青海省烏臘德礦區(qū)石墨礦床地質(zhì)特征及礦石性質(zhì)研究

郭瑋鵬

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八二大隊(duì)，四川 德陽 618000)

石墨由于其獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)而具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤(rùn)滑、化學(xué)穩(wěn)定、耐高溫等特性，其作為一種重要非金屬工業(yè)礦物原料被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電器、新材料、軍工、航天等領(lǐng)域。近年來石墨烯材料的研究應(yīng)用，更是推動(dòng)了電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。烏臘德礦區(qū)石墨礦目前已圈定石墨礦(化)體2條，為礦區(qū)石墨找礦工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)背景

烏臘德礦區(qū)位于柴達(dá)木盆地西南緣、東昆侖構(gòu)造帶西南部、昆侖中央斷裂北側(cè)。成礦區(qū)帶位于祁漫塔格-都蘭華力西期鐵、鈷、銅、鉛、鋅、錫、硅灰石(銻、鉍)成礦帶。區(qū)域內(nèi)地層主要為古元代金水口巖群白沙河組，構(gòu)成本區(qū)的結(jié)晶基底巖系。區(qū)域內(nèi)北西向及北西西向斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，其規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，活動(dòng)期長(zhǎng)。巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要形成于華力西-印支造山旋回的不同階段，由元古代、早泥盆世、早二疊世、晚三疊世侵入巖組成。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)僅出露金水口巖群白沙河組片麻巖段(Pt1b1)、大理巖段(Pt1b3)及第四系(見圖1)。白沙河組片麻巖段(Pt1b1)近東西向在區(qū)內(nèi)大面積出露，巖性主要為斜長(zhǎng)片麻巖、眼球狀黑云斜長(zhǎng)片麻巖、變粒巖、糜棱巖等。白沙河組大理巖段(Pt1b3)近東西向展布，與白沙河組片麻巖呈斷層接觸，北側(cè)與其呈不整合接觸，巖性主要有細(xì)晶大理巖、條帶狀大理巖、石英大理巖、含石墨大理巖、透輝石矽卡巖、綠簾石矽卡巖等組成，為研究區(qū)內(nèi)石墨賦礦層位。

圖1 烏臘德礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.2 構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體呈北西西向，次為北西、北東向，多被后期北東向構(gòu)造截?cái)?。在不同背景、不同的地質(zhì)體中發(fā)育形成了不同程度、不同構(gòu)造層次的韌性變形帶。斷裂構(gòu)造地表斷續(xù)可見，破碎帶中可見黃鐵礦、褐鐵礦化。

2.3 巖漿巖特征

巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈，從新元古生代-中生代侵入巖均有分布，脈巖較為發(fā)育，脈巖類型較多，時(shí)間上具多期次特點(diǎn)，從中基性到酸性均有產(chǎn)出。

3 礦體地質(zhì)特征

石墨礦體產(chǎn)于金水口巖群大理巖段條帶狀大理巖內(nèi)，目前已發(fā)現(xiàn)石墨礦體、礦化體各1條。M1礦體產(chǎn)于石墨綠簾石透輝石化大理巖內(nèi)，呈北西西向展布，長(zhǎng)1 600 m，厚度40.59 m，品位6.46%，傾向200°，傾角72°。礦體沿傾向方向自東向西淺部大于80°，深部?jī)A角變緩。深部礦體厚度增大，多含4～9 m不等大理巖夾石。礦體厚度、品位較穩(wěn)定，厚度變化系數(shù)72.13%。

M2礦化體產(chǎn)于M1礦體南側(cè)，與其產(chǎn)出層位一致，呈北西西向不規(guī)則帶狀展布，北西端呈分支狀，初步控制走向長(zhǎng)度763 m，厚度56.53 m，品位2.17%。礦(化)體特征見表1。

表1 礦體特征表

4 礦石性質(zhì)研究

4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物組成

礦石呈灰黑色-黑色細(xì)粒鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，有用礦物為石墨，脈石礦物主要為方解石和石英，其次為長(zhǎng)石、白云石、綠簾石-黝簾石、透輝石、綠泥石、透閃石、磷灰石、白云母、褐鐵礦、黃鐵礦等。礦石礦物組成見表2。

表2 礦石礦物組成特征表

4.2 石墨晶型、粒度及嵌布特征

石墨呈淺棕灰色、深藍(lán)色，微細(xì)鱗片狀、片狀、集合體呈板狀，粒度一般在0.001～0.20 mm間，為微細(xì)粒晶質(zhì)石墨。石墨的嵌布狀態(tài)有兩種：

(1)石墨集合體呈條紋狀褶紋狀，條紋多褶曲變形，變形強(qiáng)烈處呈團(tuán)?；蚪堑[(見圖2(a))，條紋寬0.03～0.8 mm，條紋及團(tuán)粒中石墨含量高，約95%以上，含少量方解石、石英。這類石墨工藝粒度稍粗，利于浮選。條紋狀褶紋狀石墨集合體為研究區(qū)內(nèi)石墨的主要嵌布狀態(tài)。

(2)石墨呈鱗片狀單晶或他形粒狀、環(huán)狀集合體稠密浸染-條紋狀分布(見圖2(b))，稠密浸染-條紋也可褶曲，變形強(qiáng)烈處可碎裂呈角礫狀，條紋及角礫中石墨含量約30%～40%。這類石墨粒度較細(xì)，多被方解石包裹連生，不易完全解離，連生體可浮選出來，但所含脈石會(huì)影響精礦品位。

圖2 石墨的嵌布狀態(tài)

(a) 石墨集合體呈褶紋狀、角礫狀分布; (b) 石墨呈鱗片狀、他形粒狀或環(huán)狀集合體稠密浸染狀于石墨大理巖角礫中

4.3 礦石共伴生組分

根據(jù)礦石多元素分析結(jié)果顯示表3，礦石中有用元素僅為固定碳，無其他可綜合回收元素。

表3 石墨礦石多元素分析表

* 單位為g/t。

5 結(jié)論

烏臘德石墨礦床賦存于古元古代金水口群白沙河組條帶狀大理巖段內(nèi)，賦礦地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦體規(guī)模大，品位厚度較穩(wěn)定，屬大理巖型晶質(zhì)石墨礦石，但石墨工藝粒度較細(xì)?，F(xiàn)代工業(yè)對(duì)石墨產(chǎn)品要求向兩方面發(fā)展：一是要求晶體大鱗片達(dá)到高純；二是要求石墨產(chǎn)品顆粒達(dá)到細(xì)小鱗片。根據(jù)該石墨礦石粒度細(xì)，結(jié)晶好，屬于細(xì)粒晶

質(zhì)鱗片石墨，這類石墨適合生產(chǎn)超細(xì)高純石墨、石墨防腐涂料和石墨烯產(chǎn)品。該石墨礦石選礦工藝流程及提純和深加工應(yīng)用方案需要通過深入的系統(tǒng)試驗(yàn)研究來確定。