劉 力，陳彥文

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

石墨是一種特殊的非金屬材料，具有耐高溫性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、潤(rùn)滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、可塑性、抗熱震性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、耐火、電器電子、環(huán)保、航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域[1]。甘肅處于華北、揚(yáng)子和塔里木三大構(gòu)造域的交匯部位，在漫長(zhǎng)的地史演化過(guò)程中，具有多樣的沉積環(huán)境、廣泛的巖漿活動(dòng)和復(fù)雜的變質(zhì)作用[2]，為晶質(zhì)石墨礦提供了良好的成礦條件。開(kāi)展甘肅晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)資源分布特征研究，對(duì)摸清全省晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)資源基本情況，科學(xué)規(guī)劃部署勘查工作具有指導(dǎo)意義。

1 礦產(chǎn)分布特征

截止2019 年底，甘肅省共發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地11 處，其中大型晶質(zhì)石墨礦床1 處；小型4處；礦點(diǎn)6 處。累計(jì)查明晶質(zhì)石墨(礦物)資源量237.82 萬(wàn)t，以大型為主，占累計(jì)查明(礦物)資源量的99.49%；小型約占0.51%(表1)。

從地理分布看，武威市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地1 處(大型礦床)，查明晶質(zhì)石墨(礦物)資源儲(chǔ)量236.60 萬(wàn)t，占全省查明資源儲(chǔ)量的99.49%。酒泉市發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)礦產(chǎn)地7處，查明晶質(zhì)石墨(礦物)資源儲(chǔ)量0.95萬(wàn)t，分布在瓜州水溝子一帶，占0.40%。張掖市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2 處，查明晶質(zhì)石墨(礦物)資源儲(chǔ)量0.28 萬(wàn)t，分布在臨澤縣榆樹(shù)河和穿心河，占0.12%。天水市發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地1 處(礦點(diǎn))，分布在麥積區(qū)花廟一帶(圖1)。

2 成礦地質(zhì)條件

石墨礦根據(jù)成因可分為區(qū)域變質(zhì)型、接觸變質(zhì)型和巖漿熱液型[3]。區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床主要形成于前寒武紀(jì)古陸內(nèi)部相對(duì)穩(wěn)定的陸核區(qū)[4]，常產(chǎn)出于古老的地層中。區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床必須有兩個(gè)條件：一是地層沉積時(shí)含有有機(jī)質(zhì)；二是沉積地層發(fā)生較為強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用[5]。在區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中，原巖中的有機(jī)質(zhì)在還原條件下發(fā)生脫氧、脫氫反應(yīng)，由于持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)變質(zhì)作用，石墨結(jié)晶呈鱗片狀。這類(lèi)礦床往往常見(jiàn)混合巖化作用，主要表現(xiàn)為重結(jié)晶和交代現(xiàn)象[6]。

甘肅省晶質(zhì)石墨礦床成因均為區(qū)域變質(zhì)型，有7 個(gè)賦礦地層(表1)，其中主要賦礦地層為中太古代龍首山巖群，為斜長(zhǎng)角閃巖—黑云母變粒巖—鎂質(zhì)大理巖變質(zhì)建造，沉積構(gòu)造環(huán)境為活動(dòng)的陸緣淺海環(huán)境；中元古代待建紀(jì)大豁落山組，為白云質(zhì)大理巖變質(zhì)建造，沉積構(gòu)造環(huán)境為被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境；中元古代薊縣紀(jì)墩子溝群，大理巖變質(zhì)建造，沉積構(gòu)造環(huán)境為被動(dòng)大陸邊緣濱淺海環(huán)境；古元古代敦煌巖群，為斜長(zhǎng)角閃巖—黑云斜長(zhǎng)片麻巖—變粒巖—二云母片巖—大理巖變質(zhì)建造，沉積構(gòu)造環(huán)境為活動(dòng)大陸邊緣島弧構(gòu)造環(huán)境。

表1 甘肅省石墨礦床（點(diǎn)）特征簡(jiǎn)表

3 時(shí)空分布規(guī)律

3.1 時(shí)間分布規(guī)律

甘肅晶質(zhì)石墨礦礦床產(chǎn)出的地層時(shí)代較多，有中太古代、古元古代、中元古代長(zhǎng)城紀(jì)、中元古代薊縣紀(jì)、中元古代待建紀(jì)及寒武紀(jì)。其中中太古代成型礦床1 處(大型)；中元古代成型礦床4 處(小型)；其他時(shí)代無(wú)成型礦床(表2)。

表2 甘肅晶質(zhì)石墨礦按時(shí)代統(tǒng)計(jì)排序表 (單位：處)

3.2 空間分布規(guī)律

從甘肅省Ⅲ級(jí)大地構(gòu)造單元位置上看[7]，晶質(zhì)石墨礦礦床主要分布于敦煌地塊、龍首山—雅布賴山地塊，次為馬鬃山弧盆系、中祁連巖漿弧、北秦嶺弧溝系，礦床規(guī)模時(shí)空分布特征見(jiàn)表3。

從IV 級(jí)礦帶看[8]，甘肅境內(nèi)43 個(gè)IV 級(jí)礦帶中有6 個(gè)成礦帶有晶質(zhì)石墨礦顯示(表4)。各IV 級(jí)成礦帶以查明晶質(zhì)石墨(礦物)資源儲(chǔ)量為主線，排序?yàn)楸贝笊健骷t山→方山口—鷹嘴紅山→龍首山。以預(yù)測(cè)的資源量為主線，排序?yàn)槎鄩螠稀耖T(mén)→北大山—西紅山→武山—天水→方山口—鷹嘴紅山→龍首山→別蓋—硫磺山。

4 成礦遠(yuǎn)景

據(jù)甘肅礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)(2012)成礦單元?jiǎng)澐址桨福з|(zhì)石墨礦主要成礦單元包括4 個(gè)Ⅲ類(lèi)成礦帶、6 個(gè)IV 類(lèi)成礦帶。結(jié)合近年找礦工作進(jìn)展，提出了2 個(gè)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)，分別為鷹咀山晶質(zhì)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Gph-1、B 類(lèi))、唐家鄂博山晶質(zhì)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Gph-2、A 類(lèi))。

表3 甘肅省晶質(zhì)石墨礦礦床規(guī)模時(shí)空分布表

表4 甘肅省Ⅳ級(jí)成礦帶晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地統(tǒng)計(jì)一覽表

4.1 鷹咀山晶質(zhì)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Gph-1)

該區(qū)地處塔里木板塊—塔里木盆地(克拉通)—敦煌地塊—敦煌基底雜巖，已發(fā)現(xiàn)白石頭溝、掉石溝、白臺(tái)溝3 個(gè)礦點(diǎn)[9]，含礦層為古元古代—新太古代敦煌巖群二巖組(Ar3Pt1D2)，為一套斜長(zhǎng)角閃巖—黑云斜長(zhǎng)變粒巖建造。巖性主要為斜長(zhǎng)角閃巖、片麻巖夾偉晶巖、石英巖，厚度8 423m。

該含礦層廣泛分布于鷹咀山地區(qū)，從東側(cè)的石包城始，向西至三個(gè)泉。近東西走向長(zhǎng)約100km。其間褶皺復(fù)雜，斷裂發(fā)育，局部有不同期次巖漿巖侵入。為石墨的成礦提供了良好的地質(zhì)條件。已發(fā)現(xiàn)的3 個(gè)石墨礦點(diǎn)，均圈定了工業(yè)礦體，預(yù)測(cè)334？資源量(礦物)517.29萬(wàn)t。因此該區(qū)具有較好的資源潛力。

4.2 唐家鄂博山晶質(zhì)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Gph-2)

該區(qū)地處柴達(dá)木—華北板塊—阿拉善微陸塊—龍首山—雅布賴山地塊—迭布斯格—阿拉善右旗陸緣巖漿弧，已發(fā)現(xiàn)唐家鄂博山大型石墨礦礦床[10]，含礦層為中太古代龍首山巖群，為一套斜長(zhǎng)角山巖—黑云母變粒巖—鎂質(zhì)大理巖變質(zhì)建造，巖性主要為石英巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、白云巖、二云石英片巖、含石墨蝕變大理巖、斜長(zhǎng)角閃巖等，厚度＞4 019m。

該含礦層地表呈橢圓狀出露，東西長(zhǎng)約18km，南北寬約8km，局部二疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖侵入。已發(fā)現(xiàn)的唐家鄂博山大型石墨礦床，查明(礦物)資源量236.60 萬(wàn)t，預(yù)測(cè)(礦物)資源量42.60 萬(wàn)t。因此該區(qū)具有一定的規(guī)模和潛在價(jià)值。

5 結(jié)論

(1)甘肅省已發(fā)現(xiàn)的11 個(gè)晶質(zhì)石墨礦床(點(diǎn))的成因類(lèi)型均為區(qū)域變質(zhì)型。

(2)晶質(zhì)石墨礦床(點(diǎn))的主要成礦時(shí)代為中太古代，空間上主要處于龍首山—雅布賴山地塊、敦煌地塊。

(3)依據(jù)晶質(zhì)石墨礦的成礦條件、時(shí)空分布特征和找礦潛力等劃分出鷹咀山、唐家鄂博山2 個(gè)晶質(zhì)石墨礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)，可作為今后晶質(zhì)石墨礦勘查開(kāi)發(fā)部署的依據(jù)。