田騰飛，齊新國

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河北總隊，河北 保定 071051）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

成礦區(qū)位于內(nèi)蒙—大興安嶺地槽褶皺系和中朝準地臺兩個Ⅰ級大地構(gòu)造單元分界線南側(cè)，Ⅱ級構(gòu)造單元主體屬內(nèi)蒙地軸，康?！獓鷪鰯嗔褞С蔈W向從工作區(qū)北側(cè)通過。區(qū)內(nèi)出露的基巖主要為新太古代中深變質(zhì)的紅旗營子巖群及古元古代淺變質(zhì)的化德巖群，局部地段有中生界侏羅系陸相火山沉積建造不整合覆蓋在變質(zhì)基底之上。新生界第四系覆蓋較厚且遍布全區(qū)，主要為殘坡積物、沖洪積物和風積物。區(qū)內(nèi)地(巖)層經(jīng)歷了不同構(gòu)造期次的變形改造，褶皺、斷裂均較發(fā)育，形成了復雜的構(gòu)造格局。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，發(fā)育有古元古代、中元古代、二疊世及侏羅世侵入巖，區(qū)域地質(zhì)成礦條件良好。

2 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)主要出露新太古代紅旗營子巖群東井子巖組第一巖段、化德巖群戈家營組及三夏天組、新生代第四系。斷裂及韌性剪切帶發(fā)育，淺變質(zhì)石墨礦賦存于化德巖群三夏天組與后期花崗巖侵入體接觸帶附近(圖1)。

圖1 石墨礦區(qū)地質(zhì)簡圖

2.1 地層

(1) 東井子巖組第一巖段(Ar3d1)：巖石組合以二長淺粒巖為主，部分鉀長淺粒巖和斜長淺粒巖，夾有黑云斜長(二長)變粒巖、含石墨黑云斜長變粒巖、含石墨淺粒巖。其中含有大小不等形態(tài)各異的變質(zhì)花崗巖脈、變質(zhì)花崗偉晶巖脈。該層是區(qū)內(nèi)大鱗片石墨礦的賦存層位。

(2) 古元古代化德群：為一套經(jīng)歷了綠片巖相區(qū)域變形變質(zhì)的鈣硅酸巖—碳酸鹽巖—陸源砂泥質(zhì)碎屑巖系。主要由石英巖、二云石英片巖、石墨石英巖、石墨石英片巖組成。受后期侵入巖體影響，多呈大小不等的捕虜體狀產(chǎn)出。根據(jù)巖石組合特征劃分為戈家營組和三夏天組。

戈家營組(Pt1g)：以透輝斜長變粒巖、斜長(透閃)透輝巖為主夾石英巖、石英片巖、淺粒巖及大理巖。

三夏天組(Pt1s)：主要為二云石英片巖夾石英巖、石墨石英片巖、石墨石英巖。其原巖建造以泥質(zhì)碎屑巖建造為主，變質(zhì)石英巖中見波痕，而片巖中可見變余礫狀結(jié)構(gòu)，顯示了潮坪環(huán)境沉積特征，為淺變質(zhì)微晶石墨含礦地層。

(3) 新生代第四系：區(qū)內(nèi)第四紀堆積物遍布于全區(qū)，有更新世赤城組、遷安組、馬蘭組及全新世坡洪積、湖沼積、沖積及風積物等，與下伏地層不整合接觸。

2.2 構(gòu)造

本區(qū)位于深大斷裂南側(cè)，華北陸塊北緣隆起帶，為太古代晚期中深強烈褶皺—線形構(gòu)造發(fā)育區(qū)，并經(jīng)多期構(gòu)造變形改造，為成礦提供良好的應(yīng)力及封閉環(huán)境。

2.2.1 褶皺

復式向斜：核部位于北部長約25km，寬約5km，軸跡50～70°，由于第四系覆蓋及后期巖體侵吞，出露不完整。核部為三夏天組二云石英片巖、石英巖，兩翼由戈家營組鈣硅酸鹽巖組成。兩翼片理走向50～70°，傾向相背，傾角相近，一般為50～60°，軸面產(chǎn)狀近直立。

次級背斜：展布于東北部，長約4.0km，寬約1.5km，核部為三夏天組下部石英巖，兩翼由三夏天組中上部二云石英片巖組成，兩翼傾向相背，傾角相近。

2.2.2 華力西期韌性剪切帶

該期韌性剪切帶主要形成于綠片巖相環(huán)境。波及早二疊世及以前地質(zhì)體，以規(guī)模大、縱向變形強度不均勻、具較明顯邊界為特征。主要見于北部，走向北東，以傾向北西為主，長約幾公里至十幾公里，寬十幾米至百余米。構(gòu)造巖以花崗初糜棱巖、長英質(zhì)糜棱巖、石英絹云千枚巖、糜棱巖化花崗質(zhì)巖為主。變形帶內(nèi)剪切構(gòu)造形跡十分清楚，常見S-C構(gòu)造及不對稱旋轉(zhuǎn)碎斑、壓力影、核幔構(gòu)造、石英波狀帶狀消光等。宏微觀剪切指向標志顯示運動方向為由北向南的左旋推覆。面理構(gòu)造以糜棱面理為主，線理構(gòu)造為長英質(zhì)拉長定向形成的拉伸線理。

2.2.3 斷裂

(1) 大斷裂。

康?！獓鷪錾顢嗔?，它包括韌性剪切帶、斷裂破碎帶等線性構(gòu)造，由1條主斷裂和其旁側(cè)的韌性變形帶組成，多數(shù)地段邊界不明顯，斷續(xù)出露長達38km，寬300～1 000m，走向55～75°，總體傾向北西，傾角50～60°早期以韌性—脆韌性變形為主，晚期表現(xiàn)為張性破碎。

(2) 一般斷裂。

斷裂構(gòu)造是本區(qū)的主要構(gòu)造形跡，大部分屬脆性斷裂范疇，少數(shù)為脆—韌性斷裂。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖體沿康?！獓鷪鰯嗔褞Х植?，主要有中古元古代變質(zhì)中細粒二長花崗巖及早二疊世中細花崗閃長巖、中細粒黑云二長花崗巖等。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體分別較廣，規(guī)模較大，呈層狀、似層狀分布，產(chǎn)狀與地層一致。受巖漿活動影響，多呈大小不等的捕虜體狀分布于巖漿巖體之上，礦體規(guī)模取決于地形變化及三夏天巖組捕虜體大小。礦體特征見表1。

表1 礦體特征

3.2 礦石類型及質(zhì)量特征

3.2.1 按巖性劃分礦石類型

(1) 石墨石英巖型：巖石呈深灰色，細粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由石英(70%～85%)、長石(2%～4%)、石墨(10%～15%)、黑云母(1%～3%)和白云母(2%～5%)組成。石英呈他形粒狀，粒徑0.05～0.5mm，石英顆粒大小較為均勻，內(nèi)部多有石墨包體，石英顆粒間呈鋸齒狀接觸；長石呈他形粒狀，粒徑0.1～0.5mm；石墨多呈粒狀或片狀，片徑一般為0.01～0.05mm，少數(shù)為0.05～0.1mm，個別為0.1～0.3mm，多數(shù)呈集合體分布，多分布于石英顆粒內(nèi)部或填隙于石英顆粒之間，沿長軸方向顯弱定向性；黑云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.2mm；白云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.4mm。詳見圖2。

圖2 石墨石英巖野外(a)及鏡下(b)特征

(2) 石墨石英片巖型：巖石呈灰白色，細粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。巖石主要由石英(6 5%～70%)、長石(8%～10%)、白云母(5%～15%)、黑云母(5%～15%)、石墨(5%～15%)組成。石英呈他形粒狀，粒徑0.05～0.5mm，石英顆粒大小較為均勻，內(nèi)部多有石墨包體，石英顆粒間呈鋸齒狀接觸；長石呈他形粒狀，粒徑0.1～0.5mm；石墨多呈粒狀或片狀，片徑一般為0.01～0.05mm，少數(shù)為0.05～0.1mm，個別為0.1～0.3mm，多數(shù)呈集合體分布，多分布于石英顆粒內(nèi)部或填隙于石英顆粒之間，沿長軸方向顯弱定向性；黑云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.2mm；白云母呈半自形片狀，片徑0.1～0.4mm。詳見圖3。

圖3 石墨二云石英片巖野外(a)及鏡下(b)特征

3.2.2 按變質(zhì)程度及結(jié)構(gòu)劃分礦石類型

該區(qū)為淺變質(zhì)巖型微晶石墨礦。

3.2.3 礦石質(zhì)量

固定碳含量平均品位一般在3%～4%，單樣固定碳含量最高為5.15%，最低為2.51%，礦石質(zhì)量較好，石墨粒度分布統(tǒng)計結(jié)果見表2。

根據(jù)光片鑒定結(jié)果統(tǒng)計，石墨原始片度各級比例為：＞0.15mm(＜100目)者折合占石墨鱗片的1%、0.08～0.15mm(200～100目)者折合占石墨鱗片的3.5%、0.03～0.08mm(400～200目)者折合占石墨鱗片的17%、0.01～0.03mm(500目±)者折合占石墨鱗片的78.5%。礦石鱗片較小，多呈土狀。

表2 小鱗片石墨粒度分布頻率統(tǒng)計結(jié)果(%)

4 成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區(qū)為淺變質(zhì)巖型微晶石墨礦，介于晶質(zhì)石墨與土狀石墨之間的過渡類型，形成過程主要與沉積相、變質(zhì)作用、溫度、壓力等因素有關(guān)。

化德巖群三夏天巖組建造以泥質(zhì)碎屑巖建造為主，為潮坪環(huán)境沉積特征，原生有機碳與無機碳酸鹽沉積富集，并在一定條件下形成黑色巖系沉積體，其中黑色巖系提供了碳質(zhì)來源；區(qū)內(nèi)呂梁運動導致構(gòu)造變形，產(chǎn)生了片理，形成大量構(gòu)造巖片和一系列褶皺，提供了良好的溫壓環(huán)境，無定形碳快速轉(zhuǎn)變成石墨核晶體，區(qū)域變質(zhì)作用是石墨礦形成的最主要因素；伴隨后期不同期次的巖漿活動，大量花崗巖侵入使化德群三夏天巖組在其內(nèi)呈孤島狀、殘留頂蓋狀產(chǎn)出，致使部分泥質(zhì)巖石在區(qū)域變質(zhì)的基礎(chǔ)上，又疊加了熱液接觸變質(zhì)作用，巖漿活動為成礦提供了適宜的溫壓環(huán)境(早二疊世東五福堂新村單元巖漿溫壓環(huán)境最適宜成礦)，有利于晶體的進一步的生長。但是該區(qū)域變質(zhì)程度相對較低，石墨礦只經(jīng)歷了短時間的晶體生長過程，無機碳參與較少，形成淺變質(zhì)微晶石墨礦，石墨鱗片相對較小。

4.2 找礦標志

(1) 古元古代化德群三夏天組含石墨石英巖、含石墨石英片巖是標志層。

(2) 呂梁運動導致構(gòu)造變形，產(chǎn)生了片理，形成大量構(gòu)造巖片和一系列褶皺，為成礦提供了良好的溫壓環(huán)境。