敦煌地塊南緣發(fā)現(xiàn)豺狼溝大型特大鱗片晶質(zhì)石墨礦床(130萬噸)
張淵1，徐錫東1，于翔龍1，路鵬飛1，劉磊2，朱利輝1，3，余超1，馬國杰1，徐磊1
1 甘肅省地質(zhì)調(diào)查院
2 中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所
3 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院
作者簡介：張淵，高級工程師，從事區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查及礦床學(xué)研究。
通訊作者：朱利輝，高級工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及巖石學(xué)研究。
1 概況
阿爾金造山帶東段敦煌地塊南緣屬晶質(zhì)石墨成礦有利區(qū)域，甘肅省地礦局在該區(qū)域已發(fā)現(xiàn)了大型晶質(zhì)石墨成礦帶，該成礦帶東西長約300km，南北寬約70km，沿阿克塞縣葫蘆斯臺一肅北縣敖包山一瓜州縣東巴兔分布，分為3個(gè)礦集區(qū)(圖la)，即豺狼溝晶質(zhì)石墨礦集區(qū)、敖包山晶質(zhì)石墨礦集區(qū)、東巴兔晶質(zhì)石墨礦集區(qū)。其中，豺狼溝晶質(zhì)石墨礦集區(qū)是特大鱗片晶質(zhì)石墨礦的主要產(chǎn)區(qū)，截止目前，豺狼溝晶質(zhì)石墨礦已提交特大鱗片晶質(zhì)石墨礦物資源量130萬t，達(dá)到大型規(guī)模。通過石墨成礦時(shí)代、石墨晶體與寄主片麻巖的變質(zhì)演化關(guān)系、礦床成因及成礦規(guī)律的系統(tǒng)研究，在豺狼溝特大鱗片晶質(zhì)石墨礦集區(qū)建立找礦預(yù)測模型，為特大鱗片晶質(zhì)石墨找礦提供支撐。
2 找礦方法
該區(qū)域在開展柳城子1:50000地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)了晶質(zhì)石墨礦化線索。通過1:10000地質(zhì)簡測，初步查明各種尺度構(gòu)造形跡的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、性質(zhì)，并圈定出礦化范圍；通過1:2000地質(zhì)簡測，進(jìn)一步確定含礦層位；開展激電中梯剖面測量，圈定地表激電異常范圍；結(jié)合激電異常與含礦層位對應(yīng)情況，通過槽探工程揭露，初步查明地表礦體地質(zhì)特征；在此基礎(chǔ)上，開展激電測深工作，圈定深部激電異常范圍；結(jié)合激電異常與礦體產(chǎn)狀特征，進(jìn)行鉆探工程深部驗(yàn)證，初步查明礦體的數(shù)量、規(guī)模、厚度、品位及產(chǎn)狀變化特征。同時(shí)采集典型樣品，開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，主要進(jìn)行年代學(xué)、巖相學(xué)、地球化學(xué)、拉曼光譜、碳同位素示蹤等研究，顯示含礦巖層經(jīng)歷了高溫、高壓變質(zhì)作用，石墨的有序化結(jié)晶程度與寄主片麻巖相具有一致的變質(zhì)條件。根據(jù)礦床地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來源、成礦環(huán)境、成巖成礦年齡等，總結(jié)成礦規(guī)律及礦床成因、構(gòu)建找礦模型，為后續(xù)圈定特大鱗片晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)提供依據(jù)。
3 取得成果
豺狼溝晶質(zhì)石墨礦含礦地層主要為敦煌巖群二巖組，巖性為黑云斜長角閃片麻巖、含石墨斜長片麻巖、含榴角閃斜長片麻巖、含榴斜長角閃巖、夾少量含透輝石大理巖等。礦區(qū)構(gòu)造以褶皺為主，礦體主要分布于豺狼溝背形的南北兩翼。豺狼溝晶質(zhì)石墨礦共發(fā)現(xiàn)3個(gè)晶質(zhì)石墨礦帶，圈定特大鱗片晶質(zhì)石墨工業(yè)礦體33條。其中，I礦化帶長約3021m，寬4m∽67m，賦礦巖性為含石墨斜長角閃片麻巖，屬低品位礦帶；II礦化帶長310∽1085m，寬2∽46m，賦礦巖性為含石墨斜長角閃片麻巖，圈定晶質(zhì)石墨礦體3條，礦體長150∽510m，平均厚4.35∽7.05m，平均固定碳含量2.59%∽5.04%；III礦化帶長1012m∽4022m，寬20m∽255m，賦礦巖性為含石墨黑云斜長片麻巖，圈定晶質(zhì)石墨礦體30條，礦體長150∽1580m，厚2∽29.32m，平均固定碳含量2.50%∽7.56%。通過中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所選礦試驗(yàn)、礦石類比研究，豺狼溝晶質(zhì)石墨礦是目前我國已發(fā)現(xiàn)最好的大鱗片晶質(zhì)石墨礦之一。礦石具有鱗片片度大、厚度厚、平整度好的特征(圖1b、1c、1d)，礦石中石墨鱗片片度大多在0.147mm∽0.8mm，最大的可達(dá)3.0mm，平均值為0.375mm。選礦試驗(yàn)獲得精礦固定碳含量為97.20%，回收率為97.61%，其中，特大鱗片石墨+32目占比約(23.70%)、大鱗片石墨+50目占比約(48.32%)、中細(xì)鱗片石墨+100目占比約(27.88%)，石墨鱗片厚度為16∽88um，平均值為37um。
圖1 敦煌地塊南緣晶質(zhì)石墨礦床分布圖(a)、礦石特征(b、c、d)
1-新生界；2-侏羅系；3-二疊系；4-石炭系；5-志留系；6-奧陶系；7-寒武系；8-青白口系；9-薊縣系；10長城系；11-北大河巖群；12-敦煌巖群；13-北山雜巖；14-超基性侵入體；15-中酸性侵入體；16-斷裂；17不整合地質(zhì)界線；18-大型晶質(zhì)石墨礦；19-中型晶質(zhì)石墨礦；20-河流；21礦集區(qū)范圍；22成礦帶。 Gph-鱗片石墨；Py-黃鐵礦；Lm-褐鐵礦
4 結(jié)論
(1)豺狼溝晶質(zhì)石墨礦主要賦存于敦煌巖群二巖組含石墨斜長片麻巖中，礦體整體受豺狼溝背形構(gòu)造控制。目前己提交特大鱗片晶質(zhì)石墨礦物資源量130萬t，或?qū)⒊蔀楦拭C省又一重要礦產(chǎn)勘查開發(fā)基地。(2)礦石中石墨鱗片具有片度大、厚度厚、平整度好的特征，是目前我國已發(fā)現(xiàn)最好的大鱗片晶質(zhì)石墨礦之一。同時(shí)該晶質(zhì)石墨礦具有開采技術(shù)條件簡單，易選冶、高回收率、高精礦率等特點(diǎn)，屬高碳石墨范疇，具有極高的開發(fā)利用前景。(3)礦石中特大鱗片石墨(+32目)、大鱗片石墨(+50目)均能滿足主要新材料的原料品質(zhì)需求，是我國緊缺材料，國內(nèi)需求主要靠進(jìn)口，僅2023年我國進(jìn)口大鱗片石墨約43萬噸，我國大鱗片石墨進(jìn)口將呈逐年增長趨勢。豺狼溝特大鱗片晶質(zhì)石墨礦的發(fā)現(xiàn)，可彌補(bǔ)我國大鱗片晶質(zhì)石墨的緊缺狀態(tài)。
5 基金資助
本文系甘肅省省級基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(甘國土資勘發(fā)(2017)64號、甘國土資勘發(fā)(2018)45號、甘資勘發(fā)(2019)66號)；甘肅省地勘基金項(xiàng)目(甘資勘發(fā)〔2019〕108號、甘資字〔2021〕37號、甘資字〔2023〕41號)；甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(編號：21YF5NA040)；甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-工業(yè)類項(xiàng)目“甘肅省戰(zhàn)略性礦產(chǎn)深部勘查技術(shù)與找礦預(yù)測研究”(22YF7GA050)；中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金項(xiàng)目“基于宇宙射線繆子的三維礦藏勘探技術(shù)研發(fā)”(YDZX20216200001297)聯(lián)合資助的成果。
