白茹玉　查琦　馬建　李先初　賀強

摘要：我國石墨礦產中以區(qū)域變質型晶質石墨礦床為主，約占已探明儲量的77%，安徽金寨地區(qū)地處祁連一秦嶺一淮陽石墨成礦帶東段，以往晶質石墨礦產勘查工作程度較低，本文對區(qū)內典型的皂河石墨礦床成礦特征進行了系統(tǒng)分析，結合找礦方法試驗結果，建立了該區(qū)晶質石墨礦找礦模型，為該區(qū)及臨區(qū)石墨找礦工作提供理論依據。

關鍵詞：晶質石墨礦；成礦特征；找礦模型；金寨地區(qū)

1.引言

石墨作為規(guī)?；苽涫┑奶烊辉?，是一種新功能特色非金屬礦產，隨著天然晶質石墨越來越被廣泛地應用到高新技術領域，已經成為支撐高新技術發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。安徽金寨地區(qū)地處秦嶺-大別山造山帶東段，區(qū)內巖石經強烈變質后形成一套含石墨片巖、含石墨千枚巖、含石墨變粒巖、含石墨大理巖等變質巖建造，臨區(qū)安徽桐城、河南北秦嶺和湖北棗陽一隨州等地石墨礦勘查均取得良好找礦成果，指示本區(qū)具有較好的晶質石墨找礦前景。本文總結項目實施的找礦方法試驗，結合前人工作成果，對金寨地區(qū)晶質石墨礦成礦特征進行綜合分析，建立金寨地區(qū)晶質石墨礦找礦模型，旨在為下步石墨找礦工作提供依據，有效支持服務于精準扶貧和皖西大別山革命老區(qū)的振興發(fā)展。

2.區(qū)域地質背景

2.1地質特征

金寨地區(qū)位于秦嶺-大別中央造山帶東段，北秦嶺加里東褶皺帶的東延部分，大致以磨子潭斷裂為界，以北屬北淮陽構造帶，以南屬北大別山造山帶。區(qū)內地層以磨子潭斷裂為界，北側為北淮陽地層小區(qū)，為一套變中基性火山-沉積巖組合；南側為岳西地層小區(qū)，為一套古老的中深變質火山一沉積巖變質表殼巖組合。

研究區(qū)地處大別構造一巖漿巖帶，變形變質作用復雜，多期次的構造活動留下了豐富的構造形跡，構造線總體呈北西一近東西向，主要發(fā)育表殼巖褶皺、區(qū)域片麻理褶皺、片內不協(xié)調褶皺等具有深層塑性流變特征的變形構造。區(qū)內不同時期的巖漿活動廣泛，主要為晉寧期和燕山期，其中燕山期侵入巖對晶質石墨礦成礦作用有利。

2.2變質作用

區(qū)內變質作用復雜，形成多種變質巖組合。主要分為區(qū)域變質巖、接觸變質巖和動力變質巖。

（1）區(qū)域變質作用：區(qū)內自北向南依次出露綠簾角閃巖相和綠片巖相、超高壓榴輝巖相的麻粒巖相一角閃巖相的變質巖。其中新元古代廬鎮(zhèn)關巖群經受了角閃巖相變質作用，主要巖石類型有黑云變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖、大理巖、云母片巖、石墨片巖等，為一套變中基性火山一沉積巖組合，該巖群從下而上劃分為小溪河巖組和仙人沖巖組，是區(qū)內晶質石墨主要成礦建造。（2）接觸變質作用：本區(qū)燕山期巖漿活動強烈，侵入巖與圍巖的接觸部位皆發(fā)生了不同程度的熱接觸變質作用，使圍巖中片巖、千枚巖發(fā)生了角巖化，同時使其內的隱晶質一細晶質石墨進一步結晶從而形成較大的鱗片，增大了晶質石墨的片徑。（3）動力變質作用：主要分布在測區(qū)韌性剪切帶和斷裂帶內，分為碎裂巖類、糜棱巖類兩類。小溪河巖組和仙人沖巖組早期普遍遭受了順層韌性剪切變形，形成糜棱巖帶，發(fā)育眼球狀糜棱巖、紋層狀超糜棱巖等，該類變形作用多順層發(fā)育，對石墨礦層影響較??；晚期脆性斷裂構造作用形成一系列碎裂巖、角礫巖帶，對賦礦層位有破壞作用，導致部分地層（礦層）缺失。

3.典型礦床特征

本文選區(qū)內工作程度高的皂河石墨礦（陸中旦，1972）作為典型礦床進行總結。

3.1地質特征

該礦床位于安徽省金寨縣鐵沖鄉(xiāng)皂河一帶。區(qū)內出露地層較簡單，主要為新元古代廬鎮(zhèn)關巖群仙人沖巖組，該巖組可分為三段：下段為灰白色厚層糜棱巖化黑云石英片巖；中段為灰白色中一厚層白云質大理巖夾絹云石英片巖及灰黑色含石墨白云石英片巖，常伴生有磷和石墨；上段為灰黃色白云片巖及含綠簾云母石英片巖。

區(qū)內礦體主要賦存于仙人沖巖組中段，該段進一步可劃分為三層，下部為角巖化千枚巖，局部發(fā)育石墨紅柱石千枚巖，為區(qū)內一重要賦礦層位；中部為白云（絹云）石英片巖夾薄層大理巖，局部發(fā)育含石墨云母石英片巖，是區(qū)內另一重要賦存層位；上部為白云質大理巖夾絹云石英片巖，以大理巖為主，局部夾薄層含石墨云母石英片巖，本層石墨礦層較薄，形成次要礦體。區(qū)內構造線呈北北西向，地層呈一波狀單斜層，傾向南西，傾角12°～75°。斷裂構造以橫向、縱向兩組斷層為主，但斷層遠離礦體，對礦體影響不大。區(qū)內燕山期中酸性侵入巖廣泛發(fā)育，以花崗巖、花崗閃長巖為主，次為中酸性脈巖（閃長玢巖、花崗斑巖、正長斑巖等）。在巖體外接觸帶，廣泛發(fā)育角巖化蝕變，形成紅柱石、堇青石等變質礦物，使隱晶質石墨進一步變質為鱗片狀晶質石墨。

3.2礦體特征

礦區(qū)共分張店、馬草畈、安塘三個礦段，分布于南北五公里的狹長地帶。張店地表礦體，馬草畈Ⅱ號礦體呈層狀，其它各礦體多為透鏡狀、餅狀礦體，礦體長數十米至百余米，厚1m～14.7m，產狀多向西傾，傾角25°～40°，深部延伸數十米至百余米。以張店礦段為例，總結區(qū)內成礦特征如下：（1）礦體呈層狀，為一套含紅柱石石墨千枚巖層，礦體牽引褶皺與圍巖褶皺產狀吻合，表明礦體受地層控制，為層內炭質含量較高的巖性段；（2）礦體頂底板為絹云母石英巖，頂板厚度穩(wěn)定且大于底板厚度，底板薄而不穩(wěn)定，局部被巖體侵吞；（3）礦體與圍巖關系：①邊界清晰，礦物成分和結構均具明顯差別；②兩者整合接觸，因兩者剛性強度不一，導致接觸面傾角比圍巖略大；③受深部巖體侵入作用影響，兩者接觸界線呈撓曲狀展布；（4）礦體近巖體者變質程度高于遠巖體者，距巖體越近，石墨含量增高，片徑增大，巖體中捕擄體中的礦體質量更優(yōu)，顯示近巖體者受熱接觸變質作用發(fā)生進一步變質（以發(fā)育大量的角巖為證據），形成結晶程度更好的大鱗片晶質石墨，表明熱接觸變質作用為區(qū)內石墨礦的另一重要成礦因素。

3.3礦化特征

礦石礦物：主要有用礦物為石墨，呈黑色不透明，細鱗片狀或塵點狀，石墨片徑0.01mm～0.2mm，固定碳含量3%～13.8%，平均6.23%，石墨賦存狀態(tài)有顯晶質、隱晶質兩種，顯晶質與絹云母或黑云母相間成細小鱗片狀平行條帶排列，隱晶質呈條帶平行層理分布，部分石墨呈斑點狀，零星分布。

脈石礦物：絹云母、紅柱石、石英、長石、黑云母、鐵質、炭質，尚有少量的黃鐵礦、磁鐵礦、金紅石。

礦石結構、構造：基質為具有顯微鱗片變晶結構斑狀變晶結構，片狀構造、條帶狀構造、浸染狀構造。

礦化類型：①石墨紅柱石千枚巖、石墨千枚巖、紅柱石石墨石英巖型，形成主要礦體；②含炭絹云母石英巖、含炭紅柱石綠泥石英巖型，形成次要礦體。

4.物探找礦方法

區(qū)內巖石電性特征差異明顯，其中含石墨云母石英片巖、含石墨千枚巖表現(xiàn)為極低的電阻率和極高的極化率特征，而其圍巖（云母石英片巖、石英巖、千枚巖、大理巖、糜棱巖化石英片巖等）表現(xiàn)為明顯的高阻低極化特征，因此，電法為優(yōu)選找礦手段。本文對自然電場電位測量、激電中梯和激電測深三種方法的有效性和異常特征進行了分析，具體如下：（1）自然電場電位測量：為了在地形切割強烈，植被茂密，通行通視困難地區(qū)快速有效開展工作，開展了自然電場電位梯度測量，結果顯示自然電場電位梯度異常明顯，以正負電位差轉換帶作為異常，圈定了3條異常，總體呈北北西向帶狀展布，異常幅值較大，電位差在幾十至300mV，異常與地表礦體位置對應良好，表明自然電場電位梯度異常對淺表礦反應效果良好。（2）激電中梯測量和激電測深：激電中梯和激電測深低阻高極化異常形態(tài)能夠反映礦體深部展布特征，與礦有關異常視電阻率多為幾十至100Ω·m，一般小于300Ω·m，視極化率5%-30%，極高值可達60%，礦（化）體尤與低阻異常區(qū)吻合度好，多位于高極化異常邊部。

5.找礦標志

經對典型礦床系統(tǒng)分析，總結出區(qū)內晶質石墨礦找礦標志如下：（1）地層標志：新元古代廬鎮(zhèn)關巖群仙人沖巖組中段為區(qū)內主要的賦礦層位，該巖性段上部的大理巖易于辨識，可作為賦礦層位頂板進行識別。（2）構造標志：區(qū)內早期順層塑性變形構造導致局部石墨礦層呈藕節(jié)狀、透鏡狀分布，可沿構造線追索發(fā)現(xiàn)新礦體。（3）巖漿巖標志：燕山期侵入巖與賦礦層位接觸帶部位是良好的成礦部位。（4）自然電場電位標志：自然電場電位梯度正負突變梯級帶對應地表或淺表晶質石墨礦（化）體位置。（5）激電中梯標志：低電阻率和高極化率異常反應深部礦（化）體展布特征，經驗證，與礦化有關異常視極化率值一般在5%以上，視電阻率一般在幾十至300Ω·m左右。（6）激電測深標志：呈典型的低阻高極化特征，礦體對應的視極化率較高，普遍達8%以上，而視

6.找礦模型

本文根據典型礦床特征及找礦標志建立了該區(qū)如下找礦模型（圖1）：（1）賦礦圍巖：新元古代盧鎮(zhèn)關巖群白云質大理巖及其下含石墨絹云石英巖、含石墨云母石英片巖、含石墨千枚巖；（2）巖石類型：石墨云母片巖、石墨千枚巖；（3）巖石結構：鱗片、粒狀變晶結構；（4）成礦時代：海西期、燕山期；（5）成礦環(huán)境：含礦地層原巖為一套泥砂質沉積并含有較豐富的有機物質；經海西期區(qū)域變質作用，有機質相應變質成相當于無煙煤一半石墨，燕山期發(fā)生劇烈的巖漿活動，隱晶石墨受巖漿侵入熱力影響進一步重結晶而形成鱗片狀晶質石墨（礦體）；（6）構造背景：大地構造位置屬大別造山帶東段，地層受區(qū)域性北西向大斷裂控制，多呈構造塊體形式分布；（7）礦物組合：礦石礦物主要為石墨。脈石礦物主要為絹云母、紅柱石、石英、長石、黑云母、鐵質、炭質，尚有少量的黃鐵礦、磁鐵礦、金紅石；（8）控礦條件：新元古代仙人沖組大理巖、云母石英片巖、絹云石英巖、千枚巖，與燕山期侵入體接觸帶；（9）自然電場電位：自然電場電位梯度正負突變梯級帶；（10）激電中梯：低電阻率和高極化率異常區(qū)，視極化率值一般在5%以上，視電阻率一般在幾十至300Ω·M；（11）激電測深：低阻高極化異常區(qū)，視極化率普遍達8%以上，視電阻率低至幾至幾十Ω·m。

7.結論

（1）金寨地區(qū)晶質石墨礦屬于區(qū)域變質型疊加熱接觸變質型石墨礦床，受層位和燕山期巖漿侵入活動控制。（2）本區(qū)晶質石墨礦主要賦存于新元古代盧鎮(zhèn)關巖群仙人沖巖組中段，其上部大理巖層易于辨識，為一重要找礦標志。（3）電法是石墨礦有效找礦方法，自然電場電位梯度測量是地形復雜區(qū)尋找淺表石墨礦最有效、最快捷、最輕便、最經濟的方法；激電中梯和激電測深對礦體深部展布特征具有較好的識別性。