石墨礦成礦特征及成礦區(qū)帶劃分初探

莫勇 中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì)

石墨礦在我國工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中應(yīng)用非常普遍，主要包含冶金、機(jī)械、航空、航天、新能源等，各項(xiàng)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用程度相對較高，并且已經(jīng)慢慢發(fā)展成為我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中非常重要的使用原材料。在最近幾年的發(fā)展過程中，我國各地區(qū)針對石墨礦的開采工作陸續(xù)進(jìn)行，并且在我國內(nèi)蒙古、四川等某些地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的變質(zhì)型石墨礦資源。

一、石墨礦成礦特征分析

（一）大地構(gòu)造位置

通過對我國石墨礦的成礦特征條件展開全面分析和研究，我國石墨礦床在各個(gè)構(gòu)造板塊內(nèi)部都有所分布，但是主要集中在華北陸塊、揚(yáng)子陸塊邊緣位置，同時(shí)在準(zhǔn)噶爾地塊、華北陸塊的狼山、阿拉善隆起等各個(gè)區(qū)域也有所分布。該區(qū)域的石墨礦主要的表現(xiàn)形式為變質(zhì)型石墨礦，在我國華北陸塊、佳木斯地塊等區(qū)域石墨礦的變質(zhì)作用相對比較明顯，并且在地層內(nèi)部分布相對較深，混合巖化作用非常強(qiáng)烈經(jīng)常會(huì)呈現(xiàn)出一種超大型或者大型的石墨礦結(jié)構(gòu)。比如，在我國黑龍江某地區(qū)一處大型石墨礦床，在整體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成上體積較大，同時(shí)整體呈變質(zhì)型石墨礦資源[1]。

在揚(yáng)子陸塊和膠北隆起山系石墨礦，通常主要分布在前寒武紀(jì)的古陸和臺(tái)灣造山系帶，板塊的銜接位置以秦嶺祁連一帶和康村龍崎地帶石墨礦的分布總量相對較大，同時(shí)在龍門山和大巴臺(tái)緣褶皺地帶也存在一部分的石墨礦資源分布?；顒?dòng)成礦帶的成礦環(huán)境主要是以中型或者小型石墨礦為主，巖漿巖型石墨礦在我國各地區(qū)內(nèi)部都有所分布，同時(shí)具有比較強(qiáng)烈的工業(yè)化生產(chǎn)意義，接觸變質(zhì)型石墨礦重點(diǎn)分布在我國東部區(qū)域到大陸邊緣位置，通常情況下是以早期擠壓和中酸性巖漿活動(dòng)段地質(zhì)條件為主。

（二）成礦作用影響因素

變質(zhì)作用對于石墨礦的形成有著非常重要的影響，可以為成礦環(huán)節(jié)提供出必要的溫度壓力以及提供出活躍程度更高的揮發(fā)性氣熱溶液，在某些地段會(huì)形成封閉還原的成礦環(huán)境條件，使得石墨礦的碳元素得以快速還原。原始條件當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)在還原條件這種條件下，會(huì)產(chǎn)生脫氧脫氫等一系列反應(yīng)，結(jié)晶物質(zhì)會(huì)直接形成鱗狀片石墨，由于變質(zhì)作用時(shí)間的不斷延長，變質(zhì)程度會(huì)越來越高，石墨礦通常結(jié)晶程度相對比較明顯，以鱗片狀晶質(zhì)石墨為主。變質(zhì)程度較高的石墨礦鱗片顆粒度相對較大，根據(jù)相關(guān)勘察工作人員對石墨礦的變質(zhì)程度展開全面分析和研究，從中可以看出鱗片狀的石墨礦直徑大小可以達(dá)到4.2mm。元古宙之后的各炭地層變質(zhì)程度有所降低，通常情況下會(huì)形成接觸行硬質(zhì)石墨礦，石墨礦的結(jié)晶細(xì)度較小同時(shí)材料不均勻，石墨材料整體呈鱗片狀結(jié)構(gòu)結(jié)晶不均勻且品位相對較低，現(xiàn)階段尚不具備真正的實(shí)用性價(jià)值。

巖漿作用的疊加和混合巖化作用，對于石墨礦床的限度影響相對較大，同樣是賦存在相同的礦床地區(qū)范圍。由于石墨礦在巖漿的作用條件下所產(chǎn)生的變質(zhì)問題，混合物會(huì)出現(xiàn)比較明顯的巖化作用，使錳礦的結(jié)晶顆粒直徑相對較大，同時(shí)復(fù)存在長角壩巖群區(qū)域范圍內(nèi)，整體的情況發(fā)展規(guī)律相對比較明顯。精致石墨礦的形成是區(qū)域性變質(zhì)作用的重要體現(xiàn)，在巖漿作用混合巖化作用條件下，會(huì)形成抗熱活動(dòng)復(fù)合疊加的成況特征，尤其是以大鱗片的精致石墨礦所表現(xiàn)出的成礦特征更加明顯。

二、石墨礦成礦區(qū)帶劃分

本次石墨礦成礦區(qū)帶的劃分工作，主要是在以往工作研究的基礎(chǔ)之上有效，考慮到我國三級成礦區(qū)域的礦代劃分工作情況，結(jié)合石墨礦自身的分布特點(diǎn)進(jìn)行礦區(qū)劃分。圈定的石墨成礦帶在原則方面，不跨越一級構(gòu)造單元石墨礦的成礦區(qū)域，主要是以構(gòu)造單元或者是地區(qū)名來進(jìn)行命名，或者是以區(qū)域成礦作用限定的成礦元素來進(jìn)行命名，其中共劃分出21個(gè)石墨成礦帶，并且各個(gè)不同情況在所分布的區(qū)域有所不同，相互之間并沒有形成明顯的交叉影響，如圖1：

圖1 同成礦時(shí)代區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦資源儲(chǔ)量

其中塔里木板塊北部區(qū)域的石墨成礦地帶，位于塔里木板塊的北部邊緣位置，和塔里木的準(zhǔn)噶爾與哈薩克斯坦兩大板塊之間直接形成對接，成礦類型分為區(qū)域性變質(zhì)型石墨礦。該區(qū)域范圍內(nèi)變質(zhì)形式主要表現(xiàn)為前寒武紀(jì)，玉泉山石墨礦床屬于魯克塔格魯老地塊北部位置，屬于不規(guī)則透鏡狀石墨礦帶區(qū)域，該石墨礦帶區(qū)域的半徑相對較大，同時(shí)固定碳平均品位超過5.38%。大地構(gòu)造位置處于桐柏大別山成礦地帶，屬于中原古代和新元古代礦石自然型主要是以石墨片巖石條件為主，比較典型的礦床結(jié)構(gòu)位于湖北省的廣水市蘆花灣石墨礦，該石墨礦的巖系構(gòu)成，主要是以石墨片巖含石墨的二云鈉長片巖所構(gòu)成，該礦在石墨變質(zhì)程度相對較低主要是以小平片石墨礦層為主[2]。

三、結(jié)語

為了全面提高石墨礦開采工作效率和穩(wěn)定性，針對石墨礦的成礦特征以及石墨礦的成礦區(qū)帶劃分情況進(jìn)行深入分析和勘察，有效總結(jié)出石墨礦在時(shí)空分布方面的規(guī)律，以及成礦地質(zhì)條件的具體作用，合理劃分石墨礦的成礦區(qū)帶，對石墨礦的開采工作提供出重要的保障。