四川攀枝花天寶山地區(qū)晶質(zhì)石墨成礦地質(zhì)特征及遠(yuǎn)景預(yù)測

張麗嬌，馬 源，李金林

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610052）

石墨具有耐高溫、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤滑、化學(xué)穩(wěn)定、可塑、抗熱震等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、耐火、電器電子、環(huán)保、新能源汽車、航空航天、國防等工業(yè)領(lǐng)域，是支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略物資[1]。隨著近些年來對石墨結(jié)構(gòu)性能的深入研究，石墨已成為生產(chǎn)石墨烯及新型超級電容材料等的重要原料[2]。

石墨是我國重要的非金屬礦產(chǎn)資源[3]，資源儲(chǔ)量居世界第一，截至2016年，查明石墨礦床共181處，其中晶質(zhì)石墨礦床147個(gè)，主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙、四川等20個(gè)省份[4]。本文通過分析類比攀枝花典型礦床—中壩石墨礦床，對攀枝花天寶山地區(qū)相似地質(zhì)條件的石墨礦進(jìn)行找礦遠(yuǎn)景預(yù)測。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地層

該地區(qū)位于揚(yáng)子陸塊(Ⅰ)上揚(yáng)子古陸塊(Ⅱ)康滇基底斷隆帶(Ⅲ)大田背斜(Ⅳ)的北西翼[5]，區(qū)內(nèi)出露地層由新到老為第四系(Q)、上新統(tǒng)昔格達(dá)組(N2x)以及前震旦系康定群冷竹關(guān)組(Pt1l)。

1.2 構(gòu)造

該區(qū)位于大田背斜北西翼，軸向北東，由晉寧期石英閃長巖巖基構(gòu)成核部，冷竹關(guān)組地層為背斜兩翼基底，大片出露的石英閃長巖呈北北東向貫穿全區(qū)。上新統(tǒng)昔格達(dá)組(N2x)地層少有分布，本區(qū)缺乏蓋層，顯示區(qū)內(nèi)為一長期隆起的基底。工作區(qū)內(nèi)的斷裂有多期活動(dòng)的特點(diǎn)，可見有納拉箐斷裂帶、倮果斷裂帶、斑鳩灣斷裂帶及元謀—昔格達(dá)南北向斷裂帶等(圖1)，對礦產(chǎn)有密切的控制作用。

1.3 巖漿巖

圖1 把關(guān)河—大龍?zhí)兑粠?gòu)造綱要圖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿巖的形成時(shí)期從晉寧期到華力西期，分布面積廣，中酸性巖類分布最廣，基性巖次之。晉寧期以中酸性侵入巖為主，主要為大田石英閃長巖巖體，華力西期以基性侵入巖為主，為大渡口輝長輝綠巖體。

1.4 變質(zhì)作用

該地區(qū)在晉寧運(yùn)動(dòng)中元古代地層發(fā)生強(qiáng)力褶皺，產(chǎn)生區(qū)域變質(zhì)作用，使得原巖遭受普遍變質(zhì)，變質(zhì)程度較低，形成現(xiàn)有的康定群變質(zhì)巖組，其中元古代上部地層在經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)作用后由碳質(zhì)變質(zhì)為土狀石墨，形成石墨礦化。同時(shí)大規(guī)模的中酸性、酸性巖體的侵入有利于混合巖化以及熱接觸變質(zhì)作用的進(jìn)行，石墨礦化層位于巖漿巖外接觸帶內(nèi)時(shí)，石墨礦物發(fā)生重結(jié)晶，形成鱗片石墨，富集程度及品位得到提高，最終形成礦體。

1.5 混合巖化作用

本區(qū)出露的混合巖多為混合巖化的角閃巖、片巖、變粒巖等，表現(xiàn)為原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物成分尚未發(fā)生顯著變化，宏觀構(gòu)造特征清楚，僅沿片理、節(jié)理、裂隙等薄弱空間機(jī)械注入鉀長石、斜長石、長英質(zhì)、石英質(zhì)等新生的混合巖化物質(zhì)，從而使原變質(zhì)巖疊加了眼球狀、條帶狀、條紋狀、麻點(diǎn)狀、角礫狀等新的巖石結(jié)構(gòu)形態(tài)。新生物質(zhì)成分與原巖界線清楚，顏色、礦物種類、結(jié)構(gòu)構(gòu)造甚至礦物顆粒粒度均不相同。

2 地球物理特征

石墨具有很高的電子導(dǎo)電性。與硫化礦體不同，它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使得近于地表的石墨都是比較完整的，因而能產(chǎn)生很強(qiáng)的自然電場[6]。

2.1 自然電場法異常特征

本區(qū)通過統(tǒng)一基點(diǎn)測量取得勘查區(qū)域內(nèi)的自然電位數(shù)據(jù)，結(jié)合圖2可發(fā)現(xiàn)該區(qū)內(nèi)較明顯的自然電位負(fù)異常區(qū)，以-150mv為異常下限，圈出兩個(gè)自然電位異常區(qū)(A1異常、A2異常)。

圖2 自然電位法平面等值線圖

A1異常帶位于測區(qū)中部，以-150mv為異常下限圈定的異常，從西北到東南方向，長約2．2km，寬約1．1km，呈橢圓形狀。該異常處在天寶山兩側(cè)，大部分為覆蓋層，異常最大處出現(xiàn)大片石墨礦露頭及含石墨礦塊石，推測該異常區(qū)域?yàn)榈V致異常，有較大的找礦前景。

A2異常帶在測區(qū)西南部，以-150mv為異常下限圈定的條帶狀異常，該異常長約800m，異常最寬處約300m。該異常區(qū)域?yàn)槌傻V巖層，但該區(qū)域覆蓋較厚，出露巖層較少，偶見零星的石墨礦露頭，異常區(qū)域地形切割厲害，地勢較陡，可能受游散電流干擾較大，推測可能為礦致異常。

2.2 激發(fā)極化法異常特征

該區(qū)激電中梯掃面工作分兩個(gè)區(qū)塊進(jìn)行，分布在自然電位異常A1、A2異常區(qū)域處。A1區(qū)塊可劃分為一個(gè)異常帶M1(圖3、圖4)，A2區(qū)塊可劃分一個(gè)異常帶。

圖3 A1區(qū)域視極化率ηs平面等值線圖

圖4 A1區(qū)域視電阻率ρs平面等值線圖

A1區(qū)塊激電異常：根據(jù)視極化率，以10%為異常底部，可劃分為1個(gè)異常區(qū)域M1-ηs，該區(qū)域處于A1區(qū)塊中部，西南—東北方向的長條形異常，異常貫穿整個(gè)區(qū)塊，兩端未封口，最寬處400m，異常區(qū)域大且連續(xù)，在該異常區(qū)域多處可見石墨礦露頭，石墨礦產(chǎn)于云母石英片巖中，石墨礦產(chǎn)較好。根據(jù)視電阻率劃分為1個(gè)異常區(qū)域M1-ρs，該區(qū)域比M1-ηs小，主要體現(xiàn)在異常東南側(cè)面一帶，異常連續(xù)，具有較好的找礦前景。

A2區(qū)塊激電異常：以視極化率10%為異常下限，可以劃分為1個(gè)異常區(qū)域M2-ηs，該區(qū)域處于A2區(qū)中部，西南—東北方向的長條形異常，異常貫穿整個(gè)測區(qū)，最寬處100m，異常區(qū)域兩端未封口。根據(jù)視電阻率劃分為1個(gè)異常區(qū)域M2-ρs，該異常與M2-ηs 基本重合，形成一個(gè)低阻高極化異常區(qū)域。該區(qū)域可見石墨礦露頭及石墨礦化點(diǎn)，推測為礦致異常。

2.3 激電測深異常特征

綜合自然電位、激電中梯異常并結(jié)合地質(zhì)情況，在A1區(qū)塊M1異常處布置剖面測線1，在A2區(qū)塊M2異常處布置剖面測線2。

測線1剖面穿越石墨礦化帶，擬斷面顯示低阻高極化異常部位與地質(zhì)礦體相對應(yīng)，與自然電位異常、激電中梯異常相互印證，推測為石墨礦的電性反應(yīng)，預(yù)測該異常區(qū)有較大的找礦前景。

測線2剖面中異常跟地質(zhì)礦體相對應(yīng)，跟激電中梯、自然電位異常相吻合，推測該異常為石墨礦的激化反應(yīng)，但穿過礦體部位電阻率異常不明顯，整個(gè)擬斷面都顯示為低電阻區(qū)域，預(yù)測該區(qū)有一定的找礦前景。

3 礦化特征

3.1 礦化體特征

通過地質(zhì)填圖成果再結(jié)合物探自然電位以及激電中梯的異常范圍，在重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)布置了10條探槽用于揭露礦化體的頂?shù)装褰缇€，最終在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)三條石墨礦化體KT1、KT2、KT3。

(1) KT1地表出露長度約為1．9km，由5條探槽控制，呈北東向走向，產(chǎn)狀為330～0°，∠45～69°。在礦化體北東端，石墨礦明顯出露地表的厚度可達(dá)12m，礦體呈層狀、似層狀分布，南西端石墨礦在地表呈似層狀、透鏡狀。

(2) KT2走向長約1．3km，由3條探槽控制，均為石墨礦化，石墨含量較低且在地表不連續(xù)，該條礦化體質(zhì)量較差。

(3) KT3地表出露長約400m，由2條探槽控制，地表出露情況較好，石墨礦厚度最大可達(dá)7．38m。

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的三條石墨礦化體中，KT1整體情況較好，在地表出露厚度較大，且與物探異常能夠吻合，該條礦化體潛力較大；KT2在地表有零星露頭，但均呈透鏡狀，物探激電中梯在該條礦化體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常，推測為地表呈團(tuán)塊狀的石墨礦化，深部連續(xù)性較差；KT3地表出露較窄，但礦石質(zhì)量較好與物探異常對應(yīng)較好，該處礦化體質(zhì)量次之。

3.2 礦石特征

經(jīng)調(diào)查，區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)較單一，主要有晶質(zhì)石墨以及頁巖，發(fā)現(xiàn)大量的石墨礦化點(diǎn)，主要分布于天寶山一帶片巖建造中，石墨產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀大致相同，傾向330～10°，傾角49～64°，含礦母巖巖性主要為云母石英片巖類型，是礦床礦石的主要類型，礦物為細(xì)—中鱗片狀。礦化點(diǎn)地表石墨出露規(guī)模不大，呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，厚度為0．2～15m，沿走向地表出露長度為2～50m。經(jīng)對石墨礦撿塊取樣分析，其固定碳含量最高為14．95%，最低為3．00%，均達(dá)到工業(yè)品位。

4 成礦遠(yuǎn)景預(yù)測

(1) 該區(qū)廣泛出露前震旦系康定群冷竹關(guān)組(Pt1l)變質(zhì)巖地層，含礦建造為片巖建造，石墨礦產(chǎn)出嚴(yán)格受該層位控制。區(qū)內(nèi)晉寧期巖漿巖大面積發(fā)育，巖漿的侵入加深了圍巖的變質(zhì)程度，區(qū)域變質(zhì)作用形成的石墨在熱接觸變質(zhì)作用下發(fā)生重結(jié)晶形成晶質(zhì)石墨。因此區(qū)內(nèi)有較好的晶質(zhì)石墨礦成礦條件。

(2) 物探工作顯示該區(qū)具有良好的自然電位和激電異常，深部激電測深異常明顯，在異常區(qū)局部可見有良好的石墨礦露頭及石墨礦化點(diǎn)。

(3) 經(jīng)槽探揭露，該區(qū)發(fā)現(xiàn)三條礦化體，石墨礦在地表呈層狀、似層狀出露，且與物探異常吻合，經(jīng)對石墨礦取樣分析顯示能達(dá)到工業(yè)品位。

通過對該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)特征、地球物理特征及礦化特征綜合分析，顯示天寶山地區(qū)有良好的晶質(zhì)石墨礦找礦前景。