張秦川， 矯潤田

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州730020）

礦區(qū)大地構(gòu)造位置上屬阿爾金古陸緣活動帶北東側(cè)，在該帶與祁蔓塔格加里東島弧、柴達木古陸西部隆起區(qū)的交接處。 本區(qū)位于阿爾金山斷裂帶北部，屬于塔里木—華北地層大區(qū)敦煌地層區(qū)敦煌地層分區(qū)。 構(gòu)造較為復(fù)雜，區(qū)域構(gòu)造可分為北西向和北東東向兩組斷裂。 區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動較頻繁，一般以小巖株或巖脈狀產(chǎn)出，巖性以酸性為主，超基性次之，中酸性再次之。 區(qū)域變質(zhì)作用普遍，以中深區(qū)域變質(zhì)為主。 區(qū)域礦產(chǎn)豐富，周邊已發(fā)現(xiàn)的石墨礦均位于阿克塞—肅北石墨成礦遠景區(qū)內(nèi)［1］。 礦區(qū)成礦條件、控礦因素及礦體特征等與已發(fā)現(xiàn)的晶質(zhì)石墨礦成礦條件基本相同，具備很好的成礦條件，勘查區(qū)找石墨礦潛力較大。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為前長城系敦煌群（AnChdn）和第四系（Q4）。 現(xiàn)按由老到新的順序分述如下：

（1）前長城系敦煌群（Anchdn）。 前長城系敦煌群是區(qū)內(nèi)主要的地層單元，在區(qū)內(nèi)出露第二巖組（AnChdn2）和第三巖組（AnChdn3）。

第三巖組（AnChdn3）：在區(qū)內(nèi)出露面積最大，分布于礦區(qū)的大范圍內(nèi)。 第三巖組以自身為核部，以第二巖組為其兩翼，共同構(gòu)成一向斜構(gòu)造，軸向為北西西向，其巖性主要以綠片巖為主，有石英絹云片巖和變質(zhì)砂巖。

第二巖組（AnChdn2）：出露面積較小，主要分布在礦區(qū)北部。 巖性主要以片巖大理巖為主，有黑云母石英片巖、綠泥石英片巖、絹云石英片巖、絹云綠泥石英片巖、二長石英片巖、少量砂質(zhì)板巖。 在橫向上可見石英絹云片巖相變?yōu)榫G泥石英片巖夾大理巖，其中所夾大理巖為目前已知的主要含礦巖性，為含石墨方解石大理巖；少量賦存于黑云角閃石英片巖中，為含石墨黑云角閃石英片巖。

含石墨方解石大理巖：巖石具不等粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，主要由方解石、石英、透輝石、石墨組成。 方解石、石英粒度變化較大；石墨呈鱗片狀集合體，呈稀疏浸染狀或稠密浸染狀，沿層面呈條帶狀分布；透輝石含量較少，呈粒狀變晶，巖石為不純的含石英的灰?guī)r經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成。 礦物特征詳述如下：方解石呈粒狀變晶，粒度變化較大，粒度在0.35～1.80 mm 之間，菱形解理和雙晶清楚可見；石英呈粒狀，粒度變化較大，粒度在0.12 ～1.20 mm 之間；透輝石呈粒狀，見兩組輝石式的近90°夾角的解理，粒度在0.30 ～2.60 mm 之間；石墨呈鱗片狀集合體，呈稀疏浸染狀或稠密浸染狀，部分沿層面分布，片徑較小，在0.05～0.70 mm 之間。

含石墨黑云角閃石英片巖：巖石柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，巖石主要由綠色普通角閃石、石英、黑云母及少量斜長石、石墨、磷灰石組成。 角閃石呈褐色，柱狀顯定向，見角閃石式解理，部分綠泥石化、碳酸鹽化；石英呈粒狀變晶，粒度變化較大，波狀消光；黑云母呈鱗片狀，圍繞石英和角閃石分布，不連續(xù)顯定向性；斜長石呈粒狀，含量較少；磷灰石呈柱狀，橫截面呈粒狀，不均勻分布在礦物粒間或被礦物包裹；石墨呈鱗片狀集合體，呈稀疏條帶狀不均勻分布在石英和角閃石粒間。

（2）第四系（Q4）。 分布在測區(qū)北西部和東部部分地區(qū)，主要由全新統(tǒng)（Q42al－pl）洪積碎石、砂土和上更新統(tǒng)（Q3pl）洪積戈壁砂礫、冰積巨礫、砂石組成。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于紅柳溝—賽馬溝壓扭性沖斷裂北部，區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為青石溝向斜及斷裂構(gòu)造。

（1）青石溝向斜：向斜軸長約30 km，走向為北西60°，略呈向南西凸出的弧形。 構(gòu)成向斜的地層為前長城系變質(zhì)巖，由第三巖組的條紋-條帶狀混合巖構(gòu)成向斜的核部。 向斜兩翼地層傾角北翼稍陡，南翼稍緩，基本呈對稱型。 向斜向南東東延伸被斷裂構(gòu)造所破壞。

（2）斷裂構(gòu)造：礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為一條性質(zhì)不明斷層，位于礦區(qū)北東部前長城系敦煌群第三巖組內(nèi)，斷層走向128° ～308°，與區(qū)域斷裂走向基本一致，通過地段的巖石非常破碎。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，主要為花崗巖脈、花崗偉晶巖脈和斜長花崗巖脈。

（1）花崗巖脈（γ）：出露面積較小，主要分布于礦區(qū)東南角，呈透鏡狀向北西-南東向展布，脈體寬約100 m，延伸長約900 m；巖脈侵出于前長城系敦煌群第三巖組中；巖石為肉紅色，中-細粒花崗結(jié)構(gòu)。由斜長石、鉀長石、石英及少量的白云母組成，粒徑一般在1～3 cm；具鈉黝簾石化；副礦物主要為鋯石。

（2）花崗偉晶巖脈（γρ）：主要分布于礦區(qū)西南部，呈透鏡狀向北西-南東向斷續(xù)展布，脈體寬約50～100 m，斷續(xù)出露長約1.8 km；巖脈侵出于前長城系敦煌群第三巖組中；巖石為灰白-肉紅色，主要造巖礦物為微斜長石、石英及少量的斜長石、黑云母；分布零星，規(guī)模很小，一般均順層貫入；規(guī)模較大的巖脈可見分帶現(xiàn)象，但很不規(guī)律，其兩側(cè)常為白色似文象結(jié)構(gòu)的斜長花崗偉晶巖及肉紅色粗?；◢弾r，中心部位以肉紅色花崗偉晶巖為主。

（3）斜長花崗巖脈（γο）：主要分布于礦區(qū)北部，呈透鏡狀向北西-南東向平行展布，脈體寬約100 m，脈體延伸較長，為1.4～3.7 km，出露長約1.8 km；巖脈侵出于前長城系敦煌群第二巖組中；巖石為灰色，粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，由斜長石、鉀長石、石英及少量的云母組成；斜長石50%，呈自形的巨大板狀，直徑為2～15 mm，鉀長石5%，呈半自形，具格子狀雙晶；石英40%，呈他形粒狀，粒徑為0.2～1 cm；副礦物有磷灰石等。

1.4 變質(zhì)及蝕變作用

礦區(qū)出露地層為前長城系敦煌巖群，以一套中深變質(zhì)的碎屑巖夾大理巖為主，屬高綠片巖-低角閃巖相。 巖石的變質(zhì)程度較深而且均一，是區(qū)域性混合巖化作用的產(chǎn)物。 條紋-條帶狀混合巖、混合巖化斜長角閃巖構(gòu)成地層的主體；混合巖化斜長角閃巖中含鐵鋁石榴子石，第二巖組藍晶石榴二云石英片巖中出現(xiàn)藍晶石，為深變質(zhì)的標志［2］。 除區(qū)域變質(zhì)作用普遍存在外，由于花崗偉晶巖脈的灌入，有石榴石透輝石巖、透閃石硅質(zhì)條帶大理巖出現(xiàn)，證明有熱力和熱液交代變質(zhì)作用的疊加。

各種變質(zhì)巖的層理、片理與條帶的一致性，證明它們均承襲了原始的層狀構(gòu)造。 混合巖化斜長角閃巖、條紋-條帶狀混合巖中夾大理巖，以及伴生蛇紋石化大理巖、藍晶石榴石二云片巖和較多的硅質(zhì)條帶大理巖等，從其巖石組合及分布規(guī)律分析，變質(zhì)作用屬海相碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

通過踏勘取樣進行分析，圈出石墨礦體1 條，為C1 號礦體，礦體產(chǎn)出于含石墨方解石大理巖中。 含礦巖性為含石墨方解石大理巖，呈層狀產(chǎn)出，該套含礦巖性長約1.7 km，寬約40 m，目前控制礦體長度320 m，平均視厚度8 m，傾向10°～40°，傾角40°～50°；固定碳含量一般為7.83% ～23.86%，平均為13.46%。礦體頂、底板圍巖均為方解石大理巖。

2.2 礦石質(zhì)量

（1）礦石礦物成分。 礦石礦物成分主要為方解石、石英、斜長石、黑云母、石墨、透輝石、石榴子石等。

方解石：中粒變晶結(jié)構(gòu)，粒度為0.20 ～1.50 mm，菱形解理和雙晶清楚可見。 石英：粒狀邊晶結(jié)構(gòu)，粒度變化較大，粒度在0.10 ～1.25 mm 之間。 斜長石：粒狀變晶結(jié)構(gòu)，灰白干涉色，粒度變化較大，粒徑在0.15～1.65 mm 之間。 黑云母：片狀，呈綠色或褐色，多色性較強，大致定向分布，發(fā)育一組完全解理，片徑在0.15 ～1.25 mm 之間。 石墨：呈鱗片狀或他形粒狀集合體，晶質(zhì)沿石英和斜長石顆粒間分布，粒度在0.03～0.80 mm 之間。 透輝石：含量較少，呈粒狀變晶，粒度在0.20 ～0.85 mm 之間，正高突起，二級藍綠干涉色。 石榴子石：近六邊形，粒度在1.00 ～3.85 mm 之間，正極高突起，正交下接近全消光，石榴石中可見其他礦物的包裹體。

（2）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。 礦體中常見的礦石結(jié)構(gòu)有粒狀變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、基質(zhì)粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造有片狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

（3）圍巖蝕變。 礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變有硅化、綠泥石化及與熱變質(zhì)作用有關(guān)的角巖化、大理巖化、石墨化、透閃石化等。

3 礦床成因

礦區(qū)地層以前長城系敦煌巖群為主，各種變質(zhì)巖的層理、片理與條帶的一致性，證明它們承襲了原始的層狀構(gòu)造。 混合巖化斜長角閃巖、條紋-條帶狀混合巖中夾有大理巖巖層或透鏡體，以及伴生出現(xiàn)蛇紋石化大理巖、藍晶石榴石二云片巖和較多的硅質(zhì)條帶大理巖等，進而證明其原巖應(yīng)屬海相沉積巖。巨量的生物有機碳在古大陸邊緣海還原環(huán)境下堆積，后經(jīng)區(qū)域動力熱液變質(zhì)作用，使非晶質(zhì)有機碳沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)榫з|(zhì)石墨，從非礦床變成可利用的工業(yè)礦床［3］。 晶質(zhì)石墨礦形成后又經(jīng)混合巖化作用的改造和構(gòu)造破壞等，最終形成現(xiàn)在的晶質(zhì)石墨礦床。由上所述，晶質(zhì)石墨礦的形成需具備了以下三個條件：大量的生物有機碳；海相還原環(huán)境；區(qū)域動力熱液變質(zhì)及混合巖化作用。

4 找礦標志

（1）地層標志：前長城系敦煌巖群中深變質(zhì)的碎屑巖夾大理巖地層是尋找晶質(zhì)石墨礦的直接找礦標志。

（2）構(gòu)造標志：強烈的褶皺和斷裂構(gòu)造是晶質(zhì)石墨礦形成的必要條件，也是區(qū)內(nèi)直接找礦標志。

（3）蝕變標志：硅化、綠泥石化及與熱變質(zhì)作用有關(guān)的角巖化、大理巖化、石墨化、透閃石化等是區(qū)內(nèi)尋找晶質(zhì)石墨礦的蝕變標志。