成的走向斷層，往往受北西向斷層改造和切割，具多期活動性質(zhì)。

樟村坪斷層(F4)：位于黃陵斷穹核部北緣，西自洋坪河經(jīng)白果園、殷家坪、樟村坪、石家坪，延長20余千米，走向約280°，傾向北北東，傾角50～70°。斷層破碎帶寬度10～15m，最大斷距約200m。破碎帶以糜棱巖、糜棱巖化角礫巖、角礫巖為主，并有構(gòu)造窗現(xiàn)象。早期為逆沖性質(zhì)，具韌性斷層特征，經(jīng)過后期多次活動，晚期則為脆性錯位的高角度正斷層。

區(qū)域斷裂構(gòu)造對含石墨巖系的影響主要表現(xiàn)在對含礦巖系的切割破壞作用，宏觀上制約著含石墨巖系的分布。

依據(jù)黃陵斷穹核北部區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征及該區(qū)區(qū)域調(diào)查資料可看出：湖北省宜昌地區(qū)石墨礦主要產(chǎn)于樟村坪斷層(F4)與霧渡河斷層(F17)之間部分。樟村坪斷層(F4)以北及霧渡河斷層(F17)南西部分不含石墨礦。

1.4 巖漿巖及其影響

區(qū)域內(nèi)巖漿巖全部分布于黃陵斷穹基底變質(zhì)巖區(qū)，以侵入巖為主，從超基性巖到酸性以至偏堿性巖類及其伴生脈巖均有發(fā)育。種類復(fù)雜，以中深成相侵入巖為主，淺成相侵入巖次之。巖體產(chǎn)出以巖株、巖基為主，次為巖脈、巖墻。侵入巖的成巖時期可劃分成五臺、揚子兩個旋回5個期次(見下表)。本區(qū)分布巖漿巖主要為：新元古代斜長花崗巖、古元古代鉀長花崗巖、巴山寺閃長質(zhì)及花崗質(zhì)片麻巖、桃園花崗質(zhì)片麻巖、古元古代超基性巖、東沖河閃長質(zhì)花崗質(zhì)片麻巖、二長花崗斑巖。

巖漿旋回劃分

2 成礦規(guī)律研究

宜昌地區(qū)含石墨地層重復(fù)韻律無一定規(guī)律。但通過研究和總結(jié)以往該區(qū)石墨礦產(chǎn)地質(zhì)報告可以看出以下成礦規(guī)律：

(1) 宜昌地區(qū)石墨礦主要賦存層位為水月寺(巖)群富鋁質(zhì)片巖大理巖(巖)組及水月寺(巖)群石墨片麻巖片巖鈣硅酸鹽巖(巖)組而水月寺(巖)群石墨片麻巖片巖鈣硅酸鹽巖(巖)組多為含石墨云母片麻巖，一般品位較低，很難形成工業(yè)礦體。宜昌地區(qū)構(gòu)成工業(yè)礦體的石墨礦床多賦存于水月寺(巖)群富鋁質(zhì)片巖大理巖(巖)組石墨片巖中，因而在地層層位上有明確性。

(2) 宜昌地區(qū)石墨礦賦存于樟村坪斷層(F4)與霧渡河斷層(F17)之間。通過該區(qū)自電普查及區(qū)域性地質(zhì)調(diào)查評價，證實樟村坪斷層(F4)以北及霧渡河斷層(F17)南西部沒有石墨出露。

(3) 宜昌地區(qū)石墨礦體與圍巖界限清楚，礦體主要賦存在片巖中，圍巖多為石英巖、片麻巖、輝綠巖、花崗巖、大理巖、石英巖等。

3 找礦標(biāo)志

(1) 宜昌地區(qū)石墨礦區(qū)內(nèi)黑云斜長片巖、片麻巖、二云片巖為賦礦巖層，含石墨片巖、片麻巖地表常被風(fēng)化成絹云片巖、絹云斜長片麻巖，構(gòu)成石墨礦地表主要找礦標(biāo)志。

(2) 大理巖呈似層狀、透鏡狀出現(xiàn)于含石墨的片巖、片麻巖地層頂部或底部，有時構(gòu)成石墨礦層的頂?shù)装?。從宜昌地區(qū)石墨礦地質(zhì)報告分析可以得出：大理巖的厚度與石墨礦規(guī)模與品位成正比關(guān)系，即大理巖出露越多越厚，該區(qū)域附近存在高品位石墨礦的概率越大。因而大理巖為宜昌地區(qū)間接找礦標(biāo)志。

(3) 區(qū)內(nèi)花崗巖常于兩種形式侵入：一種為不整合侵入，多穿插或切割地層，此種花崗巖多為紅色或顏色較深，且分布面積較大，相對集中；另一種為整合侵入，主要為順層或與地層小角度相交侵入，因而常呈透鏡狀、似層狀出現(xiàn)，此種花崗巖一般顏色較淺，此類整合侵入花崗巖(三岔埡報告將其定為白崗巖、湖北省地質(zhì)局地質(zhì)七大隊將其定為石英巖)在本區(qū)內(nèi)主要以直接頂?shù)装宓男问匠霈F(xiàn)。因而整合侵入花崗巖(淺色花崗巖)也為宜昌地區(qū)石墨礦間接找礦標(biāo)志。

(4) 宜昌地區(qū)石墨礦層的母巖為富含碳質(zhì)、有機質(zhì)的泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，屬弱還原沉積環(huán)境，常見星點狀黃鐵礦與其共生，且黃鐵礦在礦層頂?shù)装甯浇鄬Ω患?，因此黃鐵礦的分布特點亦可作為尋找石墨礦的間接標(biāo)志。

4 結(jié)語

宜昌地區(qū)石墨礦不同時期地質(zhì)報告及綜合研究中巖石地層的分析，對宜昌地區(qū)石墨礦賦存地層為無序地層(或韻律重復(fù)地層)提供了有力的證據(jù)支持，重點指出了宜昌地區(qū)石墨礦賦存狀態(tài)和賦存層位。提出了宜昌地區(qū)石墨礦賦存于樟村坪斷層(F4)與霧渡河斷層(F17)之間，并提出了宜昌地區(qū)構(gòu)成工業(yè)礦體的石墨礦床多賦存于水月寺(巖)群富鋁質(zhì)片巖大理巖(巖)組︿石墨片巖中。提供了宜昌地區(qū)石墨礦主要找礦標(biāo)志為絹云片巖、絹云斜長片麻巖，間接找礦標(biāo)志為大理巖、淺色花崗巖和黃鐵礦。因此，宜昌地區(qū)石墨礦不同時期地質(zhì)報告及綜合研究的分析對于圈定宜昌地區(qū)石墨礦找礦靶區(qū)有著十分重要的意義，對于提升宜昌地區(qū)石墨礦找礦工作效率也有著十分重要的意義。

[1]湖北省地質(zhì)礦產(chǎn)局.興山東半幅、水月寺幅1∶50000地質(zhì)圖[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

[2]陳公信，金經(jīng)煒.湖北省巖石地層[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1996.

[3]全國地層委員會.中國地層指南及中國地層指南說明書(修訂版[M].北京：地質(zhì)出版社，2001.

P619.252

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1007-9386(2017)04-0046-04

2017-03-28