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摘 要： 摘要：棉溝石墨礦區屬華北板塊南緣構造帶，出露地層主要為太古界太華群、中元古界欒川群，構造形跡以斷裂為主，巖漿巖受斷裂控制，巖石類型主要以基性中酸性為主，圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、絹云母化。礦床成因類型為沉積變質礦床，并具
摘要：棉溝石墨礦區屬華北板塊南緣構造帶，出露地層主要為太古界太華群、中元古界欒川群，構造形跡以斷裂為主，巖漿巖受斷裂控制，巖石類型主要以基性→中酸性為主，圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、絹云母化。礦床成因類型為沉積變質礦床，并具有后期熱液疊加富集特征，礦區石墨礦賦存于太華群地層中，含礦地層巖性為含石墨混合片麻巖，研究結果為本地區以后同類礦床勘查具有一個的參考。
關鍵詞：南召縣;棉溝石墨礦;地質特征;找礦標志
1.地層
研究區屬華北地層區，出露地層基巖主要為太古界太華群、中元古界欒川群。分述如下：
1.1太華群
太古界太華群在研究區廣為分布，為一套區域性中深變質巖系，屬層狀無序變質巖系，故多稱為太華巖群。主要巖性為花崗片麻巖、混合片麻巖、角閃斜長片麻巖
(1)花崗片麻巖
主要出露在研究區的北部、中東部和西南部的一小部分。風化面呈灰黃色、灰黑色，新鮮面呈灰黃色、灰白色、灰白—肉紅色，粒狀變晶結構，片麻狀構造。主要礦物成分為長石、石英、云母、角閃石等。礦物呈細—中粒狀，粒徑1mm~4mm，半自形—他形。長石主要由斜長石和鉀長石組成，約占50%~60%，石英含量約占20%~40%，云母、角閃石等暗色礦物約占5%~20%。片麻理發育，礦物定向排列，局部可見條帶狀分布。局部可見綠泥石、綠簾石化現象。暗色礦物條帶約1cm~2cm。部分巖石中可見石英團塊、長石團塊。部分巖石中可見石英細脈發育，脈寬1cm~10cm。
(2)混合片麻巖
主要出露在研究區的中部和中南部，呈帶狀分布。風化強烈，風化面灰黑色，新鮮面灰白色、灰黃—灰紅色，鱗片狀粒狀變晶結構，片麻理構造，脈體約占20%~45%，基體約占55%~80%。脈體主要成分為鉀長石、斜長石、石英。其中鉀長石約占45%，自形粒狀。石英約占40%~60%，半自形粒狀。斜長石少量，約占15%~40%，呈半自形粒狀。基體主要成分為斜長石、石英、角閃石、黑云母等。其中斜長石約占30%~50%，呈半自形粒狀、石英約占15%~40%，半自形粒狀。角閃石等暗色礦物約占30%~45%，呈片狀。其中可觀察到斜長石和角閃石明顯被拉伸。
中西部部分裂隙面可見金云母脈體，寬6cm~7cm，表面黑色—金色。金云母含量65%左右，鱗片狀。角閃石25%左右，呈片狀。其他礦物10%左右。金云母脈體向下延伸4m~5m。
該巖層中可見多條細小石英脈，寬1cm~2cm，主要成分為石英。經野外觀察，該細小石英脈體中無礦化現象。
該層巖石為區域內石墨的主要含礦巖層，礦石主要為含石墨混合片麻巖，風化面成黃褐色，新鮮面成鉛灰色，粒狀變晶結構，片麻狀構造。脈石礦物主要有：石英、斜長石、鉀長石、黑云母、輝石、絹云母、角閃石等。石英為他形粒狀，粒徑大小不一，多在0.1cm~1cm之間;斜長石偶見聚片雙晶，表面分解少量絹云母;鉀長石偶見卡式雙晶，有的具格狀雙晶，屬微斜長石，巖石中可見蠕蟲結構;石英、斜長石、鉀長石相間分布;黑云母呈細小鱗片狀，單偏光鏡下呈褐色，具完全解理，無定向分布在巖石之中，有的已發生綠泥石化現象，巖石中含少量輝石;角閃石呈細柱狀，具角閃石式解理;石墨成鱗片狀或聚片狀，均勻分布于長石、石英等礦物粒間。少量充填于礦物縫隙之間呈細脈狀分布，在反光下，呈鉛灰色，具金屬光色;條痕為黑色，手表本易污手呈灰黑色。礦體頂底板均為混合片麻巖。
(3)角閃斜長片麻巖
主要出露在研究區的中部，大體上呈帶狀分布。風化面呈灰白色、灰黃色、黃褐色，新鮮面為灰黑色，粒狀變晶結構，片麻狀構造。其中斜長石約占20%~40%，呈半自形粒狀。角閃石約占10%~30%，大小1mm~3mm，呈半自形—它形粒狀。石英約占20%~25%，呈它形粒狀結構，粒徑1mm~3mm。暗色礦物約占10%~30%，呈條帶狀定向分布。沿片麻理方向，巖石中局部夾有細小石英脈和硅質細脈。
1.2欒川群
主要分布在研究區中南部、欒川—維摩寺斷裂南側。該地層屬華北地層區，但位于分界斷裂南側，說明欒川—維摩寺斷裂具有超強逆沖掩覆作用，因而與下伏太華群之間呈斷層接觸關系，此外被晚元古時代石英正長斑巖體(晉寧期)和燕山晚期似斑狀花崗巖等巖體侵入所破壞，地表多呈孤島狀分布，展布受欒川—維摩寺斷裂控制。主要巖性為淺灰—灰白色的厚—巨厚層狀大理巖(產疊層石)、石英云母片巖、綠泥石英片巖。
(1)大理巖
主要分布在研究區中南部，呈近乎帶狀分布。沿斷層面分布。風化面灰黑色，新鮮面白色，中粗粒狀變晶結構，塊狀構造。主要礦物為方解石，方解石呈半自形—他形粒狀。在巖石表面可見淋濾溝。
(2)石英云母片巖
主要分布在研究區東南部，出露面積較小。巖石新鮮面灰黑色，鱗片狀變晶結構，片狀構造，主要礦物有石英、黑云母、絹云母、長石等。其中石英約占35%，絹云母約占20%，長石主要包括鉀長石和斜長石，約占25%。
(3)綠泥石英片巖
主要分布在研究區中南部，出露面積較小�；揖G色、灰白色，細粒鱗片粒狀變晶結構，片狀構造。主要有長石、石英、綠泥石等。其中長石約占50%~70%，粒狀。石英約占30%，他形粒狀。綠泥石約占15%，鱗片狀。其他礦物約占5%。
2.構造
本區構造形跡以斷裂為主，褶皺發育在欒川—維摩寺斷裂北側太華群內。該褶皺沿東南方向延伸，樞紐方向與欒川—維摩寺斷裂基本一致。礦區位于昭君垛—黑石頂復背斜的南西翼，總體為一單斜構造，地層展布與區域構造線方向一致，呈北西西—南東東向。
2.1褶皺
礦區位于昭君垛—黑石頂復背斜的南西翼，總體為一單斜構造，地層展布與區域構造線方向一致，呈北西西—南東東向。主體產狀為傾向172°~230°，傾角34°~80°，該褶皺樞紐位于研究區外。巖性主要為花崗片麻巖、混合片麻巖等。
2.2斷層
研究區內斷裂構造較發育，主要發育兩組斷層，一組受區域欒川—維摩寺斷裂帶影響，呈NWW-SEE向展布;一組NWW-SSE向展布。
F1斷層：該斷層位于研究區的中西部，東至獅子河，西出研究區，長約1km，寬約15m~30m，斷裂面傾向北，斷層走向110°，傾角約60°~75°。該斷層位于溝底，地勢上北高南低，為逆斷層。該斷層內巖石破碎，切割較深，在溝底可見角礫巖。角礫巖呈次棱角狀、次圓狀，斷面有擦痕和階步。為一張扭性斷裂。
該斷層東段位于混合片麻巖內，西段為混合片麻巖與斜長角閃片麻巖的分界線。
F2斷層：該斷層位于研究區的中部，祖師爺廟北部50m處，長約300m，斷層面傾向北西，斷層走向79°，傾角85°。斷層寬約1m，被石英脈充填。該斷層上盤為混合片麻巖，巖石較破碎，風化面淺灰白色，新鮮面灰紅色。鱗片狀粒狀變晶結構，片麻狀構造，脈體約占45%，基體約占55%。脈體主要礦物成分為鉀長石、石英、斜長石。其中鉀長石約占45%，自形粒狀。石英約占40%，半自形粒狀。斜長石約占15%，呈半自形粒狀�；w主要礦物成分為斜長石、石英、角閃石、黑云母等。其中斜長石約占30%，呈半自形粒狀;石英約占40%，半自形粒狀;角閃石等暗色礦物約占30%，呈片狀。下盤為花崗片麻巖，粒狀變晶結構，片麻狀構造。主要礦物成分為長石、石英、云母、角閃石等。礦物呈細—中粒狀，粒徑1mm~4mm，半自形—他形。長石主要由斜長石和鉀長石組成，約占50%，石英含量約占30%，云母、角閃石等暗色礦物約占20%。片麻理發育，礦物定向排列，局部呈條帶狀分布。局部可見綠泥石、綠簾石化現象。暗色礦物條帶約1cm~2cm。地勢上北高南低，此斷層為一逆斷層。
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此斷層北80m處為石墨礦(化)體，石墨礦(化)體在此處向東延伸約100m后尖滅，推測與此斷層有關。
F3斷層：位于研究區的西南部，該斷層是欒川—維摩寺斷裂在研究區的西段部分，該斷層西部斷層較破碎，僅可判斷出其為一條斷層，延伸方向約125°;該斷層東部被第四系覆蓋。推測此斷層原與F5連接，后被斷層F4斷開。該斷層西段北東為太古界太華群的花崗片麻巖和角閃斜長片麻巖。南西為欒川群正長巖。
F4斷層：該斷層位于研究區的中南部，該處位于山前，多被后期人為開墾為耕地，野外可見到斷層沿線，但見不到斷層面，可見到沿斷層面為一小陡坎，走向約169°，長約650m，野外斷層北東盤為欒川群的綠泥石英片巖，地勢較高，風化破碎嚴重。南西盤為太華群的角閃斜長片麻巖，地勢較低，野外可見到角閃斜長片麻巖巖石，零散分布，偶爾可見到小面積基巖，巖性為角閃斜長片麻巖。
F5斷層：位于研究區的東南部，該斷層是欒川—維摩寺斷裂在研究區的東段部分，走向北西—南東向，產狀傾向南西，傾角約為65°，寬約50m，可見碎裂巖�；尹S色，裂隙發育，塊狀構造。巖石主要有石英、長石組成。該斷層北北東為太古界太華群的混合片麻巖和角閃斜長片麻巖。南西為變石英正長斑巖和綠泥石英片巖。
F6斷層：該斷層位于研究區的東南部，地勢較低，多被碎石及泥土覆蓋，為以性質不明的斷層，寬約20m，長約700m。斷層內可見斷層角礫巖，硅質膠結，角礫主要為似斑狀花崗巖和變石英正長斑巖。巖石中多見褐鐵礦化現象。
3.巖漿巖
區內巖漿巖主要分布于研究區南部，斷層F3、F5南部，受斷裂控制，巖石類型主要以基性—中酸性為主。依據巖漿巖形成時間的早晚，將研究區侵入巖分為晚元古期和燕山晚期。其中晚元古期以基性—中酸性侵入巖為特征，燕山晚期以酸性侵入巖為特征。
3.1晚元古期
該期在本區出露的巖體主要為變石英正長斑巖、變閃長巖(斜長角閃巖)。
(1)變閃長巖(斜長角閃巖)
主要分布于研究區的西南角，出露面積約0.3km2，呈灰綠色，粒狀變晶結構，塊狀構造。巖石主要有角閃石、斜長石、黑云母、石英等組成。
(2)變石英正長斑巖主要分布于研究區的東南部以及中部一小部分，出露面積約1km2，沿斷層F4分布，近于長條狀。巖石呈淺肉紅色，灰白色，變余斑狀結構，塊狀構造。主要由鉀長石、斜長石、石英及少量的黑云母、絹云母組成。
3.2燕山晚期
主要分布于研究區的東南部一小部分，出露面積約0.11km2。巖性主要為似斑狀花崗巖，淺肉紅色，灰白色，似斑狀結構，塊狀構造。巖石主要有鉀長石、斜長石、石英、黑云母、角閃石等組成。
4.圍巖蝕變
礦區圍巖蝕變類型主要有黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、絹云母化等。現將主要蝕變特征簡述如下：
4.1黃鐵礦化
主要見于鉆孔中，呈星散狀、團塊狀、細脈狀分布于巖石片麻理或節理裂隙中，脈寬0.5mm~1cm，最長約3cm，團塊直徑最大可達0.5mm，呈他形、半自形、自形存在。
(1)硅化
分布較普遍，以細脈狀或小透鏡狀、小團塊狀分布于各類巖石中，順層或斜交地層，寬1mm~1m左右，呈白色、煙灰色，成分主要為石英。
(2)綠泥石化
分布比較普遍，在各類巖石及構造破碎帶均可見到。主要是巖石中的云母、長石、角閃石等礦物發生分解或者交代蝕變而成。它是在成礦過程中和礦石同時形成，與礦體密切共生，且分布比礦體更為寬廣。
(3)絹云母化
分布比較普遍，主要是圍巖蝕變形成的。
5.礦床成因及找礦標志
研究區為靈寶—舞陽與太古宙變質作用有關的鐵、石墨礦床成礦亞系列。區內石墨礦的控礦因素主要為原巖(建造)性質和變質作用。石墨含礦地層在魯山地區主要為太華群水底溝組，原巖為含炭砂泥質巖和灰巖，夾長英質和鐵鎂質火山巖;在靈寶地區石墨含礦地層為太華群煥池峪組，原巖為碎屑巖、泥質巖、含炭白云質灰巖、鐵鎂質火山巖。含炭原巖建造嚴格控制了本區石墨礦的產出，是石墨礦形成的主要控礦因素之一。在區域變質作用過程中，含碳原巖建造在溫度、壓力及H2O、CO2等揮發組分的變化影響下，巖石發生重結晶、重組合及變形作用，改變了礦物組成和結構構造。在變質作用中，變質熱液促進了石墨的重結晶富集。
礦區石墨礦賦存于太華群地層中，含礦地層巖性為含石墨混合片麻巖，原始巖性組合為含炭砂泥質巖和碳酸鹽巖夾少量長英質、鐵鎂質火山巖，為一套有連續相序的淺海陸源碎屑-碳酸鹽含炭沉積建造。礦石中脈石礦物組合為長石、石英、透輝石、黑云母等，石墨呈鱗片狀分布于脈石礦物顆粒之間，沿片麻理分布，可見石墨聚集成的條帶或條紋等原始層紋構造，說明石墨礦質與地層巖石同時沉積，受一定的地層巖性控制，明顯與含炭質、鈣質的砂泥質巖密切相關，即上述巖性為石墨成礦的礦源層。
由于后期構造作用及以鉀化、硅化為主的混合巖化作用，致使石墨晶片隨脈石礦物顆粒增大過程中，亦再生增大，并進一步遷移富集。
綜上所述，本區石墨礦床成因類型為沉積變質礦床，并具有后期熱液疊加富集特征。——論文作者：李甜甜
SCISSCIAHCI
