陜西省城固縣盤龍地區(qū)礦山地質(zhì)特征及其成因淺析

高政偉，翟文娟

（1.中陜核工業(yè)集團(tuán)二一四大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710000；2.陜西地礦漢中地質(zhì)大隊(duì)有限公司，陜西 漢中 723000）

晶質(zhì)礦體是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)原材料，廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。未來10年，鋼鐵、化工、機(jī)械、輕功等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，是產(chǎn)業(yè)保持較好的增長勢(shì)頭。近年來由晶質(zhì)礦體經(jīng)過人工合成得來的烯礦備受人們關(guān)注，烯礦作為全世界最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)熱性最好的材料，烯礦由于優(yōu)越的特性，可用于電子、航天、新能源、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域而被市場(chǎng)認(rèn)為潛在規(guī)模至少在萬億元以上。本文在前人研究的基礎(chǔ)上總結(jié)地質(zhì)特征，通過分析研究，探討該地區(qū)晶質(zhì)礦體的成因及礦的主要來源。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

陜西省城固縣盤龍地區(qū)處于秦嶺造山帶，位于勉略構(gòu)造帶以北、商丹構(gòu)造帶以南的佛坪-留壩隆滑構(gòu)造區(qū)與窯坪古生代裂陷盆地?cái)囫迬е?。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，變質(zhì)、熱液活動(dòng)及圍巖蝕變強(qiáng)烈，具有良好的成礦地質(zhì)背景。區(qū)內(nèi)地層屬華南地層大區(qū)的佛坪-留壩地層小區(qū)，主體發(fā)育以古元古界經(jīng)歷深構(gòu)造層次固態(tài)流變構(gòu)造變形的長角壩巖群(Pt1)、為一套淺海相沉積。

下元古界長角壩巖群(Pt1)根據(jù)其巖性組合、接觸關(guān)系劃分為：低莊溝巖組（Pt1d）為含石榴石、矽線石、透輝石體的變粒巖系；灣牛壩巖組（Pt1w）為綠簾透輝石粒巖體、含石榴石矽線石鈣質(zhì)黑云片麻巖、含石榴石矽線石黑云斜長變粒巖；沙壩巖組（Pt1s）為長英質(zhì)變粒巖體、片麻巖體、石英巖體、大理巖體；羊圈溝巖體組（Pt1y）為白、灰白色細(xì)晶－粗晶石英巖體、含石榴石矽線石石英巖體、含石英片巖體等四個(gè)構(gòu)造巖石礦層單元。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)晶質(zhì)礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖中。礦體呈似層狀北西向展布，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，傾向185°～220°，傾角65°～83°。賦礦巖性為含石榴巖體矽線石鈣質(zhì)黑云片麻巖體，礦體與巖漿巖關(guān)系較為密切，均分布于巖漿巖體兩側(cè)接觸帶附近。

Ⅰ號(hào)晶質(zhì)礦體走向控制長度1300m，固定碳平均含量2.5%～6.5%，礦體厚2.4m～11.90m，晶質(zhì)石墨呈片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續(xù)的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關(guān)，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

圖1 Ⅰ號(hào)晶質(zhì)礦體剖面圖

2.2 礦石質(zhì)量

區(qū)內(nèi)礦石的礦物成分有黃鐵礦（1%）、鈦鐵礦、黃銅礦、銳鈦礦；脈石礦物成分有斜長石、透輝石、石英、黑云母、綠簾石、磷灰石、電氣石、鋯石、鈦鐵質(zhì)。

以單礦物形式賦存于礦石中，黑灰色，鋼灰色，金屬光澤，片狀、長條狀，長徑大多在0.1mm～1mm之間，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不連續(xù)的聚集條帶狀分布，總體定向特征好，與石英密切相關(guān)，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。

2.3 礦石組構(gòu)和礦石類型

按礦石中礦物的結(jié)晶程度、礦物形態(tài)及嵌布關(guān)系，將礦石結(jié)構(gòu)分為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，葉片狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)。常見構(gòu)造類型有片麻狀構(gòu)造和片狀構(gòu)造，其次還有條帶狀構(gòu)造，浸染狀構(gòu)造和星散狀構(gòu)造。

該區(qū)石墨呈鱗片狀，片徑0.1mm～1.5mm之間，屬晶質(zhì)礦體，含礦巖石為片麻巖，因此礦石類型為片麻巖型晶質(zhì)礦。

2.4 圍巖蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、透閃石化、碳酸鹽化、硅化，另有少景的蛇紋石化、綠簾石化、絹云母化等。

3 礦床成因淺析

3.1 礦床成因

區(qū)內(nèi)晶質(zhì)礦體主要賦存于古元古界長角壩巖群和下古生界奧陶系中，原巖主要為含碳質(zhì)泥碎屑巖和碳酸鹽巖。含礦地層巖性為古元古界長角壩巖群中灣牛壩巖組的片麻巖、其次為沙壩巖組的大理巖以及下古生界奧陶系云母石英片巖，屬濱-淺海相泥炭質(zhì)碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造。礦石中脈石礦物組合為斜長石、透輝石、石英、黑云母等。礦體呈鱗片狀分布，與石英密切相關(guān)，主要分布在石英聚集條帶中，分布較均勻。這說明礦體礦質(zhì)與地層同時(shí)沉積，并且受一定的地層及巖性控制。

經(jīng)區(qū)域中—低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，含碳原巖發(fā)生重結(jié)晶組合及變形作用，改變了巖石的礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，泥炭質(zhì)碎屑巖變質(zhì)成片麻巖，碳酸鹽巖結(jié)晶成為大理巖，炭質(zhì)成為礦體，在片麻巖中富集成礦。此外，區(qū)內(nèi)有印支期的華陽花崗巖基，在礦區(qū)的西部和南部分布較多的印支期花崗巖、花崗偉晶巖的巖株、巖枝和巖脈。由于它們的侵入，發(fā)生區(qū)域熱流動(dòng)力變質(zhì)作用，使巖石中的炭組份進(jìn)一步分解、運(yùn)移、聚集、結(jié)晶而形成礦體。在后期斷裂構(gòu)造的改造活動(dòng)中，礦體礦物鱗片大小隨著脈石礦物顆粒的增大而增大。

3.2 碳的來源

區(qū)內(nèi)含礦地層屬濱-淺海相泥炭質(zhì)碎屑巖及碳酸鹽巖沉積建造，形成礦體的碳除了來自碳酸鹽礦物的改造以外，還有較多的碳來自微生物和腐殖質(zhì)。形成的碳經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用，碳質(zhì)結(jié)晶形成晶質(zhì)鱗片狀礦體。

4 結(jié)論

綜上所述，該區(qū)礦體的成因類型為沉積變質(zhì)型，并具有后期熱液疊加改造的特征；礦體中碳的來源既有碳酸鹽礦物轉(zhuǎn)變的無機(jī)碳，也有原巖沉積過程中微生物形成的有機(jī)碳。