內(nèi)蒙古自治區(qū)晶質(zhì)石墨礦成礦規(guī)律淺析

［摘要］通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)已探明晶質(zhì)石墨礦床的控礦因素、礦床類(lèi)型、空間分布及時(shí)間分布等特征進(jìn)行歸納總結(jié)，淺析了內(nèi)蒙古晶質(zhì)石墨礦床的成礦規(guī)律。晶質(zhì)石墨礦床的分布明顯受賦礦地層的控制，主要集中在內(nèi)蒙古中部烏拉山-興和地區(qū)及阿拉善盟等地，礦床類(lèi)型主要為區(qū)域變質(zhì)型，成礦時(shí)代以古元古代、中元古代為主。

［關(guān)鍵詞］內(nèi)蒙古；晶質(zhì)石墨礦；成礦規(guī)律；礦床類(lèi)型

中國(guó)石墨的儲(chǔ)量、產(chǎn)量和出口量目前均居世界第一位[1]。晶質(zhì)石墨礦主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、陜西、山東、河南等?。▍^(qū)）。中國(guó)已知的具有工業(yè)價(jià)值的石墨礦床按其成因分為區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床、接觸變質(zhì)型石墨礦床和巖漿熱液型石墨礦床3種類(lèi)型。

內(nèi)蒙古自治區(qū)已探明晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地主要分布在中、西部地區(qū)，由西至東分布盟市為阿拉善盟、巴彥淖爾市、包頭市、呼和浩特市和烏蘭察布市。截至2019年底，自治區(qū)共有晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地24處，其中超大型8處，大型3處，中型12 處，小型1 處。

1 成礦地質(zhì)條件

內(nèi)蒙古晶質(zhì)石墨礦床普遍產(chǎn)于內(nèi)蒙古中、西部區(qū)域變質(zhì)巖發(fā)育地區(qū)，巖性一般為前寒武紀(jì)的片麻巖、片巖、大理巖等區(qū)域變質(zhì)巖系，少量為石炭紀(jì)變質(zhì)巖。晶質(zhì)石墨礦床賦礦地層主要為古元古界集寧巖群、烏拉山巖群、中元古界白云鄂博群和石炭系臭牛溝組。

內(nèi)蒙古晶質(zhì)石墨礦床主要賦礦地質(zhì)體如下[2-6]：

古元古界集寧巖群：分布在內(nèi)蒙古中部地區(qū)，出露于興和以南及大青山、烏拉山南麓。集寧巖群為一套富鋁片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)麻粒巖、含石墨片麻巖、白云大理巖建造組合，屬于孔茲巖系。其原巖建造以含碳質(zhì)、半黏土巖石、泥質(zhì)砂巖夾中基性和鈣堿質(zhì)火山巖及碳酸鹽的組合為特征。該群以賦存有穩(wěn)定的石墨礦層為標(biāo)志。石墨礦床賦存于該群下部矽線榴石斜長(zhǎng)片麻巖中，賦礦層位穩(wěn)定，形成的礦床規(guī)模較大，黃土窯、南井、三道邊、白石崖、燈籠素等石墨礦床均賦存于該層位中。

古元古界烏拉山巖群：主要分布在烏拉山、大青山一帶。烏拉山巖群為一套富鈣鋁片麻巖、黑云角閃片麻巖、石墨片麻巖、大理巖、石英巖、磁鐵石英巖等變質(zhì)表殼巖的建造組合（孔茲巖系）。含石墨礦的層位為烏拉山巖群上部長(zhǎng)石石英巖―含石墨大理巖建造中。什報(bào)氣、廟溝、五當(dāng)召等晶質(zhì)石墨礦賦存于該層位中。

中-新元古界白云鄂博群：該群主要分布于內(nèi)蒙古中部地區(qū)烏拉特中旗、白云鄂博、達(dá)茂旗、四子王旗、商都、太仆寺旗一線，東西延伸約600km的一套淺變質(zhì)或未變質(zhì)的沉積巖系，主要為陸源碎屑巖、泥頁(yè)巖、碳酸鹽巖，局部可夾少量火山巖，不整合于色爾騰山巖群之上，其上被古生代地層所覆或呈斷層接觸。根據(jù)沉積旋回和巖石組合特征，本群劃為長(zhǎng)城系都拉哈拉組、尖山組，薊縣系哈拉霍圪特組、比魯特組，青白口系白音布拉格組、呼吉爾圖組。其中尖山組為石墨礦含礦地層，含礦巖石主要石墨紅柱石粉砂質(zhì)板巖，次為含石墨粉砂質(zhì)板巖等。

石炭系下統(tǒng)臭牛溝組：分布于阿拉善左旗南部，為一套濱海相至過(guò)渡相碎屑巖為主的沉積組合，由砂礫巖、砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖和少量灰?guī)r夾層構(gòu)成。為閆地拉圖、庫(kù)井溝等石墨礦床賦礦地層，石墨礦賦存于明礬石化石墨石英巖。

2 控礦因素

石墨礦體的形成明顯受沉積作用控制，具有一定的層位，形態(tài)多呈層狀、似層狀及透鏡狀，產(chǎn)狀常與圍巖相同，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米至數(shù)千米，厚度則數(shù)米不等。礦石類(lèi)型為晶質(zhì)石墨，石墨呈鱗片狀，質(zhì)量較好，可選性好，但含量較低，一般低于10%。礦床成因的主導(dǎo)作用為區(qū)域變質(zhì)作用。原巖沉積巖中有機(jī)物質(zhì)在區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中，發(fā)生重新分解結(jié)晶而形成石墨。在褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，后期巖漿作用強(qiáng)烈的地區(qū)，常伴有晚期花崗巖、偉晶巖類(lèi)侵入，混合巖化作用普遍，多期變質(zhì)作用疊加影響較明顯。因此可能發(fā)生脈巖侵入使其邊緣接觸處碳有遷移集中的現(xiàn)象，石墨可重結(jié)晶形成致密晶質(zhì)石墨礦帶。中元古界石墨礦床這種疊加作用尤其明顯，如烏拉特中旗哈日楚魯晶質(zhì)石墨礦。

3 礦床類(lèi)型

內(nèi)蒙古自治區(qū)晶質(zhì)石墨礦床類(lèi)型主要為區(qū)域變質(zhì)型（變成型）[7]。

區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床包括片麻巖中的石墨建造及片巖－大理巖中的石墨建造。超過(guò)70%的石墨礦床分布于片麻巖中的石墨建造內(nèi)，主要賦存于內(nèi)蒙古中部地區(qū)的古元古代集寧群和烏拉山群中，其特點(diǎn)是鱗片大，品質(zhì)優(yōu)良，用途廣泛。而片巖－大理巖中的石墨建造分布在狼山－白云鄂博裂谷中，由于變質(zhì)程度較淺，石墨鱗片多小于+100目，該類(lèi)型的礦床尚未得到充分利用。

4 成礦規(guī)律

4.1 時(shí)間分布規(guī)律

內(nèi)蒙古自治區(qū)晶質(zhì)石墨礦床主要集中在中西部地區(qū)的內(nèi)蒙古地軸隆起區(qū)，規(guī)模以大、中型為主。這些礦床的含礦巖系時(shí)代以前寒武紀(jì)為主，其中古元古代和中元古代最為重要，含礦層位為中深變質(zhì)巖系，變質(zhì)程度達(dá)到角閃巖相至麻粒巖相。此外，石炭紀(jì)也是重要成礦時(shí)代，含礦層位主要為臭牛溝組。

根據(jù)目前收集到最新資料，統(tǒng)計(jì)了19個(gè)重要晶質(zhì)石墨礦床的形成時(shí)代（表1）與累計(jì)查明資源儲(chǔ)量、固定碳含量（品位）、正目含量的變化關(guān)系（圖1）。古元古代是我區(qū)石墨礦產(chǎn)出數(shù)量最多的時(shí)代，該時(shí)代產(chǎn)出礦床累計(jì)查明資源量在2×104～200×104t，+100目含量大于60%的礦產(chǎn)地占比達(dá)64%，以興和縣黃土窯大型石墨礦為代表；僅水磨溝、巴音溫都爾2個(gè)礦床固定碳含量低于3.5%，但+100目含量均在90%以上，仍具有較大的工業(yè)利用價(jià)值。產(chǎn)于中新元古代的晶質(zhì)石墨礦規(guī)模為大型-超大型，以百靈廟特大型石墨礦為代表，該礦雖已開(kāi)采殆盡，但各項(xiàng)指標(biāo)極好，+100目含量接近100％，固定碳平均品位約10％；大烏淀超大型石墨礦固定碳含量雖達(dá)到工業(yè)要求，但+100目含量低，影響其工業(yè)利用價(jià)值。產(chǎn)于石炭紀(jì)的晶質(zhì)石墨礦，規(guī)模為大型—超大型，但受變質(zhì)程度較低的影響，正目含量低于60%，在工業(yè)用途上受到一定影響。

4.2 空間分布規(guī)律

4.2.1地域分布特征

內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部地區(qū)前寒武紀(jì)區(qū)域變質(zhì)巖系十分發(fā)育，從太古宙到元古宙均有不同類(lèi)型區(qū)域變質(zhì)巖系分布。賦礦地層主要為古元古代集寧巖群、烏拉山巖群、其次為中元古代長(zhǎng)城系白云鄂博群尖山組，在下石炭統(tǒng)臭牛溝組中亦有少量石墨礦床分布等。賦礦地層主要分布于華北陸塊北緣隆起帶中烏拉山－興和隆起帶及雅布賴(lài)隆起帶內(nèi)，范圍從西到東為阿拉善盟－包頭－呼和浩特－烏蘭察布一線。礦床成因主要為區(qū)域變質(zhì)作用形成，含礦巖性主要有（石墨）黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含石墨片麻巖、石墨片巖、含石墨大理巖、含石墨炭質(zhì)板巖等。

4.2.2成礦區(qū)帶分布特征

內(nèi)蒙古自治區(qū)共有晶質(zhì)石墨主要分布于白云鄂博-商都Au-Fe-Nb-REE-Cu-Ni成礦亞帶的礦產(chǎn)地?cái)?shù)量最多，其次為烏拉山-集寧Fe-Au-Fe-REE-磷-石墨-芒硝-鹽類(lèi)成礦帶，礦產(chǎn)地分布2處。Ⅲ-18-③龍首山Cu-Ni-Fe-Zn-Nb-REE-石墨-磷成礦亞帶（Pt2、Nh-Z、V） 內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有阿拉善右旗檔巴井石墨礦床，礦床規(guī)模為中型，已探明資源量占比0.58%。，Ⅲ-18-④巴彥諾爾公-沙拉西別Fe-Cu-Pt-螢石-石墨-鹽類(lèi)-芒硝成礦亞帶（Pt、V、I、Q） 主要出露地層有古元古界烏拉山巖群，發(fā)現(xiàn)有阿拉善左旗查汗木胡魯晶質(zhì)石墨礦，礦床規(guī)模為特大型，已探明資源量占比7.90%。

Ⅲ-20 河西走廊Fe-Mn-螢石-鹽類(lèi)-凹凸棒石-石油成礦帶，Ⅲ-20-①閻地拉圖Fe-Mo-Ni-石墨-煤成礦亞帶（C、Vm），礦產(chǎn)地分布4處，分別為：阿拉善左旗閆地拉圖石墨、高嶺土、鐵礦床規(guī)模超大型，該礦未開(kāi)采；阿拉善左旗庫(kù)井溝石墨礦床；阿拉善左旗石駝山-新工地石墨礦床；阿拉善左旗炭井溝石墨礦床，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量占比23.92%，地層出露有石炭系下統(tǒng)臭牛溝組。

Ⅲ-58 華北陸塊北緣西段Au-Fe-Nb-REE-Cu-Pb-Zn-Ag-Ni-Pt-W-石墨-白云母成礦帶，礦產(chǎn)地分布17 處，其中Ⅲ-58-① 白云鄂博-商都Au-Fe-Nb-REE-Cu-Ni 成礦亞帶（Ar3、Pt2、V、Y）已探明石墨礦產(chǎn)地9 處，代表性礦床為：達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗百靈廟鎮(zhèn)東山石墨礦床；達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗查干文都日石墨礦床；烏拉特中旗哈達(dá)圖石墨規(guī)模大型，該礦未開(kāi)采等，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量占比59.85%。該成礦亞帶出露地層主要為古元古界烏拉山巖群，其次為中元古界長(zhǎng)城系白云鄂博群尖山組。Ⅲ-58-④ 烏拉山-集寧Fe-Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-石墨-白云母成礦亞帶已探明石墨礦產(chǎn)地8處，代表性礦床為：興和縣黃土窯石墨礦；土默特左旗什報(bào)氣石墨礦；土默特左旗燈籠素石墨礦；固陽(yáng)縣五當(dāng)召石墨礦床等，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量占比7.38%。該成礦亞帶地層出露以古元古界集寧巖群片麻巖為主。

Ⅲ-59 鄂爾多斯西緣（陸緣坳褶帶）Fe-Pb-Zn-磷-石膏-芒硝成礦帶分布1處，鄂托克旗恰布嘎圖石墨礦床，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量占比0.37%（圖3）。

5 結(jié)語(yǔ)

1. 內(nèi)蒙古晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)以古元古代區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床為主，賦礦地層主要為古元古代集寧巖群、烏拉山巖群、其次為中元古代長(zhǎng)城系白云鄂博群尖山組，在下石炭統(tǒng)臭牛溝組中亦有少量石墨礦床分布等。賦礦地層主要分布于華北陸塊北緣隆起帶中烏拉山－ 興和隆起帶及雅布賴(lài)隆起帶內(nèi)，在狼山－ 白云鄂博裂谷內(nèi)分布的石墨礦床雖然資源量較大，但礦石品質(zhì)不高，礦床可利用性較低。

2.內(nèi)蒙古晶質(zhì)石墨礦成礦時(shí)代以古元古代為主，具有鱗片粒度大、固定碳含量高等特點(diǎn)；而產(chǎn)于石炭紀(jì)的晶質(zhì)石墨礦，規(guī)模為大型—超大型，但受變質(zhì)程度較低的影響，正目含量低于60%，在工業(yè)用途上受到一定影響。

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[資助項(xiàng)目]內(nèi)蒙古礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)更新及成果開(kāi)發(fā)利用（N505005000013990）。