石墨礦成礦地質(zhì)規(guī)律及成礦模型研究
--以攀枝花地區(qū)為例

謝亞超 楊筱寒

（1湖北冶金地質(zhì)研究所（中南冶金地質(zhì)研究所），湖北宜昌 443003；2湖北省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊，湖北宜昌 443100）

當前在冶金、航天、航空、新能源汽車以及機械領(lǐng)域中普遍應用了石墨這一材料，可以說作為我國關(guān)鍵的非金屬礦產(chǎn)資源，石墨材料為我國高新技術(shù)的發(fā)展做出了突出的貢獻。近年來我國在攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)量眾多的晶質(zhì)石墨礦，根據(jù)相關(guān)資料顯示，2020 年底攀枝花地區(qū)的晶質(zhì)石墨礦在四川省石墨礦總資源中的占比達到了77%，在全國范圍內(nèi)的占比也高達15%。

1 攀枝花地區(qū)跨區(qū)地質(zhì)特點

1.1 地層

攀枝花地區(qū)礦區(qū)出露地層主要包含了燈影組（Z2d）、古元古界康定巖群咱里巖組（Pt1Zl）、震旦系上統(tǒng)觀音崖組（Z2g）以及第四系殘破積物。

1.2 構(gòu)造

攀枝花地區(qū)的主要構(gòu)造以褶皺與斷裂地形為主，可劃分成南北爛堡田斷層（F1）、同德復式背斜以及北西向斷層（F3）。其中所存在的石墨礦體主要分布于同德復式背斜周邊，其核心部位由于受到天氣、環(huán)境因素的侵蝕而無法探明，可以說攀枝花地區(qū)同德復式背斜的具體情況直接決定著石墨巖的具體分布情況以及實際形態(tài)特點。

1.3 巖漿巖

攀枝花地區(qū)內(nèi)的巖漿巖主要是以超單元同德中粗輝長閃長巖（Pt1Tνδ）為主。

1.4 變質(zhì)作用

攀枝花地區(qū)內(nèi)的變質(zhì)作用可以劃分成疊加動力混合巖化作用以及區(qū)域變質(zhì)作用，其中的古元古界康定巖群咱里巖組角閃斜長片麻巖主要是因為火山-沉積巖以及火山巖經(jīng)過變質(zhì)作用而出現(xiàn)。在晉寧期，地幔上涌導致蓋層不斷膨脹，直至破裂為基礎(chǔ)性重熔巖漿[1]。在構(gòu)造運動不斷深化的背景下，加之受到物理化學作用與區(qū)域動力作用的影響，地表周邊出現(xiàn)了數(shù)量眾多的混合巖結(jié)合原巖侵入體，整體呈現(xiàn)出北北西-南北向局面。當構(gòu)造運動作用持續(xù)下降的背景下，重熔作用會逐漸過渡至酸性巖漿，產(chǎn)生不同規(guī)模的更長花崗巖侵入體，并同時出現(xiàn)混染與同化情況。攀枝花地區(qū)的變質(zhì)巖雖然有著不同時期的多相變化，但其成因還是和晉寧期地幔活動以及相應的構(gòu)造作用有著直接的聯(lián)系，整體體現(xiàn)出和侵入巖體相同的繼承性以及同源性。

1.5 地球物理特征

根據(jù)相關(guān)人員的實踐情況能夠得知，在攀枝花地區(qū)采取自然電場法對地測量了電位梯度以及激電中梯坡面，同時輔以一系列音頻大地電磁測深工作，獲得了石墨礦、變質(zhì)長石石英砂巖、斜長片麻巖的電性參數(shù)。從中可以看出石墨礦體現(xiàn)出“極低阻高極化”的特征，且會出現(xiàn)相對較強的自然電場。相比之下其余巖類則具備“中高阻低極化”的特征。因此這兩種方式能夠作為探尋石墨礦的主要方式，但相比之下如若要在有著較厚地表覆蓋層或者石墨礦埋藏深度較高的地區(qū)進行找礦工作，那么自然電場法測量所得出的電位梯度不如激電中梯坡面所獲得的結(jié)果那般明顯，而音頻大地電磁測深工作則能夠給相關(guān)技術(shù)人員在深入部位進行找礦提供扎實的科學依據(jù)。

2 礦床地質(zhì)特點

2.1 礦體特點

攀枝花地區(qū)內(nèi)的石墨礦大都在古元古界康定巖群咱里巖組（Pt1zl）之中儲存，賦礦巖石主要包含了角閃斜長片麻巖、斜長片麻巖以及白云母石英片巖。當前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了7 個礦體，都分布在工作區(qū)中部，呈現(xiàn)出北東向南西的走向，產(chǎn)狀和含礦巖系相同，礦體的長度在480至1570m這一范圍之內(nèi)，平均厚度約為10.61m，平均品位為9.12%[2]。

2.2 礦石質(zhì)量

攀枝花地區(qū)主要有二云母斜長片麻巖以及白云母石英片巖是含礦巖石，主要體現(xiàn)為鱗片變晶結(jié)構(gòu)，石墨鱗片的直徑在9 至1193μm 范圍之內(nèi)，以20 至600μm 內(nèi)為最佳直徑。礦石的構(gòu)造主要是以片狀或片麻狀為主，包含了5%至20%的石墨，30%至35%的石英、9%的黑云母、30%至35%的斜長石、10%至15%的白云母，偶爾會出現(xiàn)金紅石以及其余礦物。

2.3 礦石類型

攀枝花地區(qū)的石墨礦石呈現(xiàn)出條紋狀的自然類型，而通過加工之后，就會呈現(xiàn)出鱗片變晶結(jié)構(gòu)，是一種晶質(zhì)石墨礦工業(yè)礦石。

2.4 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。

3 攀枝花地區(qū)石墨礦成礦規(guī)律

3.1 成礦模式

攀枝花地區(qū)的石墨礦主要包含了以下幾個成礦階段：一是淺海相沉積階段。含碳質(zhì)黏土質(zhì)細碎屑物會經(jīng)過太古界古陸風化效果而出現(xiàn)在海底，海水會對其進行一系列的沉積而成為成碳質(zhì)粘土質(zhì)粉砂-細砂巖，沉積時限大約在24 至29 億年這一范圍之內(nèi);二是區(qū)域變質(zhì)階段。在受到隨著中條期低壓相系區(qū)域疊加動力變質(zhì)的作用后，含碳的部分會變質(zhì)為碳質(zhì)片麻巖、石墨片麻巖、碳質(zhì)片巖以及石墨片巖等，變質(zhì)的時限大約在17至19億年這一范圍之內(nèi);三是混合巖化作用階段。一般表現(xiàn)于康滇基地斷隆帶，讓古元古界康定巖群部分地層出現(xiàn)了重熔現(xiàn)象，熔漿不斷上升，進而在周邊產(chǎn)生同德輝長閃長巖，而中心部分則產(chǎn)生高家村單元中粗粒橄欖輝長巖，時限超過了17億年。因為這一階段的混合巖化作用及變質(zhì)作用較為明顯，會讓石墨鱗片的長度不斷上升，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。

3.2 成礦地質(zhì)條件

一是礦床必須要出現(xiàn)在古元古界康定巖群咱里巖組變質(zhì)巖層內(nèi)，位于同德復式背斜兩翼，爛堡田斷層東側(cè)。

二是含礦母巖一般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，并且要和石墨礦有著相同的片麻狀、條帶狀以及片狀構(gòu)造。

三是礦巖層直接決定著礦體的具體空間分布，產(chǎn)狀和含礦巖層相同[3]。

3.3 找礦標志

一是地層時代標志：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。

二是巖體標志：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，屬于間接的找礦標志。

三是礦物及巖性標志：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，屬于尋找石墨礦體的巖性標志。

3.4 找礦潛力

一是攀枝花地區(qū)石墨礦和中壩石墨礦在成礦規(guī)律、成礦特征等方面相對較為類似，這表明該地區(qū)的成礦地質(zhì)背景較為優(yōu)越。

二是攀枝花地區(qū)同德復式背斜北西部，晉寧期攀枝花超單元同德中粗粒輝長閃長巖大面積侵位，屬于一個較為優(yōu)越的成礦區(qū)位，在后續(xù)地質(zhì)勘察中可能會出現(xiàn)全新的石墨礦體。

三是攀枝花地區(qū)的石墨礦體厚度主要體現(xiàn)呈北東部小于南西部的特征，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)隱伏礦體。

4 結(jié)語

綜上所述，攀枝花地區(qū)有著豐富的石墨礦資源，要想完成對該地區(qū)石墨礦資源的全面利用，應當明確石墨礦具體成礦規(guī)律，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況選擇合理的地質(zhì)勘察方式，這樣才能夠充分發(fā)揮該地區(qū)的找礦潛力。