趙 超
(河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊,河北 邢臺 054000)
邢臺地區(qū)石墨位于河北省南礦產(chǎn)成礦帶,按其成因類型為區(qū)域變質(zhì)型礦床。自五十年代起,河北地礦局在邢臺縣張安北地區(qū),發(fā)現(xiàn)談話、小河、張安北、皇寺、堯子溝、崔家莊、樹森等礦點、礦床。中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院于2010年在區(qū)內(nèi)針對石墨進行地質(zhì)勘查工作[1]。經(jīng)過20世紀90年代區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,基本查明了本區(qū)基底構(gòu)造格架,提出了新太古代表殼巖構(gòu)成一大型同斜倒轉(zhuǎn)褶皺的新認識。本文旨在通過對地層、構(gòu)造的新認識,分析石墨礦地質(zhì)特征,歸納總結(jié)了成因及找礦標志,為后續(xù)找礦工作的開展提供切實依據(jù)。
(1)構(gòu)造。邢臺石墨礦大地構(gòu)造位置為中朝準地臺(I)中部山西斷?。á颍┨泄皵嗍á螅┵澔蜀窋嗍á簦┘拔浒舶紨嗍á簦?。寧家莊—白虎莊倒轉(zhuǎn)向斜是本區(qū)規(guī)模和強度最大的變形構(gòu)造,構(gòu)成了區(qū)域性的主體構(gòu)造框架,褶皺構(gòu)造主要展布于大和莊—石槽—路家莊—白虎莊一線,總體呈反“S”型。軸線呈NE—SW向展布,以大和莊巖組、立羊河巖組為翼部,以寧家莊巖組為核部的一緊閉同斜倒轉(zhuǎn)向斜。根據(jù)兩翼出露巖層的重復(fù)對稱性及褶皺轉(zhuǎn)折端的巖性組合標志層特征,并結(jié)合變余沉積韻律及變余原生構(gòu)造特征分析,構(gòu)成該倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)造的西北翼為倒轉(zhuǎn)翼,東南及南翼為正常翼,兩翼巖性的對稱性較明顯,東南翼受后期巖漿活動影響,大和莊巖組支離破碎,呈大大小小的包體散布于變質(zhì)深成巖之中。
(2)地層。石墨見礦地層為大和莊巖組(Ar3d),上部斜長角閃片巖為主夾黑云斜長變粒巖;下部黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖,石榴子石斜長角閃巖。含石墨、矽線石、蘭晶石。
(3)變質(zhì)作用。本區(qū)晚太石代及古元古代地體的變質(zhì)作用劃分為五期四種類型,其中晚太古代劃分為三期兩類,古元古代兩期兩類。區(qū)域內(nèi)石墨、石榴子石和藍晶石礦產(chǎn)由第一次變質(zhì)作用形成。晚太古代變質(zhì)地體中見有兩期混合巖化作用,即早期鈉質(zhì)混合巖化作用和晚期鉀質(zhì)混合巖化作用。
張安北石墨礦南北延長2000m,寬700m,面積1.4km2。主要礦體呈層狀、似層狀、透鏡體狀,均賦存于石墨黑云斜長變粒巖中,共有五層礦層相間排列于石墨石榴黑云斜長變粒巖中,具有一定層位,產(chǎn)狀與圍巖基本一致[2]。
圖1 石墨黑云斜長變粒巖野外露頭
圖2 石墨黑云斜長變粒巖薄片鏡下照片
礦石具中粒、細中粒、中細粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、中粒-中粗粒鱗片柱狀變晶結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造和片狀構(gòu)造。石墨黑色、不透明,片狀,片徑0.4mm~1mm,定向排列,與片理方向一致,呈片狀構(gòu)造,含量約1%,不均勻分布于黑云母、斜長石、藍晶石、綠泥石等礦物之間。脈石礦物主要為斜長石、石英、黑云母等,次為藍晶石、鉀長石、角閃石等,少量的綠泥石、綠簾石、磷灰石等。藍晶石由深而淺多為白云母、絹云母交代,且褪色(圖1、圖2)。石墨礦床多與石榴石、藍晶石、矽線石巖層的夾層相伴生,石榴石含量多時,往往石墨礦化較好。
石墨礦床按成因分類主要有兩種類型:一類是產(chǎn)出于結(jié)晶片巖中的石墨礦床,屬區(qū)域變質(zhì)礦床,另一種是含煤巖系經(jīng)巖漿接觸熱變質(zhì)作用而形成的接觸變質(zhì)礦床。區(qū)域變質(zhì)石墨礦床通常產(chǎn)出于前寒武紀片麻巖、片巖、大理巖等區(qū)域變質(zhì)巖系中[3]。研究邢臺市西部山區(qū)內(nèi)已知的石墨礦點,認為本區(qū)屬區(qū)域變質(zhì)石墨礦床。
通過對本區(qū)的構(gòu)造演化研究,表明在晚太古代早期,在北西-南東向的拉張體制作用下,本區(qū)在初始地殼上或陸核邊緣形成北東-南西向展布的狹長裂谷,下部形成了一套中基性火山巖-火山碎屑巖-陸源碎屑巖(大和莊巖組),中部為一套碳酸鹽-硅質(zhì)泥巖-中基性山巖系(立羊河巖組),上部則為陸源碎屑巖-酸性火山巖(寧家莊巖組)建造。大和莊巖組在不太穩(wěn)定的淺海相沉積環(huán)境下,沉積了含有機質(zhì)物的頁巖或碳酸鹽累沉積巖之后,經(jīng)受了構(gòu)造熱事件,導(dǎo)致裂谷封閉并發(fā)生復(fù)雜多期多樣的構(gòu)造變形,并伴有多期次的巖漿活動和變質(zhì)作用。當變質(zhì)作用達到了角閃巖相-片麻巖相時,在適宜的溫壓條件下,使得有機碳改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),實現(xiàn)有序化的石墨構(gòu)造,重新結(jié)晶成晶質(zhì)石墨。后期的變質(zhì)作用使得部分巖石局部發(fā)生退變。
分析本區(qū)張安北、談話等地區(qū)石墨資料,石墨礦在成礦后具有穩(wěn)定的層位,呈現(xiàn)明顯的層控特征。石墨礦化層均賦存于太古界大和莊巖組中。石墨礦的形成與該組斜長變粒巖和藍晶石片巖變質(zhì)巖系密切相關(guān),為其礦源層和富集場所。工作區(qū)廣泛發(fā)育太古界贊皇巖群大和莊巖組,其分布受以寧家莊-白虎莊倒轉(zhuǎn)向斜控制。兩翼出露巖層巖性大致相當,目前已發(fā)現(xiàn)的張安北、堯子溝、崔家莊、樹森、皇寺、小河、談話等石墨礦段賦存于向斜的東南翼包體內(nèi),所以在該向斜的東南翼其余包體和西北翼內(nèi)進行石墨勘查工作,具備良好的找礦潛力。
總之,邢臺地區(qū)賦存有規(guī)??捎^的晶質(zhì)石墨礦體,成因類型為區(qū)域變質(zhì)石墨礦床,但是本區(qū)變質(zhì)巖十分發(fā)育,變質(zhì)變形作用復(fù)雜,成礦作用研究尚不明確,有必要加強本區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作,研究成礦規(guī)律,指導(dǎo)找礦工作。