青海清水泉西大理巖型石墨礦床特征及成因分析

趙想安

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青海總隊(duì)，青海 西寧 810008）

1 成礦地質(zhì)背景

清水泉西石墨礦產(chǎn)于青海省都蘭縣哈圖—清水泉一帶，哈圖—清水泉一帶是青海石墨產(chǎn)出的典型地帶。礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置屬東昆侖中新元古代—早古生代縫合帶，二者以昆中深大斷裂為界。主要由下元古界白沙河巖組及沿昆中深斷裂廣泛產(chǎn)出的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖組成。區(qū)內(nèi)和石墨成礦有關(guān)的地層為下元古界白沙河巖組大理巖(Pt1b)，巖性主體以鈣硅酸粒巖、斜長(zhǎng)角閃片巖及不同類(lèi)型大理巖為主，局部夾有黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含石榴子石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云母變粒巖、云母石英片巖及石英巖、長(zhǎng)石石英巖，疊置厚度3 580.2m。該組巖石組合簡(jiǎn)單，巖石化學(xué)成分以硅質(zhì)、鈣、鎂質(zhì)高為特點(diǎn)，石墨礦化賦存于大理巖中。

該套地層為該區(qū)石墨礦最主要的賦礦地層，其中發(fā)育有巴勒木特爾、澤立坑、佬哥么幺火、查汗達(dá)洼特等石墨礦(化)點(diǎn)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地球物理特征

據(jù)前人1∶50萬(wàn)航磁(ΔTa)工作，礦區(qū)地處于東昆侖航磁異常帶東南端局部梯度帶上，該異常帶總體呈近東西向，與昆中深大斷裂走向一致。異常帶總體強(qiáng)度大，區(qū)內(nèi)各異常大小、強(qiáng)度不一，呈串珠狀分布，與東昆侖中新元古代—早古生代縫合帶套合。變質(zhì)巖類(lèi)的大理巖、斜長(zhǎng)角閃巖的電阻率102～104Ω·m，石墨礦的電阻率為10-5～10-4Ω·m，火成巖如花崗巖、閃長(zhǎng)巖的電阻率為102～104Ω·m。

2.2 遙感異常特征

在SPOT-5數(shù)據(jù)融合影像上反映出礦體總體地貌類(lèi)型為高海拔中高山。中北部地勢(shì)高，角峰、冰斗、冰蝕槽谷等冰川活動(dòng)的跡象殘存較多。向南地勢(shì)略低，出現(xiàn)山間寬谷，基巖區(qū)總體植被不甚發(fā)育。

大理巖與周?chē)貙訛檎匣驍鄬咏佑|關(guān)系，影像上特征十分醒目，色調(diào)淺，山體高大陡峻，山脊線多呈直線狀、折線狀，平行層理發(fā)育，疙瘩狀、條塊狀紋形，表面較粗糙，色調(diào)邊界清晰。在ETM+上大理巖色調(diào)呈淺灰藍(lán)、灰白色，局部呈醒目的淺灰白色，SPOT-5上大理巖色調(diào)呈淺灰綠、灰白色，局部呈不規(guī)則團(tuán)塊狀的高白色。

2.3 礦化帶特征

礦區(qū)內(nèi)共圈定含石墨礦化帶12條，地質(zhì)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下頁(yè)圖，含石墨礦化帶主要地質(zhì)特征見(jiàn)表1。含石墨礦化帶均賦存于下元古界白沙河巖組大理巖組合中，呈似層狀。巖性為淺灰白色大理巖，中—粗粒(局部細(xì)粒)變晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，由方解石、橄欖石、石墨、金云母及少量暗色礦物組成。局部層內(nèi)揉皺較為發(fā)育。含石墨礦化帶內(nèi)石墨晶體多呈鱗片狀不均勻分布于大理巖中，鱗片呈深灰—灰黑色，半金屬光澤。局部沿層面石墨較富集并和巖石中的暗色礦物一起形成黑色條帶。

經(jīng)多元素分析，含石墨大理巖中各組分含量(%)為：SiO27.87～68.64、Al2O30.63～22.81、Fe2O30.64～6.36、CaO 27.68～47.19、MgO 0.66～16.18、K2O 0.054～2.86、Na2O 0.044～1.56、S 0.02～1.16、TiO20.03～1.15、P2O50.04～0.18、V2O50.007～0.038、Cu 0.000 8～0.005 7。含石墨大理巖中石墨鱗片略呈定向排列，長(zhǎng)軸方向與巖石構(gòu)造方向大致一致，片徑＞＋100目的大鱗片含量較高，占70.69%以上。

2.2 礦體特征

在清水泉西共圈定石墨礦體10條，石墨礦體主要地質(zhì)特征情況見(jiàn)表2。

清水泉西石墨礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

表1 清水泉西石墨礦化帶主要特征

2.3 礦石質(zhì)量

礦石為含石墨蛇紋石化橄欖石大理巖，細(xì)—中粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，其中方解石約占52%～99%、石墨約占1%～18%、橄欖石14%～43%、透閃石8%～12%，硅質(zhì)集合體、金云母、黃鐵礦、磷灰石均少量。

礦石礦物有石墨、少量黃鐵礦，局部含少量磁鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦及黃銅礦。石墨呈鱗片狀，多具彎曲現(xiàn)象，強(qiáng)非均質(zhì)性，反射多色性呈灰色帶棕色—藍(lán)灰色，長(zhǎng)軸方向趨于一致，斷續(xù)定向排列，局部零星雜亂分布，具星點(diǎn)狀構(gòu)造。片徑一般在0.15～1.53mm，最大可達(dá)2.16mm，通過(guò)光片樣統(tǒng)計(jì)，石墨片徑＞＋100目的大鱗片含量較高，占70.69%以上；黃鐵礦呈半自形粒狀，粒徑在0.13～1.06mm，大部分顆粒邊緣具褐鐵礦化，亮黃色，均質(zhì)性，零星分布；磁鐵礦呈粒狀，粒徑在0.03～0.27mm，淺灰色微帶淺褐色，零星偶見(jiàn)；閃鋅礦呈他形粒狀，粒徑在0.05mm左右，與磁黃鐵礦共生或呈葉片狀交生，零星分布；磁黃鐵礦呈他形粒狀，粒徑在0.12～0.53mm，大部分顆粒邊緣具褐鐵礦化或交代，乳黃色微帶玫瑰棕色，強(qiáng)非均質(zhì)性，零星較均勻分布；黃銅礦呈他形粒狀，大小在0.1mm左右，銅黃色，均質(zhì)性，零星偶見(jiàn)。

脈石礦物有方解石、鎂橄欖石、透閃石、金云母及石英等。方解石呈粒狀變晶，粒徑大小相近，鋸片雙晶發(fā)育，雙晶帶有彎曲現(xiàn)象，顆粒間界線彎曲，彼此鑲嵌，緊密接觸，平行定向排列；鎂橄欖石呈圓粒狀或不規(guī)則粒狀，已全部被蛇紋石交代，只保留假象，局部見(jiàn)有少許殘留，與方解石緊密鑲嵌接觸，不甚均勻分布，粒徑多在0.26～2.06mm；透閃石呈柱狀晶體，大小不等，解理發(fā)育，沿晶體的邊緣和解理處輕微的被蛇紋石交代，與方解石緊密鑲嵌接觸，平行定向排列；硅質(zhì)集合體呈不規(guī)則的他形粒狀晶體，粒徑多在0.27～0.78mm，由隱晶狀、放射狀玉髓組成，零星分布；透閃石、硅質(zhì)集合體多分布在巖石中的淺色條帶中。

表2 礦體主要地質(zhì)特征

礦石的化學(xué)成分主要為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO，隨著石墨含量的增加，礦石中SiO2、Al2O3含量增加，CaO、灰分含量減小，其他元素?zé)o明顯的變化規(guī)律。礦石中對(duì)石墨精礦提純、深加工有害的組分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、S等含量均較高。

測(cè)定小體重結(jié)果礦石密度平均為2.73g/cm3，平均濕度0.35%。

2.4 礦石類(lèi)型和品級(jí)

礦石自然類(lèi)型主要為灰白色含石墨大理巖，石墨晶體為鱗片狀，呈星點(diǎn)狀較均勻的分布于脈石礦物顆粒間，局部石墨鱗片沿層面及裂隙面較富集，呈黑色條帶，因此自然類(lèi)型屬大理巖型石墨礦石，礦石類(lèi)型較單一。

通過(guò)光片樣中石墨片徑統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)內(nèi)石墨片徑＞＋100目的大鱗片含量較高，占70.69%以上，因此將本礦床礦石工業(yè)類(lèi)型歸屬晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石，未劃分品級(jí)。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

礦體賦存于下元古界白沙河巖組大理巖(Pt1b)中，石墨礦(化)體的產(chǎn)狀和大理巖產(chǎn)狀一致。下元古界白沙河巖組大理巖屬碳酸鹽巖層，該地層為石墨礦的形成提供了良好的物質(zhì)條件，且周?chē)髌诖螏r漿活動(dòng)頻繁，頻繁的巖漿活動(dòng)為石墨礦的形成提供了較好的熱源，加之所處大地位置經(jīng)歷了多期次區(qū)域變質(zhì)作用，為石墨礦化富集提供了壓力變質(zhì)條件。因此認(rèn)為，石墨礦成因?yàn)樘妓猁}巖中的碳質(zhì)經(jīng)沉積變質(zhì)疊加熱變質(zhì)而形成。含石墨礦層主要受下元古界白沙河巖組大理巖層控制。石墨礦床成礦類(lèi)型屬于區(qū)域變質(zhì)型，構(gòu)造對(duì)礦體的破壞輕微。

3.2 找礦標(biāo)志

(1) 區(qū)內(nèi)石墨礦化體主要賦存于下元古界白沙河巖組大理巖中，礦化多順層發(fā)育，礦化系含碳質(zhì)的碳酸鹽巖經(jīng)沉積變質(zhì)疊加熱變質(zhì)而形成，礦化主要受地層控制，因此下元古界白沙河巖組大理巖是該區(qū)石墨找礦的直接標(biāo)志層。

(2) 由于含石墨大理巖導(dǎo)電性能較好等特征，激電中梯剖面測(cè)量在含石墨大理巖區(qū)呈明顯的高極化低電阻特點(diǎn)，因此，該特點(diǎn)可作為本區(qū)今后尋找石墨礦的物探標(biāo)志。

(3) 由于大理巖抗風(fēng)化能力較弱等特性，其往往在地表形成負(fù)地形，又由于大理巖層存在與否為石墨礦化存在的前提條件，加之石墨礦化往往在地表具泥化(泥染)現(xiàn)象，因此，負(fù)地形、泥化現(xiàn)象等特性也為尋找石墨礦化提供了間接的找礦線索。

(4) 沖溝中的大理巖碎石往往是上游存在大理巖地層的間接標(biāo)志，因此，尋找含礦的大理巖碎石等也將成為尋找石墨礦化的直接線索。

(5) 大理巖在影像圖上特征十分醒目，色調(diào)淺，邊界清晰，總體色調(diào)比其周邊地層的略淺。