發(fā)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(zhì)石墨礦床位于康滇地軸中段西緣，是我國重要的晶質(zhì)石墨礦床之一。通過野外地質(zhì)特征調(diào)查和礦物特征梳理，結(jié)合含石墨變質(zhì)巖系的地球化學(xué)特征分析可知，中壩石墨礦床主要賦存在前震旦紀(jì)會理群大田組變質(zhì)巖層中。礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀產(chǎn)
摘要:四川省中壩晶質(zhì)石墨礦床位于康滇地軸中段西緣，是我國重要的晶質(zhì)石墨礦床之一。通過野外地質(zhì)特征調(diào)查和礦物特征梳理，結(jié)合含石墨變質(zhì)巖系的地球化學(xué)特征分析可知，中壩石墨礦床主要賦存在前震旦紀(jì)會理群大田組變質(zhì)巖層中。礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀產(chǎn)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(zhì)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(qiáng)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(huán)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(fù)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(jī)碳成因。綜合推測中壩晶質(zhì)石墨礦床為有機(jī)成因的區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床。
關(guān)鍵詞:四川中壩;晶質(zhì)石墨礦;地球化學(xué)特征;礦床成因
0引言
中壩晶質(zhì)石墨礦床位于四川省攀枝花市仁和區(qū)中壩鄉(xiāng)，扎壁至石窩鋪一帶，大地構(gòu)造位于上揚(yáng)子陸塊之康滇地軸中段西緣。據(jù)《全國礦產(chǎn)資源儲量通報(2015年)》，四川省晶質(zhì)石墨礦儲量位居全國第三[1]。中壩晶質(zhì)石墨礦床是我國重要的晶質(zhì)石墨礦床之一，累計探明礦物儲量約1555萬t，但礦床地質(zhì)特征及其成因研究不足[2-5]。1985年中壩晶質(zhì)石墨礦區(qū)開展了普查工作，1987年進(jìn)行了詳查，1991年該區(qū)建成石墨采選廠。近年來，四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局進(jìn)行了新一輪的普查和詳查工作，查明的晶質(zhì)石墨礦物儲量屬大型礦床。本文通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)巖礦鑒定和相關(guān)資料的分析，闡述了中壩晶質(zhì)石墨礦床的地質(zhì)、地球化學(xué)特征和礦床成因類型。確認(rèn)中壩晶質(zhì)石墨礦床屬典型的有機(jī)成因的區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床。
1礦區(qū)地質(zhì)背景
中壩晶質(zhì)石墨礦床產(chǎn)于大田背斜西翼，納拉箐斷裂南段東側(cè)，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(qū)出露前震旦紀(jì)會理群大田組上段的深變質(zhì)巖系，以及第三紀(jì)昔格達(dá)組和第四紀(jì)殘坡積物。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有斜長角閃巖和脈巖類。礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用強(qiáng)烈，主要分布前震旦紀(jì)會理群大田組片巖等[4]。
1.1地層
1.1.1大田組
礦區(qū)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(qū)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(xì)粒花崗變晶結(jié)構(gòu)、它形粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)和蝕變交代變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少量為片麻狀構(gòu)造。頂板混合花崗巖與下伏含礦地層局部地帶出現(xiàn)穿插和吞蝕現(xiàn)象，沒有明顯的侵入接觸關(guān)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(qū)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(chǎn)狀與含礦巖層產(chǎn)狀基本一致，局部有吞蝕現(xiàn)象。
(2)中部含礦巖層。含礦巖層為一套中深變質(zhì)巖層，單斜層構(gòu)造，傾向南東，傾角65°～80°，走向長約2600m，寬125～1086m，面積約2km2。根據(jù)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(xù)性差;中部:以含石墨白云母石英片巖為主，石墨礦化較強(qiáng)，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，為該礦區(qū)主要的含礦層，與下伏地層呈整合接觸關(guān)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(xù)性較差，較分散，主要靠近中上部分布，可能與原巖的碳質(zhì)不穩(wěn)定間歇沉積作用有關(guān)[6-9]。
1.1.2昔格達(dá)組
昔格達(dá)組分布于礦區(qū)南段，主要由灰白色砂礫巖、細(xì)砂巖和粉砂巖組成，巖石中礫石發(fā)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(dá)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(fā)育。
1.1.3第四系
礦區(qū)內(nèi)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(gòu)造
礦區(qū)出露大田背斜的西翼，為一單斜構(gòu)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(qū)內(nèi)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(qū)巖漿巖的存在對石墨的進(jìn)一步結(jié)晶起到促進(jìn)作用。礦區(qū)分布斜長角閃巖和脈巖類。斜長角閃巖分布于礦區(qū)北端，呈不規(guī)則的大型透鏡體出露于地表，與含礦巖體呈侵入接觸關(guān)系，呈淺綠色到暗綠色，細(xì)粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)，條紋狀構(gòu)造;礦區(qū)出露的脈巖有花崗質(zhì)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(zhì)巖
礦區(qū)出露的地層主要是早元古代一套低綠片巖相區(qū)域動力變質(zhì)巖系會理群大田組，具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，變質(zhì)礦物有紅柱石、矽線石、鐵鋁榴石、石墨等;礦區(qū)內(nèi)動力變質(zhì)作用明顯，可直接見到斷層破碎帶及其兩側(cè)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(zhì)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(xiàn)象。
2礦床地質(zhì)特征
中壩晶質(zhì)石墨礦床產(chǎn)在前震旦紀(jì)會理群大田組變質(zhì)巖系中，礦體相互平行重疊產(chǎn)出，呈層狀、似層狀和透鏡狀，其產(chǎn)狀與含礦巖系一致(圖1)。經(jīng)野外觀察和室內(nèi)巖礦鑒定，確認(rèn)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(dá)不到工業(yè)要求。礦體內(nèi)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(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造為主，次為中—細(xì)粒齒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)等。其中鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)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))。
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(jié)構(gòu)，彼此鑲嵌接觸，含量為50%～75%，一般粒徑較小，少部分呈中到細(xì)粒，粒徑0.1～2.3mm。石英受到應(yīng)力作用發(fā)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(jù)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(tǒng)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(lán)灰色帶褐色調(diào)，多色性灰色帶棕—藍(lán)灰色，正交偏光鏡下非均質(zhì)性極強(qiáng)，呈草黃—紫灰色，且無內(nèi)反射(圖3(g)、(h))。
3巖石地球化學(xué)特征
在中壩晶質(zhì)石墨礦區(qū)內(nèi)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(jìn)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(jiān)測溫度為20℃，相對濕度為30%。微量元素分析用XSeries2等離子體質(zhì)譜儀分析。
