原標(biāo)題：中西部晶質(zhì)石墨找礦及成礦規(guī)律研究成果顯著

來(lái)源于《中國(guó)地質(zhì)調(diào)查成果快訊》

摘要：通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，在中西部地區(qū)提交晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)26處、礦產(chǎn)地7處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量10408萬(wàn)t，其中新疆奇臺(tái)縣黃羊山調(diào)查區(qū)提交預(yù)測(cè)的晶質(zhì)石墨礦物量7378萬(wàn)t，河北張家口地區(qū)預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量1953萬(wàn)t。首次系統(tǒng)劃分了全國(guó)石墨礦成礦區(qū)帶，提出佳木斯-興凱（地塊）石墨成礦帶、華北陸塊北緣中段石墨成礦帶、東準(zhǔn)噶爾地塊石墨成礦帶等9個(gè)成礦帶潛力較大；總結(jié)了石墨礦成礦條件、控礦因素，完善和建立了區(qū)域變質(zhì)型和巖漿同化混染型石墨成礦模式，實(shí)現(xiàn)了理論創(chuàng)新。

1.項(xiàng)目概況

晶質(zhì)石墨廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、航空航天、電子信息、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域，已成為高新技術(shù)領(lǐng)域中的重要礦物。《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》首次將石墨等24種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)（2018）》，將石墨納入電子核心產(chǎn)業(yè)、前沿新材料、新能源材料、太陽(yáng)能材料產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。開(kāi)展晶質(zhì)石墨等特種非金屬礦產(chǎn)調(diào)查，對(duì)保障我國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)資源安全具有重要意義。“中西部地區(qū)晶質(zhì)石墨等特種非金屬礦產(chǎn)調(diào)查”項(xiàng)目，歸屬于“大宗急缺礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查”工程，由中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心承擔(dān)。項(xiàng)目周期為2016—2018年。主要目標(biāo)任務(wù)是在新疆奇臺(tái)縣、河北張家口、陜西商洛、河南魯山、甘肅肅北、四川攀枝花、湖北大別山7個(gè)調(diào)查區(qū)開(kāi)展1∶5萬(wàn)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查，提交一批礦產(chǎn)地及找礦靶區(qū)，評(píng)價(jià)晶質(zhì)石墨等特種非金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀和找礦潛力，以實(shí)現(xiàn)中西部地區(qū)晶質(zhì)石墨等特種非金屬重大找礦突破或新發(fā)現(xiàn)。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，共完成1∶5萬(wàn)晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查5106km2，鉆探1522m，提交了預(yù)測(cè)的晶質(zhì)石墨礦物量10408萬(wàn)t，實(shí)現(xiàn)了晶質(zhì)石墨找礦突破，重塑了我國(guó)晶質(zhì)石墨資源分布格局；系統(tǒng)總結(jié)了我國(guó)石墨成礦地質(zhì)特征和成礦規(guī)律，首次系統(tǒng)劃分了全國(guó)石墨成礦區(qū)帶，完善了晶質(zhì)石墨礦成礦模式及找礦模型，實(shí)現(xiàn)了理論創(chuàng)新。

2.成果簡(jiǎn)介

（1）系統(tǒng)劃分了全國(guó)石墨成礦區(qū)帶，為資源勘查開(kāi)發(fā)布局奠定了基礎(chǔ)。以全國(guó)三級(jí)成礦區(qū)帶為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)分析石墨成礦時(shí)代、大地構(gòu)造背景、石墨含礦建造及已有石墨礦點(diǎn)分布的基礎(chǔ)上，結(jié)合本次調(diào)查評(píng)價(jià)成果，首次系統(tǒng)劃分了全國(guó)21個(gè)石墨成礦區(qū)帶，建立了與全國(guó)三級(jí)成礦區(qū)帶、省級(jí)四級(jí)成礦區(qū)帶對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出佳木斯-興凱（地塊）石墨成礦帶、華北陸塊北緣中段石墨成礦帶、準(zhǔn)噶爾地塊石墨成礦帶、膠東隆起石墨成礦帶、華北陸塊南緣-秦嶺石墨成礦帶、康滇隆起石墨成礦帶、龍門(mén)-大巴山石墨成礦帶、黃陵斷穹石墨成礦帶、湘中南-粵北坳陷中生代隱晶質(zhì)石墨成礦帶9個(gè)石墨成礦帶潛力較大，華北陸塊北緣中段、準(zhǔn)噶爾地塊成為新的晶質(zhì)石墨成礦潛力區(qū)。

（2）新疆黃羊山新發(fā)現(xiàn)4處巖漿同化混染型晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地，新增晶質(zhì)石墨礦物量7378萬(wàn)t。綜合利用1∶5萬(wàn)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、遙感、物探、槽探、鉆探等工作手段，在新疆黃羊山調(diào)查區(qū)圈定3個(gè)A類(lèi)晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)，提交了中型—超大型規(guī)模晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地4處，礦石類(lèi)型為中細(xì)粒含石墨混染花崗巖，石墨以球狀、豆?fàn)罴安灰?guī)則脈狀集合體為主嵌布于寄主巖之上（圖1），礦石類(lèi)型獨(dú)特，固定碳品位平均可達(dá)6.0%以上，新增預(yù)測(cè)的晶質(zhì)石墨礦物量7378萬(wàn)t，僅Ⅰ-1靶區(qū)①、②號(hào)石墨礦體估算晶質(zhì)石墨礦物量達(dá)7264萬(wàn)t，取得重大找礦突破，黃羊山巖漿同化混染型晶質(zhì)石墨礦的發(fā)現(xiàn)使東準(zhǔn)噶爾地塊成為我國(guó)石墨重要成礦帶。黃羊山“巖漿同化混染型”晶質(zhì)石墨礦是我國(guó)新區(qū)域、新類(lèi)型晶質(zhì)石墨找礦的重大突破，具有規(guī)模大、品位高、可選性好等特點(diǎn)。

圖1 ①號(hào)礦體地表和巖心中石墨特征（黑色部分為鱗片狀石墨集合體）

（3）河北張家口地區(qū)提交晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地2處、找礦靶區(qū)6處。本次調(diào)查在省勘查基金項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，在河北張家口調(diào)查區(qū)圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)6處、提交礦產(chǎn)地2處，提交預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量1953萬(wàn)t。項(xiàng)目成果拉動(dòng)了地方勘查基金的投入，對(duì)圈定的物探異常進(jìn)行了鉆探驗(yàn)證，所有施工鉆孔均見(jiàn)石墨礦層。張家口調(diào)查區(qū)與內(nèi)蒙古興和石墨礦同屬華北陸塊北緣中段石墨成礦帶，成因類(lèi)型屬區(qū)域變質(zhì)型，區(qū)域成礦條件良好，變質(zhì)程度高，石墨鱗片大，具有較好的開(kāi)發(fā)條件，有望形成新的石墨資源開(kāi)發(fā)基地。

張北縣義哈德石墨礦產(chǎn)地：在圈定的2個(gè)物探異常范圍內(nèi)進(jìn)行了槽探及鉆探驗(yàn)證，共圈出5條礦體，呈似層狀分布，厚度21.24~94.14m，其中K2、K4為主要礦體。K2礦體平均真厚度33.03m，固定碳含量2.50%~14.05%，平均4.17%；K4礦體平均真厚度21.14m，固定碳含量2.50%~7.10%，平均4.45%。石墨片徑+100目（0.147mm）占65%，屬于大鱗片石墨。預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量661萬(wàn)t，固定碳平均品位4.40%。

康�？h后大興德石墨礦產(chǎn)地：圈定了3個(gè)石墨礦體。K1由TC4、TC05、ZK400-1三個(gè)工程控制；K2由TC3、TC03、TC07、ZK380-1四個(gè)工程控制；K3由TC05、TC08、TC10、ZK200-1四個(gè)工程控制。K1、K2、K3礦體長(zhǎng)分別為1670m、1730m、2270m，平均厚度分別為11.32m、17.50m、12.07m，3個(gè)礦體總平均固定碳含量3.01%，礦石類(lèi)型主要為變粒巖型（圖2），少量為大理巖型。石墨片徑大于0.3mm(+50目)者占36%~59%，0.3~0.18mm(50~80目)者占16%~30%，0.15~0.18mm(80~100目)者占5%~12%，小于0.15mm（-100目）者折合占石墨鱗片的5%~12%。屬大鱗片石墨礦，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量123萬(wàn)t。

圖2 石墨透輝二長(zhǎng)變粒巖型礦石

A—礦石標(biāo)本；B—石墨透輝二長(zhǎng)變粒巖薄片。Pl—斜長(zhǎng)石；Gr—石墨；Di—透輝石

（4）華北陸塊南緣-秦嶺、康滇隆起、中祁連隆起、桐柏-大別山石墨成礦帶等調(diào)查區(qū)提交晶質(zhì)石墨礦物量1077萬(wàn)t。

華北陸塊南緣-秦嶺石墨成礦帶：圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)6處，礦產(chǎn)地1處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量555萬(wàn)t，其中在陜西商洛沙河子-巒莊圈定找礦靶區(qū)3處、礦產(chǎn)地1處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量390萬(wàn)t，在陜西丹鳳清水溝-塔兒坪提交礦產(chǎn)地1處，共圈定晶質(zhì)石墨礦體11個(gè)，礦床平均品位6.25%，礦石類(lèi)型以石墨大理巖型為主，次為石墨片麻巖型（圖3），片度大于100目者占到87.70%，屬大鱗片石墨礦，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量111萬(wàn)t。在河南省魯山縣調(diào)查區(qū)圈定找礦靶區(qū)3處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量約165萬(wàn)t。

圖3 石墨大理巖、石墨片麻巖

A—石墨大理巖；B—石墨大理巖薄片；C—石墨片麻巖；D—石墨片麻巖薄片Gr—石墨；Cal —方解石；Ser—絹云母；Lm—褐鐵礦；Hem —赤鐵礦

康滇隆起石墨成礦帶四川攀枝花調(diào)查區(qū)：圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)3處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量123萬(wàn)t。仁和區(qū)三大灣石墨礦找礦靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)了4條石墨礦體，平均固定碳含量為3.68%，石墨片徑2.7~7.0um，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量40萬(wàn)t，仁和區(qū)天寶山石墨礦找礦靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)3條石墨礦體，固定碳平均品位7.01%，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量59萬(wàn)t；仁和區(qū)阿喇村石墨礦找礦靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)2條石墨礦體，石墨片徑+100目以上占88%~98%，片徑均較大，質(zhì)量較好，礦石平均品位6.83%，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量為24萬(wàn)t。

中祁連石墨成礦帶甘肅肅北調(diào)查區(qū)：共圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)3處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量345萬(wàn)t。肅北縣掉石溝找礦靶區(qū)圈定了12條礦體，平均固定碳含量4.09%，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量114萬(wàn)t；肅北縣白臺(tái)溝找礦靶區(qū)圈定了10條石墨礦體，平均固定碳含量3.81%，片徑大于100目的占22%~69%，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量112萬(wàn)t；肅北縣干溝找礦靶區(qū)圈定了5條石墨礦化體，平均固定碳含量3.82%，石墨片徑大于100目的占24%~47%，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量89萬(wàn)t。

桐柏—大別石墨成礦帶的湖北大別山西段調(diào)查區(qū)：圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)5處，預(yù)測(cè)晶質(zhì)石墨礦物量53萬(wàn)t。

（5）建立了區(qū)域變質(zhì)型石墨礦成礦模式和巖漿同化混染型晶質(zhì)石墨礦成礦模式。

區(qū)域變質(zhì)型石墨成礦模式經(jīng)歷了沉積成巖、區(qū)域變質(zhì)和混合巖化3個(gè)階段（圖4）。①沉積成巖階段：中太古代至元古宙在相對(duì)穩(wěn)定的濱海-淺海環(huán)境中，原生生物大量繁衍，為原巖沉積提供了碳質(zhì)來(lái)源，沉積了泥沙質(zhì)、半黏土質(zhì)、黏土質(zhì)及含有機(jī)碳的泥灰質(zhì)、富鎂碳酸鹽建造。②區(qū)域變質(zhì)作用階段：含有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物質(zhì)的泥沙質(zhì)沉積巖，在變質(zhì)作用過(guò)程中，巖石中的有機(jī)物質(zhì)遭受一系列的分解反應(yīng)，含炭質(zhì)黏土巖沉積建造經(jīng)過(guò)中高級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用的改造，在強(qiáng)烈的熱力和定向壓力下形成基底褶皺構(gòu)造，使富炭質(zhì)黏土巖沉積建造產(chǎn)生分解形成石墨，達(dá)到角閃巖相—麻粒巖相，重結(jié)晶和片理化使鱗片狀石墨礦產(chǎn)生并富集，形成工業(yè)礦體。③混合巖化的重結(jié)晶作用，使部分炭質(zhì)遷移，形成石墨脈（脈內(nèi)石墨鱗片片徑較大），重熔作用產(chǎn)生的長(zhǎng)英質(zhì)脈體注入石墨片麻巖之片麻理中，引起近脈壁兩旁石墨鱗片粗化。

圖4 區(qū)域變質(zhì)型石墨礦成礦模式

巖漿同化混染型石墨礦主要形成于晚石炭世，含礦地質(zhì)體為晚石炭世侵位的黃羊山復(fù)式堿性花崗巖體（300~313Ma），晚石炭世卡拉麥里一帶處于陸內(nèi)伸展階段，黃羊山復(fù)式堿性花崗巖漿上侵到石炭系姜巴斯套組含碳地層后，在相對(duì)封閉的環(huán)境中與含炭地層發(fā)生同化混染，導(dǎo)致炭質(zhì)重結(jié)晶形成了成因獨(dú)特的以豆?fàn)�、球狀、球斑狀等�?gòu)造為主的晶質(zhì)石墨礦。

（6）拉動(dòng)了地方勘查基金投入，成果轉(zhuǎn)化良好。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，提高了調(diào)查區(qū)地質(zhì)工作程度，拉動(dòng)地方設(shè)立石墨預(yù)查、普查項(xiàng)目8個(gè)，累計(jì)帶動(dòng)了地方財(cái)政投入2964.44萬(wàn)元（表1），有望取得新的找礦突破。

表1 拉動(dòng)地方財(cái)政及商業(yè)性勘查投入情況

3.成果意義

通過(guò)調(diào)查評(píng)價(jià)，查明了中西部地區(qū)晶質(zhì)石墨資源潛力，圈定了一批晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)和礦產(chǎn)地，提交預(yù)測(cè)的晶質(zhì)石墨礦物量1.04億t，實(shí)現(xiàn)了晶質(zhì)石墨重大找礦突破，在新疆黃羊山和河北張家口有望形成2處大型石墨資源基地。建立了“遙感-地質(zhì)-物探-探槽-鉆探-巖礦測(cè)試”綜合調(diào)查技術(shù)方法體系，應(yīng)用該方法體系在新疆黃羊山發(fā)現(xiàn)了“巖漿同化混染型”超大型晶質(zhì)石墨礦，實(shí)現(xiàn)了找礦技術(shù)方法創(chuàng)新，開(kāi)辟了晶質(zhì)石墨找礦新類(lèi)型、新領(lǐng)域。首次系統(tǒng)劃分了全國(guó)21個(gè)石墨礦成礦區(qū)帶，結(jié)合本項(xiàng)目調(diào)查成果，華北陸塊北緣中段石墨成礦帶，東噶爾石墨成礦帶成為新的石墨礦集區(qū)，資源潛力巨大�？偨Y(jié)了石墨礦成礦條件、控礦因素，完善和建立了區(qū)域變質(zhì)型和巖漿同化混染型石墨成礦模式和找礦模型，實(shí)現(xiàn)了理論創(chuàng)新。項(xiàng)目實(shí)施拉動(dòng)地方勘查投入，為下一步的工作奠定了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了成果的有效轉(zhuǎn)化。

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì) 高樹(shù)學(xué) 顏玲亞 劉艷飛，中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心 陳正國(guó)供稿）