云山石墨矿床地质特征及找矿方向的探讨

刘鹏

摘 要：云山石墨矿床位于黑龙江省萝北县境内，行政区划属于萝北县云山镇管辖。该矿床赋存在早元古代兴东群群大盘道组中段变质岩中，集中分布在东西宽约2300m，南北长1900m，约4.4km2范围内。详查共圈出27条工业矿体，提交石墨资源储量矿石量79379.34万吨（7.94亿吨），矿物量6769.48万吨，平均品位8.74%。是目前世界上储量最大的晶质石墨矿床。

关键词：云山石墨 矿床地质 特征 方向 探讨

中图分类号：P577 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

现就矿区地质特征、矿床地质特征及找矿方向探讨如下。

一、矿区地质特征

（一）地层

区内地层除第四系外，主要为下元古界兴东群（Pt1xd）大盘道组（Pt1dp），该组分为三段，在矿区内只见到上段（Pt1dp3）和中段（Pt1dp2），绝大多数矿体赋存在中段（Pt1dp2）内，该段为主要的赋矿层位。大盘道组是一套区域变质中深为主的、混合岩化作用比较强烈的变质岩地层。

大盘道组中段（Pt1dp2）

该段为矿区主要含矿段，所有工业石墨矿体全部分布在该段中。岩性上部主要由石英片岩、石墨片岩、长石片岩、斜长片岩、局部夹少量的变粒岩（或片麻岩）组成的片岩层（sc）。下部由云母斜长变粒岩、石墨片岩、石墨石英岩、多层大理岩组成的变粒岩、石英岩层（qz）。大盘道组中段总厚度大于656.18m。在中段的上部层及下部层均夹有少量的混合岩。

大盘道组上段（Pt1dp3）

分布在矿区的北、东、西三面，由各种混合岩组成。主要由黑云微斜条痕状混合岩、均质混合岩及少量条带状混合岩组成，夹黑云斜长片麻岩、黑云片岩、绢云石英片岩、云母石英片岩、石英岩、黑云斜长片岩、长石云母片岩、矽线片岩。并有混合花岗岩和伟晶岩贯入。与中段（Pt1dp2）呈整合接触。该段总厚度大于830m。

第四系全新统现代河床冲积坡积层（Qhal）

主要分布详查区南部，沿鸭蛋河谷及其支流分布，由坡积和冲积沙、砾石夹少量粉质粘土组成，厚度5～10m左右。

（二）侵入岩

区内混合花岗岩比较发育，主要呈脉状产出。混合花岗岩脉多沿片理侵入，对矿体的破坏较小，受花岗岩脉影响的石墨矿体有程度不等的混合岩化或硅化。除混合花岗岩脉外，其它脉岩以中基性为主，且规模小、数量少。混合花岗岩脉形成略晚于矿体，对矿体有轻微的破坏影响。

除混合花岗岩脉外，区内其它脉岩零星分布，规模小。有的穿入地层，有的在混合花岗岩中出现。其中包括正长岩（ξ）、斜长花岗岩（γο）、二长花岗岩（ηγ）、混合花岗岩（γm）、花岗伟晶岩（γρ）、花岗闪长岩（γδ）、变闪长岩及细晶闪长岩（δ）、细晶岩脉（ι）、闪长玢岩（δμ）、变角闪辉长岩（ν）、闪斜煌斑岩（hpX）、闪辉正煌岩（PX）、石英脉（q）等，其中最为发育的正长岩（ξ）。区内脉岩多沿层理贯入，对矿体连续性影响较小。

（三）构造

褶皱：区内存在一倒转倾伏背斜构造，其核部为大盤道组中段（Pt1dp2），两翼为上段（Pt1dp3），长3600m，轴向350°，轴面产状70°～80°∠35°～40°。西翼稍陡，产状一般为80°～110°∠35°～40°，东翼略缓，产状一般为65°～90°∠26°～34°。背斜轴向北侧伏。侧伏角在15°左右，向南有逐渐扭转的趋势，平面上呈尖端向北的“∧”形。南端被鸭蛋河断裂错断。北部和中部被F3和F2断层所切割，使其北西盘向西位移。东南部地层被F4断层错动，明显发生位移。两翼岩层对比性比较好。由于倒转且为两翼紧闭，因此在剖面上表现“单斜”假象。云山石墨矿位于该背斜的核部，局部小褶皱非常发育，大者数十米，小者数厘米，致使地表产状变化较大，局部地层有倾向北西或北东的现象。

断裂 ：根据断层性质、产状和形成顺序，可将其分为南北向、北东向及北西向三组。矿区内主要较大的断裂有5条。但对矿体连续性影响不大。

（四）变质作用

区内古元古界地层属于一套较深变质岩系。以受区域变质作用和混合岩化为主，其次迭加了接触热力变质作用，其表现为区域变质岩和混合岩在矿区占主导地位，而矽卡岩和矽卡岩化岩石相对很少。

区域变质作用中以中深变质为主、低级变质作用为局部，中级变质作用最为发育，其表现为除混合岩外各种片岩最为发育，代表中深变质作用的斜长角闪岩较为发育、而片麻岩不甚发育，代表低级变质作用的千枚岩很不发育。

区内混合岩化作用非常强烈，其表现为矿区的西、北、东三面都被混合岩包围，混合岩是大盘道组上段（Pt1dp3）最主要岩性。大盘道组中段（Pt1dp2）—片岩段中也有少量混合岩夹层，混合岩化作用终极产物—混合花岗岩也呈脉状赋存在该段。大盘道组中段（Pt1dp2）实际上呈大或很大的残留体赋存于混合岩之中。

矿区矽卡岩化作用（接触变质作用）不强，表现为矽卡岩分布很少，多数分布于深部钻孔中，其原岩多为大理岩。

区内变质岩以各种片岩、混合岩、大理岩和石英岩居多，其次有少量片麻岩、变粒岩等。矿体岩性主要为石墨片岩、含石墨的各类变质岩。

二、矿床地质特征

（一）矿体分布特征

矿区内圈定27条工业石墨矿体，主要赋存在大盘道组中段地层中，矿体产状与地层产状一致，具有向北收拢、向南敞开的特点。倾向总体东～东东，倾角25～45°。局部最小倾角只有5°，最大倾角达到60°，矿体间分布紧凑，具有地表附近矿体较陡，深部逐步变缓的趋势。石墨矿体主要倾向北东东，走向近南北，东侧矿体北端走向转呈北北西向。倾向北东东或北东，倾角30-50°。走向延长2.5km，宽度2.2km。由于褶皱构造、地层强烈褶曲和揉皱，加之混合花岗岩的影响，矿区地层层序不全，上、下限不清。地层厚度、长度变化很大，混合岩化也很普遍。分布在倒转倾伏背斜的两翼层位中。

（二）矿石的结构构造特征

矿石的结构主要有包含结构、自形半自形结构、他形粒状结构。矿石呈灰白色，发育片状构造、浸染状构造和片麻状构造。

（三）矿石质量特征

矿石矿物成分单一，为石墨，黑灰—银灰色，偏光镜下为烟灰色，显晶质片状或片状集合体，少数为鳞片状，石墨含量一般在3—15%，最高29.03%。脉石矿物种类很多，其中石英、云母、长石占80—90%以上，矿石类型为含石墨大理岩时方解石为主要脉石矿物。其次有矽线石、透闪石、斜黝帘石、少量的电气石、金红石、锆石、榍石、透辉石、石榴石等，脉石矿物中见少量的金属矿物，主要有磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，偶尔见有黄铜矿等。

（四）矿体赋存层位及顶底板特征

片岩分布在大盘道组中段（Pt1dp2），是石墨矿赋存的最主要层位。片岩以石英片岩（qs）和石墨片岩（gsc）为主，其次为云母片岩（msc） 、长石片岩（fsc）和黝帘片岩（zsc），再次為矽线片岩（ssc）。矿体顶板岩性主要由混合岩组成，其次为大理岩、石英岩等，矿体底板岩性以大理岩为主。

（五）矿床成因类型

云山石墨矿赋存于下元古界兴东群大盘道组变质岩层中，矿层呈似层状，受岩层控制，固定碳品位比较稳定，矿层与围岩呈整合接触，具有明显的层控特征。矿石主要为各类含石墨片岩、含石墨变粒岩和含石墨石英岩，次之为含石墨大理岩、含石墨混合岩等，矿石工业类型为晶质（鳞片状）石墨矿。矿石矿物石墨为鳞片状、叶片状结构，具定向排列。石墨与共生脉石矿物构成片状、团块状和似条带状构造。矿石自然类型比较简单，片状石墨岩、石英石墨片岩、石墨混合岩、云母石英石墨片岩、含石墨长石石英片麻岩，含石墨大理岩等。反映了原始沉积物均不同程度的含有有机物炭质，且为一种还原环境，后经区域变质作用而形成。矿床成因类型为沉积变质型矿床，成矿时代属于早元古代。

三、找矿方向探讨

（一）地层标志：早元古界兴东群大盘道组中段，是寻找该类型石墨矿的有利远景区。

（二）物性标志：符合寻找该类型矿产的地质背景上，自然电位较高地段是寻找石墨矿体的有利部位。

（三）矿物标志：石墨矿物是寻找该类型矿床的直接标志。

（四）找矿方向：在云山石墨矿区外围，尤其是在矿区北部、西北部东部、及东南部1400平方公里范围内的早元古界兴东群大盘道组地层中，尤其是大盘道组中段地层是寻找该类型石墨矿床的最佳找矿靶区。

参考文献

[1] 李超，王登红，赵鸿，裴浩翔，李欣尉，周利敏，杜安道，屈文俊. 中国石墨矿床成矿规律概要[J]. 矿床地质. 2015（06）

[2] 李超，王登红，赵鸿，裴浩翔，李欣尉，周利敏，杜安道，屈文俊. 中国石墨矿床成矿规律概要[J]. 矿床地质. 2015（06）

[3] 李寒滨，张冰. 黑龙江云山石墨矿床变质作用及其意义[J]. 中国非金属矿工业导刊. 2014（01）