趙玉豐
(黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊,黑龍江 綏化 152000)
研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置處于佳木斯地塊,興東隆起帶中部,孟家崗至石頭河金鐵成礦帶中段[1]。
區(qū)域沉積巖建造主要包括新元古-中元古界興東群大盤道組和古生界二疊系黑龍江雜巖、下白堊統(tǒng)樺山群猴石溝組、上白堊統(tǒng)松木河組和新近系中-新統(tǒng)富錦組。
興東群大盤道組:主要巖性以云母石英片巖為主,夾石墨片巖、變粒巖、石英巖等。大盤道組地層主要分布于東南至西北部,包括本次工作區(qū)除東北部以外的大部分地區(qū),為基底變質(zhì)巖系的主要構(gòu)成部分,呈條帶狀分布于古生代二長花崗巖之中,局部呈殘留的變質(zhì)巖塊,該地層中石墨片巖發(fā)育,大盤道組就是石墨礦的賦礦地層。由此可見,大盤道組地層的存在為本區(qū)石墨礦的形成提供了良好的物質(zhì)保證[2]。
上白堊統(tǒng)松木河組,為一套中酸性火山巖組合。下部為西格木段,以中基性熔巖為主夾凝灰砂巖,主要巖性由安山巖、玄武安山巖、石英安山巖夾中性火山碎屑巖等;上部為敖其段,以酸性熔巖為主,夾中酸性熔巖及火山碎屑巖,主要巖性為流紋巖,其次為酸性凝灰?guī)r、英安巖、珍珠巖等。
區(qū)域侵入巖主要為呈巖基狀產(chǎn)出的古生代二長花崗巖及閃長巖。古生代寒武-奧陶紀(jì)二長花崗巖。巖體呈巖基產(chǎn)出,粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,局部偶見片麻狀殘留構(gòu)造。閃長巖,呈小巖株或巖墻產(chǎn)出,深灰色,中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石具輕微的綠泥石化。
區(qū)域內(nèi)分布的變質(zhì)巖為新元古界-中元古界興東群大盤道組。巖性主要有云母石英片巖、石墨片巖、黑云變粒巖、大理巖和石英巖,它們的原巖組合為碳質(zhì)粉砂巖、砂巖、泥質(zhì)巖、石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾含鐵的硅質(zhì)頁巖和含鐵石英砂巖。其中的黑云斜長變粒原巖多數(shù)為長石砂巖或英安巖類,屬于早元古代特征的“頁巖—碳酸鹽巖—石英巖”原巖組合,與世界上元古代很多地區(qū)的組合一致,屬于穩(wěn)定的大陸邊緣—陸相環(huán)境。變質(zhì)巖相為綠片巖相至低角閃巖相單變質(zhì)巖相為主,局部有高角閃巖相呈“熱點狀”出現(xiàn),反映熱流呈面式分布比較均勻,但比相鄰的太古代變質(zhì)地質(zhì)體熱流值低,混合巖化作用選擇性地發(fā)生在易改造的變粒巖的強變形帶上,從混合巖化帶到花崗巖化帶斜長石的號碼逐漸降低,說明深熔作用的存在,所以混合巖化作用和花崗巖化作用是就地重熔的產(chǎn)物?;◢弾r的出現(xiàn)代表熱流的頂峰。上述特征表明,研究區(qū)變質(zhì)作用類型為低壓區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用。
主要為北西向,為繼承性的老基底構(gòu)造,表現(xiàn)為層間破碎帶,也是本區(qū)的主要賦礦空間。
(1)重力場特征。依據(jù)黑龍江省布格重力異常平面圖,本區(qū)處于低緩的重力高場范圍內(nèi),反映了基底抬升,與本區(qū)地處佳木斯地塊的興東隆起帶的大地構(gòu)造環(huán)境相吻合。
(2)磁場特征。依據(jù)1:5萬航空磁測資料,工作區(qū)處于周圍為低負(fù)磁異常場中的高磁場范圍內(nèi),低負(fù)磁場為奧陶-寒武紀(jì)花崗巖的反眏,高磁為興東群大盤道組地層的反映,該地層具有鐵磁性物質(zhì)的高背景的特點。
該區(qū)內(nèi)含礦沉積巖建造僅有新元古-中元古界興東群大盤道組,巖石組合為石墨片巖、云母石英片巖、石英巖、大理巖等。該建造為研究區(qū)內(nèi)的主要含礦建造,所有工業(yè)石墨礦體均分布于其中。
區(qū)內(nèi)侵入巖建造主要為寒武紀(jì)的細(xì)中粒黑云母正長花崗巖花崗巖和閃長巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主,主要有北西向小八虎力河支流斷裂及西溝斷裂,其次為其次級繼承性的構(gòu)造,為層間破碎帶。主要表現(xiàn)為不同巖性的接觸帶,巖石蝕變較強,高嶺土化、褐鐵礦化發(fā)育。構(gòu)造破碎帶泥碳化現(xiàn)象較明顯,并見有構(gòu)造角礫巖。破碎帶長度幾十米到數(shù)百米不等,走向北西,傾向北東,與區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀基本一致。此外新元古-中元古界興東群大盤道組地層在本區(qū)呈北西走向北東傾的單斜構(gòu)造產(chǎn)出,地層的分布受北西向斷層控制。研究區(qū)蝕變礦化較發(fā)育,主要蝕變有硅化、粘土化、泥化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、白云母化、碳酸鹽化、高嶺土化、褐鐵礦化等。礦區(qū)內(nèi)多數(shù)巖石標(biāo)本磁化率均不高,以弱磁性為主,磁參數(shù)測定結(jié)果顯示石墨礦體磁化率略低于圍巖,約是圍巖的一半,說明石墨礦體與圍巖存在著一定的磁性差異。本區(qū)自電在空間上的分布規(guī)律是北部和西邊部較高,東部和南部較低,異常主要分布在測區(qū)東部和南部。異常均為大盤道組石墨片巖引起。電位躍變測定結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)巖(礦)石躍變電位值差異明顯,礦體比圍巖高出約6~11倍。利用石墨礦體電位躍變較圍巖明顯強烈這一特點,可以與圍巖引起的自然電場區(qū)分開來。在區(qū)內(nèi)投入自然電場法發(fā)現(xiàn)自然電位異常用以間接區(qū)分石墨礦體與圍巖具有良好的電性前提。
礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)7條晶質(zhì)石墨礦體,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體呈似層狀,礦體規(guī)模較大,控制程度較高;Ⅳ號礦體呈透鏡體狀分布,礦體規(guī)模較小,控制程度較低;Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號礦體均為單工程控制,呈透鏡體狀分布,礦體規(guī)模較小,控制程度較低?,F(xiàn)將主要礦體描述如下:Ⅰ號礦體:礦體走向318°,傾向北東,傾角48-53°。礦體呈似板狀,由槽探、鉆孔揭露和控制,礦體長1209m,控制長1007m,水平厚度1.06—14.41m,平均水平厚度6.58m,整體呈現(xiàn)為中間厚而向兩端漸薄。品位固定碳最高為12.94%。頂板:石墨片巖,底板:石墨片巖,二長花崗巖花崗巖。Ⅱ號礦體:礦體走向322°,傾向北東,傾角45-55°。礦體呈似板狀,由槽探、鉆孔揭露和控制,礦體長824m,控制長622m,水平厚度1.62—7.79m,平均厚度4.64m,地表出露199線最厚,呈現(xiàn)為中間厚而向兩端漸薄。品位固定碳最高為13.53%。頂板:石墨片巖,二長花崗巖。底板:石墨片巖。Ⅲ號礦體:礦體走向310°,傾向北東,傾角40-50°。礦體呈似板狀,由槽探、鉆孔揭露和控制,礦體長997m,控制長793m,水平厚度1.05—19.66m,平均水平厚度7.64m,地表出露207線最厚,183線最薄。品位固定碳最高:16.26%。礦體頂板:石墨片巖,二長花崗巖。底板:石墨片巖,二長花崗巖。
礦物組成主要是石墨、石英、云母類、方解石、綠泥石、透輝石和黃鐵礦,少量的石榴石、矽線石、金紅石、赤褐鐵礦和磁鐵礦。其中石墨是目的礦物,其余為脈石礦物。
石墨為礦石中可利用的有用礦物成分,呈晶質(zhì)鱗片狀,含量6—15%,最高可達(dá)30%。在石墨片巖中,石墨鱗片定向性較好,呈條帶狀分布。石墨和石英、長石、云母類、黃鐵礦等脈石礦物相嵌,和黑云母和白云母“平行”連生,和黃鐵礦緊密相嵌。石墨鱗片部分發(fā)生變形,彎曲或揉皺。少部分石墨呈包裹體狀存在,包含在脈石礦物內(nèi)。部分石墨因為風(fēng)化作用,石墨的片層間夾存脈石礦物。總之石墨鱗片結(jié)晶程度較好。
礦體賦存于新元古—中元古界興東群大盤道組變質(zhì)巖中,以多層礦體疊加產(chǎn)出,構(gòu)成規(guī)模較大的礦床。礦體主要受地層巖性控制,固定碳品位比較穩(wěn)定。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致,除分布在含石墨片巖中的礦體外,礦體與頂?shù)装鍑鷰r界面較清晰,僅在含石墨片巖中局部呈漸變過度。礦石礦物為鱗片狀和片狀,石墨具定向排列。鱗片狀、片狀結(jié)構(gòu),似條帶狀構(gòu)造。礦石自然類型比較簡單,在礦體和圍巖中均含有黃鐵礦,反映了原始沉積物均不同程度的含有有機碳質(zhì),并且處于還原環(huán)境,后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用巖石中礦物發(fā)生重結(jié)晶,進(jìn)而使生成的晶質(zhì)鱗片狀石墨富集成礦。所以本區(qū)礦床成因應(yīng)屬沉積變質(zhì)型石墨礦床。
綜上所述,礦床成因類型為沉積變質(zhì)型石墨礦床,礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于新元古—中元古界興東群大盤道組(Pt1d)地層中。礦石中所含石墨為晶質(zhì)(大鱗片)石墨,礦石自然類型為石墨片巖型,工業(yè)類型均為晶質(zhì)(大鱗片)石墨礦石。
①新元古—中元古界興東群大盤道組地層,其中石墨片麻巖、石墨片巖本身就是石墨礦體。石墨礦體通常賦存于含石墨片巖中。②通常具有相對較弱的磁性及較高的負(fù)自然電位異常,尤其是-500mv以下的自然電位異?;径及l(fā)現(xiàn)了不同規(guī)模的石墨礦體。③利用石墨本身易于鑒別的特點可做為尋找該類型礦床的直接標(biāo)志。