蘇魯超高壓變質(zhì)帶南緣新集地區(qū)晶質(zhì)石墨礦床地質(zhì)特征與找礦遠景分析

王陸超，張 凱，王 肖，王 亮，趙盛博，宋玉明，洪連明

(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊，江蘇 連云港 222023)

0 引言

晶質(zhì)石墨礦屬于戰(zhàn)略性礦種，近年來在礦物學(xué)特征[1-2]、礦床地質(zhì)特征[3-7]、成礦規(guī)律[8-9]、礦床成因[6-7，10-11]、礦產(chǎn)資源分布[3，9]等諸多方面開展了研究。研究表明區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床是我國主要的石墨礦床成因類型[12]。新集地區(qū)位于江蘇省連云港市贛榆區(qū)境內(nèi)，屬于華北地臺南緣地區(qū)，基底區(qū)域變質(zhì)巖系分布全區(qū)，埋藏淺，其中發(fā)現(xiàn)有地表出露的沉積變質(zhì)型石墨礦點[11，13-14]，是尋找石墨礦的有利地層條件；蘇魯超高壓變質(zhì)帶是揚子板塊向華夏板塊俯沖碰撞過程的產(chǎn)物[15-16]，研究區(qū)位于其中，高壓變質(zhì)作用有利于石墨晶質(zhì)礦化?；谏鲜鰞身椨欣麠l件，預(yù)測本區(qū)內(nèi)具有良好的晶質(zhì)石墨找礦前景，有必要開展進一步勘查評價和研究工作。

本研究依托2019年度江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地勘基金項目，針對帶內(nèi)晶質(zhì)石墨礦找礦工作，采取“地質(zhì)調(diào)查—激電中梯掃面(激電測深評價)—工程揭露”的勘查模式。發(fā)現(xiàn)了5條石墨礦體，并圈定深部找礦靶區(qū)1個，進一步證明研究區(qū)具有良好的晶質(zhì)石墨礦找礦前景。文章介紹了新集地區(qū)晶質(zhì)石墨礦地質(zhì)特征、勘查模式，分析了深部找礦遠景，供讀者參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于秦嶺—大別造山帶東延部分、蘇魯造山帶南段，構(gòu)造位置復(fù)雜[17]。西鄰華北地塊，東南側(cè)為揚子地塊，三者以郯廬斷裂、嘉山—響水?dāng)嗔褳榻?圖1)，郯廬斷裂帶經(jīng)由本區(qū)西部通過，新集晶質(zhì)石墨礦位于超高壓變質(zhì)帶之超高壓變質(zhì)構(gòu)造單元上，屬濱西太平洋成礦域，桐柏—大別元—蘇魯(造山帶)金-銀-鐵-銅-鋅-鉬-金紅石-螢石-珍珠巖成礦帶，主要礦產(chǎn)為鈦(金紅石)、蛇紋巖、大理巖、石墨等。

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖

1.1 地層

區(qū)域基底地層屬古元古界東海群(圖2)。白堊系青山組、王氏組，新生界第四系廣泛覆蓋，地層特征由老至新分述如下：

東海群：由下向上為夾山組、班莊組、阿湖組，區(qū)域內(nèi)出露較多。與中生界地層呈角度不整合接觸關(guān)系。

夾山組(Pt1j)：區(qū)域出露較多，巖性組合以各種片麻巖、片巖、混合片麻巖為主，夾少量的斜長角閃巖。

班莊組(Pt1b)：區(qū)域出露較多，本組巖石類型較多，有片麻巖、變粒巖、淺粒巖、片巖及多種混合巖。

阿湖組(Pt1a)：區(qū)域出露較多，巖性組合以含白云斜長片麻巖、斜長片麻巖、二長混合巖為主，局部夾黑云片巖、黑云角閃片巖、蛭石片巖、含磷灰石蛭石片巖及二長混合巖等。與下伏地層呈假整合接觸。

中生界白堊系：可分青山組、王氏組。區(qū)域出露較少，在區(qū)域西南部可見少量出露。

青山組(K1q)：區(qū)域出露較少，在區(qū)域西南部可見少量出露，灰色、暗紫色安山巖，與下伏地層呈角度不整合接觸。

王氏組(K2w)：區(qū)域出露較少，在區(qū)域西南部可見少量出露，灰紫、紫紅、磚紅等雜色砂巖和砂礫巖，與下伏地層呈角度不整合接觸。

新生界第四系(Q)：區(qū)域分布廣泛，第四系沉積物的成因類型及其分布與地貌有密切關(guān)系。河谷平原多為沖積相和湖沼相，低山丘陵和壟崗起伏區(qū)則主要為殘坡相，緩坡及溝谷中則主要為坡—沖積相。巖性主要是一套砂黏土、黏砂土及砂礫石層堆積，一般厚0.3～3.0 m，局部低洼處達5.0 m。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域受蘇魯超高壓造山帶、郯廬斷裂和青島—日照斷裂的影響，形成了極為復(fù)雜的韌性剪切構(gòu)造，中生代以來以巖漿巖侵入為其主要特色，主要構(gòu)造為脆性斷裂。

中生代以來的主要構(gòu)造形跡，它改變了變質(zhì)巖的構(gòu)造格局，控制了中生代巖漿巖的分布，斷裂規(guī)模NNE向大，NE向次之，NEE向、近EW向、近SN向、EW向斷裂一般規(guī)模較小(圖2)。

圖2 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)域最大規(guī)模斷裂為郯廬斷裂，走向約15°，其東界斷裂西側(cè)為華北地塊基底。

1.3 侵入巖

區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要為中生代侵入巖，廣泛出露于區(qū)域西北部，受NE向斷裂控制，多呈巖株、巖枝，少部分呈巖基產(chǎn)出，總體呈NE向分布；主要巖性為石英閃長巖、石英二長巖、二長花崗巖、花崗閃長巖等中酸性巖。

伴生脈巖主要有閃長玢巖、閃長斑巖、細粒閃長巖、花崗斑巖、鈉長斑巖、石英斑巖、煌斑巖，細晶巖、石英脈等，走向以NE向為主，次為NNE向、NW向及近EW向。

1.4 礦產(chǎn)

區(qū)域礦產(chǎn)資源較為豐富，種類較多，非金屬礦產(chǎn)主要有蛇紋石、大理石、建筑裝飾石材、石英、石墨、重晶石等，班莊地區(qū)有石墨礦點4個。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

第四系分布廣泛，基巖地層主要為古元古界東海群夾山組和班莊組，呈零星出露(圖3)。

圖3 研究區(qū)地質(zhì)物探綜合圖

夾山組(Pt1j)：分布于研究區(qū)北部，厚度大于600 m，以各種片麻巖、片巖、混合片麻巖為主，夾少量斜長角閃巖?；旌蠋r以條帶狀、條痕狀為主；片巖主要為黑云角閃片巖或黑云片巖。本組普遍含有角閃石為特征，尤其下部地層更為顯著，多為角閃黑云二長片麻巖、斜長角閃片巖或條帶狀角閃黑云二長混合巖，似條帶狀含角閃二長混合巖等。斜長片麻巖：灰白色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分主要為長石、石英、黑云母、白云母，還有少量綠泥石、角閃石、磁鐵礦、石榴子石、榍石和碳酸鹽礦物等。在夾山組頂部和班莊組下部均有分布，有時呈薄層或透鏡狀夾于大理巖中。二長混合片麻巖：灰白—灰黃色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英，其次為云母、磁鐵礦及少量鈉鐵閃石，屑石、綠簾石等。在夾山組和班莊組均有分布。斜長角閃片巖：灰白夾灰黑色，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物由斜長石、角閃石、石英及少量黑云母等組成。明顯的片狀構(gòu)造是由暗色礦物、淺色礦物相同排列的條帶表現(xiàn)出來。

班莊組(Pt1b)：晶質(zhì)石墨的含礦層位，分布于研究區(qū)中南部，厚度大于1200 m，主要巖性有片麻巖、變粒巖、石墨石英片巖、綠泥云母片巖、大理巖、各種混合巖及少量的石英巖。小范圍有韻律變化，主要以黑云斜長片麻巖、變粒巖、淺粒巖為主。夾山組與班莊組呈整合—假整合接觸，其間以班莊組底部的大理巖、石英巖等為其分組標志。石墨石英片巖：顏色為深灰色、黑色，具滑感，極易污手。呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，少量呈不規(guī)則狀，弱片狀構(gòu)造。礦物成分主要有石英、白云母、石墨和極少許金屬礦物等，粒徑大多小于0.15 mm。石墨，極細小板狀、鱗片狀変晶，多呈分散狀少呈聚集狀不均勻分布于石英和白云母間隙中，集合體略顯雜亂—半定向排列。黑色不透明，斜照光下呈鋼灰色。大理巖：灰白色，礦物組成以白云石、方解石為主，其次有數(shù)量不等的透閃石、透輝石、陽起石、滑石、金云母及少量石英、斜長石、綠泥石、磷灰石等。當(dāng)局部次要礦物含量較高時過度為透閃石大理巖、陽起石大理巖、透輝石大理巖等。

第四系(Q)：研究區(qū)基巖零星出露，第四系廣泛分布，河塘、村莊密布。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)基巖古元古界東海群夾山組和班莊組巖石變質(zhì)程度高，原巖地層產(chǎn)狀難以恢復(fù)，根據(jù)地層巖性分界線和片麻理產(chǎn)狀確定區(qū)內(nèi)構(gòu)造線走向NE30°～60°。地層巖性分界線以及石墨礦層均與片麻理產(chǎn)狀一致，即走向北東，傾向SE，傾角為22°～48°，呈單斜構(gòu)造形態(tài)。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)斷層5條，可分為2組：一是NE向斷層4條(F1～F4)，大致相互平行等距分布，走向27°～43°，傾向SE，地表可見碎裂巖和構(gòu)造角礫巖。二是近EW向斷裂，僅有1條，走向83°。斷裂構(gòu)造對變質(zhì)巖地層均造成了破壞。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，主要巖性為二長花崗巖和閃長巖(圖1)。

區(qū)內(nèi)出露2個相對規(guī)模較大的二長花崗巖體，分別位于研究區(qū)北西部和東南部，前者呈倒水滴狀，面積約0.4 km2，后者區(qū)內(nèi)面積約1.0 km2。巖體呈肉紅色為主，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長石、鉀長石、石英、角閃石、黑云母等，部分礦物定向排列。

閃長巖體分布于研究區(qū)中部，呈扁豆狀，長軸走向北東，面積約0.1 km2。巖石呈灰黑—灰黃色，中細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長石、鉀長石、角閃石、黑云母等。

3 研究區(qū)地球物理特征

3.1 1∶1萬激電中梯異常

研究區(qū)整體視電阻率較高(圖3)，數(shù)值大多大于1000 Ω·m，以紅領(lǐng)巾水庫為分界，視電阻率總體表現(xiàn)為西部較低、東部較高。高阻部分(>5000 Ω·m)多呈帶狀、NE向展布，低阻部分(<2000 Ω·m)主要集中在研究區(qū)的西部。內(nèi)視極化率普遍不高，背景值一般介于1%～2%之間，超過視極化率下限的區(qū)域主要分布在石墨礦點附近、水庫西側(cè)、前集村附近和水庫東南側(cè)。因為石墨礦體具有較明顯的低阻高極化異常特征，所以本次工作圈定的極化率異常主要以低阻高極化為主。根據(jù)異常下限2.5%在研究區(qū)共圈定激電高極化異常5處(JDms-1至JDms-5)，將視極化率極值大于5%的異常劃為高極化。

其中JDms-3低阻高極化異常近似帶狀，省界附近，呈NE—SW向展布，此異常區(qū)內(nèi)視極化率最高為9.2%，是整個研究區(qū)視極化率最高的區(qū)域。該異常強度及規(guī)模較大，異常區(qū)范圍電阻率較低，多小于1000 Ω·m，位于JDρs-2低阻異常范圍內(nèi)，屬典型的低阻高極化異常。初步推測此高極化異常是由位于省界兩側(cè)的石墨礦點引起。

3.2 激電測深異常

為了進一步查明JDms-3異常體的賦存狀態(tài)，在區(qū)內(nèi)展了1條對稱四極激電測深評價剖面(編號：Ⅰ線)。測線視電阻率總體表現(xiàn)為北西低、南東高，淺部低、深部高，視電阻率最大值位于測線最南東端的深部，約為2900 Ω·m，且極大值異常圈閉不閉合；Ⅰ線視極化率以1380點附近的4.0%等值線為分界線，該分界線近垂直，1380點北西側(cè)整體呈現(xiàn)高極化特征，南東側(cè)整體呈現(xiàn)低極化特征，視極化率最大值約為9.5%，位于點號1060～1100之間，視深度220～310 m處和360～400 m范圍，推測高極化異常主要由石墨礦體引起。

從Ⅰ線反演斷面圖(圖4)來看，反演得到的電阻率異常特征與原始觀測的視電阻率異常特征基本一致，北西低、南東高，淺部低、深部高，數(shù)值比視電阻率大，極大值約為15 000 Ω·m，位于測線最南東側(cè)深部，推測低阻異常主要由風(fēng)化巖層和石墨礦體引起；1360點向北西方向主要表現(xiàn)為高極化特征。高極化異常主要位于1000點～1400點、深度50～150 m范圍內(nèi)(MS1)、1050點～1100點、150 m以深(MS2)、1150點～1200點、深度200 m以深范圍內(nèi)(MS3)。MS1高極化異常形狀不規(guī)則，傾角較緩產(chǎn)狀與地層相近，且MS1極化最強，極大值約21%，明顯呈低阻高極化的激電異常特征，推測MS1異常由石墨礦體引起；MS2和MS3高極化異常產(chǎn)狀陡立，與地層產(chǎn)狀不一致，且呈現(xiàn)中高阻高極化特征，推測是深部侵入巖脈附近的多金屬礦化引起。

圖4 Ⅰ線地質(zhì)物探綜合圖

3.3 物探異常驗證

針對圈定的物探異常，優(yōu)選4個激電異常(JDms-1、JDms-2、JDms-3、JDms-5)進行槽探驗證；針對異常規(guī)模較大的JDms-3激電異常、MS1激電測深異常進鉆探驗證。

1)JDms-1激電異常：異?？傮w強度較低，屬于帶狀異常，屬于低阻中高極化異常，推測此激電異常是由異常區(qū)內(nèi)的F1、F2斷層含水或局部多金屬礦化引起。通過探槽揭露發(fā)現(xiàn)，地表巖性以黑云斜長片麻巖、二長花崗巖、碎裂片麻巖為主，未見石墨礦化，多金屬異常含量較低。

2)JDms-2激電異常：異常強度及規(guī)模較大，屬于近似帶狀異常，存在兩個異常圈閉，電阻率較低，處于F3和F4斷層之間，推測此高極化異?？赡芘c石墨化地層(或石墨礦體)有關(guān)。兩個圈閉異常較近，通過探槽和淺井揭露發(fā)現(xiàn)，地表巖性以黑云斜長片麻巖、淺粒巖為主，見3條寬度0.8～0.9 m碎裂片麻巖，未見石墨礦(化)現(xiàn)象，異常圈閉可能由巖石破碎后被水充填引起。

3)JDms-3激電異常：整個研究區(qū)視極化率最高的，屬于近似帶狀異常，該異常強度及規(guī)模較大，異常區(qū)范圍電阻率較低，屬典型的低阻高極化異常。

在Ⅰ線1340 m處施工ZK01鉆孔(直孔)進行了激電異常JDms-3的驗證工作。鉆孔內(nèi)共見石墨礦體5層，巖性為石墨石英片巖，總厚13.63 m，位于11.26～13.87 m、23.23～27.35 m、81.83～85.69 m、115.27～118.31m處；石墨礦化體10層，總厚29.87 m。石墨礦(化)體具體位置、厚度、品位見表1。礦體主要位于80～120 m段，尤其是110～120 m段礦體厚度較大。由淺至深分布的多層礦體與激電原始異常和反演成果異常范圍吻合，主要礦體位置位于異常的中心部位，與推斷成果較為吻合。

MS1異常特征為較典型的低阻高極化異常，傾向SE，傾角約20°，且埋深較淺，推測為石墨礦體引起，在MS1異常中心布設(shè)了ZK01進行深部鉆探工程驗證。

鉆孔巖性整體較簡單，鉆遇黑云斜長片麻巖、花崗閃長斑巖、石墨石英片巖、含石墨石英片巖、綠泥石英片巖、碎裂變粒巖、(硅質(zhì))大理巖、蛇紋石大理巖、斜長角閃巖、(碎裂)黑云二長片麻巖。其中石墨石英片巖是含礦巖性，從上而下劃分出礦體4層，總厚13.64 m；石墨礦化體11層，總厚29.17 m，主要位于不同礦體中間，詳見表1。

表1 ZK01鉆孔鉆遇石墨礦(化)體

巖心鉆遇構(gòu)造角礫巖、斷層泥、碎裂巖(碎裂變粒巖、碎裂黑云二長片麻巖)，且多處巖心較為破碎，裂隙面鐵染，見構(gòu)造錯斷、礦物定向排列。巖心中普遍有黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化等蝕變。由淺至深分布的多層礦體與激電原始異常和反演成果異常范圍吻合，主要礦體位置位于異常的中心部位，與推斷成果較為吻合。

4)JDms-5：視電阻率為中(高)阻，帶狀異常，推測可能為含黃鐵礦化石英脈的反應(yīng)，具有尋找金礦的可能。由于施工條件限制，在其高極化地段布施了4個淺井進行驗證，巖性為黑云斜長片麻巖，經(jīng)采樣分析多金屬異常含量較低。

4 石墨礦地質(zhì)特征

4.1 礦體特征

本次工作共圈定晶質(zhì)石墨礦體5條，分別為G1～G5(表2)，其中G3為主礦體，G2、G4、G5為隱伏礦體。礦體走向約NE53°，傾向SE，傾角31°～48°，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于石墨石英片巖中。

表2 新集石墨礦礦體特征

1)G1礦體：地表可見出露，呈透鏡狀，總體走向約NE53°，傾向143°，傾角31°，沿走向延伸100.00 m，沿傾向延深50.00 m，礦體頂?shù)装鍨楹谠菩遍L片麻巖，固定碳礦物量(推測資源量)為280 t，平均品位為3.77%。

2)G2礦體：為隱伏礦體，礦體呈透鏡狀，走向為NE向，傾向SE，傾角40°，沿走向延伸100.00 m，沿傾向延深60.00 m，礦體頂?shù)装鍨楹⑵瑤r和斷層泥，固定碳礦物量(推測資源量)為140 t，平均品位為2.76%。

3)G3礦體：地表可見出露，礦體呈似層狀，總體走向約NE53°，傾向143°，傾角35°～40°，沿走向延伸260.00 m，沿傾向延深94.45 m。固定碳含量為1.60%～6.40%，平均值為3.12%，品位變化系數(shù)為44%。厚2.26～3.49 m，平均厚2.97 m，厚度變化系數(shù)為21%。礦體頂?shù)装鍨楹⑵瑤r，固定碳礦物量(推測資源量)為2140 t。

4)G4礦體：隱伏礦體，礦體呈透鏡狀，走向為NE向，傾向SE，傾角48°，沿走向延伸100.00 m，沿傾向延深100.00 m。礦體頂?shù)装鍨楹⑵瑤r，固定碳礦物量(推測資源量)為280 t，平均品位為2.62%。

5)G5礦體：為隱伏礦體，礦體呈透鏡狀，走向為NE向，傾向SE，傾角48°，沿走向延伸100.00 m，沿傾向延深100.00 m，礦體頂?shù)装鍨榻鹪颇复罄韼r和斜長角閃片巖，固定碳礦物量(推測資源量)為220 t，平均品位為2.51%。

4.2 礦石質(zhì)量

礦石礦物主要為晶質(zhì)石墨組成，鱗片狀，部分為條帶狀集合體，不透明，反射率為6%～17%，強非均質(zhì)體(草黃—紫灰)，片徑在1～5 μm之間。顏色和條痕均為黑色，半金屬光澤(略暗淡)，不透明，反射光下呈淺褐灰色，密度為2.21～2.26，具滑感，極易污手，具導(dǎo)電性。

脈石礦物主要為斜長石、石英、黑云母等主要組成礦物，其他脈石礦物有黃鐵礦、綠泥石、褐鐵礦、磁鐵礦等，其含量一般較少。斜長石：無色，表面較臟，正低突起，粒狀，粒徑多在20～50 μm之間，一級灰白干涉色，部分發(fā)育聚片雙晶結(jié)構(gòu)。石英：無色，表面干凈，正低突起，粒狀，粒徑多在20～50 μm之間，一級白干涉色。黑云母：褐色多色性明顯，鱗片狀，正中突起，片徑多在20～100 μm之間，干涉色鮮艷，干涉色多受自身顏色影響。黃鐵礦：半自形粒狀，沿顆粒邊緣褐鐵礦化，具交代殘余結(jié)構(gòu)，粒徑為100～200 μm。綠泥石：淡綠色，片狀，鱗片狀，一級灰干涉色。褐鐵礦：半自形粒狀，呈脈狀分布，保留黃鐵礦晶形，粒徑為200～400 μm。磁鐵礦：半自形粒狀，粒徑為100 μm。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要有顯微—細粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造和交代(殘余)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造兩種。

顯微—細粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造，組成巖石的礦物成分見有石英、白云母、石墨和極少許金屬礦物等，粒徑大多小于150 μm，尤其是白云母在巖石中略呈斷續(xù)的或連續(xù)的定向分布，構(gòu)成板狀構(gòu)造。

礦石主要有用組分為固定碳?；瘜W(xué)全分析結(jié)果見表3。石墨礦石固定碳含量為2.50%～4.02%，以富SiO2、Al2O3，較多的Fe2O3、K2O、CaO、MgO，貧TiO2、Na2O為特征；有害組分S、P極少；灰分較高，達87.08%～95.2%；揮發(fā)分少，一般小于10%。微量元素含量較低，不具綜合利用價值。

表3 石墨石英片巖礦石化學(xué)成分

近地表的石墨礦石風(fēng)化較強，其中強風(fēng)化礦石多呈松散塊狀，對礦石品位影響較大；全風(fēng)化礦石多呈土狀，顏色發(fā)黃，受其影響礦石品位降低。受后期構(gòu)造作用影響，礦石普遍疊加綠片巖相變質(zhì)作用，礦石多見高嶺土化、黏土化，局部呈碎裂狀、黏土狀。

4.3 礦石類型

研究區(qū)主要為石墨石英片巖型石墨礦石。石墨石英片巖：組成巖石的礦物成分見有石英(65%～75%)、石墨(20%～25%)、白云母(5%～10%)和極少許金屬礦物等。

據(jù)光片石墨片度統(tǒng)計及巖礦鑒定，石墨礦石中石墨片徑以小于74 μm(>200目)為主，其中小于147 μm部分占100%，未見片徑大于74 μm者，屬晶質(zhì)石墨礦。

5 礦床成因

在古元古代，研究區(qū)處于華北板塊南緣，具活動大陸邊緣性質(zhì)，在陸緣濱?！獪\海沉積區(qū)存在大量原始藻類生物及其新陳代謝產(chǎn)生的有機物、富含有機質(zhì)的陸源碎屑，在搬運作用的影響下進入本區(qū)淺海環(huán)境，是本區(qū)炭質(zhì)形成的主要來源；海底火山噴發(fā)攜帶的CO2是形成炭質(zhì)的次要來源。

由于后期盆地閉合，在強烈擠壓、多期次褶皺的構(gòu)造背景[18]下，角閃巖相、麻粒巖相在中高壓變質(zhì)和區(qū)域熱變質(zhì)的雙重作用下[19]，有機質(zhì)分解，原巖中炭質(zhì)轉(zhuǎn)變成鱗片晶質(zhì)石墨富集成礦[10]。

進入中生代，研究區(qū)巖漿活動較活躍，在各種地質(zhì)事件綜合作用的影響下，賦礦地層接受了綠片巖相變質(zhì)作用迭加，部分石墨礦體經(jīng)受動力變質(zhì)作用而遭破壞。構(gòu)造運動以脆性斷裂為主。石墨礦受復(fù)雜的斷裂構(gòu)造控制而形成現(xiàn)今的分布格局。

因此，新集地區(qū)石墨礦屬區(qū)域沉積變質(zhì)型石墨礦。

6 找礦標志及勘查模式

6.1 找礦標志

1)地表露頭標志：石墨礦石呈灰黑色，與出露的其他巖石有著明顯的差異，一般經(jīng)露頭觀察很容易尋找到石墨礦礦體的存在，是直接的找礦標志。

2)區(qū)域地層標志：石墨礦賦存于古元古界班莊組石墨石英片巖，班莊組底部的石墨石英片巖是間接的找礦標志。

3)礦物組合標志：研究區(qū)石墨礦物經(jīng)常與透輝石、金云母、白云石、方解石相伴而生，相關(guān)礦物組合是間接的找礦標志。

4)物探標志：本次激電工作成果表明，石墨礦體具有明顯的低阻高極化特征，激電異常與含石墨地層相吻合，低阻高極化異常是很重要的找礦標志。

6.2 勘查模式總結(jié)

本次勘查工作的技術(shù)路線是，在充分收集資料，深入研究區(qū)域成礦規(guī)律的基礎(chǔ)上，首先開展研究區(qū)1∶1萬地質(zhì)測量和礦點檢查，然后開展大功率激電中梯掃面，圈定研究區(qū)內(nèi)低阻和高極化率率異常區(qū)，在第四系覆蓋層較薄地區(qū)，用槽探方法對其揭露驗證；在激電中梯異常強度大第四系覆蓋層又較厚的地區(qū)，用激電測深剖面方法對其評價，并選取成有利部位進行鉆探工程驗證，大致了解石墨礦體規(guī)模、產(chǎn)狀及礦石礦物成分、質(zhì)量等?？梢猿醪娇偨Y(jié)為“地質(zhì)調(diào)查—激電中梯掃面(激電測深評價)—工程揭露”勘查模式。

7 找礦遠景分析

7.1 成礦地質(zhì)條件分析

研究區(qū)位于華北地臺南緣古元古界結(jié)晶基底變質(zhì)巖出露區(qū)，我國眾多石墨礦均于類似的區(qū)域變質(zhì)巖地層中，屬于沉積變質(zhì)型礦床。據(jù)前人研究成果[11]，證明了東海巖群班莊組石墨礦也為生物成因的沉積變質(zhì)型礦床。

沉積變質(zhì)型礦床都是具有分布廣、礦層多、規(guī)模大的特點。東海巖群班莊組不僅在連云港市東?？h—贛榆區(qū)廣泛分布，而且厚度也達到1200 m，找礦空間巨大。不僅如此，區(qū)域內(nèi)還有蘇魯超高壓變質(zhì)帶存在，研究區(qū)處于超高壓變質(zhì)帶內(nèi)。在區(qū)域熱變質(zhì)和超高壓變質(zhì)雙重作用下，有機質(zhì)極易分解，形成炭質(zhì)向晶質(zhì)石墨轉(zhuǎn)化的溫壓條件[10]。

7.2 地球物理特征分析

激電中梯測量共圈定激電高極化異常5處，通過槽、鉆探工程重點對JDms-3激電異常、MS1激電測深異常進行系統(tǒng)揭露，圈定了晶質(zhì)石墨礦體5條，礦體與異常吻合較好。估算出研究區(qū)晶質(zhì)石墨礦石資源量(推斷資源量)10.498萬噸，平均品位為2.91%，折合固定碳資源量3060 t。

需要引起重視的有兩點：①激電中梯測量極化率異常平面形態(tài)，JDms-1、JDms-2和JDms-3三個激電異常呈NE向雁行排列，推測深部高極化體連為一體，因遭受后期近SN向斷裂構(gòu)造的破壞，才分割為三個異常。JDms-3異常為礦致異常，JDms-1、JDms-2低阻高極化異常特征與JDms-3低阻高極化異常相似，基本處于JDms-3異常的北部延伸部分，且在此處發(fā)現(xiàn)石墨礦標志層大理巖，推測為隱伏的石墨礦(化)體引起，找礦潛力較好。推測深部還有找礦遠景。②Ⅰ線激電測深剖面也同樣顯示深部還有高極化率異常存在，與激電中梯異常推斷解釋成果一致。

從Ⅰ線反演斷面圖(圖4)來看，電阻率異常北西低、南東高，淺部低、深部高，推測淺部低阻異常主要由風(fēng)化巖層和石墨礦體引起，已得到鉆探驗證；極化率異常有3個分2層，上部MS1異常位于1000點～1400點、深度50～150 m范圍內(nèi)，已驗證由石墨礦化引起。在MS1異常下部還有多個相對高阻高極化率異常存在，呈陡立狀，補低阻、低極化率異常分隔。代表性異常有2個，分別是MS2和MS3高極化異常(圖4)，推測由深部斷裂破壞含石墨地層引起。目前只驗證MS1異常，驗證鉆孔深度只有180 m，未到達深部異常區(qū)。

為此建議下一步在驗證JDms-1、JDms-2低阻高極化異常時，應(yīng)加強深部找礦探索。

綜合上述地質(zhì)物探特征，認為研究區(qū)深部具有找礦前景。再結(jié)合區(qū)域上廣泛存在的石墨礦點[19](如贛榆區(qū)斑莊、賀閻莊，東?？h徐西、范莊、吳莊、黑豆?jié)军c和東海雙湖石墨礦床)，同樣認為蘇魯超高壓變質(zhì)帶具有較大的找礦前景。

8 結(jié)論

1)本次工作在新集地區(qū)圈定晶質(zhì)石墨礦體5條。礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于東海群班莊組石英片巖段中，受地層控制明顯，礦床成因類型為區(qū)域沉積變質(zhì)型。

2)在研究區(qū)域成礦規(guī)律的基礎(chǔ)上，地質(zhì)調(diào)查—激電中梯掃面(激電測深評價)—工程揭露的勘查模式有效。

3)班莊組石墨石英片巖、金云母大理巖和斜長角閃片巖是重要地層標志，低阻高極化是重要的物探標志。

4)目前發(fā)現(xiàn)的5條石墨礦體規(guī)模較小，還難有開發(fā)價值，建議該區(qū)找礦要由發(fā)現(xiàn)礦體改為以找富礦體為目標，本次圈定的找礦靶區(qū)具有發(fā)現(xiàn)富礦體的潛力。

5)綜合地質(zhì)物探異常條件，認為研究區(qū)深部極化率異常具有進一步驗證價值。綜合區(qū)域已發(fā)現(xiàn)眾多石墨礦(礦)點，認為蘇魯超高壓變質(zhì)帶具有廣闊的找礦前景。