發布時間：2020-05-26所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:四川省中壩晶質石墨礦床位于康滇地軸中段西緣，是我國重要的晶質石墨礦床之一。通過野外地質特征調查和礦物特征梳理，結合含石墨變質巖系的地球化學特征分析可知，中壩石墨礦床主要賦存在前震旦紀會理群大田組變質巖層中。礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀產
摘要:四川省中壩晶質石墨礦床位于康滇地軸中段西緣，是我國重要的晶質石墨礦床之一。通過野外地質特征調查和礦物特征梳理，結合含石墨變質巖系的地球化學特征分析可知，中壩石墨礦床主要賦存在前震旦紀會理群大田組變質巖層中。礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀產出，主要含礦巖石為白云母石英片巖。礦石平均固定碳含量12.19%;石墨礦物多呈鱗片狀，其中大鱗片石墨(>0.15mm，或>100目)占67%，中小鱗片石墨(<0.15mm，或<100目)占33%;含石墨變質巖系中的SiO2含量很高，CaO和燒失量含量一般，微量元素分析表明中高場強元素變化范圍較小，Ni/Co值為15.92～41.04，顯示出極度貧氧-厭氧環境。∑REE含量偏高，REE的分異程度高，輕稀土較重稀土富集，Eu和Ce負異常明顯。石墨的δ13C值分布范圍為-27.64%～-28.44%之間，平均為-28.14%，表明石墨為有機碳成因。綜合推測中壩晶質石墨礦床為有機成因的區域變質型晶質石墨礦床。
關鍵詞:四川中壩;晶質石墨礦;地球化學特征;礦床成因
0引言
中壩晶質石墨礦床位于四川省攀枝花市仁和區中壩鄉，扎壁至石窩鋪一帶，大地構造位于上揚子陸塊之康滇地軸中段西緣。據《全國礦產資源儲量通報(2015年)》，四川省晶質石墨礦儲量位居全國第三[1]。中壩晶質石墨礦床是我國重要的晶質石墨礦床之一，累計探明礦物儲量約1555萬t，但礦床地質特征及其成因研究不足[2-5]。1985年中壩晶質石墨礦區開展了普查工作，1987年進行了詳查，1991年該區建成石墨采選廠。近年來，四川省地質礦產局進行了新一輪的普查和詳查工作，查明的晶質石墨礦物儲量屬大型礦床。本文通過野外地質調查、室內巖礦鑒定和相關資料的分析，闡述了中壩晶質石墨礦床的地質、地球化學特征和礦床成因類型。確認中壩晶質石墨礦床屬典型的有機成因的區域變質型晶質石墨礦床。
1礦區地質背景
中壩晶質石墨礦床產于大田背斜西翼，納拉箐斷裂南段東側，含礦地層屬新元古代會理群大田組，礦化體呈殘留體分布于混合花崗巖中。礦區出露前震旦紀會理群大田組上段的深變質巖系，以及第三紀昔格達組和第四紀殘坡積物。礦區內巖漿巖主要有斜長角閃巖和脈巖類。礦區內變質作用強烈，主要分布前震旦紀會理群大田組片巖等[4]。
1.1地層
1.1.1大田組
礦區大田組頂板和底板均為混合花崗巖，中部為含礦巖層。
(1)頂板和底板混合花崗巖。頂板混合花崗巖主要分布于礦區南緣，主要由黑云母二長混合花崗巖和黑云母混合花崗巖類組成，呈中細粒花崗變晶結構、它形粒狀鑲嵌變晶結構和蝕變交代變晶結構，塊狀構造，少量為片麻狀構造。頂板混合花崗巖與下伏含礦地層局部地帶出現穿插和吞蝕現象，沒有明顯的侵入接觸關系，但總體走向與含礦巖系一致;底板混合花崗巖分布于礦區北緣，主要有斜長混合花崗巖、二長混合花崗巖和黑云母混合花崗巖。其與含礦巖層接觸產狀與含礦巖層產狀基本一致，局部有吞蝕現象。
(2)中部含礦巖層。含礦巖層為一套中深變質巖層，單斜層構造，傾向南東，傾角65°～80°，走向長約2600m，寬125～1086m，面積約2km2。根據巖石組合及石墨含量的不同，分為上部、中部和下部。上部:與混合花崗巖直接接觸，與下伏地層呈整合接觸，厚度12～240m，主要由云母石英片巖和云母斜長片巖組成，石墨礦化較弱，僅形成小的石墨透鏡體，礦體分散，連續性差;中部:以含石墨白云母石英片巖為主，石墨礦化較強，礦體呈層狀、似層狀產出，連續性較好，為該礦區主要的含礦層，與下伏地層呈整合接觸關系，厚90～357m;下部:以二云母片巖和二云母石英片巖為主，石墨含量較低，形成石墨透鏡體和薄層狀石墨[4]。礦體總體連續性較差，較分散，主要靠近中上部分布，可能與原巖的碳質不穩定間歇沉積作用有關[6-9]。
1.1.2昔格達組
昔格達組分布于礦區南段，主要由灰白色砂礫巖、細砂巖和粉砂巖組成，巖石中礫石發育，礫石主要成分為石英、含石墨白云母石英片巖和云母石英片巖等。昔格達組與大田組混合花崗巖呈角度不整合接觸，接觸界面波狀彎曲，底礫巖發育。
1.1.3第四系
礦區內第四系廣泛分布于山脊、山坡和沖溝地帶，覆蓋面積大。主要為山麓堆積、殘坡積和沖洪積物，形成亂石堆、碎石沙土和黏土等。
1.2構造
礦區出露大田背斜的西翼，為一單斜構造，傾向南東，傾角65°～80°，走向長約2600m，厚59.3～712.40m。巖層為會理群大田組上段的云母石英片巖和變粒巖，呈殘留體分布于混合花崗巖中。區內斷層有以擠壓為特征的北東—南西向斷層和以先擠壓后拉伸為特征的北西—南東向斷層[4]。
1.3巖漿巖
礦區巖漿巖的存在對石墨的進一步結晶起到促進作用。礦區分布斜長角閃巖和脈巖類。斜長角閃巖分布于礦區北端，呈不規則的大型透鏡體出露于地表，與含礦巖體呈侵入接觸關系，呈淺綠色到暗綠色，細粒柱狀變晶結構，條紋狀構造;礦區出露的脈巖有花崗質巖脈、輝綠巖脈、輝綠輝長巖脈、輝綠玢巖及石英脈等。
1.4變質巖
礦區出露的地層主要是早元古代一套低綠片巖相區域動力變質巖系會理群大田組，具鱗片粒狀變晶結構，片狀構造，變質礦物有紅柱石、矽線石、鐵鋁榴石、石墨等;礦區內動力變質作用明顯，可直接見到斷層破碎帶及其兩側巖石的變形、碎裂、破劈理等，斷層角礫巖、糜棱巖、碎裂巖等為動力變質巖類的主要巖石，次為新生礦物的生成，如新生石英、褐鐵礦透鏡體、石墨炭化等現象。
2礦床地質特征
中壩晶質石墨礦床產在前震旦紀會理群大田組變質巖系中，礦體相互平行重疊產出，呈層狀、似層狀和透鏡狀，其產狀與含礦巖系一致(圖1)。經野外觀察和室內巖礦鑒定，確認含礦巖石類型主要為含石墨白云母石英片巖，次為含石墨二云母石英片巖和含石墨石英片巖。
2.1礦體特征
石墨礦床分東、西兩段。東礦段礦體走向北東60°，傾向南東，傾角70°～85°，其地表傾角較緩，深部較陡;西礦段礦體走向北東50°，傾向南東，傾角60°～75°，近地表傾角較陡，深部較緩。礦體向北東和南西方向延伸并逐漸被混合花崗巖吞蝕，呈隱伏礦體或自然尖滅(圖2)。礦體頂、底板雖然屬含石墨白云母石英片巖和含石墨二云母石英片巖，但石墨品位低，達不到工業要求。礦體內存在巖性與礦體頂、底板相同的夾石。
2.2礦石特征
礦床以含石墨白云母石英片巖型礦石為主，次為含石墨二云母石英片巖型。含石墨白云母石英片巖型礦石顏色呈淺灰到深灰色，以鱗片粒狀變晶結構、片狀構造為主，次為中—細粒齒狀鑲嵌變晶結構、斑狀變晶結構等。其中鱗片粒狀變晶結構中石英礦物呈粒狀等軸狀或壓扁拉長形，與片狀礦物云母、石墨呈定向排列。石墨自形程度較石英高，多分布于石英粒間，整體順片理方向排列，不受石英邊界限制(圖3(a)、(e)、(f)、(g));其中云母和石墨沿片理面平行排列，定向分布(圖3(b))。
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含石墨白云母石英片巖型礦石主要含石英、云母、石墨和金屬硫化物。其中石英呈它形粒狀變晶結構，彼此鑲嵌接觸，含量為50%～75%，一般粒徑較小，少部分呈中到細粒，粒徑0.1～2.3mm。石英受到應力作用發生變形，呈壓扁拉長狀，波狀消光，光性異常，但長軸仍與片理方向一致;礦石中白云母含量為15%～35%，粒徑為0.05～0.6mm;金屬硫化物含量為0.1%～3%，在礦石中分布不均勻，主要為磁黃鐵礦，其次為黃鐵礦、毒砂和黃銅礦，一般呈填隙狀分布于主要礦石礦物顆粒間;石墨呈黑色至鋼灰色，條紋亮深灰色，金屬光澤，集合體光澤較暗淡，不透明，硬度1～2(圖3(a)、(b))。通常呈鱗片狀，次為長方板狀和葉片狀，少量呈各種片狀集合體(圖3(e)、(h))。本次礦石樣品固定碳含量為3.44%～17.01%，平均值為12.19%，依據相同巖層固定碳含量差別不大，不同巖性固定碳含量差別較大，推斷其品位含量差異可能為原含石墨地層差異性沉積所致。鏡下20塊光薄片鑒定的粒徑統計可知，粒徑<0.05mm(<300目)的占11%，粒徑0.05～0.15mm(300～100目)的占22%，粒徑0.15～0.5mm(100～32目)的占62%，粒徑>0.5mm(>32目)的占5%，粒徑寬0.005～0.1mm。石墨自形程度較好，呈鱗片狀、葉片狀者主要分布在小粒徑(<100目)中[10-11]。在單偏光鏡反射光下反射色呈淺灰色或藍灰色帶褐色調，多色性灰色帶棕—藍灰色，正交偏光鏡下非均質性極強，呈草黃—紫灰色，且無內反射(圖3(g)、(h))。
3巖石地球化學特征
在中壩晶質石墨礦區內采集含石墨白云母石英片巖、含石墨石英片巖和含石墨斜長角閃片巖樣品(圖3(a)、(b))進行分析。主量元素分析在廊坊市中鐵物探勘察有限公司用ARLAdvantXP+波長色散X熒光光譜儀測試，監測溫度為20℃，相對濕度為30%。微量元素分析用XSeries2等離子體質譜儀分析。
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