新疆青河縣阿拉托別石墨礦地質(zhì)特征及礦床成因

謝名永，舒 林，高 科

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

1 區(qū)域地質(zhì)特征

普查區(qū)隸屬于天山興蒙造山系（Ⅰ），準(zhǔn)噶爾弧盆系（I-3），北準(zhǔn)噶爾晚古生代溝弧帶（I-3-1），薩吾爾-二臺晚古生代島弧帶（Ⅰ-3-11）。區(qū)域上以查爾斯克-喬夏哈拉結(jié)合帶為界，北東部為哈巴河晚古生代弧前盆地（Ⅰ-1-23），南部與之相鄰的構(gòu)造單元為洪古勒楞-阿爾曼太溝弧帶(Ⅰ-3-12)。普查區(qū)東側(cè)緊鄰卡拉先格爾-二臺斷裂（圖1）。薩吾爾-二臺晚古生代島弧帶（Ⅰ-3-11）：北以瑪因鄂博大斷裂為界，南以曼別特大斷裂為界或被晚石炭世侵入巖侵蝕，總體呈北西向展布。出露下石炭統(tǒng)姜巴斯套組一套濱海相火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及中基性火山熔巖建造。該盆地在其匯聚、閉合成陸后，晚石炭世巖漿侵入活動較為強(qiáng)烈，發(fā)育形成瑪因鄂博構(gòu)造-巖漿巖帶、蒙其克構(gòu)造-巖漿巖亞帶的晚石炭世侵入巖序列。從早期到晚期，從中性→中酸性→酸性→堿性巖石演化，且具鉀質(zhì)向鈉質(zhì)演化特點，反映出一種與板塊消減作用有關(guān)的、板塊碰撞前及造山晚期階段和非造山期形成的I型花崗巖特點。構(gòu)造變形以淺層次的脆性域變形為主，形成直立褶皺、斜歪褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺及脆性斷裂，變質(zhì)作用主要以區(qū)域埋深變質(zhì)作用為主，形成低綠片巖相淺變質(zhì)。該單元內(nèi)分布有與巖漿-火山熱液有關(guān)的石英脈型-蝕變巖型及與韌-脆性斷裂有關(guān)的破碎蝕變巖型-石英脈型金、銅礦產(chǎn)[1]。

（1）地層。普查區(qū)一帶的區(qū)域地層區(qū)劃（按新疆區(qū)域地層表）屬于天山興蒙地層大區(qū)，北疆地層區(qū)，北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)，福海地層小區(qū)。區(qū)域出露地層主要為震旦系、泥盆系、石炭系和第四系。由于區(qū)域地層的沉積環(huán)境、巖石組合及后期變質(zhì)及成礦作用等方面的差異，以致其在區(qū)域中呈現(xiàn)的含礦性也不同。震旦系庫衛(wèi)群位于卡拉先格爾一、三工區(qū)外東北部（面積較?。瑸橐惶诇\海相復(fù)理石建造，其原巖主要為砂巖和頁巖夾少量火山巖和碳酸鹽巖透鏡體，由于長期動熱變質(zhì)作用，形成一套以片巖和變粒巖為主的變質(zhì)巖，變質(zhì)程度較高，形成黑云斜長片麻巖、花崗片麻巖。泥盆系下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組分布于卡拉先格爾一、三工區(qū)外圍北部，沿瑪因鄂博斷裂北側(cè)呈北西向帶狀展布，該組下部以沉積巖為主，上部以火山熔巖及凝灰?guī)r為主，巖性為灰綠色片巖、石英長石砂巖、粉砂巖、酸性凝灰?guī)r、碳酸鹽巖等。下泥盆統(tǒng)托讓格庫都克組巖性為灰綠色安山巖、凝灰?guī)r、凝灰砂巖、凝灰角礫巖、鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖夾生物灰?guī)r。中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都卡拉組巖性是一套綠色、淺灰綠色的砂巖、粉砂巖、泥巖，間有礫巖與凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、角礫巖的沉積，其中有較少的中性、中酸性、酸性火山巖及其噴發(fā)沉積巖。石炭系姜巴斯套組、全新統(tǒng)。

圖1 大地構(gòu)造單元劃分圖

（2）構(gòu)造。區(qū)域構(gòu)造類型主要由斷裂、褶皺及韌性剪切帶組成。從形成特點、影響區(qū)域、產(chǎn)出規(guī)模及其控巖、控礦特征等看，以斷裂為主，褶皺次之，但在深大斷裂兩側(cè)小褶皺及細(xì)小揉皺較為發(fā)育，區(qū)域上最顯著的構(gòu)造是北西向斜切的瑪因鄂博大型壓扭性斷裂（F1），該斷裂為阿爾泰與準(zhǔn)噶爾兩大構(gòu)造單元的分割性斷裂，走向300°～310°，向北東陡傾，由于強(qiáng)烈的擠壓作用，在斷裂的北東側(cè)4km范圍內(nèi)巖石均具強(qiáng)烈破碎現(xiàn)象，斷裂面附近常見角礫巖和糜棱巖等。該斷裂為具推覆性質(zhì)的逆掩斷層?？ɡ雀駹枴永盏目ɡ麨鯏嗔眩‵3）該斷裂為該區(qū)域內(nèi)一較大的斷層。北西向展布，兩端皆延入鄰幅，總體走呈向南凸的弧形。阿拉托別石墨礦位于卡拉先格爾（卡依爾特）—二臺活動斷裂的南部，礦帶的整體走向與該斷裂帶走向基本一致，嚴(yán)格受斷裂控制。

（3）侵入巖。阿拉托別一帶巖漿活動強(qiáng)烈，侵入巖較為發(fā)育。巖石類型從基性至酸性均有分布，但以酸性巖為主。以瑪因鄂博深大斷裂為界，南北兩側(cè)出露的侵入巖存在明顯的差異。北東側(cè)以早二疊世殼源花崗巖類為主，巖體為規(guī)模較大的巖基，大多具片麻狀構(gòu)造特征；南西側(cè)包括晚石炭世殼源、混源花崗巖類和早二疊世混源花崗巖類（哈旦孫巖體），巖體規(guī)模較小，多呈不規(guī)則巖株、巖枝或脈狀，受斷裂構(gòu)造控制特征明顯。

2 礦區(qū)地質(zhì)

（1）地層。礦區(qū)位于第四系覆蓋區(qū)，覆蓋層厚5m～30m不等，依據(jù)礦區(qū)鉆孔資料，深部主要巖性為砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r、炭質(zhì)凝灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖等一套正常沉積巖，將鉆孔內(nèi)巖芯組合與區(qū)域地層對比，同時結(jié)合區(qū)域地層的延伸認(rèn)為，該套地層應(yīng)屬下泥盆統(tǒng)托讓格庫都克組。礦區(qū)深部侵入巖見閃長巖、石英閃長巖等中酸性侵入體。根據(jù)礦區(qū)物探資料推測，深部存在北北西向延伸的隱伏斷裂。

（2）構(gòu)造。據(jù)物探資料推斷阿拉托別石墨礦區(qū)NW-SE向斷層一條F1，其東北部為隱伏的閃長巖體，東南部為安山玢巖及花崗巖脈；西部為砂巖、蝕變破碎巖石。NWW-SEE向斷層一條F2，斷層北部為閃長巖，南部為安山玢巖。

（3）侵入巖。阿拉托別石墨礦區(qū)隱伏的侵入巖為早石炭世第一侵入期次閃長巖，其東部出露為早石炭世第二侵入期次花崗巖脈。

（4）礦化蝕變特征。依據(jù)激電面積測量成果及鉆孔巖芯巖性特征，礦體為晶質(zhì)（板狀、粒狀、鱗片狀）石墨礦。圍巖蝕變巖性主要為褐鐵礦化砂巖、砂巖、炭質(zhì)砂巖、炭質(zhì)凝灰?guī)r、石墨化凝灰?guī)r（含隱晶質(zhì)石墨）及絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變特征[2]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

阿拉托別石墨礦區(qū)實施勘探線6條，11至3勘探線間距為400m；3至0至4勘探線間距為200m；4至12至20勘探線間距為400m。圈定隱伏晶質(zhì)石墨礦體16條。

L1-1礦體：為工業(yè)品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長450m，最大垂深85米，礦體單工程固定C品位3.43%～23.51%，固定C平均品位8.24%，單工程厚度2.74m～5.30m，平均厚度3.01米。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖，礦體北西向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數(shù)77.74%，品位變化系數(shù)71.78%。厚度變化不穩(wěn)定、礦石質(zhì)量不穩(wěn)定。

L1-2礦體：為工業(yè)品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長450m，最大垂深107米，礦體單工程固定C品位4.80%～9.01%，固定C平均品位6.75%，單工程厚度1.15m～2.65m，平均厚度1.93m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖，礦體南東向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布。南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數(shù)38.57%，品位變化系數(shù)38.91%。厚度變化穩(wěn)定、礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

L1-3礦體：為工業(yè)品位石墨礦體，由ZK001鉆孔工程控制，控制走向長100m，最大垂深131m，固定C品位4.71%，厚度2.50m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖，呈透鏡狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。

L1-5礦體：為工業(yè)品位石墨礦體，由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制，控制走向長500m，最大垂深158m，礦體單工程固定C品位3.16%～3.79%，固定C平均品位3.61%，單工程厚度2.35m～8.90m，平均厚度4.55m。賦礦巖石主要為片理化砂巖，礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖，礦體走向有延伸，呈層狀沿150°～330°方向展布，南傾，傾角在60°～70°。厚度變化系數(shù)82.80%，品位變化系數(shù)9.29%。厚度變化不穩(wěn)定、礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

3.2 礦石質(zhì)量

（1）礦石成分。石墨礦物質(zhì)成分主要為固定碳、少量的硫、三氧化二鋁、二氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、石墨灰份、石墨水份、石墨揮發(fā)份。固定碳含量高則石墨灰份含量相對降低，反之則高。

（2）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)有半自形板狀結(jié)構(gòu)、板狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、他形板狀結(jié)構(gòu)、他形-半自形板狀結(jié)構(gòu)、微鱗片狀結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu)、微板、板狀結(jié)構(gòu)、微板-短板狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有：定向構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、定向塊狀構(gòu)造、定向中等浸染狀構(gòu)造、定向稀疏浸染狀構(gòu)造、定向星點浸染狀構(gòu)造、串珠定向星散浸染狀構(gòu)造、皺曲定向中等浸染狀構(gòu)造、紋線條帶狀構(gòu)造、條帶浸染狀構(gòu)造、定向稠密浸染狀構(gòu)造。

4 圍巖蝕變

礦體圍巖主要為砂巖、粉砂巖、變砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r等，其次為安山巖、安山玢巖、閃長巖等。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

阿拉托別石墨礦區(qū)位于第四系覆蓋區(qū)內(nèi)，鉆孔中可以看出礦體受沉積變質(zhì)作用控制，礦體有一定的層位，產(chǎn)狀多與圍巖產(chǎn)狀一致，呈層狀，似層狀及透鏡狀為主，局部可以看出礦體受斷層破壞使礦體的形態(tài)復(fù)雜，根據(jù)目前有限的資料成果分析認(rèn)為，該石墨礦床為區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床。

由于該石墨礦床位于第四系覆蓋區(qū)內(nèi)，屬于隱伏石墨礦床，通過開展激電工作來尋找石墨礦體是較為有效的方法，因此，高極化、甚低阻是該區(qū)尋找石墨礦床的最直接的找礦標(biāo)志[3，4]。

6 找礦遠(yuǎn)景分析

普查區(qū)一帶隸屬古亞洲成礦域、準(zhǔn)噶爾成礦省、北準(zhǔn)噶爾Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-膨潤土-沸石-螢石-煤成礦帶、薩吾爾-二臺Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-煤-膨潤土-沸石-螢石礦帶之中。普查區(qū)一帶以發(fā)育鈣堿性玄武巖-安山巖-流紋巖為特點，區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)出鐵、鉻、銅、金等礦產(chǎn)及少量鈷、鉛鋅、石灰石、螢石等礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)已知分布的礦床、礦（化）點眾多，在玉勒肯哈臘蘇－薩勒闊臘斯一帶主要分布有哈臘蘇銅礦、玉勒肯哈臘蘇銅礦、卡拉先格爾銅礦、老山口銅金礦等眾多的斑巖型銅礦床和銅礦點；在托庫托拜一帶主要有托斯巴斯套、加馬特等金、銅、鐵礦床（點）。從區(qū)域礦產(chǎn)分布特征看，各類礦床總體受構(gòu)造控制，具有成群成帶分布特征。工作區(qū)北側(cè)分布阿拉托別隱伏石墨礦床，與工作區(qū)處于同一成礦帶中，具有相同地質(zhì)背景，是尋找沉積變質(zhì)型石墨礦的有利地段。根據(jù)已施工的鉆孔成果及圈定激電異常進(jìn)行對比，推測該石墨礦帶與已圈定激電異常的規(guī)?；疽恢?，初步認(rèn)為該區(qū)進(jìn)一步尋找大型石墨礦產(chǎn)的潛力較大。