湖北夷陵区石墨矿主要特征及成因分析

湖北夷陵区石墨矿主要特征及成因分析

0立足国外经济发展,推动矿产资源勘查开发力度石墨是中国重要的非金属矿物。它具有电、导、耐、耐热、地震性质稳定、润润、可塑等优点。广泛应用于冶金、机械工程、电化学、化工、原子能工业领域。中国经济正处于快速发展的重要战略机遇期,作为“工业粮食”的矿产资源的需求将进一步扩大,而国际矿产品市场的供给受诸多因素影响,保障程度难以预估,所以立足本国加快矿产资源勘查开发力度,才能保障中国快速发展的要求。目前中国找矿的发展趋势应该是主攻大型和超大型矿床,这就要求科学地、客观地分析研究各成矿地质条件,从理论上建立大型和超大型成矿规模,充分发挥整装勘查优势,破解难题,寻找更大的矿床。下面就湖北省夷陵区石墨矿地质特征及成因,对省内该矿找矿前景做些浅析。1矿区地质特征1.1岩石组合特征矿区出露地层主要为上太古界—下元古界水月寺群黄良河组下段((Ar2-Pt1)h1),在下段中下部有多层石墨矿层(矿体),厚度>400m,大面积分布于梆梆湾以南,为一套石榴黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、含石墨黑云斜长片麻岩、白色块状透辉岩、石墨片岩、大理岩等组成。但在梆梆湾以北尚见下段上部地层。两者为断层接触。下部岩性为石榴黑云斜长片麻岩及黑云斜长片麻岩,绢云母片岩。上部岩性为绢云母黑云斜长片麻岩及含石墨黑云斜长片麻岩,黑云斜长片麻岩,总厚>130m。产状100°～150°∠60°,局部直立。上述岩性中有片麻岩的电气石化,透辉岩的透闪石化、阳起石化以及黝帘石化,大理岩的蛭石化,含云母化以及蛇纹石化现象。综上所述岩性及岩石组合特征,矿区出露地层为一套韵律性很明显的由粗到细的有规律的沉积砂泥灰质岩系。其中中部地层以灰岩物质为主,富含碳及硫,是矿区重要的含矿层位,石墨片岩(富矿体)的矿物成份特征表明其原岩为薄层状含炭质的砂泥质沉积岩。矿区的混合岩化现象,主要受区域第一期白色花岗岩质混合岩化作用控制,混合岩化作用以注入式为主,渗透交代不明显。1.2项目矿区位于黄陵背斜核部及圈椅倘背斜之东翼,区内构造主要表现为断裂构造,主要有如下四组:1.2.1南西方断层包括横穿矿区南部的两条辉绿岩脉(即通过高家及三岔垭口的两条主脉)及横穿矿区北部梆梆湾—窄口一带的变花岗斑岩脉。该组断层的追踪性明显,倾向不稳定,可由倾向南西而变化倾向北东,是区内重要的断层构造。由于断层的影响,使黄良河组下段上部地层向西推移,与黄良河组下段上部地层呈断层接触,受其影响断层北侧地层走向变为北西西—南东东,地层直立,有宽约60～80m的角砾破碎带及宽100～120m的绢云母片岩带,其片理平行断层,走向北北东—南南西。1.2.2压裂带北北东-南南西部包括F2、F6、F10及纵贯矿区的几条辉绿岩脉,均表现为逆断层,有北西及南东两种不同倾向,倾角不稳定,以高角度为主。1.2.3扭曲扰动群北北西南南东该组与后面的北东东—南西西扭性断层组相比较发育。包括F0、F1、F2、F4、F5、F8、F9等,断层面平直,倾向北东或南西。1.2.4扭曲误差群北东东南西西不好较1.2.3断层组发育次之,均为平推断层性质,以平推断距为主,铅直断距为次。1.3花岗斑岩、斜云敦煌岩矿区有岩浆活动产物,分别为电气石白岗岩、辉绿岩、变花岗斑岩和斜云煌岩4种,以电气石、白岗岩规模最大,大面积侵入矿区中部,为顺层产出的岩墙、辉绿岩、变花岗斑岩和斜云煌岩则为规模小的脉岩,受构造严格控制。1.3.1含白色矿物的白岗岩灰白色有时因含烟色石英长石而呈浅灰黑色、块状构造,中粗粒—巨晶半自形似斑状结构。斑晶为斜长石及石英。岩石主要由长石(65%～80%)及石英(20%～35%)组成,基本不含暗色矿物,长石似斜长石为主,并且以含钙长石组分的钠长石、钠更长石及更长石为主。而碱长石则以微斜长石及微斜条纹长石为主。因此属不含暗色矿物的钙碱性正常花岗岩的特殊种属——白岗岩。岩石具花岗岩结构,但也广泛发育交代结构,同时有电气石化、黄铁矿化,局部钠黝帘石化,这些均表明岩石形成后,经受了一定程度的混合岩化作用及从高温到低温的热液蚀变。经对矿区中部白岗岩墙与混合岩化标本切片鉴定及岩石化学分析对比,二者无论从矿物组成、结构构造或化学组份含量基本相似,因此认定白岗岩为区域第一期白色花岗岩质混合岩化作用的产物。1.3.2蚀变石及半干石矿暗绿色,中—细粒辉绿结构,块状构造。主要由辉绿石及其蚀变产物纤闪石(60%～90%)和斜长石及其蚀变产物黝帘石、绿帘石、阳起石、透辉石(8%～40%)组成,此外还含有黑云母(含量变化很大)、磷灰石、钛铁矿、榍石及绢云母、碳酸盐、绿泥石、滑石。1.3.3花岗结构传承石景灰黑色主要由中长石、石英、黑云母及绿帘石、黝帘石、绢云母组成,花岗结构,斑状构造。斑晶约占25%～35%,浑圆状,主要成分石英及长石,长石斑晶多余石英斑晶,大小均同,一般3～6mm。基质呈隐晶,由暗色矿物黑云母及长英质矿物组成。1.3.4矿物定向排列灰绿色,矿物颗粒较细,一般<1mm,片状矿物定向排列明显。主要由片状矿物(75%左右)黑云母、斜长石(14%)及白云石(10%)组成。黑云母不同程度蚀变为绿泥石而保留假象。2多层矿体矿床石墨严格地赋存于一定层位之中,层控明显,矿体似层状产出,顶板主要为白岗岩,次为大理岩、透辉岩。底板主要为黑云斜长片麻岩、大理岩、透辉岩,部分地段为白岗岩。该矿区为多层矿体矿床,各矿体的顶底板岩性有差异,形态也有一定变化,但总体呈似层状、透镜状。矿体共分为6个矿体。各矿体特征见表1。从上表可见矿区矿体以Ⅰ、Ⅲ号矿体规模最大,品位最好,次为Ⅱ号矿体。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ矿体也有一定规模,但矿石质量(品位较低),鳞片相对较小。1978年勘查时作为暂不能利用矿体之列。2.1矿石矿区存在两种性质不同的矿体,富矿和贫矿体,从而相应就有两种矿石:石墨片岩富矿石;含石墨黑云斜长片麻岩贫矿石两种。2.1.1矿石的结构和生存状态主要组成矿物为石英、绢云母及长石、石墨,此外还有少量黑云母及白云母、电气石、黄铁矿及次生褐铁矿,偶见绿泥石、绿帘石、锆石及金红石。石墨含量一般为20%～40%,定向排列,与绢云母片状矿物紧密共存,石墨中往往夹绢云母细鳞片,形成分枝复合现象,石墨磷片常被扭曲及弯折。矿石呈花岗鳞片变晶结构、片状构造为主,局部片麻状及眼珠状。矿石混合岩化作用微热,花岗质脉体甚少,一般<1%,呈细小脉纹随片理而弯曲,由长石与石英组成。以下4种生存状态为:①石墨似粗大鳞片状与绢云母、黑云母分布在粒状矿物之间;②以隐晶状、尘状与绢云母、隐晶石英相混及分布于石英和电气石裂隙中;③以细鳞片状、星点状与绢云母、石英微粒相混杂,构成灰色的以绢云母为主的眼球状、豆状体及结核体;④呈细小鳞片,密密地散布在长石晶体中,成为长石包裹体。2.1.2黑云斜长石片麻岩硅含量低主要矿物组成为石英、长石、黑云母、石墨,次要矿物为绢云母、白云母等,石墨与黑云母共生,矿石呈花岗鳞片变晶结构、片状及片麻状构造。2.2矿石固定碳含量矿石的固定碳含量较高,一般稳定在9%～13%之间,品位变化不大,较为稳定。变化系数<20%。矿石固定碳含量高低与混合岩化花岗岩脉体、含绢云母—长石质豆状结构体之间多少有关,脉体多,品位相对降低;脉体少,品位相对高,同时也与片状构造的发育程度相关,较发育,品位相对较高。3中部岩组及矿区岩性矿区位于黄陵背斜结晶基底圈椅倘背斜之东翼,圈椅倘背斜及黄陵背斜结晶基底近核部复式背斜的部分,是区内最古老的褶曲,该背斜自身的核部为圈椅倘石英正长岩体。两异侧为崆岭群组成。早期崆岭群沉积为一套浅海—泻湖—碳酸盐沉积,由下部砂泥质经中部富碳酸岩质、泥质到上部砂泥质的沉积。下部岩性较单一,以砂泥质岩为主,夹薄层泥灰岩。中部岩组岩性相变较大,明显有两个沉积旋回:第一旋回主要为碳酸盐质和泥质;第二旋回则由砂质—泥质—碳酸盐质组成,表明这一时期海水由深变浅,再由浅变深的过程。由于海水进退形成大量的沼泽地,为后期石墨的形成打下了基础,该段是石墨矿的主要含矿层位。上部岩性较单一,主要为较稳定的巨厚层砂泥质岩,夹铁镁质泥灰岩。就区域变质程度而言,从下至上是一个渐变过程,下部深度变质,中部—上部弱浅。这可从一些变质矿物中得知。中部岩组含石榴石及十字石,同时出现大量细小颗粒组成片岩、大理岩。三岔垭石墨磷片>2.5mm的鳞片占80%以上,细小鳞片含量很少占20%以下。从对该矿区内矿物及石墨鳞片的分析认为:石墨鳞片大小及石墨形成的过程主要为区域变质作用,次为混合岩化作用,也就是与矿区的白色花岗质混合岩化作用有关。矿体顶板岩性主要为白岗岩、混合岩化时,白岗岩的侵入起到隔板作用,使石墨片岩在内部有充分的热液扩大自身的生长,使其物质不向其它部位流失,所以石墨的鳞片晶较好。因此,本区矿床类型属中国目前分出的四种类型中第2类型,即片岩区域变质型晶质石墨矿床。4加强地质工作矿区石墨成因为区域变质作用产生,而且变质程度处在中深变质范围,从变质程度而言,对区域上产生应该有一定的范围,也就是说它不仅仅是三岔垭矿区的范围。从地层出露面积而论,该层位出露面积约100多平方千米,在100多平方千米范围内均有含矿地层层位及石墨片岩的存在,这就给我们提供了找矿前景,而找矿上有所突破必须研究石墨矿的成因,是单因素成矿还是多因素成矿。按理说,从物质角度、从变质角度都应该是区域性的,也就是说有相当的分布范围。为什么现在只发现三岔垭,其它地区的矿化均没三岔垭好,这一点值得深思,只有重新分析认