鐘必成

(定南縣礦產(chǎn)資源管理局， 江西定南縣 341900)

淺析鎮(zhèn)田石墨礦區(qū)地質(zhì)特征

鐘必成

(定南縣礦產(chǎn)資源管理局， 江西定南縣 341900)

介紹了江西鎮(zhèn)田石墨礦區(qū)的地質(zhì)概況。歸納總結(jié)了該礦區(qū)的地質(zhì)特征，分析了礦床成因和開采技術(shù)條件。

區(qū)域地質(zhì)；地質(zhì)特征；礦床成因；鎮(zhèn)田石墨礦區(qū)

0 前 言

鎮(zhèn)田石墨礦區(qū)位于定南縣城北東東約23 km處，區(qū)內(nèi)交通以公路為主，安遠(yuǎn)—定南公路從礦區(qū)西部通過，有簡易公路通往礦區(qū)，交通較為便利。

區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)工作始于1976年，江西省地質(zhì)局908隊4分隊與定南縣工業(yè)交通局進(jìn)行了1/5000地質(zhì)測量，面積約為3 km2，圈定了大小十條有遠(yuǎn)景的晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦體。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)處于三南——尋烏東西向復(fù)雜構(gòu)造帶中東段南側(cè)，為龍南足洞——定南車步——尋烏桂竹帽東西向斷裂帶、定南九曲——安遠(yuǎn)新田圩北北東向斷裂帶的交接復(fù)合部位。區(qū)域內(nèi)出露地層主要為震旦——寒武系含炭變余石英砂巖夾千枚巖或炭質(zhì)板巖，受區(qū)域變質(zhì)作用及巖漿侵入影響形成條帶狀、條痕狀混合巖，僅局部見少量變余石英砂巖夾千枚巖殘留體或殘留頂蓋；構(gòu)造明顯受北北東向構(gòu)造和東西向構(gòu)造的控制，以東西向、北北東向斷裂為主，次為北東向與北西向斷裂，尤其是北北東向斷裂構(gòu)造對控巖控礦起到制約作用。區(qū)域上巖漿侵入頻繁，從海西期至燕山期，從酸性至基性巖都有，呈巖脈、巖墻、巖株產(chǎn)出。歷次構(gòu)造——巖漿活動和各種變質(zhì)作用與區(qū)內(nèi)石墨成礦關(guān)系密切。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

混合巖(Mb):主要分布在礦區(qū)中部的老屋下與佛得哥一帶，約占礦區(qū)面積的50%以上。由于受花崗巖侵入影響，致使其平面展布形狀極不規(guī)則，出露面積約為1.2 km2，原巖為變余石英砂巖、千枚巖夾數(shù)層炭質(zhì)板巖、含炭變余砂巖，屬震旦系上統(tǒng)老虎塘組，受多期次構(gòu)造活動、巖漿侵入影響，形成了條帶狀(條痕狀)混合巖，巖石普遍具硅化蝕變，靠近花崗巖處之混合巖，已大部分變質(zhì)為花崗質(zhì)混合巖。混合巖中條帶狀構(gòu)造清楚，片理普遍發(fā)育，其走向為北北東向，傾向大多為北西，偶傾向南東，傾角50°～70°。

條帶(或條痕)狀混合巖:呈灰綠色至灰黑色，條帶狀(或條痕狀)構(gòu)造，塊狀結(jié)構(gòu)，基體主要由黑云母片巖、綠泥石云母片巖、含石墨云母片巖及變質(zhì)石英細(xì)砂巖、千枚巖組成，主要礦物成分以石英、白云母為主，次為粘土礦物、黑云母、綠泥石等。脈體主要由花崗質(zhì)、石英條帶組成，礦物成分有:石英、長石、白云母等?；w與脈體比為1∶2，二者相間構(gòu)成明顯的條帶狀構(gòu)造巖石。副礦物常含有:石墨、金紅石、鋯石、獨居石、綠泥石、菱鐵礦、褐鐵礦、鈣鋁榴石等。按其所含的副礦物成分差異又可劃分為以下5類。

(1)石榴黑云鉀長條痕狀混合巖。呈灰黑色。礦物成分有:黑云母25%，石英10%，條紋長石50%，斜長石3%～5%，柘榴石5%，絹云絹5%～10%。鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、條痕和條帶狀構(gòu)造。該類巖石為礦區(qū)混合巖中的主體巖性。其特征是:新生體(長石、石榴石等)沿其原巖(黑云母片巖)片理面貫入混合而成，故熔蝕交代現(xiàn)象較清楚，如條紋長石交代斜長石后而成的蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，黑云母和長石間的熔蝕港灣結(jié)構(gòu)，以及石英交代條紋長石而成的交代穿孔結(jié)構(gòu)等。局部尚可見含稀疏的鉀長石變斑晶。

(2)含石墨黑云母片巖。呈淺灰綠色。礦物成分有:石英25%，黑云母65%，石墨10%，白云母與絹云母少量，花崗鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

(3)綠泥石水白云母片巖。呈黃綠色。礦物成分有石英35%，白云母40%～45%，綠泥石10%～15%，粘土礦物5%，顯微花崗鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

(4)含菱鐵礦柘榴石云母片巖。呈灰綠色，黃褐色。礦物成份有:粘土礦物(水白云母等)80%，菱鐵礦和褐鐵礦10%～15%，石墨少量，具斑狀變晶的鱗片變晶結(jié)構(gòu)。

(5)含石墨的石英巖狀砂巖。呈灰綠色。礦物成份有:石英85%，石墨5%～10%，水白云母少量、粘土礦物5%左右，綠泥石偶見、含少量金紅石，具顯微花崗鑲嵌狀的變余砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。該類型巖石屬近礦圍巖或石墨礦體相變產(chǎn)物。

因受區(qū)域構(gòu)造—巖漿熱液及各種變質(zhì)作用的影響，使區(qū)域地層所夾的炭質(zhì)層中的炭元素產(chǎn)生氣化、分異作用，并在混合巖的一定層(部)位富集，最終富集形成具有工業(yè)價值的石墨礦體。因此，混合巖既為本區(qū)石墨礦體的賦礦圍巖，也是其成礦母巖。

第四系全新統(tǒng)(Qh):分布在山谷與山間小河溝流兩側(cè)，為沖洪積層。主要由砂礫卵石層和亞砂、亞砂土層組成。下部為砂礫層，厚3～4m，礫石成分以混合巖、花崗巖、石英為主。礫石磨圓度較好，但分選性差，上部為亞砂土、亞砂土層，厚約3m。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，按結(jié)構(gòu)面性質(zhì)、相互生成關(guān)系、空間展布特點，大致可劃分如下幾組斷裂。

(1)東西向斷裂。分布在礦區(qū)南緣，混合巖與花崗巖的內(nèi)接觸帶邊部。產(chǎn)狀總體呈東西走向，忽南忽北，傾角介于75°～90°。呈硅化帶形式展現(xiàn)。帶寬一般在1～2m。結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀，擠壓片理發(fā)育。斷裂性質(zhì)為壓扭性，屬早期斷裂，受后期斷裂影響被掩蓋，顯得不發(fā)育。

(2)北北東向斷裂:該組斷裂在礦區(qū)普遍發(fā)育，規(guī)模較大，連續(xù)性好。在平面上，其斷裂形跡大多呈右行式排列，結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀。破碎帶寬度一般介于2～5m，局部地段達(dá)20m。帶內(nèi)硅化蝕變明顯、擠壓片理發(fā)育。斷裂擦痕明顯，顯示斷面呈逆時針扭動，斷裂性質(zhì)為壓扭性。多傾向北西西，局部傾向南東東，傾角介于70°～85°。該組斷裂在區(qū)內(nèi)反映強烈，致使混合巖呈近南北走向片理發(fā)育，形成時間上晚于東西向斷裂。

(3)北東——北東東向斷裂。屬北北東向斷裂伴生的一組呈順時針扭動的壓扭性斷裂。帶寬度一般為0.7～2m。結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀，具擦痕及擠壓片理。多傾向南東，少傾向北西，傾角介于60°～80°。該斷裂切割了石墨礦體，使礦體發(fā)生相對扭動，錯距一般為10～20m。

(4)北北西向斷裂。屬北北東向斷裂伴生的一組張扭性斷裂，在礦區(qū)尚較發(fā)育。主要分布在松樹山和老屋下一帶，呈雁行式排列。大都以硅化破碎帶形式展現(xiàn)。帶寬度一般為1～3m，局部地段達(dá)15m。帶內(nèi)硅化蝕變明顯、具糜棱巖化。傾向北東或南西，傾角介于70°～85°。局部地段受早期東西向斷裂成分影響，在個別地點產(chǎn)狀呈北西或北西西向展布。

2.3 巖漿巖

主要分布在西部及南北兩側(cè)，約占礦區(qū)面積40%左右。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，在混合巖中常見貫入形狀極不規(guī)則的小花崗巖脈或巖瘤。巖石類型主要為細(xì)粒黑云母花崗巖，次為細(xì)粒白云母花崗巖，局部見石英斑巖脈，沿近東西向斷裂充填，各類花崗巖巖性特點描述如下。

(1)細(xì)粒黑云母花崗巖(3bγ)。灰白色至棕黃色。細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分:條紋長石與正長石45%左右，斜長石25%，石英25%，黑云母5%左右，白云母少量。副礦物有鋯石、金紅石、磷灰石、銳鈦礦等，磁鐵礦極微。斜長石為半自形板狀，粒徑(0.4×0.20)mm～(1.80×0.8)mm，聚片雙晶發(fā)育，局部見交代了黑云母而以被條紋長石(鉀長石)和石英所交代，被條紋長石交代后局部而成蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，斜長石因風(fēng)化而多數(shù)變成絹云母。條紋長石呈半自形至他形板狀，粒徑為(0.2×0.2)mm～(2×2)mm，條紋雙晶發(fā)育，少量尚發(fā)育卡氏條紋雙晶和方格條紋雙晶，雙晶紋形態(tài)為須發(fā)狀、云霧狀、雨滴狀等，晶體被石英交代后而形成交代穿結(jié)構(gòu)。黑云母呈半自形片狀，片徑大小為(0.2×0.2)mm～(2× 0.4)mm不等，暗棕色，吸附性和多色性顯著，具一組完全解理，解理紋直而細(xì)，晶體內(nèi)包含有鋯石、金紅石、磷灰石個體，被長石和石英所交代，有的黑云母已蝕變成綠泥石和退色現(xiàn)象，同時析出鐵質(zhì)。白云母片狀，具一組解理，多被長石、石英等礦物所交代，晶體內(nèi)局部見有鋯石包體。

(2)細(xì)粒白云母花崗巖(3mγ)。主要分布在礦區(qū)南緣一帶。巖石呈灰白色。細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分有:斜長石30%～35%，條紋長石35%～38%，石英30%，白云母2%，黑云母微量。該種巖性主要由斜長石、條紋長石和石英組成，含量白云母以及黑云母等，粒徑(0.2×0.2)mm～(2×1.9)mm不等。礦物晶形:白云母比長石自形程度較高，長石以比石英晶形好，而石英則為他形粒狀。長石絕大多數(shù)風(fēng)化變成高嶺土和絹云母等，同明析出鐵質(zhì)。

(3)石英斑巖(Qπ)?；野咨?。斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)為隱晶結(jié)構(gòu)。斑晶主要為石英(10%)，長石(3%)，基質(zhì)主要為長英質(zhì)，約占87%。其特點是:斑晶為受蝕變了的石英，次為長石。石英粒徑為(0.1×0.1)mm～(1.9×1.5)mm，晶體呈四邊形、六邊形、多邊形等，具熔蝕現(xiàn)象，少數(shù)尚具熔蝕圈。長石斑晶大小為(0.2×0.1)mm～(2.2×1.2)mm，板狀和不規(guī)則狀，亦具熔蝕現(xiàn)象，多數(shù)因風(fēng)化而蝕變成細(xì)小鱗片狀絹云母?；|(zhì)粒徑小于0.01mm的長石、石英鑲嵌緊密。長石因風(fēng)化絕大多數(shù)變成高嶺土和絹云母等。

3 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為震旦系上統(tǒng)老虎塘組，原巖為變余石英砂巖、千枚巖夾數(shù)層炭質(zhì)板巖、含炭變余砂巖，受多期次構(gòu)造活動、巖漿侵入影響，變質(zhì)作用強烈，形成分布廣泛的條帶狀、條痕狀混合巖，僅局部見少量含炭變余石英砂巖殘留體或殘留頂蓋。斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿侵入頻繁，巖漿巖分布較廣。區(qū)域地層夾的炭質(zhì)層中的炭因受構(gòu)造——巖漿熱液作用，產(chǎn)生氣化、分異作用和擠壓作用，使有益組分——炭元素逐步富集、晶化，最終在一定層(部)位形成石墨礦體。

4 礦床特征

礦體主要分布在礦區(qū)的老屋下、佛得哥、松樹山一帶。礦區(qū)內(nèi)由東至西，在1 km寬度的范圍內(nèi)，石墨礦(化)帶共計有9條，編號為V1～V9。其中V5為主礦體。

礦(化)體呈似層似、透鏡狀產(chǎn)于條帶狀混合巖之中，即主要分布富集于與花崗巖接壤的混合巖以及混合巖中貫有形狀不規(guī)則的小花崗巖體(脈)群處。

礦(化)帶之間間距介于150～300m不等，礦(化)帶長度一般多在100～200m左右，最長達(dá)620m以上，厚度一般為1～3m，最厚達(dá)5.19m。賦存層位比較穩(wěn)定，石墨品位(固定碳)一般3.24%～ 18.08%，平均8.03%。地表位較富，深部變貧，與厚度變化呈正比。品位變化系數(shù)46.01%，品位較穩(wěn)定。

區(qū)內(nèi)礦體由于受花崗巖的影響和構(gòu)造的破壞，礦體形態(tài)顯得比較復(fù)雜、產(chǎn)狀較混亂?？傮w傾向(北)西，局部傾向(南)東，傾角50°～70°。

5 礦床成因

據(jù)區(qū)域資料，區(qū)內(nèi)出露的一套震旦系上統(tǒng)老虎塘組變質(zhì)巖地層中，夾有數(shù)層炭質(zhì)板巖、含炭變質(zhì)砂巖，后經(jīng)歷次構(gòu)造巖漿活動和各種變質(zhì)作用的疊加，促使巖石中的造巖礦物產(chǎn)生結(jié)晶分異作用從而導(dǎo)致混合巖的形成。其中，炭質(zhì)層中的炭經(jīng)氣化作用產(chǎn)生分異，并經(jīng)擠壓、熱變、晶化作用下，使有益組分——炭元素形成石墨礦床。

區(qū)內(nèi)混合巖分布面積甚廣，混合巖中的條帶狀構(gòu)造承襲了原巖的層理、葉理；新生的鉀長石、石英變斑晶及花崗巖中殘留體方向與區(qū)域片麻理方向基本一致，呈北北東向或南北向展布，巖石普遍具交代現(xiàn)象。由此可見，區(qū)內(nèi)混合巖屬區(qū)域混合巖化作用的產(chǎn)物。石墨礦體產(chǎn)于條帶狀混合巖之中，故石墨礦床的成因類型，屬區(qū)域變質(zhì)型。

6 礦區(qū)開采技術(shù)條件

(1)礦區(qū)水文地質(zhì)特征。礦區(qū)地下水類型主要是巖石裂隙承壓水和第四系孔隙潛水，礦體的含水性和構(gòu)造破碎帶的富水性均較弱，不利于礦床地下水的大量聚集，加之地形條件有利于地表水自然排泄，故礦床充水量不大。礦體多位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上，礦床水文地質(zhì)類型屬較簡單類型。

(2)礦區(qū)工程地質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)圍巖質(zhì)地較堅硬，總體穩(wěn)定性較好，但局部因受構(gòu)造破壞及花崗巖影響穩(wěn)固性較差，對開采有一定影響。礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬中等復(fù)雜類型。

(3)礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)特征。本區(qū)為似層狀礦床，礦山宜以地下開采為主，地表剝離量小，因此礦山開采誘發(fā)或加重滑坡、崩塌的可能性較小，對自然環(huán)境影響較小。

7 結(jié) 語

綜上所述，本礦區(qū)開采技術(shù)條件為以工程地質(zhì)為主的中等復(fù)雜類型(Ⅱ－2)。通過礦區(qū)填圖、礦體的工程控制，礦石采樣分析，大致查明了本礦區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、巖漿巖特征及其與礦化的關(guān)系，但礦床勘查控制程度總體偏低，建議日后工作以鉆探為主，并施工少量坑道進(jìn)行驗證，以進(jìn)一步查明礦體在深部的變化情況及礦區(qū)資源，提高資源量類別，為未來礦山總體設(shè)計提供較為準(zhǔn)確依據(jù)，達(dá)到礦區(qū)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益最大化。

[1]《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊》編委會.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊[M].北京:地質(zhì)出版社，2010(8).

[2]DZ/T0033－2002.固體礦產(chǎn)勘查/礦山閉坑地質(zhì)報告編寫規(guī)范[S].

[3]江西省地質(zhì)局908隊4分隊.江西省定南縣鎮(zhèn)田礦區(qū)石墨礦普查地質(zhì)報告[R].贛州:贛州市定南縣礦產(chǎn)資源管理局，2006，2.

2015-01-19)

鐘必成(1981－)，男，江西定南人，大學(xué)本科，主要從事礦產(chǎn)資源管理工作，Email:315930683＠qq.com。