中西部提交晶质石墨找矿靶区26处、矿产地7处，预测矿物量超1亿吨
- 2019-11-29 10:14:31
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- 作者：中国地质调查成果快讯
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原标题：中西部晶质石墨找矿及成矿规律研究成果显著
来源于《中国地质调查成果快讯》
摘要：通过项目实施，在中西部地区提交晶质石墨找矿靶区26处、矿产地7处，预测晶质石墨矿物量10408万t，其中新疆奇台县黄羊山调查区提交预测的晶质石墨矿物量7378万t，河北张家口地区预测晶质石墨矿物量1953万t。首次系统划分了全国石墨矿成矿区带，提出佳木斯-兴凯（地块）石墨成矿带、华北陆块北缘中段石墨成矿带、东准噶尔地块石墨成矿带等9个成矿带潜力较大；总结了石墨矿成矿条件、控矿因素，完善和建立了区域变质型和岩浆同化混染型石墨成矿模式，实现了理论创新。
1.项目概况
晶质石墨广泛应用于冶金、机械、航空航天、电子信息、新能源汽车等领域，已成为高新技术领域中的重要矿物。《全国矿产资源规划（2016—2020年）》首次将石墨等24种矿产列入战略性矿产，《战略性新兴产业分类（2018）》，将石墨纳入电子核心产业、前沿新材料、新能源材料、太阳能材料产业等领域。开展晶质石墨等特种非金属矿产调查，对保障我国战略新兴产业资源安全具有重要意义。“中西部地区晶质石墨等特种非金属矿产调查”项目，归属于“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程，由中国建筑材料工业地质勘查中心承担。项目周期为2016—2018年。主要目标任务是在新疆奇台县、河北张家口、陕西商洛、河南鲁山、甘肃肃北、四川攀枝花、湖北大别山7个调查区开展1∶5万矿产地质调查，提交一批矿产地及找矿靶区，评价晶质石墨等特种非金属矿产资源现状和找矿潜力，以实现中西部地区晶质石墨等特种非金属重大找矿突破或新发现。通过项目实施，共完成1∶5万晶质石墨矿产地质调查5106km2，钻探1522m，提交了预测的晶质石墨矿物量10408万t，实现了晶质石墨找矿突破，重塑了我国晶质石墨资源分布格局；系统总结了我国石墨成矿地质特征和成矿规律，首次系统划分了全国石墨成矿区带，完善了晶质石墨矿成矿模式及找矿模型，实现了理论创新。
2.成果简介
（1）系统划分了全国石墨成矿区带，为资源勘查开发布局奠定了基础。以全国三级成矿区带为基础，在系统分析石墨成矿时代、大地构造背景、石墨含矿建造及已有石墨矿点分布的基础上，结合本次调查评价成果，首次系统划分了全国21个石墨成矿区带，建立了与全国三级成矿区带、省级四级成矿区带对应关系，提出佳木斯-兴凯（地块）石墨成矿带、华北陆块北缘中段石墨成矿带、准噶尔地块石墨成矿带、胶东隆起石墨成矿带、华北陆块南缘-秦岭石墨成矿带、康滇隆起石墨成矿带、龙门-大巴山石墨成矿带、黄陵断穹石墨成矿带、湘中南-粤北坳陷中生代隐晶质石墨成矿带9个石墨成矿带潜力较大，华北陆块北缘中段、准噶尔地块成为新的晶质石墨成矿潜力区。
（2）新疆黄羊山新发现4处岩浆同化混染型晶质石墨矿产地，新增晶质石墨矿物量7378万t。综合利用1∶5万矿产地质调查、遥感、物探、槽探、钻探等工作手段，在新疆黄羊山调查区圈定3个A类晶质石墨找矿靶区，提交了中型—超大型规模晶质石墨矿产地4处，矿石类型为中细粒含石墨混染花岗岩，石墨以球状、豆状及不规则脉状集合体为主嵌布于寄主岩之上（图1），矿石类型独特，固定碳品位平均可达6.0%以上，新增预测的晶质石墨矿物量7378万t，仅Ⅰ-1靶区①、②号石墨矿体估算晶质石墨矿物量达7264万t，取得重大找矿突破，黄羊山岩浆同化混染型晶质石墨矿的发现使东准噶尔地块成为我国石墨重要成矿带。黄羊山“岩浆同化混染型”晶质石墨矿是我国新区域、新类型晶质石墨找矿的重大突破，具有规模大、品位高、可选性好等特点。
图1 ①号矿体地表和岩心中石墨特征（黑色部分为鳞片状石墨集合体）
（3）河北张家口地区提交晶质石墨矿产地2处、找矿靶区6处。本次调查在省勘查基金项目成果的基础上，在河北张家口调查区圈定晶质石墨找矿靶区6处、提交矿产地2处，提交预测晶质石墨矿物量1953万t。项目成果拉动了地方勘查基金的投入，对圈定的物探异常进行了钻探验证，所有施工钻孔均见石墨矿层。张家口调查区与内蒙古兴和石墨矿同属华北陆块北缘中段石墨成矿带，成因类型属区域变质型，区域成矿条件良好，变质程度高，石墨鳞片大，具有较好的开发条件，有望形成新的石墨资源开发基地。
张北县义哈德石墨矿产地：在圈定的2个物探异常范围内进行了槽探及钻探验证，共圈出5条矿体，呈似层状分布，厚度21.24~94.14m，其中K2、K4为主要矿体。K2矿体平均真厚度33.03m，固定碳含量2.50%~14.05%，平均4.17%；K4矿体平均真厚度21.14m，固定碳含量2.50%~7.10%，平均4.45%。石墨片径+100目（0.147mm）占65%，属于大鳞片石墨。预测晶质石墨矿物量661万t，固定碳平均品位4.40%。
康保县后大兴德石墨矿产地：圈定了3个石墨矿体。K1由TC4、TC05、ZK400-1三个工程控制；K2由TC3、TC03、TC07、ZK380-1四个工程控制；K3由TC05、TC08、TC10、ZK200-1四个工程控制。K1、K2、K3矿体长分别为1670m、1730m、2270m，平均厚度分别为11.32m、17.50m、12.07m，3个矿体总平均固定碳含量3.01%，矿石类型主要为变粒岩型（图2），少量为大理岩型。石墨片径大于0.3mm(+50目)者占36%~59%，0.3~0.18mm(50~80目)者占16%~30%，0.15~0.18mm(80~100目)者占5%~12%，小于0.15mm（-100目）者折合占石墨鳞片的5%~12%。属大鳞片石墨矿，预测晶质石墨矿物量123万t。
图2 石墨透辉二长变粒岩型矿石
A—矿石标本；B—石墨透辉二长变粒岩薄片。Pl—斜长石；Gr—石墨；Di—透辉石
（4）华北陆块南缘-秦岭、康滇隆起、中祁连隆起、桐柏-大别山石墨成矿带等调查区提交晶质石墨矿物量1077万t。
华北陆块南缘-秦岭石墨成矿带：圈定晶质石墨找矿靶区6处，矿产地1处，预测晶质石墨矿物量555万t，其中在陕西商洛沙河子-峦庄圈定找矿靶区3处、矿产地1处，预测晶质石墨矿物量390万t，在陕西丹凤清水沟-塔儿坪提交矿产地1处，共圈定晶质石墨矿体11个，矿床平均品位6.25%，矿石类型以石墨大理岩型为主，次为石墨片麻岩型（图3），片度大于100目者占到87.70%，属大鳞片石墨矿，预测晶质石墨矿物量111万t。在河南省鲁山县调查区圈定找矿靶区3处，预测晶质石墨矿物量约165万t。
图3 石墨大理岩、石墨片麻岩
A—石墨大理岩；B—石墨大理岩薄片；C—石墨片麻岩；D—石墨片麻岩薄片Gr—石墨；Cal —方解石；Ser—绢云母；Lm—褐铁矿；Hem —赤铁矿
康滇隆起石墨成矿带四川攀枝花调查区：圈定晶质石墨找矿靶区3处，预测晶质石墨矿物量123万t。仁和区三大湾石墨矿找矿靶区新发现了4条石墨矿体，平均固定碳含量为3.68%，石墨片径2.7~7.0um，预测晶质石墨矿物量40万t，仁和区天宝山石墨矿找矿靶区新发现3条石墨矿体，固定碳平均品位7.01%，预测晶质石墨矿物量59万t；仁和区阿喇村石墨矿找矿靶区新发现2条石墨矿体，石墨片径+100目以上占88%~98%，片径均较大，质量较好，矿石平均品位6.83%，预测晶质石墨矿物量为24万t。
中祁连石墨成矿带甘肃肃北调查区：共圈定晶质石墨找矿靶区3处，预测晶质石墨矿物量345万t。肃北县掉石沟找矿靶区圈定了12条矿体，平均固定碳含量4.09%，预测晶质石墨矿物量114万t；肃北县白台沟找矿靶区圈定了10条石墨矿体，平均固定碳含量3.81%，片径大于100目的占22%~69%，预测晶质石墨矿物量112万t；肃北县干沟找矿靶区圈定了5条石墨矿化体，平均固定碳含量3.82%，石墨片径大于100目的占24%~47%，预测晶质石墨矿物量89万t。
桐柏—大别石墨成矿带的湖北大别山西段调查区：圈定晶质石墨找矿靶区5处，预测晶质石墨矿物量53万t。
（5）建立了区域变质型石墨矿成矿模式和岩浆同化混染型晶质石墨矿成矿模式。
区域变质型石墨成矿模式经历了沉积成岩、区域变质和混合岩化3个阶段（图4）。①沉积成岩阶段：中太古代至元古宙在相对稳定的滨海-浅海环境中，原生生物大量繁衍，为原岩沉积提供了碳质来源，沉积了泥沙质、半黏土质、黏土质及含有机碳的泥灰质、富镁碳酸盐建造。②区域变质作用阶段：含有相当数量的有机物质的泥沙质沉积岩，在变质作用过程中，岩石中的有机物质遭受一系列的分解反应，含炭质黏土岩沉积建造经过中高级区域变质作用的改造，在强烈的热力和定向压力下形成基底褶皱构造，使富炭质黏土岩沉积建造产生分解形成石墨，达到角闪岩相—麻粒岩相，重结晶和片理化使鳞片状石墨矿产生并富集，形成工业矿体。③混合岩化的重结晶作用，使部分炭质迁移，形成石墨脉（脉内石墨鳞片片径较大），重熔作用产生的长英质脉体注入石墨片麻岩之片麻理中，引起近脉壁两旁石墨鳞片粗化。
图4 区域变质型石墨矿成矿模式
岩浆同化混染型石墨矿主要形成于晚石炭世，含矿地质体为晚石炭世侵位的黄羊山复式碱性花岗岩体（300~313Ma），晚石炭世卡拉麦里一带处于陆内伸展阶段，黄羊山复式碱性花岗岩浆上侵到石炭系姜巴斯套组含碳地层后，在相对封闭的环境中与含炭地层发生同化混染，导致炭质重结晶形成了成因独特的以豆状、球状、球斑状等构造为主的晶质石墨矿。
（6）拉动了地方勘查基金投入，成果转化良好。通过项目实施，提高了调查区地质工作程度，拉动地方设立石墨预查、普查项目8个，累计带动了地方财政投入2964.44万元（表1），有望取得新的找矿突破。
表1 拉动地方财政及商业性勘查投入情况
3.成果意义
通过调查评价，查明了中西部地区晶质石墨资源潜力，圈定了一批晶质石墨找矿靶区和矿产地，提交预测的晶质石墨矿物量1.04亿t，实现了晶质石墨重大找矿突破，在新疆黄羊山和河北张家口有望形成2处大型石墨资源基地。建立了“遥感-地质-物探-探槽-钻探-岩矿测试”综合调查技术方法体系，应用该方法体系在新疆黄羊山发现了“岩浆同化混染型”超大型晶质石墨矿，实现了找矿技术方法创新，开辟了晶质石墨找矿新类型、新领域。首次系统划分了全国21个石墨矿成矿区带，结合本项目调查成果，华北陆块北缘中段石墨成矿带，东噶尔石墨成矿带成为新的石墨矿集区，资源潜力巨大。总结了石墨矿成矿条件、控矿因素，完善和建立了区域变质型和岩浆同化混染型石墨成矿模式和找矿模型，实现了理论创新。项目实施拉动地方勘查投入，为下一步的工作奠定了基础，实现了成果的有效转化。
