甘肅省肅北縣敖包山晶質(zhì)石墨礦地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景

申瑞

摘 要：敖包山晶質(zhì)石墨礦位于甘肅省肅北縣石包城鄉(xiāng)西南的敖包溝一帶，屬塔里木陸塊區(qū)，敦煌地塊，位于祁連造山帶與敦煌地塊的交接部位，阿爾金大斷裂呈近東西向從勘查區(qū)南側(cè)穿過，斷裂、褶皺發(fā)育，侵入巖呈帶狀沿?cái)嗔逊植?，總體構(gòu)造線方向呈近東西或北西西向展布。

關(guān)鍵詞：甘肅肅北;敖包山晶質(zhì)石墨礦;地質(zhì)特征;找礦遠(yuǎn)景

該區(qū)域晶質(zhì)石墨礦體的頂?shù)装迮c賦礦巖石巖性一致，是一套典型的變質(zhì)沉積巖組合含礦建造。礦體為層狀、似層狀和透鏡狀，產(chǎn)狀與圍巖片理及區(qū)域構(gòu)造線方向一致。石墨呈顯微鱗片—鱗片狀分布于脈石礦物顆粒之間，說明石墨礦質(zhì)與地層巖石同時(shí)沉積?？辈閰^(qū)內(nèi)，沒有與石墨礦同期或者更早期的巖漿活動(dòng)派生產(chǎn)物，但在沉積后期見有巖漿侵入，巖漿侵入造成圍巖溫度升高，并伴隨有褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、赤鐵礦化、高嶺土化及碳酸鹽化等為主的混合巖化作用，致使石墨晶片隨脈石礦物顆粒增大的過程中一再增大，并進(jìn)一步聚集，從而形成本區(qū)的晶質(zhì)石墨礦體。

1區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域出露地層以阿爾金大斷裂為界，其北為塔里木-南疆地層大區(qū)（Ⅵ）、塔里木地層區(qū)（Ⅵ2）、塔南地層分區(qū)（Ⅵ23）;其南為華北地層大區(qū)（Ⅴ）、秦祁昆地層區(qū)（Ⅴ1）、祁連-北秦嶺地層分區(qū)（Ⅴ12）、北祁連地層小區(qū)（Ⅴ12-1）。阿爾金斷裂以北（包括勘查區(qū)在內(nèi)），屬塔里木-南疆地層大區(qū)，塔里木地層區(qū)，塔南地層分區(qū)，出露地層主要為太古宇-古元古界敦煌巖群和第四系;阿爾金斷裂以南屬華北地層大區(qū)、秦祁昆地層區(qū)、祁連-北秦嶺地層分區(qū)、北祁連地層小區(qū)，出露地層主要為長城系、石炭系、白堊系、新近系、第四系。

區(qū)域上巖漿巖不發(fā)育，侵入巖主要有呂梁期黑云二長花崗巖和加里東期花崗巖，均為酸性巖。噴出巖主要見于長城系熬油溝組下巖段，為一套基性-中酸性火山巖。另外，敦煌巖群變質(zhì)巖中的片麻巖、斜長角閃巖的原巖可能為中基性-基性火山巖。脈巖主要見于敦煌巖群之中，發(fā)育有花崗偉晶巖脈、斜長花崗偉晶巖脈，另有少量的輝綠玢巖脈、閃長玢巖脈和石英脈。

勘查區(qū)地處塔里木陸塊區(qū)，敦煌地塊。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造受阿爾金斷裂的影響，構(gòu)造形跡、構(gòu)造變形、構(gòu)造形式多樣，主要發(fā)育為褶皺、斷裂、片理、片麻理等，其中近東西向和北西西向褶皺及斷裂最為發(fā)育。

2地質(zhì)特征

敖包山晶質(zhì)石墨礦處于阿爾金斷裂北側(cè)，位于堆若格特向形轉(zhuǎn)折端東端。區(qū)內(nèi)出露地層均為敦煌巖群中深變質(zhì)巖，巖性組合簡(jiǎn)單，褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，侵入巖僅有零星脈巖分布。晶質(zhì)石墨礦主要賦存于敦煌巖群b巖組二巖段（含）石墨二云母石英片巖中，礦層展布形態(tài)嚴(yán)格受地層層位控制。

2.1地層

勘查區(qū)屬塔里木-南疆地層大區(qū)（Ⅵ）、塔里木地層區(qū)（Ⅵ2）、塔南地層分區(qū)（Ⅵ23）。區(qū)內(nèi)出露地層單一，主要為太古宇-古元古界敦煌巖群（ArPtD）。

2.2侵入巖

勘查區(qū)侵入巖為元古代黑云二長花崗巖（ηγ2），分布于F1斷裂西段北側(cè)一帶，侵入于敦煌巖群C巖組第三巖段中，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，面積約0.3km2。除此之外僅見有少量石英閃長玢巖脈、花崗偉晶巖脈等分布，脈體呈東西向、北西向產(chǎn)出，長100～350m，寬20～60m。

2.3構(gòu)造

2.3.1褶皺

勘查區(qū)位于堆若格特復(fù)向形的轉(zhuǎn)折端，受此區(qū)域褶皺構(gòu)造的影響，勘查區(qū)內(nèi)地層褶皺變形明顯。通過本次地質(zhì)填圖、物探面積測(cè)量及地質(zhì)、物探剖面調(diào)查和探礦工程驗(yàn)證資料綜合分析，勘查區(qū)整體為一復(fù)式向形構(gòu)造，此構(gòu)造致使分布于南翼的C5礦體發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，且核部較為緊閉，轉(zhuǎn)折端標(biāo)高約在2900～3000m，傾向上自東向西逐漸向下傾伏，東側(cè)相應(yīng)逐漸向上抬升。結(jié)合地質(zhì)、物探、工程施工情況判斷，該褶皺成立。

2.3.2斷層

勘查區(qū)受南側(cè)阿爾金大斷裂影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層具有多期次，多方向的特征，基本控制了勘查區(qū)內(nèi)地層的走向。本次工作，勘查區(qū)內(nèi)劃定有規(guī)模斷層13條（表3-3），共分為3組，分別為北西-南東向斷裂、北東-南西向斷裂及北北西向斷裂。（照片3-15和素描3-12為地質(zhì)填圖過程中收集的F5斷層資料，該斷層分布于勘查區(qū)南部，為B巖組二巖段透閃石化大理巖與二云石英片巖分界線）。

2.4變質(zhì)作用與圍巖蝕變

勘查區(qū)出露地層主要為太古宇—古元古界敦煌巖群B巖組、C巖組，因時(shí)代較老，地層變質(zhì)程度高，以區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用為主，在斷裂帶疊加有動(dòng)力變質(zhì)作用，因變質(zhì)作用的P-T條件較高，已達(dá)到一般接觸變質(zhì)作用的條件，但是在勘查區(qū)侵入體周圍未發(fā)現(xiàn)明顯的接觸變質(zhì)作用，整個(gè)敦煌巖群變質(zhì)程度達(dá)低角閃巖相。

敦煌巖群B巖組第二巖段（ArPtDb2）是勘查區(qū)晶質(zhì)石墨礦的賦礦層位，從巖石組合及分布規(guī)律分析，認(rèn)為原巖屬一套深海相富含碳質(zhì)的碳酸鹽巖-碎屑巖沉積建造。石墨主要產(chǎn)自片巖中，次之碳酸鹽巖地層也含石墨，說明碳酸鹽巖-碎屑巖沉積建造本身有利于碳的賦存和富集，后經(jīng)區(qū)域深變質(zhì)作用使碳質(zhì)與其它礦物一起重結(jié)晶形成鱗片狀晶質(zhì)石墨。

2.5地球物理特征

2.5.1電性特征

敖包山石墨礦物探工作共采集電物性標(biāo)本144塊（表3-4）。從物性測(cè)定結(jié)果看，區(qū)內(nèi)石墨礦石視極化率最高，算數(shù)平均值達(dá)72.9%，其視電阻率均值約21.1Ω？m;主要賦礦巖性二云石英片巖視極化率及視電阻率隨石墨含量的變化起伏較大，不含石墨或石墨含量較低的情況下視極化率一般低于10%，其視電阻率一般在500～4000Ω？m之間，隨石墨品位升高至邊界品位（3%）左右視極化率一般可達(dá)15～20%，視電阻率一般低于200Ω？m;黑云斜長片麻巖視極化率均值約9%，視電阻率一般在300～1000之間;其他巖性如大理巖極化率一般低于8%。

2.5.2電法異常特征

勘查區(qū)內(nèi)開展了面積性電法測(cè)量、電法剖面、激電測(cè)深等工作，結(jié)合物性資料及地質(zhì)特征認(rèn)為石墨礦體具備“低電阻高極化”電性特征，勘查區(qū)ρs背景值一般大于200Ω？m，ηs背景值一般小于10%。

以視電阻率等值線圖為主要推斷依據(jù)，結(jié)合視極化率參數(shù)及物性測(cè)定結(jié)果，對(duì)激電中梯面積測(cè)量區(qū)域進(jìn)行了整體性地質(zhì)推斷解釋?？傮w而言，電阻率與極化率雙向指標(biāo)是最能反映晶質(zhì)石墨礦體具體位置及形態(tài)的，單純的低電阻異常雖然也能反映晶質(zhì)石墨的位置，但由于該區(qū)域石墨礦化層規(guī)模較大，不能具體的反映某個(gè)地段富集程度，只有電阻率和極化率二者對(duì)應(yīng)出現(xiàn)時(shí)，就一定會(huì)反映出晶質(zhì)石墨的具體位置及大體形態(tài)。

由激電測(cè)深成果可見異常體在地表呈南傾，隨深度增大產(chǎn)狀變陡，30m以下產(chǎn)狀逐漸轉(zhuǎn)向北。鉆孔ZK0404在18～130m見厚大石墨礦體，礦體規(guī)模遠(yuǎn)大于激電異常，推測(cè)由礦體產(chǎn)狀由南向北變化致使礦體與鉆孔夾角變小引起。

3找礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

勘查區(qū)位于紅柳峽-梧桐溝鐵、鉛鋅、晶質(zhì)石墨成礦帶上，該帶敦煌巖群巖層基本穩(wěn)定出露，主要賦礦巖層b巖組對(duì)區(qū)域褶皺構(gòu)造空間展布長達(dá)40km，含礦巖層石墨二云母石英片巖及局部夾含石墨大理巖等巖石組合隨敦煌巖群b巖組的空間展布而相伴出露。石墨巖層地表出露一般寬在10～120m之間、少部分地段寬在80～160m以上，巖層內(nèi)晶質(zhì)石墨沿巖層走向分布相對(duì)均勻，固定碳含量一般在0.5%～15%之間、大多集中于2%～10%之間，是區(qū)域上尋找晶質(zhì)石墨礦的重要地段。目前，在敖包山勘查區(qū)及其附近的同石墨巖層內(nèi)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行勘查評(píng)價(jià)的同類型晶質(zhì)石墨礦床10個(gè)，其中礦床規(guī)模達(dá)大型4個(gè)。由此表明，區(qū)域上該晶質(zhì)石墨含礦巖層具有很好的找礦潛力。

勘查區(qū)處于東西兩側(cè)的已有探（采）礦權(quán)之間，主含礦巖層在勘查區(qū)內(nèi)出露達(dá)1360m，受區(qū)內(nèi)向形褶皺構(gòu)造控制，空間上呈大致平行展布的礦層4條。本次勘查針對(duì)C5礦體工程驗(yàn)證程度較高，探獲其晶質(zhì)石墨礦物資源量達(dá)大型以上，取得了較好的勘查成果;對(duì)北側(cè)C1礦體的含礦巖層，僅僅實(shí)施了稀疏鉆探工程進(jìn)行探索驗(yàn)證，ZK0307鉆孔見到礦層較地表增大的情況，該地段是今后勘查區(qū)內(nèi)晶質(zhì)石墨礦進(jìn)一步擴(kuò)大礦床規(guī)模的優(yōu)選地段。

此外，在開展區(qū)內(nèi)晶質(zhì)石墨礦勘查中，圈定了磁鐵、硫鐵礦、鉛鋅礦體，因勘查工程間距較大、勘查手段單一或不合理，對(duì)上述礦種的評(píng)價(jià)不夠。對(duì)比相鄰礦區(qū)成礦規(guī)律，區(qū)內(nèi)仍然具有尋找上述礦種的資源潛力。