北秦岭丹凤地区石墨矿地质特征找矿前景,此文是一篇石墨论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
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摘 要：丹凤地区地处秦岭构造带北亚带南缘,商——丹区域大断裂以北,夹持于蔡川断裂和分水岭断裂之间.该区石墨矿属区域变质鳞片状晶质石墨类型,赋存于下元古界秦岭群雁岭沟组含石墨大理岩中,呈似层状产出,具有层控后期热液变质的特征.丹凤地区北部,蔡川断裂以南的地区,大面积出露下元古界秦岭群雁岭沟组含石墨大理岩,且岩浆活动强烈,发育大量加里东期侵入岩,石墨矿资源找矿潜力较大.
关键词：丹凤地区；石墨矿；地质特征；找矿前景
石墨是碳元素的结晶矿物之一,是一种重要的非金属矿产；具有化学稳定性、润滑性、导电性、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能,不仅广泛用于耐火材料、坩埚、铸造、炼钢等传统行业[1],随着近些年来对石墨结构性能的深入研究,石墨将跨越传统行业的应用,成为新兴环保材料、新兴热交换材料、储能、导电材料、石墨烯及新型超级电容器材料等[2-3].特别是近年来石墨烯的发现,作为目前自然界最薄、强度最高、导热导电性最强的一种新型材料[4-5],已经引起了电子通讯、航天军工、光电、锂离子电池等众多新兴领域的广泛关注,极有可能掀起一场席卷全球的新技术产业革命[6-7].有学者指出到2020年我国天然石墨需求规模将达到100万t,比2010年增长42.5%[1],矿产资源需求量逐步扩大,为有力保障我国经济持续快速发展,有必要加大对石墨矿勘查开发力度.
丹凤地区目前已发现石墨矿床两个：庾家河石墨矿、留仙坪石墨矿；石墨矿点多处,该区石墨矿产于秦岭群雁岭沟组含石墨大理岩中,是区域变质型晶质石墨矿床.在此以留仙坪石墨矿床为例,分析该区石墨矿地质特征及成因类型,探讨其找矿前景.
1. 区域地质概况
丹凤地区位于陕西省商洛市丹凤县,大地构造位置位于北秦岭成矿带东段.石墨矿产于下元古界秦岭群雁岭沟岩组中,其岩石类型主要为一套以碳酸盐岩为主体的含石墨变质岩,主要岩性为石墨大理岩、大理岩夹薄层石英岩及各类片麻岩；总体呈北西西向残留体展布,分布于丹凤地区中北部,蔡川断裂以南、大坪——峦庄倒管油断裂以北的地区（图1）.
该套地层主要呈北西西向条带状、残块状分布于丹凤地区北部,经历了多期次、多类型、多层次构造变形——变质——热事件改造,变形变质十分强烈,多被早古生代花岗岩体穿插或侵吞,原生沉积关系已经消失,岩层间呈构造面理相叠覆,具有层状无序的特点.
2. 石墨矿床特征
2.1 矿区地质
2.1.1 地层
留仙坪石墨矿矿区出露地层主要为下元古界秦岭群雁岭沟岩组（Pt1y.）,岩性主要为深变质的大理岩、（含）石墨大理岩夹片麻岩、白云质大理岩、斜长角闪岩、长英粒岩和黑云斜长片麻岩等,以含石墨大理岩为其标志层.矿区内出露岩性有：灰白色-白色中厚层大理岩、白云石大理岩、含石墨大理岩、含石墨石英大理岩、斜长角闪岩,近东西走向,倾向北,倾角50°～60°.
2.1.2 岩浆岩
矿区内广泛分布混合花岗岩（hγ3）,岩体形态复杂,大小不一,多呈脉状、岩株状、岩床状或不规则状侵入地层,北西西向展布,方向与地层、构造线方向一致,受混合花岗岩体的侵入和穿插的影响,矿区地层、构造、含矿层的完整性遭到明显破坏,因此矿区地层多以残留体的形式存在于岩体之中.
2.1.3 构造
矿区位于秦岭群南东东向倾伏的巨型复式背斜构造——峦庄复背斜,主要表现为碾子坪向斜构造的南翼,为倾向北北东的单斜构造.区内断裂发育,断裂构造整体呈北西西向和近东西向展布,主要为矿区北部商（县）——高（跃）大断裂带,以及贯穿矿区中部和南部三组北西西——南东东向断裂构造及其次级构造断裂；见大量挤压面、构造透镜体分布,表现为压扭活动特征；属于石墨成矿后期构造,导致矿体形态较为复杂,但对矿体分布、规模影响不大.
2.2 矿体特征
留仙坪石墨矿矿体产于秦岭群雁岭沟组含石墨大理岩中,共圈定石墨矿体七个,含矿岩性均为含石墨大理岩,矿体形态呈层状近东西向展布,总体产状337～22°∠52～63°,矿石呈块状,可见黑灰——铅灰色鳞片状晶质石墨,细小鳞片构造,亚金属光泽,硬度较小且污手.矿体厚度1.5m～5.2m,固定碳含量一般为3.42%～6.72%,矿体质量、品位变化较稳定[8].
2.3 矿石特征
留仙坪石墨矿矿石自然类型皆为大理岩型,含矿岩石为（含）石墨大理岩.矿石中有用矿物为石墨,一般含量8%～15%,脉石矿物主要有：方解石（60%～80%）、透辉石（1%～10%）、石英（2%～15%）、钾长石（1%～2%）,石墨含量有时高达20%,矿石工业类型为晶质（鳞片状）石墨矿.
石墨矿石一般呈自形——半自形及它形鳞片状变晶结构,主要为浸染状、条带状、块状构造.石墨呈稀疏浸染状、鳞片状、星点状散布在大理岩中,呈钢灰色、黑色,不透明,且污手；石墨鳞片之间往往夹少量绿泥石、硅线石、高岭土；鳞片中常有石英、褐铁矿包体.
2.4 石墨矿床的成因类型
前人研究表明,秦岭群雁岭沟岩组原岩为一套富含有机质的滨浅海沉积岩,为矿源层[9],该套含矿母岩经区域变质作用后形成了石墨大理岩、石墨片麻岩、石墨长英粒岩、石榴石硅线石片麻岩.后期因加里东期花岗岩侵入发生接触热变质,致使大理岩层变质形成晶质石墨矿床.石墨矿床显示出明显的沉积——变质成因,具有层控后期热液变质的基本特征[10].
2.5 找矿标志
丹凤地区石墨矿受赋矿岩层——秦岭群雁岭沟组含石墨大理岩性段所控制,且在石墨矿床的形式过程中,热液活动起着至关重要的作用,故其找矿标志主要有三点：第一、石墨大理岩可以作为石墨矿的直接找矿标志；第二、大理岩与花岗岩接触带附近是寻找石墨矿化线索有利地段；第三、石墨具有良好的导电性,地球物理电法测量低阻高极化异常是石墨矿良好的找矿标志[11].
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