攀枝花石墨礦床控礦構(gòu)造特征與找礦模型

于海軍,王雪,2,白家全

(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0 六地質(zhì)隊(duì),四川成都 611000;2.四川成德綿高速公路開發(fā)有限公司,四川成都 610093)

攀枝花石墨礦產(chǎn)以分布集中、質(zhì)量?jī)?yōu)良、含釩為特點(diǎn)，為四川省優(yōu)勢(shì)礦種，礦石多以晶質(zhì)鱗片石墨礦為主，中壩中墨礦區(qū)、田坪石墨礦區(qū)、三大灣石墨礦區(qū)是攀枝花石墨礦的典型代表。目前攀枝花市探明石墨資源量為2864.87萬(wàn)噸，石墨礦具有儲(chǔ)量巨大（占全省近76%占全國(guó)11.14%）、礦體集中、浮選性能好等特點(diǎn)，并在發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)方面有著得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)［1］。該區(qū)地質(zhì)勘查工作程度較高，基礎(chǔ)地質(zhì)研究資料詳實(shí)，為建立相關(guān)的石墨礦找礦模型提供了素材。本文結(jié)合已有成果，通過(guò)構(gòu)造解析，分析了石墨礦床控礦構(gòu)造的主要類型，在此基礎(chǔ)上，初步建立石墨礦的區(qū)域找礦模型。

1 成礦地質(zhì)背景

攀枝花石墨礦區(qū)分布于上揚(yáng)子古陸塊康滇前陸逆沖帶康滇基底斷隆帶中段。攀枝花沉積變質(zhì)型石墨礦集區(qū)，大致經(jīng)歷了中條、晉寧、加里東、華力西—印支、燕山和喜馬拉雅6次不同形式的構(gòu)造變形，凸顯了5組不同方式的構(gòu)造變形系統(tǒng)，分別為東西向構(gòu)造帶、南北向構(gòu)造體系、北東向構(gòu)造帶、北西向構(gòu)造體系、林蛇旋卷構(gòu)造，其中成礦構(gòu)造主要為東西向構(gòu)造，形成時(shí)間最早，其它構(gòu)造系統(tǒng)或多或少地影響了東西向成礦構(gòu)造的形跡［2］。在多個(gè)石墨礦床中形成了南北方向的背斜、向斜和東西向的背形、向形，從而影響了礦體的形態(tài)，礦體形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀。

從太古代至元古代，該地區(qū)一直處于相對(duì)活躍的構(gòu)造環(huán)境，僅局部因巖漿侵入或構(gòu)造變動(dòng)發(fā)育熱接觸變質(zhì)巖及動(dòng)力變質(zhì)巖外，大規(guī)模分布的是區(qū)域變質(zhì)巖，且僅發(fā)育于基底部分。根據(jù)大地構(gòu)造性質(zhì)，變質(zhì)作用及變質(zhì)程度的不同并結(jié)合近年來(lái)的同位素年齡資料，可將本區(qū)的基底變質(zhì)作用分為兩期，分別為中條期區(qū)域低壓型動(dòng)力熱流變質(zhì)作用和晉寧期低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，它們所形成的變質(zhì)巖分別組成攀枝花地區(qū)的結(jié)晶基底及褶皺基底。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)種類復(fù)雜，形式多樣，分布不均并具多期性。巖體出露受南北向?yàn)橹鞯臉?gòu)造控制作用明顯，巖漿作用以晉寧期和華力期兩大巖漿旋回為主，以及少許燕山期巖漿作用。巖漿巖的空間分布和巖石化學(xué)特征具有繼承性，花崗巖類的分布隨地質(zhì)歷史的發(fā)展和地殼的增厚逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，攀枝花石墨礦與晉寧期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)花崗巖有一定的相關(guān)性，多期次的巖漿熱疊加、變質(zhì)、改造是攀枝花石墨礦成富礦的重要原因。

石墨礦床形成于古元古界和中元古界，一般經(jīng)歷了石墨巖系的沉積、區(qū)域變質(zhì)改造以及后期熱接觸變質(zhì)疊加改造三個(gè)階段。

2 主要控礦構(gòu)造

攀枝花石墨礦礦床類型為沉積變質(zhì)型，其成礦作用有沉積作用（成礦物質(zhì)來(lái)源主要是有機(jī)碳）、區(qū)域變質(zhì)作用（有機(jī)碳發(fā)生重結(jié)晶作用形成石墨）、后期熱接觸變質(zhì)（混合巖化、附近晉寧期巖漿巖可能使部分礦化體在該過(guò)程中發(fā)生石墨的重結(jié)晶，使石墨進(jìn)一步變質(zhì)或富集或質(zhì)量提高）；所以理論上攀枝花石墨礦控礦構(gòu)造應(yīng)包括沉積構(gòu)造系統(tǒng)、變質(zhì)變形構(gòu)造系統(tǒng)和斷裂/褶皺構(gòu)造系統(tǒng)。沉積構(gòu)造系統(tǒng)有原生成礦結(jié)構(gòu)面、同生斷裂構(gòu)造，建造面、不整合面、地層巖性/巖相面等，沉積變質(zhì)型石墨礦經(jīng)歷了長(zhǎng)期復(fù)雜的變質(zhì)變形歷史，成礦構(gòu)造的研究十分困難，沉積構(gòu)造系統(tǒng)基本無(wú)法恢復(fù)。綜合分析表明，攀枝花石墨礦的關(guān)鍵控礦構(gòu)造為褶皺構(gòu)造，其次為斷裂構(gòu)造，均屬于后生構(gòu)造，攀枝花石墨礦床分布受區(qū)域構(gòu)造控制成群產(chǎn)出，形成礦集區(qū)。

2.1 褶皺構(gòu)造

在礦集區(qū)（礦田）尺度上，東西向的區(qū)域性大型褶皺（或穹?。┦强刂剖V床產(chǎn)出的主要形式，礦床賦存于東西向區(qū)域性褶皺的南翼或北翼，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，主要原因是東西向構(gòu)造帶受南北向擠壓，剖面上表現(xiàn)為地層和礦體呈單斜（圖1）。

控制攀枝花石墨礦的褶皺以北東-東西向褶皺構(gòu)造為主，褶皺有大田背斜、荒田背斜、冷水箐向斜。這些背斜、向斜控制了中壩、硝洞灣、芭蕉箐、三大灣、辣子哨、田坪、大箐溝、新街田、大麥地等石墨礦的產(chǎn)出位置。

大田背斜由北東向晉寧期石英閃長(zhǎng)巖體組成背斜核部，兩翼為前震旦系康定群地層組成，軸向大致沿北東向展布。荒田背斜位于鹽邊縣城以南，區(qū)域位置屬于荒田一帶，背斜軸向東西，延長(zhǎng)約20km，核部由基性火山巖組成，該套火山巖時(shí)代為前震旦系鹽邊群下段，兩翼為鹽邊群中段板巖、千枚巖，南翼傾角75°～80°，北翼傾角70°左右，軸面北西傾向，傾角80°～85°。背斜向西傾伏，傾伏角15°～20°；冷水箐向斜位于荒田背斜南翼，勝利溝一帶，核部地層為鹽邊群中段，軸向北東東，東西向延長(zhǎng)約8km，北翼傾角75°～80°，南翼傾角45°～69°，形態(tài)不對(duì)稱，西段被冷水箐輝長(zhǎng)巖體破壞。

荒田背斜、冷水箐向斜及區(qū)外的小坪向斜組成了荒田復(fù)式背斜。呈東西向延伸，軸面向北傾，傾角約75°，南翼傾角約80°，北翼傾角50°～70°，為南陡北緩不對(duì)稱復(fù)式背斜。

茅坪一帶，因受后期構(gòu)造變動(dòng)的影響，形態(tài)多不完全，有多個(gè)東西向平行排列小背斜、向斜，軸向70°，由前震旦系會(huì)理群變質(zhì)巖組成，控制茅坪石墨礦的走向、產(chǎn)狀及位置［3］。

圖1 攀枝花石墨礦區(qū)域剖面、礦床勘探線剖面、礦床垂直縱投影示意圖

2.2 斷裂構(gòu)造

在石墨礦地區(qū)，除東西向褶皺形態(tài)外，斷層走向常常平行于褶皺軸線分布，主要斷層為斷層面向南傾斜之沖斷層，其結(jié)構(gòu)面性質(zhì)屬于壓性結(jié)構(gòu)面，其主要作用是破壞礦體形態(tài)；區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖中普遍發(fā)育之剪切節(jié)理主要有兩組：一組為北東-南西向，另一組北北西-南南東向，斷層錯(cuò)斷石墨礦，破壞礦體形態(tài)。

3 找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型

攀枝花石墨礦床主要分布于揚(yáng)子陸塊中、新元古代結(jié)晶變質(zhì)基底和褶皺變質(zhì)基底內(nèi)，變質(zhì)基底地層時(shí)代為太古代，主要源于太古代古陸核的形成、增生、裂解與聚合。每一階段都發(fā)育與之相應(yīng)的變形變質(zhì)、沉積及巖漿活動(dòng)。這些地質(zhì)作用形成了石墨礦床較為穩(wěn)定的變質(zhì)基底，經(jīng)過(guò)不同基底單元間的深層剪切變形作用而進(jìn)一步富集［4］。根據(jù)攀枝花石墨礦床的成礦特征及成礦規(guī)律，該項(xiàng)目提出針對(duì)石墨礦床的“層帶復(fù)合-巖漿疊加”的區(qū)域找礦模型［5］。

“層”指前寒武紀(jì)變質(zhì)基底中石墨礦賦礦層位，主要有：①古元古代康定巖群冷竹關(guān)組，主要巖性為絹云千枚巖、變粒巖和片巖；②中元古代鹽邊群漁門組，主要巖性為板巖和千枚巖；③中元古代會(huì)理群天寶山組，主要巖性為變質(zhì)火山巖、絹云千枚巖和石英巖。其中以冷竹關(guān)組變質(zhì)巖中的石墨分布最為普遍，是找礦的重要標(biāo)志。

“帶”主要指前寒武紀(jì)不同時(shí)代的變質(zhì)基底受陸塊增生、裂解及拼合等作用形成的剪切帶，這些剪切帶由于深層變質(zhì)變形作用使石墨進(jìn)一步富集，同時(shí)也是成礦流體有力的運(yùn)移通道。這些貫通于變質(zhì)基底之上的剪切帶，主要包括東西向構(gòu)造體系和南北向構(gòu)造帶。

“巖漿疊加”是指除上述層帶復(fù)合之外，晉寧期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)花崗巖侵位時(shí)所帶來(lái)的大量熱源對(duì)圍巖烘烤，甚至混合巖化，使圍巖發(fā)生熱接觸變質(zhì)作用，加深了外接觸帶變質(zhì)巖組的變質(zhì)程度，進(jìn)而加深了石墨礦體的變質(zhì)程度，提高礦石的固定碳品位［6］，起到了熱疊加變質(zhì)改造成富礦的作用。

綜上所述，攀枝花石墨礦床應(yīng)是以復(fù)合疊加的找礦模型為主體，在此基礎(chǔ)上結(jié)合各類成礦地質(zhì)條件及找礦標(biāo)志，為下一步找礦工作提供參考。