內(nèi)蒙古烏拉特中旗道德哈日陶勒蓋石墨礦地質(zhì)特征及成因分析

趙志飛，高玉石，張啟峰

（內(nèi)蒙古第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

道德哈日陶勒蓋石墨礦位于巴彥淖爾市烏拉特中旗境內(nèi)，行政區(qū)隸屬海流圖鎮(zhèn)管轄。區(qū)域礦產(chǎn)研究工作較為匱乏，有關(guān)石墨礦產(chǎn)工作方面為空白。該石墨礦為《內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市伊肯公等三幅1：5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查》項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，筆者依托該項(xiàng)目對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)概況、礦體特征、礦石特征等進(jìn)行了初步的研究，并討論了該礦床的成礦因素及找礦標(biāo)志，為今后的研究工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

按照板塊構(gòu)造觀點(diǎn)，本區(qū)大地構(gòu)造位置位于天山—興蒙造山系，包爾漢圖-溫都爾廟弧盆系，敖侖尚達(dá)-翁牛特旗巖漿弧與華北陸塊區(qū)、陰山—冀北陸塊，阿拉善右旗-烏拉特后旗基底雜巖帶的交接部位[1]。

測(cè)區(qū)內(nèi)出露的地層有古元古界寶音圖巖群一巖組（Pt1B.1），為一套淺海-濱海相碎屑巖夾火山碎屑巖建造，地層內(nèi)褶皺發(fā)育，軸向北東。侵入巖有早石炭世二長(zhǎng)花崗巖（C1ηγ）、中二疊世花崗閃長(zhǎng)巖（P2γδ）與礦產(chǎn)成因關(guān)系密切[2]。

2 礦區(qū)地質(zhì)概括

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為古元古界寶音圖巖群一巖組，為一套區(qū)域變質(zhì)巖，是礦區(qū)的主要地層也是石墨礦的賦礦地層，巖性組合主要石英片巖、石英片巖、二云石英片巖夾斜長(zhǎng)角閃巖，巖石普遍具石墨化。地層總體走向北東，傾向北西，傾角30°～50°，局部見小的揉皺現(xiàn)象，根據(jù)測(cè)制地層剖面，該地層總體厚度大約1700m。東部被早石炭世二長(zhǎng)花崗巖侵入、南部被中二疊世花崗閃長(zhǎng)巖侵入。

2.2 侵入巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛。侵入巖空間上總體呈帶狀展布，時(shí)間上跳躍式延續(xù)。主要為早石炭世和中二疊世中性一中酸性侵入巖，顯示明顯的旋回性和多期次性。

（1）早石炭世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖：分布于礦區(qū)東部。巖石具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，礦物成分：鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等。

（2）中二疊世中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖：分布于東南部，巖石具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分：斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石及黑云母組成。

（3）構(gòu)造：區(qū)內(nèi)北東向構(gòu)造發(fā)育，北西向構(gòu)造不發(fā)育，分布于地層及巖體中。北東向構(gòu)造為主要的控礦構(gòu)造，顯示張性特征。北西向斷裂規(guī)模較小，主要為導(dǎo)礦構(gòu)造。斷裂帶內(nèi)巖石主要蝕變?yōu)楣杌?、褐鐵礦礦化、碳酸鹽化、局部見少許蜂窩狀硫化物流失孔。

（4）巖脈：巖脈主要為石英脈、花崗巖巖脈、偉晶巖脈，以北東向?yàn)橹?，北西向次之?/p>

3 地球物理特征

在工作區(qū)開展的1：10000激電掃面工作中，礦區(qū)北西部視極化率值基本大于10%，極值達(dá)20%以上，視電阻率則普遍不足100Ω·m。物性資料顯示，石英片巖電性呈低阻高極化特征，局部石墨化強(qiáng)烈，低阻高極化特征愈加明顯。南部巖性為大面積出露的花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖，視極化率值背景在2.0%左右，極值一般集中在3.5%～3.9%之間。大地電阻率范圍介于300Ω·m～3700Ω·m。視極化率和視電阻率在電性結(jié)構(gòu)分界處多表現(xiàn)為突變式的過渡關(guān)系（圖1）。

4 礦體特征

4.1 Ⅰ號(hào)石墨礦體

Ⅰ號(hào)礦體分布于礦區(qū)南部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質(zhì)巖地層，該礦體呈層狀、厚層狀產(chǎn)出，含礦巖石為石墨石英片巖、石墨透輝石大理巖及石墨變粒巖。礦體長(zhǎng)度大于550m，地表出露寬度約100m左右，總體呈北東向延伸，傾向135°左右，傾角40°左右，與圍巖產(chǎn)狀基本一致，根據(jù)測(cè)制剖面控制，該礦體厚度約60m，圍巖巖性為石英片巖、二云石英片巖。地表刻線法取樣，固定碳4.01%～6.13%，平均含量5.18%。

4.2 Ⅱ號(hào)石墨礦體

Ⅱ號(hào)礦體分布于礦區(qū)東北部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質(zhì)巖地層，該礦體呈層狀、厚層狀產(chǎn)出，含礦巖石為石墨石英片巖、石墨二云石英片巖。礦體長(zhǎng)度大于300m，地表出露寬度約90m左右，總體呈北東向延伸，傾向330°左右，傾角40°左右，與圍巖產(chǎn)狀基本一致，根據(jù)測(cè)制剖面控制，該礦體厚度約55m，圍巖巖性主要以二云石英片巖為主。

圖1 石墨礦區(qū)平面圖（左）和礦區(qū)激電ηs等值線平面圖（右）

4.3 Ⅲ號(hào)石墨礦體

Ⅲ號(hào)礦體分布于礦區(qū)中部，該礦體賦存古元古界寶音圖巖群一巖組變質(zhì)巖地層向斜核部，該礦體呈層狀、厚層狀產(chǎn)出。含礦巖石為石墨石英片巖、石墨白云石英片巖。礦體長(zhǎng)度大于300m，地表出露寬度約100m左右，總體呈北東向延伸，礦體傾向120°左右，傾角50°左右，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致，根據(jù)測(cè)制剖面控制，該礦體厚度約65m，圍巖巖性主要由石英片巖、二云石英片、斜長(zhǎng)角閃巖組成。

5 礦石質(zhì)量

本區(qū)礦石的礦物為石墨，石墨呈淺灰棕色，半自形-他形鱗片狀集合體，非均質(zhì)，片徑0.01mm～0.3mm，石墨鱗片或呈彎曲狀、枝杈狀、星散分布。石墨鱗片質(zhì)軟，手摸有滑感，黑色污手。礦石結(jié)構(gòu)為半自形-他形晶片結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為疏稀侵染狀構(gòu)造。礦石中主要有用組分為固定碳。礦石中固定碳以晶質(zhì)石墨存在。

本區(qū)石墨呈鱗片狀，片徑0.01mm～0.3mm，屬晶質(zhì)石墨，賦礦巖石主要為石英片巖、二云石英片巖、變粒巖，因此，礦石類型為片巖型晶質(zhì)石墨礦。

6 礦石類型

6.1 礦石的自然類型

礦石的自然類型按賦礦巖石劃分為石英片巖型石墨礦石，次為二云石英片巖型石墨礦石、變粒巖型石墨礦石。

6.2 礦石的工業(yè)類型

根據(jù)光鑒定結(jié)果，石墨片徑0.01mm～0.3mm，呈半自形-它形鱗片狀集合體，因此礦石工業(yè)類型屬晶質(zhì)石墨礦石。

7 礦體圍巖蝕變特征

礦體主要賦存于古元古界寶音圖巖群一巖組地層內(nèi)，其中含礦巖性主要為石墨石英片巖、石墨白云石英片巖、石墨透輝石變粒巖。礦體圍巖主要為石英片巖、二云石英片巖、變粒巖，主要蝕變類型為硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化及少量綠泥石化。硅化、碳酸鹽化呈條帶狀發(fā)育在礦化體內(nèi)或近礦圍巖中，褐鐵礦化、綠泥石化呈侵染狀發(fā)育在礦化體內(nèi)或近礦圍巖中。

8 礦床成因及找礦標(biāo)志

8.1 礦床成因

本區(qū)的石墨賦存在古元古界寶音圖巖群一巖組變質(zhì)巖地層中，以片巖為主的變質(zhì)巖系中，主要含礦巖性為石英片巖、二云石英片、變粒巖等。礦層的頂?shù)装逡彩沁@些巖石，是一套典型的變質(zhì)沉積巖組合含礦建造。礦體為層狀、似層狀和厚層狀，產(chǎn)狀與圍巖片理及區(qū)域構(gòu)造線一致。該地層所取的巖石樣品均落入厚層泥巖、砂巖區(qū)及火山巖區(qū)，說明其原巖組多以砂、泥質(zhì)沉積為主，并在沉積的過程中伴隨有碳酸鹽的沉積和輕微的基性火山活動(dòng)，因此反映出當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境振蕩作用比較頻繁。石墨呈顯微鱗片—鱗片狀分布于脈石礦物顆粒間，沿片麻理出現(xiàn)，可見石墨集聚成的條帶或條紋等原始層紋構(gòu)造，說明石墨礦質(zhì)與地層巖石同時(shí)沉積。礦石的礦物成分簡(jiǎn)單而穩(wěn)定，礦石中脈石礦物組合為石英片巖、二云石英片、變粒巖等，與圍巖中的造巖礦物相似，在全區(qū)變質(zhì)巖中廣泛分布。同一層中礦石成分較穩(wěn)定，礦石的品位較均勻而穩(wěn)定，礦區(qū)內(nèi)，沒有與成礦同期或更早一些的巖漿活動(dòng)的派生產(chǎn)物。原始性組合為含碳質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖（碳質(zhì)粘土巖）、含碳質(zhì)泥灰?guī)r、含碳質(zhì)碳酸鹽巖等。

上述特征充分表明，該礦床為一套有連續(xù)相序的淺海陸源碎屑—泥灰質(zhì)—碳酸鹽含碳質(zhì)沉積建造。由于后期巖漿的侵入引起圍巖溫度增高，有以鉀化、硅化為主的混合巖化作用，致使石墨晶片隨脈石礦物顆粒增大過程中，亦再增大，并進(jìn)一步聚集，而形成本區(qū)片巖型晶質(zhì)石墨礦為主的石墨礦體。綜上所述，本區(qū)石墨礦成因?yàn)閰^(qū)域變質(zhì)礦床[3-5]。

8.2 找礦標(biāo)志

成因?yàn)槌练e區(qū)域變質(zhì)型石墨礦，形成于華力西期。主要找礦標(biāo)志有：

（1）地層：正常淺海沉積的古老變質(zhì)巖系。一整套有連續(xù)相序的陸源碎屑—泥灰質(zhì)—碳酸鹽巖含碳質(zhì)沉積建造地層。

（2）早石炭世侵入巖侵入古元古界寶音圖巖群一巖組變質(zhì)巖的內(nèi)接觸帶附近。

（3）巖性：石墨化石英片巖、石墨化二云石英片、石墨化變粒巖夾雜出現(xiàn)，并有以鉀化、硅化為主的輕微混合巖化地帶。

（4）物探測(cè)量：由于石墨礦具有較為特殊的性能，其電阻率較低而視極化率較高，所以用自然電法和激發(fā)電法兩種物探方法找礦效果明顯。由于測(cè)區(qū)內(nèi)石墨礦體形態(tài)成層狀，礦區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，基巖露頭好，可以利用電阻率參數(shù)和視極化率參數(shù)來圈定石墨礦化帶和石墨富集區(qū)，對(duì)發(fā)現(xiàn)礦體的上界面反應(yīng)較為清晰。所以物探激電測(cè)量的低電阻率、高視極化率顯示結(jié)果是該區(qū)尋找該區(qū)石墨礦的重要標(biāo)志。