陕西省城固县盘龙地区矿山地质特征及其成因浅析

高政伟，翟文娟

（1.中陕核工业集团二一四大队有限公司，陕西 西安 710000；2.陕西地矿汉中地质大队有限公司，陕西 汉中 723000）

晶质矿体是工业经济发展的基础原材料，广泛应用于传统产业和新兴战略产业。未来10年，钢铁、化工、机械、轻功等传统产业不断推进产业结构优化升级，是产业保持较好的增长势头。近年来由晶质矿体经过人工合成得来的烯矿备受人们关注，烯矿作为全世界最薄、强度最高、导热性最好的材料，烯矿由于优越的特性，可用于电子、航天、新能源、生物医学等多个领域而被市场认为潜在规模至少在万亿元以上。本文在前人研究的基础上总结地质特征，通过分析研究，探讨该地区晶质矿体的成因及矿的主要来源。

1 区域地质背景

陕西省城固县盘龙地区处于秦岭造山带，位于勉略构造带以北、商丹构造带以南的佛坪-留坝隆滑构造区与窑坪古生代裂陷盆地断褶带中。区内构造发育，岩浆活动频繁，变质、热液活动及围岩蚀变强烈，具有良好的成矿地质背景。区内地层属华南地层大区的佛坪-留坝地层小区，主体发育以古元古界经历深构造层次固态流变构造变形的长角坝岩群(Pt1)、为一套浅海相沉积。

下元古界长角坝岩群(Pt1)根据其岩性组合、接触关系划分为：低庄沟岩组（Pt1d）为含石榴石、矽线石、透辉石体的变粒岩系；湾牛坝岩组（Pt1w）为绿帘透辉石粒岩体、含石榴石矽线石钙质黑云片麻岩、含石榴石矽线石黑云斜长变粒岩；沙坝岩组（Pt1s）为长英质变粒岩体、片麻岩体、石英岩体、大理岩体；羊圈沟岩体组（Pt1y）为白、灰白色细晶－粗晶石英岩体、含石榴石矽线石石英岩体、含石英片岩体等四个构造岩石矿层单元。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

区内晶质矿体主要赋存于古元古界长角坝岩群中湾牛坝岩组的片麻岩、其次为沙坝岩组的大理岩以及下古生界奥陶系云母石英片岩中。矿体呈似层状北西向展布，产状与地层产状一致，倾向185°～220°，倾角65°～83°。赋矿岩性为含石榴岩体矽线石钙质黑云片麻岩体，矿体与岩浆岩关系较为密切，均分布于岩浆岩体两侧接触带附近。

Ⅰ号晶质矿体走向控制长度1300m，固定碳平均含量2.5%～6.5%，矿体厚2.4m～11.90m，晶质石墨呈片状、长条状，长径大多在0.1mm～1mm之间，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不连续的聚集条带状分布，总体定向特征好，与石英密切相关，主要分布在石英聚集条带中，分布较均匀。

图1 Ⅰ号晶质矿体剖面图

2.2 矿石质量

区内矿石的矿物成分有黄铁矿（1%）、钛铁矿、黄铜矿、锐钛矿；脉石矿物成分有斜长石、透辉石、石英、黑云母、绿帘石、磷灰石、电气石、锆石、钛铁质。

以单矿物形式赋存于矿石中，黑灰色，钢灰色，金属光泽，片状、长条状，长径大多在0.1mm～1mm之间，少量在0.1mm以下1mm以上，呈不连续的聚集条带状分布，总体定向特征好，与石英密切相关，主要分布在石英聚集条带中，分布较均匀。

2.3 矿石组构和矿石类型

按矿石中矿物的结晶程度、矿物形态及嵌布关系，将矿石结构分为鳞片粒状变晶结构，碎裂结构，叶片状结构和包含结构。常见构造类型有片麻状构造和片状构造，其次还有条带状构造，浸染状构造和星散状构造。

该区石墨呈鳞片状，片径0.1mm～1.5mm之间，属晶质矿体，含矿岩石为片麻岩，因此矿石类型为片麻岩型晶质矿。

2.4 围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变类型主要有黄铁矿化、透闪石化、碳酸盐化、硅化，另有少景的蛇纹石化、绿帘石化、绢云母化等。

3 矿床成因浅析

3.1 矿床成因

区内晶质矿体主要赋存于古元古界长角坝岩群和下古生界奥陶系中，原岩主要为含碳质泥碎屑岩和碳酸盐岩。含矿地层岩性为古元古界长角坝岩群中湾牛坝岩组的片麻岩、其次为沙坝岩组的大理岩以及下古生界奥陶系云母石英片岩，属滨-浅海相泥炭质碎屑岩及碳酸盐岩沉积建造。矿石中脉石矿物组合为斜长石、透辉石、石英、黑云母等。矿体呈鳞片状分布，与石英密切相关，主要分布在石英聚集条带中，分布较均匀。这说明矿体矿质与地层同时沉积，并且受一定的地层及岩性控制。

经区域中—低温动力变质作用，含碳原岩发生重结晶组合及变形作用，改变了岩石的矿物组合和结构构造，泥炭质碎屑岩变质成片麻岩，碳酸盐岩结晶成为大理岩，炭质成为矿体，在片麻岩中富集成矿。此外，区内有印支期的华阳花岗岩基，在矿区的西部和南部分布较多的印支期花岗岩、花岗伟晶岩的岩株、岩枝和岩脉。由于它们的侵入，发生区域热流动力变质作用，使岩石中的炭组份进一步分解、运移、聚集、结晶而形成矿体。在后期断裂构造的改造活动中，矿体矿物鳞片大小随着脉石矿物颗粒的增大而增大。

3.2 碳的来源

区内含矿地层属滨-浅海相泥炭质碎屑岩及碳酸盐岩沉积建造，形成矿体的碳除了来自碳酸盐矿物的改造以外，还有较多的碳来自微生物和腐殖质。形成的碳经过区域变质作用，碳质结晶形成晶质鳞片状矿体。

4 结论

综上所述，该区矿体的成因类型为沉积变质型，并具有后期热液叠加改造的特征；矿体中碳的来源既有碳酸盐矿物转变的无机碳，也有原岩沉积过程中微生物形成的有机碳。