河北省康保县浅变质型石墨矿地质特征及找矿标志

田腾飞，齐新国

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071051）

1 区域地质概况

成矿区位于内蒙—大兴安岭地槽褶皱系和中朝准地台两个Ⅰ级大地构造单元分界线南侧，Ⅱ级构造单元主体属内蒙地轴，康保—围场断裂带呈EW向从工作区北侧通过。区内出露的基岩主要为新太古代中深变质的红旗营子岩群及古元古代浅变质的化德岩群，局部地段有中生界侏罗系陆相火山沉积建造不整合覆盖在变质基底之上。新生界第四系覆盖较厚且遍布全区，主要为残坡积物、冲洪积物和风积物。区内地(岩)层经历了不同构造期次的变形改造，褶皱、断裂均较发育，形成了复杂的构造格局。区内岩浆活动强烈，发育有古元古代、中元古代、二叠世及侏罗世侵入岩，区域地质成矿条件良好。

2 矿床地质特征

区内主要出露新太古代红旗营子岩群东井子岩组第一岩段、化德岩群戈家营组及三夏天组、新生代第四系。断裂及韧性剪切带发育，浅变质石墨矿赋存于化德岩群三夏天组与后期花岗岩侵入体接触带附近(图1)。

图1 石墨矿区地质简图

2.1 地层

(1) 东井子岩组第一岩段(Ar3d1)：岩石组合以二长浅粒岩为主，部分钾长浅粒岩和斜长浅粒岩，夹有黑云斜长(二长)变粒岩、含石墨黑云斜长变粒岩、含石墨浅粒岩。其中含有大小不等形态各异的变质花岗岩脉、变质花岗伟晶岩脉。该层是区内大鳞片石墨矿的赋存层位。

(2) 古元古代化德群：为一套经历了绿片岩相区域变形变质的钙硅酸岩—碳酸盐岩—陆源砂泥质碎屑岩系。主要由石英岩、二云石英片岩、石墨石英岩、石墨石英片岩组成。受后期侵入岩体影响，多呈大小不等的捕虏体状产出。根据岩石组合特征划分为戈家营组和三夏天组。

戈家营组(Pt1g)：以透辉斜长变粒岩、斜长(透闪)透辉岩为主夹石英岩、石英片岩、浅粒岩及大理岩。

三夏天组(Pt1s)：主要为二云石英片岩夹石英岩、石墨石英片岩、石墨石英岩。其原岩建造以泥质碎屑岩建造为主，变质石英岩中见波痕，而片岩中可见变余砾状结构，显示了潮坪环境沉积特征，为浅变质微晶石墨含矿地层。

(3) 新生代第四系：区内第四纪堆积物遍布于全区，有更新世赤城组、迁安组、马兰组及全新世坡洪积、湖沼积、冲积及风积物等，与下伏地层不整合接触。

2.2 构造

本区位于深大断裂南侧，华北陆块北缘隆起带，为太古代晚期中深强烈褶皱—线形构造发育区，并经多期构造变形改造，为成矿提供良好的应力及封闭环境。

2.2.1 褶皱

复式向斜：核部位于北部长约25km，宽约5km，轴迹50～70°，由于第四系覆盖及后期岩体侵吞，出露不完整。核部为三夏天组二云石英片岩、石英岩，两翼由戈家营组钙硅酸盐岩组成。两翼片理走向50～70°，倾向相背，倾角相近，一般为50～60°，轴面产状近直立。

次级背斜：展布于东北部，长约4.0km，宽约1.5km，核部为三夏天组下部石英岩，两翼由三夏天组中上部二云石英片岩组成，两翼倾向相背，倾角相近。

2.2.2 华力西期韧性剪切带

该期韧性剪切带主要形成于绿片岩相环境。波及早二叠世及以前地质体，以规模大、纵向变形强度不均匀、具较明显边界为特征。主要见于北部，走向北东，以倾向北西为主，长约几公里至十几公里，宽十几米至百余米。构造岩以花岗初糜棱岩、长英质糜棱岩、石英绢云千枚岩、糜棱岩化花岗质岩为主。变形带内剪切构造形迹十分清楚，常见S-C构造及不对称旋转碎斑、压力影、核幔构造、石英波状带状消光等。宏微观剪切指向标志显示运动方向为由北向南的左旋推覆。面理构造以糜棱面理为主，线理构造为长英质拉长定向形成的拉伸线理。

2.2.3 断裂

(1) 大断裂。

康保—围场深断裂，它包括韧性剪切带、断裂破碎带等线性构造，由1条主断裂和其旁侧的韧性变形带组成，多数地段边界不明显，断续出露长达38km，宽300～1 000m，走向55～75°，总体倾向北西，倾角50～60°早期以韧性—脆韧性变形为主，晚期表现为张性破碎。

(2) 一般断裂。

断裂构造是本区的主要构造形迹，大部分属脆性断裂范畴，少数为脆—韧性断裂。

2.3 岩浆岩

区内侵入岩体沿康保—围场断裂带分布，主要有中古元古代变质中细粒二长花岗岩及早二叠世中细花岗闪长岩、中细粒黑云二长花岗岩等。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿体分别较广，规模较大，呈层状、似层状分布，产状与地层一致。受岩浆活动影响，多呈大小不等的捕虏体状分布于岩浆岩体之上，矿体规模取决于地形变化及三夏天岩组捕虏体大小。矿体特征见表1。

表1 矿体特征

3.2 矿石类型及质量特征

3.2.1 按岩性划分矿石类型

(1) 石墨石英岩型：岩石呈深灰色，细粒粒状变晶结构，块状构造。岩石主要由石英(70%～85%)、长石(2%～4%)、石墨(10%～15%)、黑云母(1%～3%)和白云母(2%～5%)组成。石英呈他形粒状，粒径0.05～0.5mm，石英颗粒大小较为均匀，内部多有石墨包体，石英颗粒间呈锯齿状接触；长石呈他形粒状，粒径0.1～0.5mm；石墨多呈粒状或片状，片径一般为0.01～0.05mm，少数为0.05～0.1mm，个别为0.1～0.3mm，多数呈集合体分布，多分布于石英颗粒内部或填隙于石英颗粒之间，沿长轴方向显弱定向性；黑云母呈半自形片状，片径0.1～0.2mm；白云母呈半自形片状，片径0.1～0.4mm。详见图2。

图2 石墨石英岩野外(a)及镜下(b)特征

(2) 石墨石英片岩型：岩石呈灰白色，细粒粒状变晶结构，片状构造。岩石主要由石英(6 5%～70%)、长石(8%～10%)、白云母(5%～15%)、黑云母(5%～15%)、石墨(5%～15%)组成。石英呈他形粒状，粒径0.05～0.5mm，石英颗粒大小较为均匀，内部多有石墨包体，石英颗粒间呈锯齿状接触；长石呈他形粒状，粒径0.1～0.5mm；石墨多呈粒状或片状，片径一般为0.01～0.05mm，少数为0.05～0.1mm，个别为0.1～0.3mm，多数呈集合体分布，多分布于石英颗粒内部或填隙于石英颗粒之间，沿长轴方向显弱定向性；黑云母呈半自形片状，片径0.1～0.2mm；白云母呈半自形片状，片径0.1～0.4mm。详见图3。

图3 石墨二云石英片岩野外(a)及镜下(b)特征

3.2.2 按变质程度及结构划分矿石类型

该区为浅变质岩型微晶石墨矿。

3.2.3 矿石质量

固定碳含量平均品位一般在3%～4%，单样固定碳含量最高为5.15%，最低为2.51%，矿石质量较好，石墨粒度分布统计结果见表2。

根据光片鉴定结果统计，石墨原始片度各级比例为：＞0.15mm(＜100目)者折合占石墨鳞片的1%、0.08～0.15mm(200～100目)者折合占石墨鳞片的3.5%、0.03～0.08mm(400～200目)者折合占石墨鳞片的17%、0.01～0.03mm(500目±)者折合占石墨鳞片的78.5%。矿石鳞片较小，多呈土状。

表2 小鳞片石墨粒度分布频率统计结果(%)

4 成因及找矿标志

4.1 矿床成因

本区为浅变质岩型微晶石墨矿，介于晶质石墨与土状石墨之间的过渡类型，形成过程主要与沉积相、变质作用、温度、压力等因素有关。

化德岩群三夏天岩组建造以泥质碎屑岩建造为主，为潮坪环境沉积特征，原生有机碳与无机碳酸盐沉积富集，并在一定条件下形成黑色岩系沉积体，其中黑色岩系提供了碳质来源；区内吕梁运动导致构造变形，产生了片理，形成大量构造岩片和一系列褶皱，提供了良好的温压环境，无定形碳快速转变成石墨核晶体，区域变质作用是石墨矿形成的最主要因素；伴随后期不同期次的岩浆活动，大量花岗岩侵入使化德群三夏天岩组在其内呈孤岛状、残留顶盖状产出，致使部分泥质岩石在区域变质的基础上，又叠加了热液接触变质作用，岩浆活动为成矿提供了适宜的温压环境(早二叠世东五福堂新村单元岩浆温压环境最适宜成矿)，有利于晶体的进一步的生长。但是该区域变质程度相对较低，石墨矿只经历了短时间的晶体生长过程，无机碳参与较少，形成浅变质微晶石墨矿，石墨鳞片相对较小。

4.2 找矿标志

(1) 古元古代化德群三夏天组含石墨石英岩、含石墨石英片岩是标志层。

(2) 吕梁运动导致构造变形，产生了片理，形成大量构造岩片和一系列褶皱，为成矿提供了良好的温压环境。