青海省乌腊德矿区石墨矿床地质特征及矿石性质研究

郭玮鹏

(四川省核工业地质局二八二大队，四川 德阳 618000)

石墨由于其独特的原子结构而具有良好的导电、导热、润滑、化学稳定、耐高温等特性，其作为一种重要非金属工业矿物原料被广泛应用于冶金、化工、电器、新材料、军工、航天等领域。近年来石墨烯材料的研究应用，更是推动了电子产业进入了新的发展阶段。乌腊德矿区石墨矿目前已圈定石墨矿(化)体2条，为矿区石墨找矿工作奠定了良好的基础。

1 地质背景

乌腊德矿区位于柴达木盆地西南缘、东昆仑构造带西南部、昆仑中央断裂北侧。成矿区带位于祁漫塔格-都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、硅灰石(锑、铋)成矿带。区域内地层主要为古元代金水口岩群白沙河组，构成本区的结晶基底岩系。区域内北西向及北西西向断裂构造十分发育，其规模大，延伸远，活动期长。岩浆活动强烈，主要形成于华力西-印支造山旋回的不同阶段，由元古代、早泥盆世、早二叠世、晚三叠世侵入岩组成。

2 研究区地质特征

2.1 地层

区内仅出露金水口岩群白沙河组片麻岩段(Pt1b1)、大理岩段(Pt1b3)及第四系(见图1)。白沙河组片麻岩段(Pt1b1)近东西向在区内大面积出露，岩性主要为斜长片麻岩、眼球状黑云斜长片麻岩、变粒岩、糜棱岩等。白沙河组大理岩段(Pt1b3)近东西向展布，与白沙河组片麻岩呈断层接触，北侧与其呈不整合接触，岩性主要有细晶大理岩、条带状大理岩、石英大理岩、含石墨大理岩、透辉石矽卡岩、绿帘石矽卡岩等组成，为研究区内石墨赋矿层位。

图1 乌腊德矿区地质简图

2.2 构造特征

区内构造总体呈北西西向，次为北西、北东向，多被后期北东向构造截断。在不同背景、不同的地质体中发育形成了不同程度、不同构造层次的韧性变形带。断裂构造地表断续可见，破碎带中可见黄铁矿、褐铁矿化。

2.3 岩浆岩特征

岩浆活动比较强烈，从新元古生代-中生代侵入岩均有分布，脉岩较为发育，脉岩类型较多，时间上具多期次特点，从中基性到酸性均有产出。

3 矿体地质特征

石墨矿体产于金水口岩群大理岩段条带状大理岩内，目前已发现石墨矿体、矿化体各1条。M1矿体产于石墨绿帘石透辉石化大理岩内，呈北西西向展布，长1 600 m，厚度40.59 m，品位6.46%，倾向200°，倾角72°。矿体沿倾向方向自东向西浅部大于80°，深部倾角变缓。深部矿体厚度增大，多含4～9 m不等大理岩夹石。矿体厚度、品位较稳定，厚度变化系数72.13%。

M2矿化体产于M1矿体南侧，与其产出层位一致，呈北西西向不规则带状展布，北西端呈分支状，初步控制走向长度763 m，厚度56.53 m，品位2.17%。矿(化)体特征见表1。

表1 矿体特征表

4 矿石性质研究

4.1 结构构造及矿物组成

矿石呈灰黑色-黑色细粒鳞片状变晶结构，块状构造，有用矿物为石墨，脉石矿物主要为方解石和石英，其次为长石、白云石、绿帘石-黝帘石、透辉石、绿泥石、透闪石、磷灰石、白云母、褐铁矿、黄铁矿等。矿石矿物组成见表2。

表2 矿石矿物组成特征表

4.2 石墨晶型、粒度及嵌布特征

石墨呈浅棕灰色、深蓝色，微细鳞片状、片状、集合体呈板状，粒度一般在0.001～0.20 mm间，为微细粒晶质石墨。石墨的嵌布状态有两种：

(1)石墨集合体呈条纹状褶纹状，条纹多褶曲变形，变形强烈处呈团粒或角砾(见图2(a))，条纹宽0.03～0.8 mm，条纹及团粒中石墨含量高，约95%以上，含少量方解石、石英。这类石墨工艺粒度稍粗，利于浮选。条纹状褶纹状石墨集合体为研究区内石墨的主要嵌布状态。

(2)石墨呈鳞片状单晶或他形粒状、环状集合体稠密浸染-条纹状分布(见图2(b))，稠密浸染-条纹也可褶曲，变形强烈处可碎裂呈角砾状，条纹及角砾中石墨含量约30%～40%。这类石墨粒度较细，多被方解石包裹连生，不易完全解离，连生体可浮选出来，但所含脉石会影响精矿品位。

图2 石墨的嵌布状态

(a) 石墨集合体呈褶纹状、角砾状分布; (b) 石墨呈鳞片状、他形粒状或环状集合体稠密浸染状于石墨大理岩角砾中

4.3 矿石共伴生组分

根据矿石多元素分析结果显示表3，矿石中有用元素仅为固定碳，无其他可综合回收元素。

表3 石墨矿石多元素分析表

* 单位为g/t。

5 结论

乌腊德石墨矿床赋存于古元古代金水口群白沙河组条带状大理岩段内，赋矿地质条件简单，矿体规模大，品位厚度较稳定，属大理岩型晶质石墨矿石，但石墨工艺粒度较细。现代工业对石墨产品要求向两方面发展：一是要求晶体大鳞片达到高纯；二是要求石墨产品颗粒达到细小鳞片。根据该石墨矿石粒度细，结晶好，属于细粒晶

质鳞片石墨，这类石墨适合生产超细高纯石墨、石墨防腐涂料和石墨烯产品。该石墨矿石选矿工艺流程及提纯和深加工应用方案需要通过深入的系统试验研究来确定。