四川省攀枝花市仁和區(qū)新民石墨礦礦床成因及成礦規(guī)律探討

馮鋒，王光洪，彭召強，亢威，程仕俊，鐘石

四川省攀枝花市仁和區(qū)新民石墨礦礦床成因及成礦規(guī)律探討

馮鋒，王光洪，彭召強，亢威，程仕俊，鐘石

（四川省冶金地質(zhì)勘查局六0五大隊，四川 彭山 620860）

四川省攀枝花市仁和區(qū)新民石墨礦礦床類型屬沉積變質(zhì)型，位于康滇基底斷隆帶南段，同德復(fù)式背斜兩翼、爛堡田斷層為該區(qū)主要的控礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主要的賦礦巖石巖性為古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖層中的二云母斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、白云母石英片巖。通過對新民石墨礦礦床成因分析，總結(jié)了成礦規(guī)律，對該區(qū)石墨礦資源勘查具有重要的指導(dǎo)意義。

攀枝花；新民；石墨礦；礦床成因；成礦規(guī)律

石墨可制取耐火材料、導(dǎo)電材料、散熱材料、密封材料、隔熱材料、耐高溫材料和防輻射材料等（尹麗文，2011；江洪和許露，2014），晶質(zhì)石墨可制作石墨烯，石墨烯可運用在高性能芯片、LED、柔性顯示屏；能源領(lǐng)域的靜電噴漆系統(tǒng)、高性能電池、超級電容器、太陽能電池；航空航天、海洋領(lǐng)域的防護涂料、復(fù)合材料、電磁屏蔽材料、隱型材料；環(huán)境領(lǐng)域的污水處理、海水淡化、大氣污染治理；高強度橡膠、塑料，醫(yī)藥領(lǐng)域的藥物輸送、臨床檢測等（劉劍，2017）。攀枝花地區(qū)晶質(zhì)石墨礦資源豐富，大中型石墨礦床主要分布在仁和區(qū)、鹽邊縣和米易縣，其礦床規(guī)模大且質(zhì)量好，均為沉積變質(zhì)型石墨礦床。筆者在前期地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，對區(qū)內(nèi)石墨礦的礦床成因及成礦規(guī)律進行探討，為今后在該區(qū)域內(nèi)尋找同類型的石墨礦提供一些參考。

圖1 大地構(gòu)造位置圖（局部）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

四川省攀枝花市仁和區(qū)新民石墨礦床位于上揚子古陸塊（Ⅰ）康滇前陸逆沖帶（Ⅰ1-3）之康滇基底斷隆帶（Ⅰ1-3-2）南段（圖1）（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991；潘桂棠等，2009），其中以晉寧期花崗質(zhì)巖石及澄江期火山巖和巖漿巖分布最廣，構(gòu)造線方向近南北向，其延展方向受南北向斷裂帶所控制。成礦區(qū)帶屬揚子成礦省（Ⅱ-15）康滇斷隆成礦帶（Ⅲ-76）的鹽邊Cu-Ni-Pb-Zn-Au-石墨成礦帶（Ⅳ-41）南端，主要在攀枝花地區(qū)分布有基性-超基性 巖型銅鎳礦、沉積變質(zhì)型石墨礦，磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦，鋁土礦。

區(qū)域構(gòu)造主要為元古界基底構(gòu)造，其次為震旦-白堊紀構(gòu)造層，褶皺構(gòu)造在西部為北東向，在東部為東西向，斷裂構(gòu)造總體呈北北西-南北向；區(qū)域出露地層主要有古元古界康定巖群、中元古界鹽邊群、震旦系、二疊系、三疊系、新近系及第四系；區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要有中酸性火山巖，基性、超基性侵入巖。區(qū)域內(nèi)石墨礦產(chǎn)地已有14處，分別產(chǎn)于古元古界康定巖群及中元古代鹽邊群、會理群地層中，且礦石類型均為晶質(zhì)（鱗片狀）石墨礦，累計探明石墨礦物量2962萬噸，其中中大型規(guī)模5處（鹽邊縣田坪、大箐溝，仁和區(qū)中壩、三大灣和米易縣茅坪）（萬平益等，2019）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有古元古界康定巖群咱里巖組（Pt1），震旦系上統(tǒng)觀音崖組（Z2）、燈影組（Z2）以及第四系殘坡積物等，古元古界康定巖群咱里巖組為主要賦礦層位。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育，主要為近南北向的爛堡田斷層（F1）、北西向斷層（F3）以及同德復(fù)式背斜。區(qū)內(nèi)石墨礦體主要賦存于同德復(fù)式背斜兩翼，核部被剝蝕而未發(fā)現(xiàn)，同德復(fù)式背斜控制著石墨礦的分布及形態(tài)特征（圖2）。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

1.第四系殘坡積物；2.第三系普格達組；3.震旦系上統(tǒng)燈影組；4.震旦系上統(tǒng)觀音崖組；5.古元古界康定群咱里組；6.攀枝花超單元；7.地質(zhì)界線；8.逆斷層及編號；9.推測性質(zhì)不明斷層；10.復(fù)式背斜軸線；11.實測、推測石墨礦（化）體及編號；12.產(chǎn)狀（傾角）

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為晉寧期攀枝花超單元同德中粗粒輝長閃長巖（Pt1Tνδ）。

2.4 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用類型主要為區(qū)域變質(zhì)作用，疊加動力和混合巖化作用。

康定巖群咱里巖組角閃斜長片麻巖為火山巖及火山—沉積巖層經(jīng)變質(zhì)形成。晉寧期，地幔上涌引起蓋層的隆起和膨脹破裂，形成基性重熔巖漿；隨構(gòu)造運動的深入，在區(qū)域動力和物理化學(xué)作用疊加的改變下，地表附近侵位大量原巖和混合巖化的侵入體，并形成北北西-南北向的構(gòu)造；構(gòu)造運動逐步減弱，重熔作用向酸性巖漿過渡，形成規(guī)模大小不一的更長花崗巖侵入體，并伴隨大量圍巖和較強的混染及同化現(xiàn)象。該區(qū)變質(zhì)巖雖經(jīng)過多期次多相變化，但其主要與晉寧期地幔活動和由此引起的構(gòu)造作用有關(guān)，表現(xiàn)出與侵入巖體具有同源性和繼承性。

2.5 地球物理特征

通過在區(qū)內(nèi)開展自然電場法電位梯度測量和激電中梯剖面測量以及音頻大地電磁測深工作，并測定石墨礦、斜長片麻巖、變質(zhì)長石石英砂巖等標本的電性參數(shù)，表現(xiàn)出石墨礦“極低阻高極化”，并且能夠形成很強的自然電場，使得利用激電法和自然電場法來尋找石墨礦成為主流（簡楚等，2019），其他巖類為“中高阻低極化”，筆者通過對兩種物探方法的對比，認為均對尋找石墨礦具有良好的效果，但在地表覆蓋層較厚或石墨礦（化）體埋藏較深的區(qū)域，自然電場法電位梯度測量效果不及激電中梯剖面測量明顯。通過在區(qū)內(nèi)開展音頻大地電磁測深工作，為下一步在該區(qū)開展深部找礦提供了科學(xué)依據(jù)（圖3）。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)石墨礦賦存于古元古界康定巖群咱里巖組（Pt1）中，賦礦巖石為二云母斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖及白云母石英片巖。目前已發(fā)現(xiàn)礦（化）體有7個（圖2、圖3、表1），均分布于工作區(qū)中部，均呈北東-南西向，層狀或似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與含礦巖系一致，礦（化）體長度480～1570m，平均厚度10.62m，C固平均品位9.11%。

表1 工作區(qū)主要礦（化）體特征一覽表

3.2 礦石質(zhì)量

礦石結(jié)構(gòu)：含礦巖石主要為二云母斜長片麻巖、白云母石英片巖，為鱗片變晶結(jié)構(gòu)，石墨鱗片直徑9～1193μm，一般為20～600μm，為中鱗片晶質(zhì)石墨。礦石構(gòu)造：以片麻狀、片狀為主。

礦石礦物組合：石墨（含量5%～20%），石英（含量約30%～35%）、斜長石（含量約30%～35%）、黑云母（含量約9%±），白云母（含量約10%～15%），偶見金紅石及其他礦物。

礦石化學(xué)成分：主要元素有C、TiO2、V2O5、P2O5、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、S等，其次少量微量元素。

3.3 礦石類型

礦石自然類型：條紋狀。

礦石工業(yè)類型：石墨礦物呈鱗片變晶結(jié)構(gòu)，屬于晶質(zhì)（鱗片狀）石墨礦礦石。

3.4 圍巖及夾石

區(qū)內(nèi)礦（化）體頂?shù)装鍑鷰r以二云母斜長片麻巖、變質(zhì)長石石英砂巖為主，無明顯蝕變。經(jīng)過前期在區(qū)內(nèi)開展地質(zhì)工作，局部礦體均見夾石，呈透鏡狀產(chǎn)出，巖石主要為含石墨二云斜長片麻巖。

圖3 P0勘查線剖面及AMT反演成果圖

4 成礦規(guī)律分析

4.1 典型礦床成礦條件類比分析

將新民石墨礦大地構(gòu)造位置、控礦構(gòu)造、含礦巖系特征、含礦巖系產(chǎn)狀特征、含礦巖石特征及巖漿巖分布特征等方面的成礦地質(zhì)條件與中壩石墨礦進行對比分析，表現(xiàn)出其成礦地質(zhì)背景與中壩石墨礦條件基本相似且均為沉積變質(zhì)型石墨礦（圖4）（郭強等，2016）。

圖4 成礦模式簡圖

4.2 成礦模式

4.2.1 成礦階段

1）淺海相沉積階段：經(jīng)太古界古陸風(fēng)化形成的含碳質(zhì)粘土質(zhì)細碎屑物，被海水?dāng)y帶至今淺海沉積成碳質(zhì)粘土質(zhì)粉砂-細砂巖，沉積時限24～29億年。

2）區(qū)域變質(zhì)階段：隨著中條期低壓相系區(qū)域疊加動力變質(zhì)作用，變質(zhì)程度最高達角閃巖相，含碳的部份變質(zhì)形成炭質(zhì)片巖、炭質(zhì)片麻巖或石墨片巖、石墨片麻巖等，變質(zhì)時限17～19億年。

3）混合巖化作用階段：在康滇基底斷隆帶上表現(xiàn)特別明顯，引起古元古界康定巖群部份地層發(fā)生重熔，形成熔漿上侵，在其附近形成同德輝長閃長巖，其邊緣形成高家村單元中粗粒橄欖輝長巖，時限＞17億年。

由于該期區(qū)域變質(zhì)和混合巖化作用，促成石墨鱗片加長變大，形成具工業(yè)利用的晶質(zhì)石墨礦床，含石墨地層多被重熔，僅部分成為混合花崗巖的“殘留體”或在混合花崗巖的外接觸帶（萬平益等，2019；郭強等，2016）。

4.2.2 成礦地質(zhì)條件

1）礦床產(chǎn)于古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖層中，位于同德復(fù)式背斜兩翼，爛堡田斷層?xùn)|側(cè)。

2）含礦母巖主要是含炭二云母斜長片麻巖、含炭角閃斜長片麻巖、含炭白云母石英片巖，與石墨礦都顯示清晰的的片狀、片麻狀及條帶構(gòu)造，說明原巖在沉積時具層理構(gòu)造。

3）礦體的空間分布完全受含礦巖層制約，產(chǎn)狀與含礦巖層一致。

4）礦石中石墨、云母、長石呈交互相間定向排列，石墨晶體自形程度高于長石，又沿長石粒間分布，不受長石邊界限制。

5）礦床有晉寧期同德中粗粒輝長閃長巖侵入，為石墨礦的形成提供了豐富的熱液來源。

4.2.3 礦床成因及模式

通過與典型找礦模型對比，并分析其成礦模型和成礦地質(zhì)條件，筆者認為該礦床為區(qū)域變質(zhì)與熱接觸變質(zhì)雙重因素作用下形成的沉積變質(zhì)型礦床。

4.3 找礦標志

1）地層時代標志：該區(qū)石墨礦產(chǎn)于古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖層中。

2）巖體標志：晉寧期同德中粗粒輝長閃長巖在古老基底變質(zhì)巖中出現(xiàn)，與區(qū)內(nèi)石墨礦的形成具有一定的聯(lián)系，為間接的找礦標志。

3）礦物及巖性標志：石墨礦物具有色黑、染手，條痕色為鋼灰色，是直接的找礦標志；賦礦巖石為二云母斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、白云母石英片巖，是尋找石墨礦體的巖性標志。

4）巖礦石電性差異標志：石墨礦電性表現(xiàn)為極低阻高極化，圍巖電性表現(xiàn)為中高阻低極化，兩者之間存在較明顯的極化、電阻率特性差異，為間接的找礦標志。

4.4 找礦潛力分析

1）區(qū)內(nèi)石墨礦與中壩石墨礦成礦模式、類型具有極高的相似、相近性，說明該區(qū)具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)背景。

2）區(qū)內(nèi)同德復(fù)式背斜北西部，晉寧期攀枝花超單元同德中粗粒輝長閃長巖大面積侵位，是優(yōu)越的成礦區(qū)位，有望在下一步的地質(zhì)勘查工作中發(fā)現(xiàn)新的石墨礦（化）體。

3）區(qū)內(nèi)石墨礦（化）體厚度總體表現(xiàn)為南西部厚于北東部特點，品位總體表現(xiàn)為由南西部向北東部有變富的趨勢；區(qū)內(nèi)中部第四系覆蓋較厚，在繼續(xù)開展地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合音頻大地電磁測深，有望在南西部發(fā)現(xiàn)厚大、北東部發(fā)現(xiàn)高品位礦體以及中部發(fā)現(xiàn)隱俘礦體，可擴大找礦規(guī)模。

5 結(jié)論與認識

筆者通過對新民石墨礦床成因及成礦規(guī)律都分析，得出以下結(jié)論與認識：

1）該礦床分布于古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖系，賦礦巖石為二云母斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、白云母石英片巖，北西-南東向同德復(fù)式背斜兩翼和南北向的爛堡田斷層控制了礦（化）體的產(chǎn)出。

2）區(qū)內(nèi)有大量的晉寧期同德中粗粒輝長閃長巖巖體侵入，與古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖系直接接觸，巖體的侵位為熱接觸變質(zhì)提供了熱源，后經(jīng)區(qū)域動力變質(zhì)作用、混合巖化作用，促成石墨鱗片加長變大，形成晶質(zhì)石墨礦床。

3）在分析研究新民石墨礦礦床成因的基礎(chǔ)上，分析出成礦地質(zhì)條件，總結(jié)成礦模式和礦床成因。

4）該礦床嚴格受古元古界康定巖群咱里巖組地層控制，順層產(chǎn)出，屬區(qū)域變質(zhì)與熱接觸變質(zhì)雙重因素作用下形成的沉積變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床。

5）古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖系、晉寧期同德中粗粒輝長閃長巖、具有色黑、染手、鋼灰色條痕、與圍巖（片麻巖、變質(zhì)長石石英砂巖等）之間存在較明顯的極化電阻率特性差異是該區(qū)石墨礦的找礦標志。

6）通過在區(qū)內(nèi)開展地質(zhì)工作和綜合研究，認為新民石墨礦床具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件，在下一步的地質(zhì)勘查工作中，有望發(fā)現(xiàn)一大型石墨礦產(chǎn)地。

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Genesis and Metallogeny of the Xinmin Graphite Deposit in Renhe District, Panzhihua, Sichuan

FENG Feng WANG Guang-hong PENG Zhao-qiang KANG Wei CHENG Shi-jun ZHONG Shi

(The 605th Geological Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Pengshan, Sichuan 620860)

The Xinmin graphite deposit in Renhe District, Panzhihua, Sichuan lies in the southern section of the Kangdian basement faulted upwelling zone and is a sedimento-metamorphic deposit. The Tongde composite anticline and the Lanbaotian fault are main ore control structures. Two mica plagioclase gneiss, hornblende plagioclase gneiss and muscovite quartz-schist of the Zanli Formation of the Paleoproterozoic Kangding Group are the host rock. This paper has a discussion on genesis and metallogeny of the Xinmin graphite deposit.

graphite deposit; ore genesis; metallogeny; Xinmin; Panzhihua

2020-06-05

馮鋒（1989-），男，甘肅天水人，地質(zhì)礦產(chǎn)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作

亢威（1988-），男，四川眉山人，地質(zhì)礦產(chǎn)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作

P619.25

A

1006-0995（2021）02-0226-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.008