馬駿馳

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033）

【礦產資源】

吉林省汪清縣天橋嶺鹿圈子石墨礦礦床地質特征及成因淺析

馬駿馳

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033）

本文系統(tǒng)論述了吉林省汪清縣天橋嶺鹿圈子石墨礦礦床地質特征，礦組(體)呈層狀賦存于上三疊統(tǒng)馬鹿溝組上段凝灰質板巖、碳質板巖層中，礦石類型為隱晶質石墨，礦床成因為內陸山間湖泊—沼澤相沉積，后經變質作用而成。

石墨礦；地質特征；成因；汪清縣

吉林省汪清縣天橋嶺鹿圈子石墨礦位于汪清縣340°方向，直線距離28km處，行政區(qū)隸屬天橋嶺鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)至牡丹江—圖們鐵路線天橋嶺火車站約4km，距202省道約2km，交通便利。工作區(qū)位于長白山支脈—老爺嶺余脈，區(qū)域最高海拔610.60m，最低海拔255.10m，相對高差355.50m，屬于淺切割低山地形。礦體分布標高+2.1～+365.9m。

吉林省汪清縣天橋嶺鹿圈子石墨礦區(qū)域地質示意圖

1 區(qū)域地質

區(qū)域大地構造位置為天山—興安地槽褶皺區(qū)(Ⅰ)、吉黑褶皺系(亞Ⅰ級)，延邊優(yōu)地槽褶皺帶(Ⅱ級)，延邊復向斜(Ⅲ級)、春化—四道溝中間凸起(Ⅳ級)汪清向斜內。

2 礦區(qū)地層特征

2.1 地層

區(qū)域內出露地層：古生界二疊系，中生界三疊系、白堊系，新生界新近系、第四系，其中石墨礦層賦存于上三疊統(tǒng)馬鹿溝組的碳質板巖層，主要沿鹿圈子村呈北東至南西分布。區(qū)域地層特征、分布情況詳見區(qū)域地質圖(見右圖)。

中二疊統(tǒng)紅太平組(P2h)：分布于西北部桃源村及東南部三仙嶺，由灰色灰黑色變質中酸性火山巖、火山碎屑巖夾碎屑巖及灰?guī)r組成，與上覆的廟嶺組呈整合接觸。

中二疊統(tǒng)廟嶺組(P2m)：分布于西北部和東南部廟嶺一帶，巖性為長石石英砂巖、雜砂巖、粉砂巖夾板巖和大理巖和灰?guī)r透鏡體，局部夾有凝灰質砂巖、凝灰?guī)r，灰?guī)r中產蜒、珊瑚、腕足類化石，與上覆的山谷旗組呈角度不整合接觸。

上三疊統(tǒng)山谷旗組(T3s)：分布于西北部桃源村及東南部，為一套下粗上細的陸緣碎屑巖組合，巖性下部為灰色、灰紫色礫巖、含礫砂巖、砂巖，深湖相長石巖屑粗砂巖；上部為紫紅色、黃綠色灰綠色及灰黑色粉砂質泥巖、粉砂巖夾雜砂巖，與上覆的托盤溝組呈整合接觸。

上三疊統(tǒng)托盤溝組(T3t)：分布于中部鹿圈子村—鹿圈子后山及西南部，巖性為安山巖、灰綠色中性晶屑凝灰熔巖、晶屑凝灰?guī)r夾少量凝灰質砂頁巖，與上覆的馬鹿溝組呈整合接觸。

上三疊統(tǒng)馬鹿溝組(T3m)：分布于中部的鹿圈子村一帶，走向北東—南西，巖性由灰黑色凝灰質礫巖、灰綠色凝灰質砂巖、灰黑色凝灰質板巖夾碳質板巖層組成，是區(qū)內石墨礦體的賦存層位。與上覆的天橋嶺組呈整合接觸。

上三疊統(tǒng)天橋嶺組(T3tq)：分布于北部，巖性為流紋質、英安質火山碎屑巖組成。與上覆的刺猬溝組呈角度不整合接觸。

下白堊統(tǒng)刺猬溝組(K1cw)：分布于東部，底部安山巖、安山質火山碎屑巖夾凝灰?guī)r；中部中酸性火山巖、火山碎屑巖英安巖及火山碎屑巖；上部凝灰質砂巖。與上覆的金溝嶺組呈整合接觸。

下白堊統(tǒng)金溝嶺組(K1j)：分布于西部及西南部，底部為凝灰質礫巖、砂礫巖含植物化石；上部玄武巖、玄武安山巖及安山巖。與上覆的大拉子組呈角度不整合接觸。

下白堊統(tǒng)大拉子組(K1dl)：分布于北部馬鹿溝及北東部廟嶺青年點一帶，下部以礫巖砂巖為主；上部砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖、油頁巖，產動植物化石。與上覆的龍井組呈角度不整合接觸。

上白堊統(tǒng)龍井組(K2l)：分布于西南部，巖性為紫紅色礫巖、砂巖夾粉砂巖、泥灰?guī)r。與上覆的老爺嶺組呈整合接觸。

新近系中新統(tǒng)老爺嶺組(N1l)：分布于中部及西北部，巖性：下部橄欖玄武巖、致密塊狀玄武巖；中部氣孔狀和杏仁狀玄武巖；上部為渣滓狀玄武巖。

第四系全新統(tǒng)(Q4)：主要分布于中部嘎呀河兩岸，面積約22.85km2，由現(xiàn)代沖積物、礫石、砂及粘土組成。

2.2 構造

區(qū)域內褶皺構造、斷裂構造較發(fā)育。

2.2.1 褶皺構造

廟嶺復式背斜，位于1/5萬圖幅的南部，屬于廟嶺—東陽村背斜的北東段。軸線呈北東向，該背斜北部不但被中生界地層所覆蓋，而且中生代地層二長花崗巖也破壞了它的部分面貌。該背斜又由次一級的廟嶺采石場倒轉背斜、東陽村—石灰廠倒轉向斜及廟嶺背斜構成。

其中廟嶺采石場倒轉背斜，核部為廟嶺組，翼部是刺猬溝組(K1cw)，刺猬溝組倒置于廟嶺組之下，軸面傾向北西。

2.2.2 斷裂構造

區(qū)域內斷裂構造為北西向斷裂，中生代侵入巖及中生代斷陷盆地明顯受斷裂構造控制。

春陽—汪清大斷裂帶(F1)，位于1/5萬圖幅的中部，總體走向約310～320°，圖幅內長度約5km，由一系列壓性斷層、擠壓破碎帶構成，為逆斷層。

廟嶺—太平屯逆斷層(F2)，北西向斷層，總體走向約310～320°，圖幅內長度約11km，為逆斷層。

2.3 巖漿巖

區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要為中生代早侏羅世、早白堊世侵入巖，其巖石類型為中粒似斑狀含角閃石花崗巖(J1γ δ)、中細粒二長花崗巖(J1η γ)、花崗斑巖(K1γ π)。石墨礦與中生代早侏羅世侵入巖有關。

中粒似斑狀含角閃石花崗巖(J1γδ)主要分布在區(qū)域的西部，圖幅內面積約8km2?；野咨?，灰色細粒、柱粒結構，粒度一般0.25～1.5mm，塊狀構造。主要由斜長石、角閃石、黑云母及少量石英組成。斜長石半自形板狀，有聚片雙晶，局部有絹云母化，含量60%；石英粒狀充填于其他礦物之中，含量3%；暗色礦物37%，其中角閃石25%，半自形柱狀，有輕微綠泥石化；黑云母呈片狀，含量12%，有綠泥石化現(xiàn)象。

中細粒二長花崗巖(J1η γ)主要分布在區(qū)域的南部，面積約10km2。風化面黃褐色，新鮮面淺肉紅色，中?；◢徑Y構，粒度一般2～4mm。石英他形粒狀，含量＞20%；斜長石半自形板狀，有聚片雙晶，含量30%～40%；堿長石40%～45%，條紋結構，輕微高嶺土化，可見卡式雙晶；黑云母3%～5%，呈片狀，局部有綠泥石化。

花崗斑巖(K1γ π)主要分布在馬鹿溝南和光明東部，面積不足1km2。巖石呈肉紅色，花崗結構，塊狀構造。主要由石英、斜長石、堿長石、角閃石及黑云母構成。石英＞20%，呈他形粒狀；斜長石20%，呈半自形板狀，粒狀，粒度大部分1～2mm，有絹云母化現(xiàn)象；堿長石50%～55%，呈不規(guī)則狀，具格子雙晶和條紋結構；角閃石5%～6%；黑云母1%～2%，片狀。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

礦組(體)呈層狀賦存于上三疊統(tǒng)馬鹿溝組上段凝灰質板巖、碳質板巖層中，圈定出石墨礦組4個，自下而上編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦組，共計石墨礦體40條，呈平行產出，產狀與地層一致，其中Ⅱ3、Ⅱ13礦體及Ⅲ3、Ⅲ4礦體為主要礦體，Ⅲ3、Ⅲ4礦體僅在01探槽位置出露，其他各礦體均隱伏于地下。

3.2 礦石質量

Ⅰ礦組與Ⅱ礦組間距50～65m；Ⅱ礦組與Ⅲ礦組間距4～61m；Ⅲ礦組與Ⅳ礦組間距43～108m。

通過基本分析，查明了礦石主要化學成分固定碳含量及變化情況(見表1)，對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦組礦石質量固定碳含量進行了統(tǒng)計，Ⅰ、Ⅳ礦組品位變化系數＜40%，礦石質量屬穩(wěn)定的；Ⅱ、Ⅲ礦組品位變化系數介于40%～70%，礦石質量屬較穩(wěn)定。

表1 礦石平均品位變化系數統(tǒng)計結果

對石墨礦石進行了組合分析(20件)及多項分析(10件)，詳見表2、表3。

表2 組合分析結果統(tǒng)計

表3 多項分析結果統(tǒng)計

表4 晶質石墨片徑統(tǒng)計

3.3 礦石工業(yè)類型

石墨按結晶大小顆粒可分為晶質石墨與隱晶質石墨(土狀石墨)。隱晶質石墨是指結晶顆粒直徑＜1μm的石墨。

通過對該石墨礦石進行粒徑分析(電鏡法SEM及差熱法DTA)，證實石墨礦石結晶顆粒直徑＜1μm的石墨(隱晶質)占96%～99%，石墨礦石結晶顆粒直徑＞1μm的石墨(晶質)占1%～4%。晶質石墨片徑統(tǒng)計結果見表4。

經實驗室階段礦石加工技術性能試驗，該石墨礦中存在晶質石墨(1%～4%)，但無法從隱晶質(土狀)石墨礦石中選出，只能與隱晶質(土狀)石墨一起選礦。

綜上所述，該區(qū)石墨礦自然類型為隱晶質(土狀)石墨。

3.4 礦體(層)頂底板圍巖

礦體頂底板及圍巖均為凝灰質板巖、凝灰質砂巖、凝灰質礫巖。凝灰質砂巖、凝灰質礫巖固定碳含量為0.09%～0.80%。與礦體界線清楚；凝灰質板巖固定碳含量0.17%～3.60%，與礦體漸變過渡，依靠測試樣品區(qū)分。

4 礦床成因

在侏羅世之前沉積了一套陸相碎屑巖如礫巖、細—中粒砂巖、粉砂巖、泥質頁巖、碳質頁巖、煤層；后期由于火山活動頻繁，地殼升降速度快和幅度大，則沉積了以粗碎屑巖為主的粗砂巖、含礫砂巖和凝灰砂巖、礫巖。就含煤地層看是以細碎屑巖為主(泥質頁巖、碳質頁巖和煤層)，層理較緩。因此，可認為煤層是由內陸山間湖泊—沼澤相沉積而成。在成煤過程中受古地形，物質來源的多寡以及頻繁的小振蕩等因素的影響，引起了巖相頻繁變化，構成大小不等的沉積旋回結構，反映在煤層上，厚度和質量變化，出現(xiàn)分枝、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。煤形成后，開始上升接受剝蝕，直至燕山運動花崗巖侵入煤層，在熱力烘烤作用下引起巖層和煤層的變質，煤層變質成為石墨。

礦床形成受中酸性花崗巖體侵入，含煤地層引起接觸變質作用，煤層變質形成隱晶質石墨礦床，屬接觸變質礦床。

P619.252

A

1007-9386(2017)03-0030-04

2016-12-07