劉 力，陳 剛，陳彥文

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心甘肅總隊 甘肅 天水 741000)

1 成礦地質(zhì)背景

鷹咀山地區(qū)大地構(gòu)造位置處于塔里木板塊—塔里木盆地(克拉通)—敦煌地塊—敦煌基底雜巖南部，位于古亞洲成礦域—塔里木成礦省—敦煌成礦帶—多壩溝—玉門成礦亞帶上[1]，屬于大陸造山帶、地塊與區(qū)域變質(zhì)作用有關(guān)的藍晶石、紅柱石、石墨、菱鎂礦、鐵礦、銅礦成礦系列，中祁連山與古元古代區(qū)域變質(zhì)作用有關(guān)的石墨、菱鎂礦礦床成礦亞系列[2]。

2 礦床特征

2.1 成礦地質(zhì)體

鷹咀山地區(qū)的白石頭溝、梧桐溝、掉石溝、白臺溝、干溝等地均已發(fā)現(xiàn)有晶質(zhì)石墨礦體，賦存于古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組中，巖性為二云石英片巖、黑云斜長片麻巖、局部石墨斜長片麻巖、夾有大理巖、斜長角閃巖。該地層為一套斜長角閃巖—黑云斜長變粒巖建造，其原巖建造為砂泥質(zhì)—碳酸鹽巖(基性火山巖)建造，原巖碳質(zhì)較豐富，為晶質(zhì)石墨礦床的形成提供了物質(zhì)來源。

石墨礦體受沉積變質(zhì)作用控制，產(chǎn)狀與圍巖完全一致，總體上呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，具層控特征。區(qū)內(nèi)已圈定礦體42條，礦體長20～1 600m，厚度1.76 ～ 45.46m，固定碳含量 2.68% ～ 11.87%[3-4]。

賦礦巖石為石墨斜長片麻巖，灰色—灰白色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，由斜長石(45%±)、石英(30%±)、綠泥石(5%±)、石墨(15%±)、金屬礦物(5%±)等礦物組成。斜長石為粒狀，已強烈的絹云母化，呈團狀。石英為他形粒狀，綠泥石為片狀，石墨為晶質(zhì)鱗片狀。以上礦物相互摻雜，呈黑白相間的團帶狀顯定向排列。金屬礦物為土膠狀褐鐵礦零散分布于巖石之中。

2.2 成礦構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動強烈，褶皺及斷裂均較發(fā)育。紅柳峽—紅井斷裂帶是區(qū)域主要的斷裂構(gòu)造，主要由發(fā)育在古元古代的北西西向斜沖斷層組成。

從紅柳峽到榆林河沿岸，廣泛出露古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組地層，構(gòu)成敦煌復(fù)背斜的南翼。由西向東蘆草溝向形、紅柳峽南向形、紅柳峽向形、紅柳峽東向形、抱泉子南向形、科特勒烏蘇北向形、獨山子南向形、陶勒圖南向形、陶勒圖向形等向形相間分布，控制了多個礦體的形態(tài)和分布。

2.3 成礦作用

區(qū)內(nèi)地層屬于塔里木陸塊變質(zhì)域—敦煌陸塊古元古—新太古代變質(zhì)區(qū)—敦煌基底古元古—新太古代變質(zhì)地帶。經(jīng)歷了多期構(gòu)造疊加和置換，在角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用基礎(chǔ)上疊加了熱接觸變質(zhì)作用，形成了一套成層無序的變質(zhì)程度極不均一的復(fù)雜變質(zhì)巖系[5]。巖石類型復(fù)雜多樣，主要為云母片巖類、長英質(zhì)巖類、大理巖類和角閃質(zhì)巖類，尤以長英質(zhì)巖類分布較廣。長英質(zhì)巖類中富含的有機質(zhì)在長期和復(fù)雜的區(qū)域變質(zhì)作用和熱接觸變質(zhì)作用的影響下，炭質(zhì)運移富集、結(jié)晶生產(chǎn)形成鱗片狀晶質(zhì)石墨礦體。

2.4 地球物理特征

區(qū)內(nèi)系統(tǒng)地采集了各種巖礦石的物性標本130塊，并對其進行了電性參數(shù)的測量(表1)。從地表出露巖性看，工作區(qū)內(nèi)主要分布區(qū)域變質(zhì)作用形成的片麻巖及大理巖，低阻高極化石墨礦化異常主要分布在區(qū)域變質(zhì)作用形成的片麻巖中。區(qū)域內(nèi)含石墨礦石的電阻率值在1.5～2 200Ω·m、極化率值在1.12%～65.47%，呈明顯的中低阻高極化現(xiàn)象。中低阻高極化異常主要由石墨片麻巖中石墨礦化的高導(dǎo)電性及均一性引起[6]。

表1 調(diào)查區(qū)巖礦石物性參數(shù)統(tǒng)計

3 成礦模式

鷹咀山地區(qū)晶質(zhì)石墨礦成礦可分為三個階段[7](圖 1)。

(1)沉積成巖階段：鷹咀山石墨礦的區(qū)域構(gòu)造背景為古元古代—新太古代敦煌陸塊活動大陸邊緣，構(gòu)造長期活動，此環(huán)境中富集發(fā)育的生物有機質(zhì)經(jīng)分解、泥炭化并固結(jié)沉積到砂泥質(zhì)—碳酸鹽巖地層。

(2)區(qū)域變質(zhì)作用階段[8]：在南北向擠壓力應(yīng)力的持續(xù)作用下，敦煌基底隆起，沉積地層發(fā)生強烈的褶皺及斷裂構(gòu)造，地層普遍遭受區(qū)域變質(zhì)作用，使得原泥質(zhì)類巖石、碳酸鹽類巖組成礦物重結(jié)晶生長變大或生成新的礦物，并伴隨強烈片理化、碎裂化；同時原巖中的有機碳質(zhì)隨之結(jié)晶石墨化，并且沿片理、裂隙運移、富集，形成石墨礦雛形。

(3)混合巖化或熱接觸變質(zhì)階段[9]：石墨化地層在混合巖化過程中發(fā)生石墨的重結(jié)晶作用，使石墨的片徑增大。上地殼的中、酸性深源巖漿巖以巖株形式大量侵入基底地層，同時帶來大量的熱源以及對圍巖產(chǎn)生極大的壓力；受高溫、高壓的影響，圍巖基底地層產(chǎn)生熱接觸變質(zhì)作用，石墨晶體進一步重結(jié)晶生長變大，形成晶質(zhì)石墨礦床。

圖1 鷹咀山石墨礦成礦模式圖

4 找礦預(yù)測模型

4.1 預(yù)測要素分析

(1)成礦地質(zhì)體：肅北縣鷹咀山一帶晶質(zhì)石墨礦為區(qū)域變質(zhì)型礦床，石墨礦完全受地層分布控制，即成礦地質(zhì)體為古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組。

(2)控礦構(gòu)造：肅北縣鷹咀山一帶石墨礦賦存于敦煌復(fù)背斜的南翼，區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂和褶皺促使了石墨礦形態(tài)的改造，控制了多個礦體的分布。后期古生代花崗巖和閃長巖的侵入，為石墨晶體提供了熱源，促進了其進一步生長。

(3)成礦作用特征：敦煌巖群二巖組建造為砂泥質(zhì)—碳酸鹽巖(基性火山巖)建造，原巖碳質(zhì)較豐富，受到區(qū)域變質(zhì)作用，在混合巖化過程中形成了一套成層無序的變質(zhì)程度極不均一的復(fù)雜變質(zhì)巖系。長英質(zhì)巖類中富含的有機質(zhì)在長期和復(fù)雜的區(qū)域變質(zhì)作用和熱接觸變質(zhì)作用的影響下，炭質(zhì)運移富集、結(jié)晶生長形成鱗片狀晶質(zhì)石墨礦床。

4.2 預(yù)測要素分類

歸納總結(jié)區(qū)內(nèi)預(yù)測要素，并根據(jù)重要性程度將預(yù)測要素劃分為必要、重要、次要三類，形成預(yù)測要素一覽表(表2)。必要要素指在預(yù)測時必不可少的要素。重要要素在預(yù)測工作中可以據(jù)此確定預(yù)測區(qū)的具體空間范圍，預(yù)測資源量，但并不決定預(yù)測區(qū)能否存在的要素。次要要素對劃分預(yù)測區(qū)類別有一定作用，能增加預(yù)測區(qū)可信度，但不能據(jù)此估算資源量、確定空間范圍。

4.3 找礦預(yù)測模型

在分析肅北縣鷹咀山一帶晶質(zhì)石墨礦成礦地質(zhì)體(古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組)、成礦構(gòu)造(敦煌復(fù)背斜的南翼)和成礦作用(區(qū)域變質(zhì))基礎(chǔ)上，以剖面圖形式表示預(yù)測要素內(nèi)容及相關(guān)關(guān)系，重點分析預(yù)測要素，以低阻高級化率異常為該區(qū)有效的物探標志，建立了本區(qū)地質(zhì)找礦和物探綜合信息“三位一體”晶質(zhì)石墨礦找礦預(yù)測模型[10](圖2)。

表2 鷹咀山石墨礦預(yù)測要素一覽

5 結(jié)語

甘肅鷹咀山地區(qū)具有良好的石墨礦成礦地質(zhì)條件，通過分析該區(qū)成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造、成礦作用，認為區(qū)內(nèi)晶質(zhì)石墨礦成礦經(jīng)歷了沉積成巖、區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化或熱接觸變質(zhì)三個階段，總結(jié)了該區(qū)的石墨礦成礦模式，初步建立該區(qū)晶質(zhì)石墨礦“三位一體”找礦預(yù)測模型，對后期開展同類地區(qū)晶質(zhì)石墨找礦具有積極的指導(dǎo)作用，以期取得更好的找礦效果和更大的找礦成果。

圖2 鷹咀山石墨礦找礦預(yù)測模型