关于内蒙古中部某石墨矿地质特征及成因的探讨

关于内蒙古中部某石墨矿地质特征及成因的探讨

赵冲 ,刘瑞娟

河南省地质局矿产资源勘查中心，河南省 郑州市 450003

摘要：研究区位于内蒙古中部，大地构造位置位于华北地台北缘，内蒙台隆、凉城断隆东区，晋冀蒙NW-NEE向高级变质岩区，属华北地台古陆核的一部分。本区石墨矿体主要赋存于紫苏斜长片粒岩中，矿石类型为自然类型为晶质石墨原生矿。矿床成因类型为区域变质型、糜棱岩型。

关键词：石墨矿，地质特征，区域变质

1区域地质

1.1区域地层

古生代地层分区属华北地层大区、普冀鲁豫地区、阴山地层分区、大青山地层小区；新生代地层跨越了山西地层区域的凉城地层分区和滨太平洋地层区的阴山地层小区、乌兰浩特-赤峰地层小区。区内出露地层有老到新有古太界兴和岩群、中古太界集宁岩群、乌拉山岩群、下元古界二道涯群、上元古界晨旦系什那什那群、上元古界的上石炭统栓马桩组、中生界的朱罗系中下统石拐群、上朱罗系大青山组、上白垩统李三沟组及固阳组、上白垩统白女羊盘组和组马堡组新生界古近系崭新统乌兰戈楚组和呼尔井组、新近系中新统汉语坝组及上新宝格达乌拉组、第四系。

（1）兴和岩群：为研究区太古界的最底层系，分布于兴和县南部地区。主要为条带状混合质紫苏斜长麻粒岩、二辉麻粒岩火辉石料长片麻岩、紫苏花岗岩及斜长角闪岩，夹透镜状紫苏秀辉磁铁石英岩。原岩为基性火岩－铁沉积岩系。兴和岩群是一套层状不明显的暗色岩系，经高温中压区域变质作用，其变质相为麻粒岩相。区域混合岩化强烈，并以重熔为特征。原岩建造主要拉斑玄武岩、钙碱质火山岩及硝岩，上部有含铁建造，自称一沉积旋回，缺乏陆缘碎屑及碳酸盐岩沉积。赋沉积变质铁矿。

（2）集宁岩群：集宁岩群为一套层状明显的浅色岩系，主要出露于本区的凉城一带。其原岩组合为含炭富铝半粘土质岩、泥岩、疑灰质砂岩、中基性火山岩及碳酸岩、以赋存稳定石墨层和不含铁矿层为标志。经高温中压区域变质作用，变质相达麻粒岩相，混合岩化强烈，交代作用先钠后钾，并以花岩为特征，常见有均质混合及混合花岗岩，并形成分带不明显的混合花岗岩。根据1：20万区域地质调查报告并结合内蒙古自治区岩石地层清理的意见将其划分为一岩组和二岩组。

一岩组岩性主要为砂线榴石钾长片麻岩、含紫苏黑云斜长片麻岩、夹浅粒岩、变粒岩、麻粒岩、斜长角闪岩、辉石岩，及含石墨透辉大理石；二岩组岩性主要为长石石英砂石岩、浅粒岩夹砂线榴石片麻岩、黑云岩麻片岩。局部夹大理石。

（3）白音高老组组:灰紫色角砾岩状流纹岩、流纹岩；下部含角砾状融结疑灰岩、疑灰岩，局部有火山集块岩和角里状黑岩脉。

（4）李三沟组:为紫红色含砾粉砂质泥岩、含砾细沙岩砾岩等。

（5）白女羊盘组:主要由深灰色玄武岩、灰紫色安山岩、流纹岩等构成。

（6）组马堡组:主要由流纹岩、石英斑岩及黑曜岩组成。

（7）乌兰戈楚组:为杂色粉砂岩，白色杂砂岩、泥岩和细砾岩。

（8）汉诺坝组:为砖红色砂质泥岩、砂岩、砂砾岩、局部含钙质结核。

（9）第四系：由残坡积、冲洪积、风积和冲积砂土、亚粘土组成。

1.2岩浆岩

区内岩浆活动频繁，主要有太古代浸入岩、朱罗纪-白垩纪浸入岩和少量泥盆-二叠纪侵入岩。中太古代侵入岩已变质，由片麻状斜长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩等组成。侏罗纪、白垩纪浸入岩与区内的多金属成矿作用关系密切。以多期次的小岩体、岩株、岩脉形式出现。第一阶段主要为早期基性岩脉多呈北西向延伸；第二、三阶段为早-中中酸性期浸入岩，岩性为花岗岩类、石英斑岩类、正常斑岩类及花岗闪岩类，多沿北东向和北西向断裂带分布；第四阶段为中晚期的中基性岩脉。区内火山岩出露广泛，岩性由基性至酸性，其形成时代为中、新生代。中生代火山岩产于白垩统地层中，主要岩类型为玄武岩及中酸性疑灰岩类。新生代火山岩为新近系中新统基性火山岩，岩石类型为玄武岩。

1.3构造

区内大地构造位于华北地台北缘，内蒙台隆、凉城断隆东段，晋冀蒙NW-NEE向高级变质岩区，属华北地台古陆核的一部分。经历了后期多期变质变形改造，使其原生的改造形迹大部分消失，具有复杂的地质演化历史和构造格局。该区南北由阳高-大同深大断裂和临河-集宁-尚义深大断裂所限定，构成了古老前寒武纪变质基底隆起区。以前寒武纪变质基底复试褶皱和中生代断陷盆地为其特征，区内至少发育三期以上的褶皱叠加作用，发生两期以上的韧性剪切变形作用，晚期发育有不同方向的断裂构造和岩浆活动。

1.4变质岩

区内变质岩分布较广，太古代及元古代地层均遭受区域变质及混合岩化作用。主要出露于集宁、土贵乌拉、兴和一带。按成因可分为区域变质、接触变质、动力变质、混合岩化。以区域变质、混合岩化分布最为广泛。

2研究区地质特征

研究区出露地层主要为中太古桑干群及第四系。断层、褶皱构造均较发育。研究区地层主要以中太古宇桑干群变质岩为主。

桑干群群上亚组主要分布于研究区的中北部，该亚组出露不全，下未见底，岩性以灰绿、紫苏斜长片麻岩、含石榴黑云斜长角闪片麻岩、石英岩为主，二者呈渐变过渡。石英岩中见有呈立方体的磁铁矿。倾向北西、倾角在40-50°之间变化。根据本亚组的岩石组合和变质矿物组合特征、混合岩化特征及地层产状分析，其原岩应属海底中基性火山喷发产物。桑干群下亚组仅在研究区中部有布，石墨矿体主要赋存层，岩性以紫苏斜长片粒岩、石墨斜长片麻岩为主，夹少量大理岩岩，相变剧烈。见大型斜层理、透镜状层理发育。第四系广泛分布于山前倾斜平原及山间盆地中，于山前组成较完整的洪积扇。岩性灰黄、棕色砂层夹粘质砂土、砂质粘土、粘土层及砂层、砂砾层组成。主要为风积、冲积，分布于研究区山前低洼地区、沟谷和山前边缘地带。

区内主要构造线方向为近南北向，由于属深变质岩区地层中褶皱构造仅见到揉皱褶曲，以断裂构造发育为特征。按照各种构造形迹成生联系，空间展布规律，复合关系，将研究区断裂构造分为EW向构造、SN二组构造，以NE向构造为主。研究区未见岩浆岩活动。

区内变质岩按其成因可分为区域变质岩、混合岩、动力变质岩。以区域变质岩、动力变质岩为主，仅见中太古宇桑干群变质岩中，区域变质岩均普遍经受了混合岩化作用，形成了部分混合质片麻岩类，主要岩石有：角闪斜长片麻岩、混合质角闪斜长片麻岩；黑云斜长片麻岩、石墨斜长片麻岩；混合质黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及糖粒状石英岩等。动力变质岩和动力变质作用主要见于中太古宇桑干群下亚组中的挤压破碎带，一般与压性、扭性断层有关。岩石类型主要有糜棱岩和碎裂岩。

3矿体地质

3.1矿体地质特征

研究区范围内发现具有成矿前景的石墨矿带2条，编号Ⅰ、Ⅱ矿体、矿体充填于中太古宇桑干群变质岩片麻岩中，且多以层状、似层状产出。其中Ⅰ、Ⅱ矿体均分布于研究区中南部。

I号矿体：分布在研究区中南部：地表岩性石墨斜长片麻岩为呈层状分布，矿体赋存于紫苏斜长片粒岩中，走向24°，倾角37-41°，地表控制长度约600m，平均厚度18m，控制深度200m。矿层晶质石墨矿，矿石质量较好。

Ⅱ号矿体：分布在研究区中南部：地表岩性石墨斜长片麻岩为呈层状分布，矿体赋存于紫苏斜长片粒岩中，走向20-25°，倾角51-59°，地表控制长度约430m，平均厚度约10m，暂未控制深度。矿层晶质石墨矿，矿石质量较好。

3.2矿石质量

石墨斜长片麻岩，粒状变晶结构，片麻状构造。长石呈它形粒状结构，块状构造。石英为它形晶粒状，彼此呈锯齿状镶嵌分布，石英在应力作用下波状消光明显，粒径在1mm以下，比较均匀致密分布。岩石在动力作用下破裂、破碎，裂隙裂纹发育，具碎裂结构，并且见沿裂隙碎粒化，细粒化。石墨多呈片状。斜长石占55%、石英30%、角闪石5%、石墨5%。岩石中金属矿物为黄铁矿，为胶状集合体，微胶状不均匀分布其中，集合体粒径在0.3mm以下。石墨为晶质石墨粒径一般在0.2-0.4mm之间。石墨矿体化学成分较稳定，组合样分析SiO2含量一般在30%以下。根据光薄片鉴定、组合样、化学全分析、工程揭露结合野外观察分析，矿石氧化程度高，氧化带地下为原生矿。按结构、构造分为矿石自然类型为晶质石墨原生矿，根据组合样、化学全分析样分析工业类型为晶质型石墨矿。

4矿床成因

该石墨矿主要以区域变质型为主，糜棱岩型次之，石墨多沿地层层理、片麻理充填，结合区域地质资料分析认为该研究区矿床成因类型区域变质型、糜棱岩型。

参考文献

[1]李彦.山西省大同市新荣区石墨矿矿床地质特征及经济意义研究[J].科学之友,2013（12）:126-127

[2]鄂阿强,杜青松.内蒙古巴音温都尔晶质石墨矿床地质特征及成因[J].内蒙古科技与经济,2016（19）：41-43

[3]杨佩.论查汗达洼特石墨矿矿床地质特征及找矿标志[J].工程技术：文摘版,2016（10）：00094

[4]辛军强,杨延景等.青海红水河东地区石墨矿床地质特征及成因探讨[J].青海大学学报,2015,33（6）：81-84

[5]郭甲一.西峡县军马河石墨矿床地质特征及成因浅析[J].中国非金属矿工业导刊,2014（3）：37-39

作者简介：赵冲，男，(1983.07-)汉，河南省镇平县人，大学本科，工程师，主要从事地质矿产勘查与成矿规律研究工作。