內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗大鎢淀石墨礦地質(zhì)特征及其成因分析

王日光

（中國冶金地質(zhì)總局內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

伴隨當(dāng)前經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，工業(yè)化程度日漸加深，石墨在社會(huì)很多領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越來越普遍，特別是在一些高新技術(shù)材料生產(chǎn)過程中成為重要的生產(chǎn)原料，更是我國重要的礦產(chǎn)資源類型，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。大烏淀石墨礦是我國內(nèi)蒙古地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)重要的石墨礦，該礦主要處于烏拉特中旗新忽熱蘇木境內(nèi)，該礦為一超大型晶質(zhì)石墨礦床，對該礦進(jìn)行地質(zhì)找礦研究工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此下文在對大烏淀石墨礦成礦特征的研究基礎(chǔ)上，探討其礦床成因，希望能為該區(qū)找礦工作提供一些指導(dǎo)作用[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于華北陸塊北緣，所處大地構(gòu)造位置屬華北陸塊區(qū)（Ⅰ級），陰山陸塊（Ⅱ級），狼山-白云鄂博裂谷（Ⅲ級）。白云鄂博裂谷帶在區(qū)內(nèi)分布特點(diǎn)為東西向，有約幾百公里長，寬度也在幾十公里。本區(qū)位于裂谷帶的中西部，出露地層主要為白云鄂博群，褶皺、斷裂構(gòu)造復(fù)雜，主要褶皺構(gòu)造有浩牙日胡都格向斜、大烏淀背斜、小烏淀背斜。該區(qū)發(fā)育斷裂構(gòu)造，主要的斷裂展布方向?yàn)楸睎|東向，北西向相對次之。有5條呈北東東向展布的斷裂，具有較大規(guī)模，如浩牙日胡都格東南走滑斷裂、毛呼都格東逆斷層以及大烏淀逆斷層、板申南逆斷層和公胡都格南逆斷層，巖漿活動(dòng)頻繁，成礦條件優(yōu)越。見圖1。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡圖

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》，研究區(qū)發(fā)育中原古代及古生代地層區(qū)，為華北地層大區(qū)、晉冀魯豫地層區(qū)、陰山地層分區(qū)、大青山地層小區(qū)；中新生代地層區(qū)劃屬濱太平洋地層區(qū)、大興安嶺—燕山地層分區(qū)、陰山地層小區(qū)。本區(qū)中上元古界出露的地層主要為白云鄂博群長城系的都拉哈拉組、尖山組，薊縣系的哈拉霍疙特組、比魯特組；中新生界出露的地層主要為白堊系下統(tǒng)白女羊盤組及第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。區(qū)內(nèi)發(fā)育侵入巖，巖漿活動(dòng)主要包括新元古代以及晚石炭世和晚三疊世以及早二疊世幾期，同時(shí)還發(fā)育晚石炭世以及早二疊世侵入巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

（1）地層特征。白云鄂博群長城系尖山組（中上元古界）與哈拉霍疙特組（薊縣系）是區(qū)內(nèi)主要的地層出露，同時(shí)還發(fā)育第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)。長城系尖山組廣泛分布于勘查區(qū)內(nèi)西部以外的大部分地區(qū)，主要巖性為含紅柱石二云石墨片巖，變質(zhì)石英砂巖夾石英巖，變質(zhì)中粒長石石英砂巖夾砂質(zhì)板巖，千枚狀砂質(zhì)板巖，深灰色中厚層狀，夾變質(zhì)石英砂巖的泥質(zhì)硅質(zhì)灰?guī)r（薄層），主要保持在＞718.4m的厚度，和哈拉霍疙特組（薊縣系）地層整合接觸。按巖性特征劃分為三個(gè)巖性段。薊縣系哈拉霍疙特組在研究區(qū)的北中部地區(qū)分布。沉積巖是區(qū)內(nèi)的主要碳酸鹽建造特征，夾石英巖的硅質(zhì)灰?guī)r以及泥砂質(zhì)與碎屑灰?guī)r（厚層）和炭質(zhì)板巖等是其主要的巖性特征。厚度689.6m，與尖山巖組地層整合接觸。第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)主要分布在河谷及其兩側(cè)，以及低緩山包周圍和低洼平灘、現(xiàn)代溝谷地帶?，F(xiàn)按成因類型劃為洪積物、沖積物、風(fēng)積物。以洪沖積河床、河漫灘堆積的礫石、砂礫石層、粉砂、粘土等和洪積+風(fēng)積粘土、亞砂粘土層夾砂礫石層及腐殖質(zhì)土層。厚度0m～10m。

（2）構(gòu)造特征。研究區(qū)內(nèi)有著較為簡單的構(gòu)造特征不發(fā)育褶皺與斷層，單斜構(gòu)造是其主要的地層特征，向北西向傾斜。在勘查線0線、16線及20線附近地表見有局部地層反傾向，彎曲現(xiàn)象出現(xiàn)在走向的局部位置上，褶皺構(gòu)造存在于局部位置，環(huán)狀構(gòu)造存在于研究區(qū)的背側(cè)，研究區(qū)的北東部靠近勘查邊界（勘查線19線～35線之間）地表發(fā)現(xiàn)有一條接觸構(gòu)造蝕變帶F1，在東南部花崗閃長巖與地層接觸帶部位有條接觸構(gòu)造蝕變帶F2。除上述兩條破碎帶外，還有一些小規(guī)模的（寬度0.5m～2m）韌性剪切帶。

（3）巖漿巖。輝長巖以及灰色花崗閃長巖（晚石炭世）以及黑云母花崗巖（早二疊世）和少量的角山巖以及輝長巖脈是區(qū)內(nèi)的主要巖漿巖。輝長巖分布于勘查區(qū)北部，呈脈狀侵入尖山組。脈巖走向40°左右，斷續(xù)長約數(shù)千米，寬度幾十米。晚石炭世花崗閃長巖在勘查區(qū)西部大面積出露,礦區(qū)東南部小面積出露，與白云鄂博群尖山組呈侵入接觸關(guān)系，形成數(shù)十米寬的熱接觸變質(zhì)帶，使炭質(zhì)板巖中的炭質(zhì)結(jié)晶形成石墨。該巖體與石墨礦的成礦關(guān)系密切。早二疊世似斑狀黑云母花崗巖分布于勘查區(qū)北部，呈不規(guī)則狀沿晚石炭世花崗閃長巖與白云鄂博群尖山組接觸帶侵入、對尖山組（白云鄂博）與花崗閃長巖體相侵入，熱液接觸變質(zhì)對巖體侵入尖山組時(shí)受到較大規(guī)模影響，和石墨礦存在非常緊密的聯(lián)系，角閃巖呈脈狀產(chǎn)出，較大的一處出露在4勘查線，在Ⅰ號礦體下部與花崗閃長巖接觸帶部位。巖石墨綠色，柱狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要有角閃石組成。

3 礦體特征

大烏淀晶質(zhì)石墨礦體賦存于小烏淀背斜之核部白云鄂博群尖山組一段地層，石墨礦床為晶質(zhì)鱗片狀，地層嚴(yán)格控制著礦體，在勘查區(qū)的東南側(cè)區(qū)域上分布著石墨礦體，展布方向呈現(xiàn)帶狀向北東向展布?？臻g范圍內(nèi)主要表現(xiàn)為透鏡狀以及似層狀和層狀特征，在走向上以及傾向上呈現(xiàn)穩(wěn)定的特點(diǎn)。有14條石墨礦體在此被圈出，主要的礦體為Ⅴ-1、Ⅵ、Ⅷ號礦體。

Ⅴ號礦體：走向上存在尖滅再現(xiàn)特征，Ⅴ-1號礦體分布在36號～12號勘查線，由12條探槽和5個(gè)鉆孔控制。礦體有著非常大的規(guī)模，主要呈現(xiàn)厚層狀的特征，在走向上礦體有約1300m長，向70°方向展布，向北西傾斜，角度為50°～70°。平均品位3.77%。Ⅷ號礦體：勘查區(qū)的主礦體之一。呈厚層狀，礦體走向約60°～46°，傾向北西，傾角35°～82°。分布于32勘查線～35勘查線間，由25條探槽和12個(gè)鉆孔控制。約有3500m被控制，北東部區(qū)域上的礦體具有非常大的厚度，南側(cè)部位不斷變薄，保持在4.57%的平均品位。

4 礦石類型

晶質(zhì)鱗片狀的石墨是其主要的脈石礦物特征，紅柱石相對次之，長石以及石英和白云母與黃鐵礦和黑云母等是其主要的脈石礦物組成。粒狀片狀變晶不等粒結(jié)構(gòu)以及變晶斑狀結(jié)構(gòu)是礦石的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，片狀以及網(wǎng)脈狀和他形晶條紋狀是礦石的主要構(gòu)造特點(diǎn)。

5 圍巖與夾石

礦體含礦巖層為白云鄂博群尖山組的二云石墨片巖（含紅柱石）變質(zhì)石英砂巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獓鷰r特征，花崗閃長巖以及黑云母花崗巖見于局部。Ⅵ號礦體底部為大面積侵入的輝長巖。本區(qū)礦體與圍巖界線不明顯，無法用肉眼區(qū)分，只能用基本分析結(jié)果進(jìn)行圈定。

6 礦床成因分析

本區(qū)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)自晚太古代以來,在漫長的地質(zhì)歷史發(fā)展過程中,經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造作用，主要包括下面幾期:

晚太古代階段：深變質(zhì)的夾磁鐵石英巖的片麻巖（上太古界）是區(qū)內(nèi)的主要沉積地層，中基性含硅鐵質(zhì)的火山巖建造是其原巖特征，褶皺以及斷層與片理化是發(fā)育于構(gòu)造地層中，具有南北向的應(yīng)力擠壓作用，呈現(xiàn)南北向，到晚太古代末期階段五臺(tái)運(yùn)動(dòng)，該構(gòu)造不斷進(jìn)行發(fā)展，促進(jìn)褶皺以及沖斷層在白云鄂博群中形成，同時(shí)形成白云鄂博群和上太古代的不融合接觸，造成該去區(qū)域變質(zhì)作用非常的突出。

中晚元古代階段：中晚元古代階段，海侵作用非常的突出，促進(jìn)淺海相復(fù)理式建造在白云鄂博群的形成，達(dá)到2000m的沉積地層厚度，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在元古代末期階段，導(dǎo)致白云鄂博群呈現(xiàn)輕度的變質(zhì)特點(diǎn)，之后不斷上升變?yōu)殛懙?，始終處在剝蝕區(qū)。由于侵入的斜長花崗巖，導(dǎo)致接觸變質(zhì)作用在太古地層表現(xiàn)的非常強(qiáng)烈，地層內(nèi)的碳質(zhì)在多種變質(zhì)作用下，結(jié)晶形成石墨礦，由于該區(qū)交代變質(zhì)和再結(jié)晶等作用影響，導(dǎo)致鱗片不斷加大，促進(jìn)石墨礦床的形成（鱗片狀）。

古生代階段：加里東運(yùn)動(dòng)（早古生代）不是非常明顯，具有活躍的晚古生代華力西運(yùn)動(dòng)，具有頻繁的巖漿活動(dòng)，侵入大面積的花崗巖斷裂構(gòu)造在區(qū)內(nèi)非常的強(qiáng)烈。古生代以后，地殼進(jìn)一步固結(jié)，大部分處于剝蝕區(qū)。根據(jù)以上分析，該礦是由于太古代區(qū)域變質(zhì)作用影響下，經(jīng)過元古代接觸變質(zhì)因素形成的接觸變質(zhì)鱗片狀晶質(zhì)石墨礦床。