黑龍江省石墨成礦區(qū)帶劃分及其成礦作用的探討

江志明

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心黑龍江總隊(duì)，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 成礦區(qū)帶的劃分

成礦區(qū)帶是具有礦產(chǎn)資源潛力的成礦地質(zhì)單元。其同時(shí)代的成礦單元一般與地質(zhì)構(gòu)造單元重合，為多旋回地質(zhì)構(gòu)造區(qū)，成礦區(qū)帶的劃分以區(qū)域內(nèi)成礦作用最強(qiáng)，礦床最多的地質(zhì)構(gòu)造旋回所形成的地質(zhì)構(gòu)造單元為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮其他地質(zhì)構(gòu)造旋回期間形成的礦床空間分布狀況，因此，一個(gè)成礦區(qū)帶內(nèi)具有主導(dǎo)的成礦地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)演化及成礦作用，并且具有特定時(shí)代礦床的集中。黑龍江省石墨成礦區(qū)帶劃分如下。

Ⅲ級(jí)石墨成礦區(qū)帶：以國家潛力評價(jià)項(xiàng)目辦劃定的Ⅲ級(jí)帶為準(zhǔn)，把若干個(gè)石墨礦(點(diǎn))的成礦時(shí)代、成礦作用、賦礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、大地構(gòu)造位置等與某個(gè)Ⅲ級(jí)成礦帶的特征相吻合，即可認(rèn)定該成礦帶就是石墨的Ⅲ級(jí)成礦帶。本次劃分Ⅲ級(jí)石墨成礦帶3個(gè)見表1。成礦區(qū)帶劃分見圖1。

Ⅳ級(jí)成礦區(qū)帶：位于Ⅲ級(jí)成礦帶內(nèi)，構(gòu)造上隸屬于次級(jí)的Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元的石墨礦相對集中區(qū)域，各礦床(點(diǎn))成礦時(shí)代、成礦作用、賦礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、大地構(gòu)造位置等與Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元存在對應(yīng)關(guān)系，本次劃分Ⅳ級(jí)石墨成礦帶6個(gè)。

表1 黑龍江省石墨礦成礦區(qū)帶劃分

圖1 黑龍江省石墨成礦區(qū)帶劃分圖

Ⅴ級(jí)成礦區(qū)帶(礦化集中區(qū))：位于Ⅳ級(jí)成礦帶內(nèi)石墨礦化集中區(qū)域，成礦時(shí)代、成礦作用、賦礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、大地構(gòu)造位單元對應(yīng)，本次劃分Ⅴ級(jí)成礦帶9個(gè)。

2 成礦區(qū)帶的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及演化

2.1 上黑龍江(邊緣海)Au-Cu-Mo石墨成礦帶(Ⅲ-46)

該帶與漠河前陸盆地(Ⅰ-1-1)、老溝—依西肯金銀地球化學(xué)省對應(yīng)，屬于蒙古—鄂霍次克構(gòu)造成礦帶的一部分，工作程度低，資源潛力很大。

古元古代時(shí)期，本區(qū)屬西伯利亞板塊南緣的裂谷盆地，形成了雙峰式火山巖建造，同時(shí)沉積了富碳質(zhì)粘土(半粘土)質(zhì)巖，為后來變質(zhì)作用下碳質(zhì)結(jié)晶成石墨提供了礦源層及礦體層。經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用有機(jī)碳質(zhì)結(jié)晶成石墨，含碳巖層變質(zhì)成為興華渡口群的變質(zhì)巖，主要賦礦巖石為絹云母石墨片巖、石墨絹云母片巖、石墨絹云母石英片巖、絹云母石墨石英片巖。石墨含量高的變質(zhì)巖構(gòu)成石墨礦體，構(gòu)造表現(xiàn)形式為單斜構(gòu)造。

該區(qū)早元古代為額爾古納微地塊，中生代前屬大興安嶺弧盆系古元古代—古生代構(gòu)造巖漿帶，中生代屬漠河前陸盆地。古元古代后，該區(qū)長期隆起，中生代被盆地沉積地層覆蓋，興華渡口群零星出露。

盆地內(nèi)侏羅紀(jì)為額木爾河群(J1-3e)為河流—濱湖相碎屑建造，晚侏羅世—早白堊世為北北東向展布的中基性—酸性火山巖帶，與火山巖帶相關(guān)的淺成、超淺成的小侵入巖體發(fā)育。

2.2 小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)

該帶與小興安嶺—張廣才嶺巖漿弧(Ⅰ-3)、松嫩—結(jié)雅火山活動(dòng)區(qū)(Ⅹ-2)的東部對應(yīng)，與成礦密切相關(guān)的環(huán)境為提供碳質(zhì)的地層及提供接觸變質(zhì)作用熱源的巖漿侵入巖體。

北部鐵力一帶為伊春—延壽(巖漿)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-4)屬小興安嶺—張廣才嶺弧盆系的伊春—延壽巖漿弧，晚古生代為鐵力陸緣海盆，中生代上甘嶺(松嫩東緣)火山噴發(fā)帶。

晚古生代中二疊世，在陸緣海環(huán)境下形成中二疊統(tǒng)海相—海陸交互相碎屑巖—碳酸鹽，板巖—砂巖—礫巖夾灰?guī)r建造。該建造含有碳質(zhì)板巖(或含煤粘土巖)，為石墨礦源層。印支期該區(qū)為構(gòu)造巖漿帶，早侏羅至晚三疊世花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，中二疊統(tǒng)炭質(zhì)板巖發(fā)生接觸變質(zhì)作用，碳質(zhì)結(jié)晶成石墨。陸表海環(huán)境形成含碳沉積建造及構(gòu)造巖漿帶花崗閃長巖侵位的耦合為石墨礦的形成創(chuàng)造了條件。

南部尚志延壽一帶為張廣才嶺(陸緣裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Ta石墨成礦帶(Ⅲ-52-6)，晚元古代預(yù)陸緣裂谷環(huán)境，沉積了張廣才嶺群紅光組(Pt3h)地層，其為含碳板巖及粉砂巖；印支晚期，花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，在接觸帶附近發(fā)生接觸變質(zhì)作用，地層中的碳質(zhì)變質(zhì)為石墨，富集石墨的地質(zhì)體形成石墨礦。

2.3 佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)

該帶包括佳木斯地塊(Ⅰ-4)、興凱地塊(Ⅰ-6)、佳木斯—興凱地塊火山活動(dòng)區(qū)(Ⅹ-3)三個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元。與石墨成礦關(guān)系密切的為沉積建造及變質(zhì)建造。沉積建造中碳質(zhì)為石墨礦形成提供了碳質(zhì)來源，古元古代時(shí)，北部的蘿北地區(qū)、中部的雙鴨山等地處淺海陸棚環(huán)境沉積了富碳粘土巖，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用，碳質(zhì)重結(jié)晶為石墨。

北部的蘿北地區(qū)、中部的雙鴨山等石墨礦的分布嚴(yán)格受下元古界興東群大盤道組變質(zhì)巖控制，賦礦巖石為石英石墨巖、石英石墨片巖、石墨石英片巖、矽線石墨石英片巖、石墨變粒巖、石墨透輝巖、石墨片麻巖、石墨混合花崗巖。

新太古代時(shí)，勃利、雞西、密山、林口穆棱等地處于淺海陸棚環(huán)境，沉積了富碳粘土巖，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用，碳質(zhì)重結(jié)晶為石墨。南部地區(qū)石墨礦形成時(shí)代為新太古代，石墨礦的分布嚴(yán)格受賦礦地層上太古界麻山群西麻山組、余慶組地層控制，賦礦巖石含釩榴石透輝石墨片巖、矽線石墨石英片巖、含石墨矽線斜長片麻巖、含石墨透輝石巖、含石墨透輝斜長變粒巖、石墨大理巖。

該成礦帶后期長期處于隆起狀態(tài)，礦體經(jīng)風(fēng)化剝蝕暴露于地表，便于發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，同時(shí)存在礦體遭破壞的不利一面。后期的巖漿侵位及火山斷陷盆地的形成都對成礦帶內(nèi)礦體構(gòu)成破壞。

3 石墨礦集區(qū)成礦特征

3.1 門都里石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-46-1-1)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬上黑龍江(邊緣海)Au-Cu-Mo石墨成礦帶(Ⅲ-46)，老溝(逆推帶)Au-Cu-Mo石墨成礦亞帶(Ⅲ-46-1)。

該礦化集中區(qū)包含門都里石墨礦、霍拉盆石墨礦、霍拉盆西石墨礦，三處礦產(chǎn)地均為中型石墨礦，石墨成因類型為沉積變質(zhì)型。賦礦地層為下元古界興華渡口群。為晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位偏低，固定碳含量約5%～6%。

預(yù)測區(qū)內(nèi)的礦床(點(diǎn))為同一成礦作用形成，成礦時(shí)代相同，都為古元古代。礦床的演化經(jīng)歷了沉積作用階段、變質(zhì)作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質(zhì)作用階段導(dǎo)致含碳有機(jī)質(zhì)的分解和碳質(zhì)的結(jié)晶形成石墨及其礦體。礦石質(zhì)量、規(guī)模與變質(zhì)作用密切相關(guān)，變質(zhì)程度越深，礦石品位就越高，石墨有序化程度增高，同時(shí)鱗片也增大變質(zhì)作用決定了礦體的形態(tài)、分布和品位高低?？傊亲冑|(zhì)作用造就了“門都里式”沉積變質(zhì)型石墨礦。

礦產(chǎn)地在空間上北東向分布，這主要與含礦變質(zhì)建造近東西向分布及北東向斷裂構(gòu)造影響相關(guān)。

3.2 神樹石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-52-4-1)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)，伊春—延壽(巖漿)Fe-Pb-Zn-Mo-W-Sn-Cu-Ag石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-4)。

該礦化集中區(qū)包含鐵力小白河石墨礦區(qū)、鐵力神樹石墨礦區(qū)、慶安縣小白南溝石墨礦，前者為中型石墨礦，后兩者為小型石墨礦。石墨成因類型為接觸變質(zhì)型。賦礦地層為中二疊統(tǒng)土門嶺組，成礦時(shí)代晚三疊至早侏羅世。為隱晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位偏低，碳含量65%。

晚古生代中二疊世，在陸緣海環(huán)境下形成中二疊統(tǒng)海相—海陸交互相碎屑巖—碳酸鹽，板巖—砂巖—礫巖夾灰?guī)r建造。該建造含有碳質(zhì)板巖(或含煤粘土巖)，為石墨礦源層，成為接觸變質(zhì)型石墨礦成礦的必要條件。沉積相與建造控制石墨礦源層的分布及規(guī)模，從而總體上控制了石墨礦體的分布及規(guī)模。

印支晚花崗閃長巖、二長花崗巖侵位于二疊系土門嶺組，致使地層中煤(有機(jī)碳)發(fā)生變質(zhì)形成石墨。侵入巖為接觸變質(zhì)型石墨礦成礦提供必要條件。

沉積作用只形成了礦源層，為石墨礦的形成提供了碳源，是礦源層與侵入巖侵位的耦合接觸變質(zhì)作用導(dǎo)致含碳有機(jī)質(zhì)的分解和碳質(zhì)的結(jié)晶形成石墨，經(jīng)富集最終形成石墨礦體。礦石質(zhì)量、規(guī)模與接觸變質(zhì)作用密切相關(guān)。

預(yù)測區(qū)內(nèi)的礦床(點(diǎn))為同一成礦作用形成，成礦時(shí)代相同，都為晚三疊至早侏羅世。礦床的演化經(jīng)歷了沉積作用階段、接觸變質(zhì)作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質(zhì)作用階段形成石墨及其礦體。變質(zhì)作用決定了礦體的形態(tài)、分布和品位高低，總之是接觸變質(zhì)作用造就了神樹式接觸變質(zhì)型石墨礦。

礦產(chǎn)地在空間上北北東向分布，這主要與含礦變質(zhì)建造近北北東向分布相關(guān)。本區(qū)石墨礦具有分帶性，但與金屬礦產(chǎn)的分帶性不同，金屬礦產(chǎn)的分帶性與成礦石的物化條件、成礦元素的性質(zhì)關(guān)系密切，石墨礦的分帶性主要取決于含礦建造與不同層位重復(fù)出現(xiàn)，在平面分布上呈現(xiàn)分帶性。

3.3 尚志石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-52-6-1)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬小興安嶺—張廣才嶺(造山)Fe-Pb-Zn-Cu-Mo-W石墨成礦帶(Ⅲ-52)，張廣才嶺(陸緣裂谷)Fe-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-WSn-Ta石墨成礦亞帶(Ⅲ-52-6)。

該區(qū)見有尚志砲手營子石墨礦(化點(diǎn))、尚志十二里石墨礦(化點(diǎn))、尚志土門子石墨礦(化點(diǎn))，成礦時(shí)代為晚三疊至早侏羅，賦礦地層為張廣才嶺群紅光組(Pt3h)，賦礦巖石為含碳板巖及粉砂巖。為隱晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位偏低。

晚元古代，于裂谷環(huán)境沉積了張廣才嶺群紅光組(Pt3h)，其為含碳板巖及粉砂巖。印支晚期，花崗閃長巖、二長花崗巖侵位，在接觸帶附近發(fā)生接觸變質(zhì)作用，地層中的碳質(zhì)變質(zhì)為石墨。

3.4 蘿北石墨礦化集中區(qū) (Ⅲ-53-1－1)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

該區(qū)包括蘿北云山超大型石墨礦、蘿北衛(wèi)東林場超大型石墨礦、蘿北四方山中型石墨礦及廿里河林場、延軍農(nóng)場、十七連、七馬架石墨礦。成因類型為沉積變質(zhì)型，成礦時(shí)代為古元古代，賦礦地層為下元古界興東群大盤道組。為晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位較高固定碳含量8%～12%，固定碳平均含量10%的礦山有兩處以上。

區(qū)內(nèi)的礦床(點(diǎn))為同一成礦作用形成，成礦時(shí)代相同，都為古元古代。礦床的演化經(jīng)歷了沉積作用階段、變質(zhì)作用階段、混合巖化作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質(zhì)作用階段形成石墨及其礦體，變質(zhì)作用決定了礦體的形態(tài)、分布和品位高低；混合巖化作用階段總體上是對礦體的改造和破壞，于成礦不利，對品位的影響較復(fù)雜，即在某些部位導(dǎo)致石墨礦進(jìn)一步富集，在另一些部位導(dǎo)致礦體貧化。

礦產(chǎn)地在空間上近南北向分布，這主要取決于含礦變質(zhì)建造近南北向分布，也與區(qū)域構(gòu)造線近南北向分布有關(guān)。褶皺構(gòu)造發(fā)育，控礦明顯。

3.5 雙鴨山石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-53-1－2)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

本區(qū)見有雙鴨山市羊鼻山石墨礦區(qū)、雙鴨山市嶺西灰窯石墨礦、樺南縣四方臺(tái)石墨礦、樺南林業(yè)局七星石墨礦、樺南縣孟家崗鐵礦孟北地段石墨礦。羊鼻山石墨礦為大型石墨礦山，其余為小型石墨礦及礦點(diǎn)。成因類型為沉積變質(zhì)型石墨礦，成礦時(shí)代為古元古代，賦礦地層為興東群大盤道組，為晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位中等，如雙鴨山市羊鼻山石墨礦固定碳含量為9%。

區(qū)內(nèi)的礦床(點(diǎn))為同一成礦作用形成，成礦時(shí)代相同，都為古元古代。礦床的演化經(jīng)歷了沉積作用階段、變質(zhì)作用階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層，變質(zhì)作用階段形成石墨及其礦體。變質(zhì)作用決定了礦體的形態(tài)、分布和品位高低，同時(shí)形成沉積變質(zhì)型石墨礦類型。

賦礦地層總體走向北西向，石墨礦體北西—南東向展布。各礦產(chǎn)地由于處于不同層位，平面上表現(xiàn)為不同的礦帶北西向分布。

本區(qū)石墨礦具有分帶性，但與金屬礦產(chǎn)的分帶性不同，金屬礦產(chǎn)的分帶性與成礦石的物化條件、成礦元素的性質(zhì)關(guān)系密切，石墨礦的分帶性主要取決于含礦建造的與不同層位重復(fù)出現(xiàn)，在平上呈現(xiàn)出分帶性。

3.6 勃利石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-53-1－3)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

本區(qū)包括勃利佛嶺超大型石墨礦、雙河中型石墨礦及河口林場石墨礦。礦床類型為沉積變質(zhì)型，成礦時(shí)代為新太古代，賦礦地層為麻山群，賦礦巖石以石英片巖為主。為晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石固定碳含量偏低，一般5%～7%。

3.7 雞西穆棱石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-53-1－4)

該區(qū)為Ⅴ級(jí)成礦帶，歸屬佳木斯—興凱(地塊)Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，佳木斯(地塊)Au-Fe-W-石墨-矽線石-磷-螢石成礦亞帶(Ⅲ-53-1)。

該區(qū)包括24處礦產(chǎn)地，其中包括柳毛、穆棱光義石墨礦、穆棱寨山石墨礦等，其中超大型礦床2處，大型礦床3處，中型礦床8處，小型礦床6處，礦點(diǎn)5處，為我國重要石墨礦區(qū)。礦床類型為沉積變質(zhì)型，成礦時(shí)代為新太古代，賦礦地層為上太古界麻山群西麻山組、余慶組。賦礦巖石為含釩榴石透輝石墨片巖、矽線石墨石英片巖、含石墨矽線斜長片麻巖、含石墨透輝石巖、含石墨透輝斜長變粒巖、石墨大理巖。為晶質(zhì)石墨礦化集中區(qū)，礦石品位變化較大，但主要為5%～10%。穆棱兩處石墨礦評為較高，平均品位14%～17%。

本區(qū)的礦床(點(diǎn))為同一成礦作用形成，成礦時(shí)代都為新太古代。礦床的演化經(jīng)歷了沉積作用、變質(zhì)作用、混合巖化作用三階段的演化歷程。沉積作用階段，石墨形成礦源層；變質(zhì)作用階段形成石墨及其礦體，變質(zhì)作用決定了礦體的形態(tài)、分布和品位高低；混合巖化作用總體上是對礦體的改造和破壞，對成礦不利，對品位的影響較復(fù)雜，即在某些部位導(dǎo)致石墨礦進(jìn)一步富集，在另一些部位導(dǎo)致礦體貧化。

3.8 密山石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-53-3－1)

礦化集中區(qū)屬佳木斯-興凱(地塊) Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，寶清(前陸盆地)Au－Cu-Zn石墨成礦亞帶(Ⅲ-53-3)。

該礦化集中區(qū)包括礦產(chǎn)地6處，其中密山市馬來山石墨礦為大型石墨礦，其余5處為小型石墨礦。礦床類型為沉積變質(zhì)型，成礦時(shí)代為新太古代，賦礦地層為麻山群余慶組。賦礦巖石為白云質(zhì)大理巖、大理巖、石墨片巖、黑云斜長片麻巖、石墨透輝石斜長片麻巖、透輝石片麻巖、均質(zhì)混合巖。

礦產(chǎn)地在空間上近東西向分布，這主要取決于含礦變質(zhì)建造近東向分布，也與區(qū)域構(gòu)造線近東西向有關(guān)。褶皺構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造控礦明顯。

3.9 虎林石墨礦化集中區(qū)(Ⅲ-53-4-1)

礦化集中區(qū)屬佳木斯—興凱(地塊) Fe-Au-石墨-矽線石-磷成礦帶(Ⅲ-53)，虎林(裂谷)Au－Cu－Pb－Zn石墨成礦亞帶(Ⅲ-53-4)。

該區(qū)見有姚英山石墨礦、虎頭石墨礦，前者為中型石墨礦，后者為小型石墨礦。礦床類型為沉積變質(zhì)型，成礦時(shí)代，前人認(rèn)為屬新太古代，可能為中元古代，賦礦地層為黑龍江巖群，賦礦巖石為石英片巖。礦體近東西向展布。

4 結(jié)語

(1) 麻山群地層年代問題。本次潛力評價(jià)工作編制的區(qū)域建造圖，將地層年代確定為新太古代，1：20萬區(qū)調(diào)報(bào)告確定年代為古元古代。兩者不一致，有待今后的統(tǒng)一。

(2) 礦化集中區(qū)的邊界更多考慮的是Ⅴ級(jí)成礦帶內(nèi)礦產(chǎn)地的分布，沒有與構(gòu)造單元的界限完全一致，有待進(jìn)一步的工作。本次工作只是初步的，更多體現(xiàn)在定性方面。