中国石墨资源概况及晶质石墨成矿规律_王力

区域变质
山东 莱西
华北板块胶辽古陆块东缘 栖霞复背斜南翼
刘戈庄向斜、南坦坡背斜 构造
古元古界荆山群陡崖组 徐村段
区域变质
河南 鲁山
中朝准地台南缘华熊沉降 带崤山—鲁山拱褶断束
秦岭东西向构造体系、嵩 淮弧形构造带
太古界太华群水底沟组
区域变质
吉林 集安
华北地台辽东台隆太子河— 浑江坳陷桓仁—集安隆起北缘
石墨 矿产区
大地构造位置
区域地质构造
地层
成因类型
黑龙江 鸡西
佳木斯地块南缘
敦密断裂北西侧
新太古界麻山群西麻山组、 余庆组及古元古界兴东群 区域变质 大盘道组
黑龙江 萝北
佳木斯地块北缘
四方山背斜北东翼
古元古界兴东群大盘道组 区域变质
内蒙古 兴和
中朝准地台北部边缘内蒙 地轴中段南侧
黄土夭向斜
太古界集宁群
岩浆热液形成的晶质石墨矿床较为少见。众
第 41 卷 第 2 期
王 力 等： 中国石墨资源概况及晶质石墨成矿规律
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图 3 石墨矿床构造背景及成矿带划分
（ 据王家昌等，2013； 李超等，2015） 1-扬子地台； 2-华夏板块； 3-佳木斯地块； 4-华北地台； 5-秦祁昆—大别造山带； 6-断裂； 7-石墨构造成矿带； 8-区域变质型； 9-接触变质型； 10-岩浆热液型； 11-大型矿床； 12-中型矿床； 13-小型矿床； 14-典型石墨矿床产地
2 晶质石墨成矿规律
我国已知的具有工业价值的石墨矿床按成因可 分为区域变质型、接触变质型及岩浆热液型石墨矿 床 3 种类型（ 莫如爵等，1989） 。其中晶质石墨矿床 以区域变质型为主，岩浆热液型晶质石墨矿床较为 少见。区域变质型晶质石墨矿床是我国主要的石墨 矿床工业类型，成矿过程受到大地构造格局、富有机 质沉积体系、变质作用深度及期次、后期混合岩化过 程等诸多因素叠加影响。 2．1 构造定区
我国石墨资源分布广泛，目前已发现在 25 个省 （ 市、自治区） 有石墨矿点，共 91 个矿区（ 张福良等， 2013） 。从全国范围来看，石墨资源分布呈现“分布 广泛、东多西少、个别富集”的特征。晶质石墨主要 分布在黑龙江、山西、四川、山东、内蒙古 5 省，保有 储量占全国 80%以上，其中黑龙江省晶质石墨储量 最多； 隐晶质石墨主要分布于内蒙古、湖南 2 省，保 有储量占全国 67% 以上（ 王家昌等，2013； 李超等， 2015； 安 江 华 等，2016； 唐 臣，2016 ） （ 图 1、图 2 ） 。 2015 年以来，大型、超大型石墨矿床勘探成果丰硕， 如内蒙古浩尧尔忽洞—赛乌素整装勘查区新发现了 数个超大型晶质石墨矿床，查明石墨资源储量（ 矿 物量） 达 4 200 万 t，新疆奇台县新发现黄羊山超大 型晶质石墨矿，估算资源量 2 122 万 t。中国石墨分 布格局在未来几年会发生更大变化。
地质勘探成果显示，中国石墨资源丰富，总保有 量居世界之首。石墨矿的规模以大中型为主。根据 地质成因和结晶形态的不同，石墨矿石一般分为晶
收稿日期：2017 － 02 － 28；修回日期：2017 － 03 － 13；编辑：蒋艳 基金项目：陕西省地质勘查基金项目“陕西省城固县双溪一带金多金属矿预查”（ 61201304188） 作者简介：王力（ 1986— ） ，男，工程师，硕士，主要从事固体矿产资源勘探工作； E-mail： sisingonow@ 163．com
天山—阴山东西向复杂构 造带、北东向第二隆起带
古元古界集安群荒岔沟组 区域变质
湖北 三岔垭
上扬子台坪黄陵断穹北部
圈椅倘穹隆南东翼
太古界—下元古界水月寺 群黄良河组
区域变质
河南 内乡
秦岭褶皱系东段北秦岭褶皱带 寨根—彭家寨地背斜褶皱束
朱阳关—夏馆深断裂带
下元古界秦岭群雁岭沟组 区域变质
陕西 勉县
扬子地台北缘勉略缝合带北端 白水江—白河褶皱束
摘要：初步概括了中国石墨矿产资源现状，总结了晶质石墨矿床的成矿规律、成矿模式及主要找矿标志。中国石墨
矿产资源储量巨大、种类齐全，资源分布呈现“分布广泛、东多西少、个别富集”的特征，区域变质型晶质石墨矿床是
主要矿床类型，晶质石墨主要成矿规律为“构造定区、沉积控源、变质限量、热液提质”，即大地构造格局决定晶质石
结合前人对各地区域变质型晶质石墨矿床的众 多研究认为，石墨矿石的炭质来源主要为有机成因， 原岩为富含有机质成分的陆源碎屑为主的沉积物； 而来自沉积碳酸盐岩的无机成因炭源，为石墨成矿 提供单一炭源的可能性较小，多数情况下与有机成 因的生物碳共同为矿床提供炭源（ 姜继圣等，1992； 章少华，1995； 李光辉等，2008； 王凤茹等，2010； 李超 等，2015） 。
通过概括我国石墨资源现状，归纳晶质石墨矿 产分布特征和成矿规律，探讨石墨成矿关键问题，以 期总结地质找矿规律，寻找更多具有战略资源潜力 和开发利用价值的石墨矿产，为我国占领石墨新材 料研究制高点提供地质基础保障。
据美国地质调查局数据，截至 2013 年，全球己 探明的天然石墨储量约 1．3 亿 t（ 李超等，2015） 。石 墨矿产在多个国家均有发现，但可供工业利用的石 墨矿床仅集中于少数国家，多数国家只产出某一类 石墨矿产，中国是少数几个石墨矿产种类齐全的国 家之一。
图 1 2015 年中国各省（ 自治区） 晶质石墨产地 资源储量分布
（ 据李超等，2015 修改）
Fig．1 Pie chart showing the distribution of crystalline graphite reserves in China in 2015
（ modified from Li et al．，2015）
分离出石墨形成”，也有的认为是“由富铁镁质及泥 质的碳酸盐类沉积岩，经剧烈区域变质作用及后期 动力变质作用，使碳酸气化运移而富集、重结晶，形 成石墨矿床”，均属无机成因观点； 后期的研究中， 结合地球化学分析认为“石墨是由大量原始藻类遗 体堆积后经 成 岩 作 用 和 变 质 作 用 而 形 成 ”，属 有 机 成因观点（ 王时麒，1989） 。
20 世纪 40 年代以来，中国的石墨工业逐渐兴 起。经过多年发展，从最初的简单手工作业到建立 起比较完整的勘探、生产、加工体系，直至形成 20 世 纪 80 年代山东南墅、黑龙江柳毛、内蒙古兴和三大 石墨生产基地。21 世纪初期，全国共有石墨生产及 加工企业约 300 家，从业人员 5 万多人，年产量达 140 万 t（ 其中晶质石墨 35 万 t） ，产值 12．5 亿元（ 段 惠彬，2001） 。
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质（ 鳞片状） 和隐晶质（ 土状） 两大类，晶质石墨又分 为鳞片状和致密块状 2 种（ 曹宏，2008） 。晶质石墨 由于其可浮 性、润 滑 性、可 塑 性 比 其 他 类 型 石 墨 优 越，因而具有更高的经济和工业价值。2014 年统计 显示，我国已查明晶质石墨基础储量达 5 749 万 t， 隐晶质石墨储量为 2 166 万 t（ 邵厥年等，2014） 。晶 质石墨矿的规模以大中型矿居多，占矿产地总数的 70%（ 大型矿占 26%、中型矿占 44%） ，全国晶质石 墨保有矿物储量约 88%集中分布于大型矿中（ 王星 等，2015） 。
岩浆热液
2．2 沉积控源
沉积控源是指富有机质陆源碎屑沉积体系主控 炭源供给和赋矿层位分布。 2．2．1 炭源供给 石墨的炭质来源一直是矿床成 因分析的关键。前人研究的焦点问题包括： （ 1） 早 元古代能否有大量微生物繁殖，以致为形成大型乃 至超大型石墨矿床提供有机质来源； （ 2） 不同岩石 类型与石墨成因之间的对应联系如何； （ 3） 除有机 和无机成因外，是否还有其他形式的炭源形式。
中图分类号：P619. 25+ 2
文献标识码：A
文章编号：1674－3636（ 2017） 02－0310－08
0引言
1 石墨资源概况
石墨是 C 元素的结晶矿物之一，素有“黑金子” 的美称，呈钢灰色、黑灰色，具半金属光泽，有滑感， 易污手（ 汤贺军等，2015） 。石墨既具有非金属矿物 的一般性 能，又 兼 有 金 属 和 有 机 塑 料 的 某 些 特 性。 晶质石墨资源是我国重要的非金属矿产，在军工与 现代材料工业及高新尖技术发展中至关重要（ 李思 远等，2016） 。石墨是中国得天独厚的优势资源，从 发展新兴产业以及保持我国优势地位的角度，石墨 矿产应列 为 优 先 勘 查 矿 种，进 一 步 加 大 勘 探 投 入 （ 张艳飞等，2014） 。面对国民经济和高新产业发展 对石墨矿产尤其是晶质石墨资源的巨大需求，有必 要对石墨资源及成矿特征进行系统梳理。
墨矿床的有利区分布，富有机质陆Biblioteka Baidu碎屑沉积体系主控炭源供给和赋矿层位分布，变质作用深度及期次限定石墨
矿体总量，混合岩化过程对提升矿石品质具有不可忽视的作用。典型晶质石墨矿床的形成一般经历沉积成岩—区
域变质—混合岩化 3 个阶段。地层、岩性、沉积环境、构造以及地球物理异常等是石墨找矿的良好标志。
关键词：石墨资源； 晶质石墨； 成矿规律； 区域变质； 成矿模式； 找矿标志
图 2 2015 年中国各省（ 自治区） 隐晶质石墨产地 资源储量分布
（ 据李超等，2015 修改）
Fig．2 Pie chart showing the proportion of aphanitic graphite reserves in China in 2015
（ modified from Li et al．，2015）
构造定区是指大地构造格局决定了晶质石墨矿 床的有利区分布。较稳定条件下的克拉通周缘，受 其地质演变过程中一系列构造 － 热事件影响，同时 经历与相邻地块长期作用，为多种矿床的形成提供 了有利的构造环境。沿着华北、扬子、佳木斯等古老 变质基底的隆褶带和裂谷带，形成了多种与陆块汇 聚、裂解作用及汇聚前后陆缘海相沉积作用有关的 矿床类型（ 陶维屏，1985； 杨春亮等，2005） 。
尚家河—佛爷坝扇形复 背斜南翼
下古生界志留系中统 舟曲组
区域变质
新疆 苏吉泉
准噶尔盆地东准噶尔海 西造山带
克拉美里断裂带北侧哈 萨坟背斜南翼
海西期苏吉泉花岗岩
注： 据孙向东，1994； 刘松柏等，2011； 张清平等，2011； 李寒滨等，2014； 汤贺军等，2015； 刘晓刚，2016； 杨华等，2016
第 41 卷 第 2 期 2017 年 6 月
doi： 10．3969 / j．issn．1674－3636．2017．02．022
地质学刊 Journal of Geology
Vol．41 No．2 Jun．，2017
中国石墨资源概况及晶质石墨成矿规律
王 力1，樊俊雷1，李 雷2，康 磊3
（ 1． 陕西煤田地质勘查研究院有限公司，陕西 西安 710021； 2． 西安西北有色地质研究院有限公司， 陕西 西安 710054； 3． 大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069； 4． 西北大学地质学系，陕西 西安 710069）
我国石墨矿床主要产出于古老地块、地台及其 周缘和断裂岩浆带上，集中分布于东部环太平洋构 造带、康 滇—龙 门 大 巴—黄 陵、祁 连—秦 岭—淮 阳、 天山—阴山以及金沙江—哀牢山 5 个成矿带（ 李超 等，2015） 。区域变质型晶质石墨矿床主要分布于 中朝准地台和扬子准地台以及吉黑、秦岭、祁连、华
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地质学刊
2017 年
南、三江等褶皱系的隆起区，成矿作用受大地构造影 响较大（ 李超等，2015； 刘晓刚，2016） （ 表 1，图 3） 。
表 1 中国不同地区晶质石墨矿床地质背景 Table 1 Geological settings of crystalline graphite deposits in different areas in China
由区域变质形成的晶质石墨矿床，其 C 元素来 源长期存 在 有 机 碳 和 无 机 碳 2 种 观 点 （ 章 少 华， 1995） 。针对这两种对立观点均有大量的沉积学、 岩石学、矿相学以及同位素地球化学等多方面依据， 导致部分认识尚未统一（ 陈衍景等，2000） 。例如， 内蒙古兴和石墨矿床的成因，早期研究认为该区石 墨矿是“由碳酸盐岩层经剧烈的区域变质作用结晶