我国矽卡岩型石墨矿床成因类型及其意义

我国矽卡岩型石墨矿床成因类型及其意义

范联富

成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059

摘要：矽卡岩型矿床是地球上最常见的成矿类型之一，大多产于中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带上，是钨、锡等金属矿产的主要来源。中国石墨矿产资源主要为晶质石墨矿等,成矿背景独特.通过对矽卡岩型石墨矿床地质特征的系统研究，并结合近年来的区域地质研究成果，分析矿区石墨矿成矿规律。基于此，本篇文章对我国矽卡岩型石墨矿床成因类型及其意义进行研究，以供参考。

关键词：矽卡岩型；石墨矿床；成因类型；意义

引言

我国石墨矿产种类齐全，总资源量居世界首位，其中晶质石墨是我国战略性矿产。系统总结了该石墨矿的成矿地质背景、矿体特征、矿石矿物特征、地球物理特征等，建立了该石墨矿的找矿模型，圈定下一步的找矿方向，对该地区同类矿床的找矿工作具有一定的借鉴作用。

1石墨的相关概述

石墨是一种具有优良的导电性、化学稳定性和特殊的高温抗热性能的非金属材料，因而在密封材料、冶金铸造以及导电材料和耐火材料等领域备受青睐。近年来随着石墨烯高科技新材料的出现，在众多非金属资源中，石墨资源日益受到国内外关注，成为一种新兴的战略性矿产。石墨矿是中国战略新兴矿产、优势矿产，对国民经济全局和长远发展具有重大引领作用。中国长期以来都是世界天然石墨生产和出口第一大国，在黑龙江、内蒙古、新疆、四川、湖南、湖北等地均分布有重要的石墨矿床。中国非常重视石墨的勘查开发及利用，但相对于其他战略性矿产，石墨矿成因方面的研究还相对薄弱。目前，石墨矿床成因类型主要分为区域变质型、接触变质型、岩浆热液型三类。少量学者认为混合岩化也可以为石墨的形成提供有利条件，而中国的石墨矿主要集中在前寒武纪，以区域变质成因为主。一般的区域变质作用主要发生在造山带，因此对造山带的认识成为石墨矿成因研究的重点之一。

2矽卡岩型石墨矿床特点

2.1新疆和静扎克斯台石墨矿床

矿区内分布有上志留统巴音布鲁克组第二段(S3b2)灰白—灰黑色大理岩化石灰岩、大理岩，局部夹灰黑色的硅质岩，为一套化学沉积建造。矿区侵入岩发育，为海西期阿不达尔乔伦超单元中—细粒二长花岗岩。石墨矿体赋存于上志留统巴音布鲁克组石灰岩、大理岩与二长花岗岩的外接触带，变质作用主要表现为接触交代作用形成的矽卡岩化和热接触变质作用形成的角岩化。

2.2辽宁中安镇土堡子村南山石墨矿床

矿区内中元古界高于庄组石灰岩，呈灰色，薄层，致密块状，风化层为肉红色。印支期花岗岩呈黄白色，脉状，主要成分为长石、石英及少量的云母。花岗岩脉呈不规则状侵入石灰岩中，有的石灰岩呈捕虏体出现于花岗岩中。在石灰岩和花岗岩的接触带内，石灰岩有明显的矽卡岩化。

3矿石自然类型

(1)按岩性划分。可划分为片岩型、片麻岩型、变粒岩型3种，前者最为常见，后2种较为少见，其特征如下。①石墨石英片岩型石墨矿。矿石为石墨黑云石英片岩，为矿区主要矿石类型，广泛分布于各矿体中，鳞片粒状变晶结构，片状构造。矿石矿物为石墨，质量分数为5%～15%;脉石矿物由石英(50%～60%)、斜长石(5%～10%)、黑云母(30%～40%)组成。其中，石墨片径在0.20～1.25mm之间，部分晶面受应力的影响发生弯曲，少数可见扭折现象，正交偏光下常见波状消光，集合体多呈片状，沿一定方向分布，少数与黄铁矿伴生并被其包裹。见少量黄铁矿、锡石、白云母、碳酸盐、褐铁矿。②片麻岩型石墨矿。矿石为石墨斜长片麻岩，片状变晶结构，片麻状构造。矿石矿物为石墨，质量分数为5%～10%，呈鳞片状集合体，片径为0.5～1.0mm;脉石矿物有斜长石(50%～55%)、石英(20%～30%)、黑云母(10%～15%)和钾长石(5%～10%)，含少量透辉石、石榴石。其中，石墨多呈片状集合体，沿一定方向分布。③变粒岩型石墨矿。矿石为石墨斜长变粒岩，粒状变晶结构，略具片麻状构造。矿石矿物为石墨，质量分数较低，在3%～5%之间，呈单体鳞片状或鳞片集合体，片径为0.1～0.2mm;脉石矿物有黑云母(10%～20%)、斜长石(35%～50%)、石英(20%～30%)和透辉石(5%～15%)，均呈不规则粒状;其他为角闪石和尖晶石等，质量分数为3%～5%。(2)按风化程度划分。根据颜色、结构、粒度及岩矿石裂隙发育程度等物理特征与硫含量变化特征，划分为风化矿石和原生矿石2种自然类型:①风化矿石总体质地较松软，节理裂隙发育，矿物成分变化表现为黄铁矿风化为褐铁矿，通常情况下其所含长石呈高岭土化或绢云母化;②风化带以下的矿石全部为原生矿石，矿石逐渐变得完整、坚硬，矿物成分与氧化矿石一致，矿石中的矿物未风化，处于还原状态。

3矿床成因类型及其意义

新疆和静县扎克斯台石墨矿和辽宁中安镇土堡子村南山石墨矿分别产于二长花岗岩与碳酸盐岩、花岗岩与石灰岩的接触带附近，具有矽卡岩化蚀变，为矽卡岩型石墨矿。提出矽卡岩型矿床是指在中酸性侵入体和碳酸盐类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用形成的，在成因和空间上与矽卡岩关系密切的接触交代矿床。结合国外矽卡岩型石墨矿床特征，认为矽卡岩型石墨矿床形成于中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触带附近通过接触交代作用形成，矿体形态受接触带控制，具有矽卡岩化特征。推测石墨矿床是由岩浆岩富硅热液沿岩体及碳酸盐岩的接触带进行组分交换形成含碳和硅的热液体系，在构造带等成矿有利空间，因物理化学条件变化，使碳质结晶析出形成石墨矿体。该成因类型的提出，可为矽卡岩型石墨找矿勘查提供参考借鉴。目前尚未开展矿体岩石矿物组合及成矿物理学条件等研究，亟待补充相关试验，可为矽卡岩型石墨矿提供更多有力证据。

4找矿标志及找矿方向

找矿标志及找矿方向有：①物探异常：有磁异常分布地段是间接指示可能有铁矿存在，虽然多呈透镜体，但其基本走向反映了区域构造走向。因此紧密地配合物、化探先进方法，从矿染到小脉，从小脉能否找到了大脉和隐伏的盲矿体是未来的工作方向；②构造标志：不同方向的构造交汇部位及其附近成为成矿有利地段；③蚀变标志：黄铁绢英岩化、矽卡岩化、铁帽成为寻找铁多金属硫化物重要的蚀变标志。尤其围绕黄铁矿、磁黄铁矿矿染现象，通过其组合的分析研究对寻找锡石-硫化物矿床有充分的借鉴意义；④脉岩标志：根据目前取样分析结果表明，含粗-中细粒黄铁矿型多金属硫化物的石英细脉群是寻找铜、铅、锌、钨、锡、钼的重要标志；⑤老硐、采矿遗址亦是直接找矿的标志。

结束语

总而言之，矽卡岩石墨矿矿勘探与其成因研究工作程度尚浅。矽卡岩地区俯冲增生杂岩带中沉积、岩浆岩及变质块体的识别，是发展矽卡岩石地质及其成矿理论的理想对象。本文认识尚显浅薄，意在抛砖引玉，期待学界更多聚焦矽卡岩基底组成、结构及演化研究，探讨前寒武纪成矿与找矿中的关键地质问题，通过多学科联合，提升基础矿产地质调查程度，提高科技创新的能力和水平。

参考文献

[1]路东宇.西秦岭江里沟矽卡岩型W-（Cu-Mo）矿床成因研究[D].中国地质大学(北京),2019.

[2]刘光贤.安徽铜陵荷花山铅锌矿床成因研究[D].合肥工业大学,.2019

[3]刘剑.天然石墨的成因、晶体化学特征及对石墨烯产业化的约束[D].中国地质大学(北京),2018.

[4]徐磊.胶东邢家山矽卡岩型钨钼矿床钨成矿作用研究[D].中国地质大学(北京),2018.10

[5]朱保霖.胶东孔辛头矽卡岩型铁铜钼矿床地球化学特征及成因机制[D].中国地质大学(北京),2018.

作者姓名：范联富，1992.11--，男，汉族，四川绵阳人，成都理工大学，地球科学学院研究生在读。

研究方向：矿物学、岩石学、矿床学

单位：成都理工大学地球科学学院

单位邮编：610059