敦煌地块南缘发现豺狼沟大型特大鳞片晶质石墨矿床(130万吨)
张渊1，徐锡东1，于翔龙1，路鹏飞1，刘磊2，朱利辉1，3，余超1，马国杰1，徐磊1
1 甘肃省地质调查院
2 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
3 昆明理工大学国土资源工程学院
作者简介：张渊，高级工程师，从事区域矿产地质调查及矿床学研究。
通讯作者：朱利辉，高级工程师，从事地质矿产勘查及岩石学研究。
1 概况
阿尔金造山带东段敦煌地块南缘属晶质石墨成矿有利区域，甘肃省地矿局在该区域已发现了大型晶质石墨成矿带，该成矿带东西长约300km，南北宽约70km，沿阿克塞县葫芦斯台一肃北县敖包山一瓜州县东巴兔分布，分为3个矿集区(图la)，即豺狼沟晶质石墨矿集区、敖包山晶质石墨矿集区、东巴兔晶质石墨矿集区。其中，豺狼沟晶质石墨矿集区是特大鳞片晶质石墨矿的主要产区，截止目前，豺狼沟晶质石墨矿已提交特大鳞片晶质石墨矿物资源量130万t，达到大型规模。通过石墨成矿时代、石墨晶体与寄主片麻岩的变质演化关系、矿床成因及成矿规律的系统研究，在豺狼沟特大鳞片晶质石墨矿集区建立找矿预测模型，为特大鳞片晶质石墨找矿提供支撑。
2 找矿方法
该区域在开展柳城子1:50000地质矿产调查的过程中发现了晶质石墨矿化线索。通过1:10000地质简测，初步查明各种尺度构造形迹的规模、形态、产状、性质，并圈定出矿化范围；通过1:2000地质简测，进一步确定含矿层位；开展激电中梯剖面测量，圈定地表激电异常范围；结合激电异常与含矿层位对应情况，通过槽探工程揭露，初步查明地表矿体地质特征；在此基础上，开展激电测深工作，圈定深部激电异常范围；结合激电异常与矿体产状特征，进行钻探工程深部验证，初步查明矿体的数量、规模、厚度、品位及产状变化特征。同时采集典型样品，开展室内实验，主要进行年代学、岩相学、地球化学、拉曼光谱、碳同位素示踪等研究，显示含矿岩层经历了高温、高压变质作用，石墨的有序化结晶程度与寄主片麻岩相具有一致的变质条件。根据矿床地质特征、成矿物质来源、成矿环境、成岩成矿年龄等，总结成矿规律及矿床成因、构建找矿模型，为后续圈定特大鳞片晶质石墨找矿靶区提供依据。
3 取得成果
豺狼沟晶质石墨矿含矿地层主要为敦煌岩群二岩组，岩性为黑云斜长角闪片麻岩、含石墨斜长片麻岩、含榴角闪斜长片麻岩、含榴斜长角闪岩、夹少量含透辉石大理岩等。矿区构造以褶皱为主，矿体主要分布于豺狼沟背形的南北两翼。豺狼沟晶质石墨矿共发现3个晶质石墨矿带，圈定特大鳞片晶质石墨工业矿体33条。其中，I矿化带长约3021m，宽4m∽67m，赋矿岩性为含石墨斜长角闪片麻岩，属低品位矿带；II矿化带长310∽1085m，宽2∽46m，赋矿岩性为含石墨斜长角闪片麻岩，圈定晶质石墨矿体3条，矿体长150∽510m，平均厚4.35∽7.05m，平均固定碳含量2.59%∽5.04%；III矿化带长1012m∽4022m，宽20m∽255m，赋矿岩性为含石墨黑云斜长片麻岩，圈定晶质石墨矿体30条，矿体长150∽1580m，厚2∽29.32m，平均固定碳含量2.50%∽7.56%。通过中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所选矿试验、矿石类比研究，豺狼沟晶质石墨矿是目前我国已发现最好的大鳞片晶质石墨矿之一。矿石具有鳞片片度大、厚度厚、平整度好的特征(图1b、1c、1d)，矿石中石墨鳞片片度大多在0.147mm∽0.8mm，最大的可达3.0mm，平均值为0.375mm。选矿试验获得精矿固定碳含量为97.20%，回收率为97.61%，其中，特大鳞片石墨+32目占比约(23.70%)、大鳞片石墨+50目占比约(48.32%)、中细鳞片石墨+100目占比约(27.88%)，石墨鳞片厚度为16∽88um，平均值为37um。
图1 敦煌地块南缘晶质石墨矿床分布图(a)、矿石特征(b、c、d)
1-新生界；2-侏罗系；3-二叠系；4-石炭系；5-志留系；6-奥陶系；7-寒武系；8-青白口系；9-蓟县系；10长城系；11-北大河岩群；12-敦煌岩群；13-北山杂岩；14-超基性侵入体；15-中酸性侵入体；16-断裂；17不整合地质界线；18-大型晶质石墨矿；19-中型晶质石墨矿；20-河流；21矿集区范围；22成矿带。 Gph-鳞片石墨；Py-黄铁矿；Lm-褐铁矿
4 结论
(1)豺狼沟晶质石墨矿主要赋存于敦煌岩群二岩组含石墨斜长片麻岩中，矿体整体受豺狼沟背形构造控制。目前己提交特大鳞片晶质石墨矿物资源量130万t，或将成为甘肃省又一重要矿产勘查开发基地。(2)矿石中石墨鳞片具有片度大、厚度厚、平整度好的特征，是目前我国已发现最好的大鳞片晶质石墨矿之一。同时该晶质石墨矿具有开采技术条件简单，易选冶、高回收率、高精矿率等特点，属高碳石墨范畴，具有极高的开发利用前景。(3)矿石中特大鳞片石墨(+32目)、大鳞片石墨(+50目)均能满足主要新材料的原料品质需求，是我国紧缺材料，国内需求主要靠进口，仅2023年我国进口大鳞片石墨约43万吨，我国大鳞片石墨进口将呈逐年增长趋势。豺狼沟特大鳞片晶质石墨矿的发现，可弥补我国大鳞片晶质石墨的紧缺状态。
5 基金资助
本文系甘肃省省级基础地质调查项目(甘国土资勘发(2017)64号、甘国土资勘发(2018)45号、甘资勘发(2019)66号)；甘肃省地勘基金项目(甘资勘发〔2019〕108号、甘资字〔2021〕37号、甘资字〔2023〕41号)；甘肃省重点研发计划(编号：21YF5NA040)；甘肃省重点研发计划-工业类项目“甘肃省战略性矿产深部勘查技术与找矿预测研究”(22YF7GA050)；中央引导地方科技发展资金项目“基于宇宙射线缪子的三维矿藏勘探技术研发”(YDZX20216200001297)联合资助的成果。
