武夷山地區(qū)大金山組地層的石墨成礦條件探究

謝惠媚

摘 要：天然石墨在工業(yè)上可分為鱗片石墨、結(jié)晶石墨和無定形石墨，其礦床的成礦類型主要有區(qū)域變質(zhì)型、接觸變質(zhì)型、巖漿熱液型三種。實(shí)踐表明，石墨礦的找礦標(biāo)志有地層標(biāo)志、巖性標(biāo)志和電法異常區(qū)三類。大金山組地層擁有優(yōu)越的石墨礦床成礦潛力，這是因?yàn)樵撛瓗r為淺海相沉積巖的地層可提供成礦物質(zhì)，巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用導(dǎo)致了石墨礦的富集，而變質(zhì)巖的片理構(gòu)成了石墨的儲(chǔ)存空間。

關(guān)鍵詞：大金山組 石墨 礦床 成礦條件

中圖分類號(hào)：P57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（c）-0085-01

石墨被廣泛運(yùn)用于化工、冶金、機(jī)械、電子、輕工、航空等現(xiàn)代工業(yè)，這導(dǎo)致世界各國(guó)都開始越發(fā)予以了石墨資源的高度重視。然而，石墨資源是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)之一，其礦石種類齊全、儲(chǔ)量大、質(zhì)量好且分布廣泛。根據(jù)《國(guó)土資源2010年全國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)》報(bào)道[1]，我國(guó)目前累計(jì)探明的晶質(zhì)石墨礦物基礎(chǔ)儲(chǔ)量為5400多萬t，資源量13000多萬t，保有資源儲(chǔ)量（礦物量）18000多萬t。隨著科技的進(jìn)步，耐火材料（如制作坩堝、鋼錠保護(hù)劑及冶金爐內(nèi)襯等）、導(dǎo)電材料（如電刷、電極、碳管、碳棒等）以及潤(rùn)滑材料等對(duì)石墨的需求量將越來越大，因此有必要加強(qiáng)我國(guó)石墨礦床的研究以尋找后備資源?；诖耍撗芯靠偨Y(jié)了石墨礦床的特征[1-3]并進(jìn)一步探討了我國(guó)武夷山地區(qū)的大金山組石墨的成礦條件，旨在為未來的石墨找礦工作提供依據(jù)。

1 石墨及石墨礦床

1.1 天然石墨的分類

天然石墨為形態(tài)不同的碳素的結(jié)晶體，其結(jié)晶形態(tài)的差異決定了石墨的工藝特性、用途和工業(yè)價(jià)值。目前，天然石墨在工業(yè)上可分為如下三種[1]：

（1）結(jié)晶石墨，這類石墨也被稱為致密結(jié)晶狀石墨、脈層石墨或塊狀石墨，其晶體可以分為葉片狀與針狀兩種。

（2）鱗片石墨，它是在高強(qiáng)度的壓力下變質(zhì)而成的。這類世界石墨產(chǎn)量最適合制作坩堝。因此，大多數(shù)的鱗片石墨均被用于制作坩堝。

（3）無定形石墨，這類石墨也被稱為隱晶石墨、非晶石墨或土狀石墨。該石墨主要為隱晶質(zhì)的集合體，可以由煤炭轉(zhuǎn)變而成。

在我國(guó)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的晶質(zhì)石墨礦床以區(qū)域變質(zhì)型為主，接觸變質(zhì)和巖漿熱液型次之。

1.2 石墨礦床及找礦標(biāo)志

找礦實(shí)踐表明，我國(guó)石墨礦在古老變質(zhì)地層中廣泛發(fā)育并以區(qū)域變質(zhì)型礦床為主[1，3]，而中生代形成的石墨礦則以接觸變質(zhì)型和巖漿熱液型為主[1-2]：

（1）區(qū)域變質(zhì)型，該類型石墨礦床主要為以晶質(zhì)石墨礦床，它多產(chǎn)于中-高級(jí)變質(zhì)巖系中。這類礦床的成礦時(shí)代為晚太古代-早寒武世，其中以新元古代最為重要。

（2）接觸變質(zhì)型，該類型石墨礦床以隱晶質(zhì)石墨礦床為主，多產(chǎn)于煤系地層中并以中生代為主要成礦時(shí)代。

（3）巖漿熱液型，該類型石墨礦床中的晶質(zhì)石墨礦床并不多見，多產(chǎn)于花崗巖的接觸帶上，同樣以中生代為主要成礦時(shí)代。

前人研究表明[1]，石墨礦床的找礦標(biāo)志包括：地層標(biāo)志，即新太古代到早寒武世的角閃巖相、麻粒巖相地層；巖性標(biāo)志，各類含石墨的麻粒巖、片麻巖、片巖和變粒巖等；電法異常，即石墨良好的導(dǎo)電性常常形成低阻高極化異常。

2 大金山組地質(zhì)特征

元古界麻源群大金山組在武夷山地區(qū)廣泛發(fā)育，它是沉積變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦的含礦層位。巖性組合主要為（石墨）變粒巖、（石墨）片巖夾斜長(zhǎng)角閃（片）巖，而巖石以含硅線石、晶質(zhì)石墨為特征的低綠片巖相—低角閃巖相變質(zhì)巖，屬硅線石型石墨—斜長(zhǎng)角閃巖—變粒巖（云母片巖）變質(zhì)建造。這些特征反映原巖建造為基性火山巖-含有機(jī)質(zhì)泥砂質(zhì)碎屑巖，該巖性組的中、上部中所夾的石墨含礦層主要賦存于石墨變粒巖、石墨云母石英片巖層中。區(qū)內(nèi)震旦系及前震旦系地層經(jīng)歷了多次的區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用，變質(zhì)相為低綠片巖相-高角閃巖相。在變粒巖、片巖類層位局部聚集形成石墨礦。隨著構(gòu)造加壓與地?zé)徇f增，大金山組地層均遭受不同程度的混合巖化作用，局部混合巖化作用強(qiáng)烈地段形成混合花崗巖。區(qū)內(nèi)已知的石墨礦床、礦點(diǎn)空間上均與混合巖化作用緊密伴生，這是因?yàn)榛旌蠋r化作用使區(qū)內(nèi)石墨礦晶片增大且進(jìn)一步富集。

3 大金山組石墨成礦條件

實(shí)地考察表明，大金山組石墨礦床形成的條件主要有：

（1）淺海相沉積巖可提供成礦物質(zhì)。元古宙麻源群大金山組含礦地層為一套變質(zhì)巖，原巖沉積環(huán)境較為平靜得到了富含鈣鎂質(zhì)的淺海泥砂沉積建造的證實(shí)。平靜的淺海相沉積環(huán)境具有良好的生物生存條件，為石墨礦的成礦提供了豐富的碳質(zhì)來源。

（2）變質(zhì)巖的片理構(gòu)成了石墨的儲(chǔ)存空間。區(qū)內(nèi)元古宙麻源群大金山組變質(zhì)巖的原巖為一套富含有機(jī)質(zhì)的淺海相碎屑巖，該巖石在區(qū)域變質(zhì)過程中形成了片巖類、變粒巖等。這些變質(zhì)巖的層間片理極為發(fā)育，這為前期變質(zhì)及后期改造過程中石墨礦物的結(jié)晶及富集提供了良好的空間。

（3）巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用導(dǎo)致了石墨礦的富集。區(qū)內(nèi)前震旦系基底地層受區(qū)域熱動(dòng)力變質(zhì)作用影響，早期形成的一套富含有機(jī)質(zhì)的淺海泥砂沉積建造地層發(fā)生變質(zhì)，使地層中的有機(jī)碳富集形成鱗片狀晶質(zhì)石墨。區(qū)內(nèi)后期多期次的巖漿活動(dòng)及混合巖化作用，使區(qū)內(nèi)石墨礦晶片增大且進(jìn)一步富集成大鱗片石墨。

4 結(jié)語

石墨的產(chǎn)品廣泛用工業(yè)部門。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)石墨的需求不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)，而石墨礦資源對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)也日益明顯。我國(guó)前寒武紀(jì)及地層廣泛發(fā)育，擁有巨大的石墨找礦前景。充分重視已有石墨礦的地質(zhì)特征研究，這對(duì)未來的石墨找礦工作具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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