攀西地区首次发现新元古代超大型晶质石墨矿床(5.13亿吨)
刘治成1,3,郭宇衡1,周勇2,高粉粉2,彭召强2,吕小军2
1 四川省国土科学技术研究院
3 自然资源部复杂构造区页岩气勘探开发工程技术创新中心作者简介:刘治成,博士后,研究员,主要从事矿产资源勘查研究工作。
通讯作者:周勇,高级工程师,主要从事矿产勘查及水工环工作。
攀西地区是我国重要的晶质石墨矿产地,成矿时代主要为早中元古代。在以往工作的基础上,通过1:10000、1:2000地质测量,结合自然电场法、音频大地电磁测深(AMT)、伽玛能谱剖面测量等物探工作,以及槽探、钻探等工程揭露控制,新发现了一处超大型晶质石墨矿床。经储量评审,矿石推断资源量总计达到51319.1万吨,矿物量总计3264.5万吨。共圈石墨矿体20余个,固定碳平均品位最低3.81%,最高6.53%,矿床平均品位6.36%。石墨鳞片片径范围在 0.60~76μm 之间,为微细鳞片晶质石墨。这是攀西地区首次在新元古代地层中发现的超大型晶质石墨矿床,对拓展该区的找矿思路和找矿方向具有重要意义。基金项目:四川省政府性投资地质勘查项目(编号:川国土资函〔2017〕310号、〔2018〕132号、川自然资函〔2019〕310号、〔2021〕554号),四川省科技厅基础科研项目“四川攀西康滇古陆晶质石墨矿成矿作用研究”。
攀西地区是我国重要晶质石墨矿产地,沿康滇古陆东西两翼分布有众多典型晶质石墨矿床,从南到北依次已发现有金雨、中坝、三家湾、老碾等大中型矿床,成矿时代主要为早中元古代。本次普查工作在云桔-茅坪一带新元古界天宝山组中首次发现了一处超大型晶质石墨矿床(图1a~c),经储量评审,矿石推断资源量总计达到51319.1万吨,矿物量总计3264.5万吨,为四川省石墨找矿工作部署提供重要的地质支撑,助力新一轮找矿突破战略行动。图1 攀西地区茅坪-云桔石墨矿区域地质图与岩心照片及野外和手标本图片
(a)攀西大地构造纲要图;(b)攀西地区茅坪-云桔石墨矿区域地质图;(c)茅坪-云桔石墨矿地质剖面图;(d)岩心照片;(e)野外照片;(f)手标本照片
在系统收集和综合研究前人地质成果资料的基础上,通过1:10000、1:2000地质测量,结合自然电场法、音频大地电磁测深(AMT)、伽玛能谱剖面测量等物探工作,查明区内地层、构造、岩浆岩地质特征,确定成矿有利地段;实施槽探、钻探工程,揭露控制主要石墨矿体(层)的数量、规模、形态、产状,矿石组成及质量特征,类比研究矿石加工选冶技术性能;结合1:10000水、工、环境地质测量,大致了解矿床开采技术条件。通过岩相学、矿物学、地球化学及花岗岩锆石U-Pb年代学分析、典型矿床对比等方法,开展室内研究,总结成矿规律及找矿标志,探讨区域石墨矿床的找矿远景及找矿方向。区内构造发育,灯盏窝断层(F3)和窝凼断层(F2)错段区内包含石墨矿体,为破矿断层;大火山复式背形的核部及两翼是区内石墨矿体的主要赋矿位置,控制矿体的分布及形态特征(图1a)。天宝山组一段(Pt2tb1)为区内石墨矿赋矿层位,石墨矿体呈层状、似层状产于绢云千枚岩中,其顶、底板为浅灰色、浅灰黄色绢云千枚岩,灰-深灰色含绢云板状千枚岩,并见昔街角闪二长花岗岩、芭蕉箐黑云二长花岗岩和辉绿岩体侵入(图1b-d)。研究区共圈定茅坪石墨矿带4条(I、II、III、V号)、石墨矿体20个,矿带长0.49〜2.3km,厚度1.34〜522.07m,平均品位I号5.99%、II号3.81%、III号5.26%、V号6.53%。共圈定云桔石墨矿体3个(I、111-1、III-2号)、石墨矿点4个,矿体长190〜651m,厚度9.93〜534.13m,平均品位I号5.41%、IIII-1号6.31%;III-2号3.94%。其中,云桔I号石墨矿体和II号石墨矿点与茅坪I号石墨矿带和II号石墨矿带属同一个石墨矿体(图1b)。茅坪石墨矿含矿岩石为碳质硅质板岩,云桔石墨矿含矿岩石为绢云千枚岩。矿石具粒状变晶结构、浸染状构造及条带状构造(图1f),石墨鳞片片径范围在0.60〜76um之间,为微细鳞片晶质石墨。与矿体接触的昔街角闪二长闪长岩锆石U-Pb年龄为(823.4±3.6)Ma,晚于天宝山组火山岩形成时代(954Ma),代表了石墨叠加变质时间。该矿床成因类型为区域变质与热力作用双重因素作用下形成的沉积-变质型石墨矿床。研究区石墨矿体赋存于新元古界会理群天宝山组一段变质岩系中,含矿岩石为碳质硅质板岩和绢云千枚岩,矿体受多个断裂构造控制,大火山复式背形为区内容矿构造。该矿床是在富含有机质的矿源层(浅海相碎屑沉积建造)和后期强烈热事件叠加形成,其成因类型属于沉积-接触热变质型。该矿体具有低电阻、高极化率的地球物理特征,音频大地电磁测深(AMT)显示异常体具有埋藏深、规模大特点,经地表探槽、深部钻孔等工程验证,该矿体在空间上由西至东,倾向上由浅至深矿体有厚度变大、品位变富的趋势。区内成矿地质条件良好,资源潜力巨大。茅坪-云桔石墨矿是攀西地区首次在新元古界会理群天宝山组发现的超大型晶质石墨矿床,该矿床的发现,对拓展该区的找矿思路和找矿方向具有重要意义。