第33卷3期2021年3月
Vol.33No.3
COAL GEOLOGY OF CHINA
doi：10.3969/j.issn.1674-1803.2021.03.03
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文章编号：1674-1803(2021)03-0013-07
程远慧
（福建省197地质大队，福建泉州362011）
摘要：通过对福建省漳平市凤山矿区石墨矿近年来碉探、钻探等地质资料系统的梳理，在分析矿区地质特征和矿体特征的基础上，深入研究了石墨矿的控矿因素。研究认为该区石墨矿是由赋存于中二叠统童子岩组的无烟煤经过高温、高压作用进一步变质而成的。煤层受到岩浆热变质作用使碳物质（煤）分解，
重新富集形成以隐晶质（土状）为主的隐晶质石墨矿，因此本区石墨矿的控矿因素是温度和构造。由于过往对福建煤系石墨资源的研究程度不够深入，造成大部分煤系石墨矿划归煤矿，致使石墨矿资源被浪费，本次通过野外地质勘查、采样样品测试等工作，确定了凤山矿区为煤系石墨矿，为下一步勘探工作提供有力依据，为合理开发利用矿产资源指明新的方向。 关键词：隐晶质；石墨矿；岩浆岩；变质作用；构造
中图分类号:P611文献标识码:A
Analysis of Graphite Ore Geological Features and Ore Control Factors in Fengshan Mine Area,Fujian
Cheng Yuanhui
(Fujian Provincial No.197Geological Team,Quanzhou,Fujian362011)
Abstract:Through systematic sorting of recent years tunneling,drilling geological data of graphite ore in the Fengshan mine area, Zhangping City,Fujian Province,on the basis of mine area geological,orebody features analyses have studied graphite ore control factors in detail.The study has considered that the ore is from anthracite hosted in the middle Permian Tongziyan Formation thr
ough high temperature and high pressure further metamorphosed into graphite.Anthracite after magmatic thermometamorphic process,carbon material(anthracite)has been decomposed,re-enriched and formed into cryptocrystalline(earthy)graphite ore.Thus graphite ore control factors in the area have temperature and structure.Since the low degree of study on coal measures graphite resources in the Fujian Province has caused most coal measures graphite ores incorporated into coalmines,thus caused graphite ore resources exploitation squander.Through field geological survey,sampling and testing have identified Fengshan mine area is a coal measures graphite ore, thus provided important basis for further exploration works,and pointed out new orientation for mineral resources reasonable exploitation and utilization.
Keywords:cryptocrystalline；graphite ore；magmatic rock；metamorphism；structure
我国煤系共伴生矿物资源丰富，主要矿种有高岭土、膨润土、耐火黏土、石膏、硫铁矿、油页岩、硅藻土、石灰石、石墨、天然焦等［I］。石墨具有耐高温、传热、导电、润滑及可塑性，素有“金砂”美称，广泛用于铸造、涂抹、电池、碳素制品、铅笔及颜料等方面3］，也是电器元件、通讯工具、计算机芯片、新能源汽车电池等新兴产业的关键原材料。近两年石墨烯技术创新成果频出，已经走在世界前列，高质量石墨是石墨烯重要原材料之一。石墨是高新技术产业发展中不可或缺的重要战略资源"］。随着社会对石墨能源的需求量增加，石墨矿的勘查将备受矿业
作者简介：程远慧（1980-），女，安徽宣城人，硕士，主要从事地质矿产勘査工作。
收稿日期：2020-10-19
责任编辑：李华公司的青睐，勘查热度将持续升温，未来石墨矿勘探、开发工作的主要趋势是将资源优势转变为经济优势，石墨产业发展会有一个新的飞跃。
福建省位于东部滨太平洋构造成矿带上，大致可划分为东、中、西三个含煤条带，是煤系石墨矿的富集区。煤系共伴生石墨多为隐晶质石墨3°］，主要是由煤受热变质作用形成，矿床规模大，成矿地质条件好，其化学性质稳定，不受强酸性影响，有害杂质少，品位高，却一直未得到重视，开发利用程度低，石墨原矿要么当煤軒石被遗弃，要么当煤被烧掉，不仅浪费资源，污染环境，甚至失去了综合利用的资源条件。随着石墨产业的飞速发展，晶质石墨矿资源日益枯竭，煤系隐晶质石墨的开发利用越来越受到重视漳平市凤山矿区位于中部龙岩-永定含煤带，多为无烟煤，受到了不同时期岩浆侵入和构造运动的叠加影响发生
中国煤炭地质14
变质，具有较好的煤系石墨资源前景。
1矿区简介
凤山矿区位于戴云山脉东南段的低山地带，沟
谷下切，属构造侵蚀型低山地貌单元。区内先开展
3次勘查工作，完成1：1万、1：5000,1:2000地质
及水文地质填图，及采取钻探、槽探、碉探等多种手第33卷
段开展勘查工作并采样化验。本区于2014年提交
煤矿详查野外验收，从矿石的矿物组成、矿石的结构
构造，以及围岩和矿石的空晶石化等方向展开研究,
显示整个井田煤系地层底部均被岩浆岩侵入，认为
该区属于经后期的岩浆热变质后形成的石墨矿更为
合适（图1）。
图1研究区地质构造略图
Figure1Study area geological and structural sketch
2矿区地质特征
2.1矿区地层
2.1.1区域地层特征
矿区位于戴云山脉南麓，北东向政和-大埔大断裂带附近，闽西南拗陷带大田-龙岩拗陷的太华-长塔复式背斜南段，成矿地质条件较好，区域内矿产资源较为丰富。主要有益金属矿产有漳平厚德磁铁矿（化）点、漳平北坑场石英脉型黑钩矿、漳平北坑场新发现斑岩型（铜）铝矿、大田上岩矿区铅锌矿等；非金属矿产主要为煤炭（大田赤水煤矿、上京煤矿、下溪口煤矿、漳平吾祠煤矿、前坪煤矿）、石灰石（大田嵯山同山、灵川）及高岭土矿等。区域内地层从上侏罗统南园组（爲心至中二叠统栖霞组（）均有出露，受燕山期造山运动及断裂构造的影响和控制，部分地层缺失，现存地层由老到新有：中二叠统栖霞组（卩2。、文笔山组（卩2如）、童子岩组（P*）、上二叠统翠屏山组（P3cp）和下三叠统溪口组（、上侏罗统长林组（际）和南园组（J3心（图2）。
2.1.2矿区地层特征
矿区地层层序由老至新：中二叠统栖霞组（卩2?）冲二叠统文笔山组（卩2如），中二叠统童子岩组
（P20,±二叠统翠屏山组（P3印）、第四系（Q）。其中童子岩组是本区主要含矿地层，大范围出露于本区，总体呈北东向展布，局部为北西向，总出露面积大于1.00km2,M度＞500m。童子岩组第一段：滨海碎屑、远滨、障壁海岛、潟湖、泥炭沼泽相沉积，主要由细砂岩、细粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和石墨矿组成，含矿20层以上，可采石墨矿石三层，地层厚度大约280.2m，分上、下两个亚段：童子岩组第一段第一亚段（P2?1）：厚度18&2m o据ZK20、ZK21、ZK22、ZK23、ZK24-1、ZK25、ZK26、ZK27、ZK28、ZK29、ZK34、ZK35、ZK36、ZK6、ZK4、75-01, 73-04等钻孔和多个矿爾控制，含厚薄度不一矿层19层以上，均变质成石墨矿。其中：B、C号石墨矿
3期程远慧：福建凤山矿区石墨矿地质特征及控矿因素分析15物料输送设备
层为可采层。童子岩组第一段第二亚段（卩2产厚度92m o据ZK4、75-01、73-04、ZK20、ZK21、ZK22、ZK23、ZK24-1、ZK25、ZK26、ZK27、ZK28、ZK29、ZK34、ZK35、ZK36等钻孔和多个矿碉控制，含6~8层石墨矿层，其中:A层矿体为可采层。
|J3/>11|J»g|2 |T.?13 |T.?|4|P3c15|P3cp16|P2t p c
庖門8 应門9“”|10|^|11|/^>|12[^>|l3|X^|l4°
|-02115|<D q7|16I(P和7|<(IS|l8
2ka
1.上侏罗统南园组;
2.上侏罗统长林组;
3.下三叠统溪口组第二段；
耐腐蚀热电偶4.下三叠统溪口组第一段;
5.上二叠统长兴组;
6.上二叠统翠屏山组;
7.中二叠统童子岩组;&燕山早期黑云母花岗岩;9.燕山晚期花岗斑岩;10.花岗斑岩脉;11.工作区位置;12.实测、推断断层;13.实测、推断地质界线;14.地质不整合界线;15.煤矿（化）点及编号；16-17.本次工作区内铅锌矿（化）点及编号;1&铸矿（化）点及编号
图2区域地质简图
Figure2Regional geological schematic diagram
2.2构造
受区内一级构造北东向政和-大埔断裂带和区内二级构造北西向永安-晋江断裂带的控制，次级断裂构造中等发育。区域内断裂构造较发育，根据断层的空间分布形态，主要为北东向和北西向两组断裂构造。本区构造复杂，以断裂为主，褶皱次之。
2. 2.1断裂
区内发育7条断层，分别为走向北东的F6、F7、F9、F io、F ii断层和走向西南的F2断层及F o推覆断层。其中：断层尺2疋6、片。为边界断层，造成主采石墨矿层不连续。
2.2.2褶皱
主要为一组背向斜（图3）。①号向斜位于矿段南部，以F7断层上盘较明显，经AA，剖面线中PD19煤碉、ZK4、ZK6钻孔控制背向斜，伴生2个以上小形背向斜，轴向330。，延伸长度大于300m。②号背斜由K6钻孔控制背斜，轴向330°，延伸长度大于500m o
2.3岩浆岩橡胶衬套
本区岩浆岩为燕山期早期侵入的中一细粒含斑花岗闪长岩（疋JJ，俗称汤泉岩体出露于深部，地表风化后呈碎裂状、松散状。深部ZK2、ZK4、ZK5、ZK6、ZK72-01、ZK73-04钻孔均已揭露，主要为花岗闪长岩与二长花岗岩组合。该岩体呈岩基状侵入，对含矿地层童子岩组的连续性破坏较大，局部见有黄铜矿化和银多金属矿异常，均不构成矿体。区内岩浆小岩脉较为发育，主要有花岗斑岩、石英闪长岩，少量煌斑岩、辉绿班岩、霏细岩等，岩脉宽度0.3~ 76m，侵入地层主要为童子岩组，次为文笔山组。
3矿体特征
3.1矿体规模、形态及产状
本区有三层石墨矿体，呈层状分布，走向呈南东一北西，倾向西南，属隐伏矿体，延伸长度大于500m，赋存标高+700〜+1150m，总体呈单斜构造，边界规则，结构较简单，局部含夹层。根据钻孔老窑矿碉揭露,A层矿体厚0.51-2.56m，平均为1.llm；B 层矿体厚0.19~2.69叫平均为1.16m；C层矿体厚0.56~2.94m，平均为0.96m o
3.2矿石结构
通过镜下鉴定（照片1），石墨呈颗粒状，边缘圆滑，大小不一，是由细小的鳞片组成的集合体；石墨单晶呈六方形。各个碳层堆由小碳层片堆叠在一起，形貌上与黏土矿物类似，碳层片状边缘破碎，呈锯齿状或圆弧状，大小在几十至几百纳米不等，存在许多零散分布碳薄片层。矿石构造：具层状、块状、粉粒状构造，以粉粒状为主。本区石墨矿为红柱石角岩化石墨矿，其矿石自然类型为软质石墨。钻孔揭露见照片2。矿石工业类型为隐晶质石墨。岩石受热液变质作用，发生重结晶，黏土矿物全部重结晶，形成新生矿物红柱石，炭质形成隐晶状石墨。晶体直径极为细小，矿物长轴具定向排列。石墨手标本为铁黑，条痕为亮黑，污手，抚之有弱滑感，硬度1，显微镜下为隐晶状、土状、尘埃状，单偏光下不透光，反射光下铅灰。
3.3矿石质量
组合式桥架根据样品测试结果，矿物成分以石墨为主，伴生有石英、红柱石、高岭石、云母等黏土矿物及少量黄铁矿、褐铁矿等。矿石围岩顶板主要为砂质泥岩，呈灰黑，具水平层理，薄一中厚层状，水平层理发育；局部具细粉砂岩。岩石蚀变强烈，具强烈空晶石化，
含较多似层及椭圆状粉砂质和菱铁质
16中国煤炭地质第33卷£
A
图3地质剖面构造形态略图
Figure3Geological sections showing structural forms
09pm
H
照片1石墨矿扫描电镜图照片2钻孔揭露矿层矿石
结核（表1）。底板主要为细粉砂岩，呈灰黑，具水平层理，薄一中厚层状，具水平层理；局部为粗粉砂岩。岩石蚀变强烈，具强烈空晶石化，含较多圆球状菱铁质结核。夹石主要在A矿层局部见一至二层矿层夹黑砂质泥岩和泥岩，厚度1.00m 左右，B矿层和C矿层不含夹层。按照DZ/ T0326-2018可知矿区样品固定碳含量已达到煤系石墨的工业品位。另外，还对区内3层石墨矿[A、B、C层矿体]随机采取4件样品，测试石墨化度（表2）
。洗水
3期程远慧：福建凤山矿区石墨矿地质特征及控矿因素分析17
表1基本分析成果表
Table1Fundamental analytic results sheet%工程编号样品编号叫呱S"Fe2O3AI2O3SiO2CaO
M13042069.430.7822.72 5.070.14 6.891&3468.820.28 ZK6
M13042474.840.4220.76 3.980.09 4.2716.3673.160.1
M1915281.008.3115.75 3.250.02 2.6435.4752.180.22 ZK20M1915386.67 2.19&44 4.890.040 2.3420.4667.690.18 M1915483.530.5814.22 2.250.04 2.1532.0051.390.11 ZK21M1825674.49 2.161&83 6.680.020 4.7910.1463.180.22 NM19109873.68 1.7121.67 4.640.02 5.9312.2977.860.18 ZK22NM19109976.55 1.0618.78 4.670.24016.3115.2461.13 1.58 NM19110074.030.7422.02 3.95 1.1619.0715.035&03 2.60 ZK23M1827175.28 2.1022.19 2.530.04 2.073856.780.43
NM19115575.220.7820.69 4.090.2312.4619.7263.080.25 ZK26
NM19115486.35 1.93 5.57&080.04 4.9623.1864.360.34
NM19170283.260.8214.38 2.360.07 1.4834.0152.460.18
NM19170384.129.70 1.48 2.330.08 2.2533.3360.170.19
NM19170481.70 1.1014.92 3.380.12 2.9030.865&120.21 ZK27
NM19186359.85 1.0237.43 2.72
NM19186282.820.5613.86 3.32矿层夹肝石
NM19186184.650.3712.31 3.04
72-01D09058777.25 1.3914.017.260.2014.8616.7561.17 1.46
M13042065.660.6229.38 5.340.0711.5413.476&960.14 ZK4
M13042166.03 1.6528.63 3.690.099.2112.5870.84 1.30
ZK24-1M1902365.12 2.3829.46 5.420.128.519.3080.900.43
ZK24-1M1902367.550.4429.92 2.530.1009.4817.7067.200.40 ZK25NM18133973.83 3.8423.09 3.200.03 2.6331.8455.90<0.001 ZK25NM18134088.87 1.14 6.62 4.510.05 3.7426.4063.52<0.001 ZK36NM1918596&54 1.328.86 2.60.08&7720.0465.760.46 ZK34NM19186061.120.8435.84 3.040.529.1522.3162.410.86 ZK35NM19169861.510.6235.2 3.290.73&5521.1260.430.25 ZK35NM19169961.210.6635.62 3.17 1.7812.6410.9371.490.28 ZK35NM19170076.710.921&42 4.870.109.6819.8265.830.38 ZK35NM19170178.80 1.8814.41 6.790.0610.9515.4966.340.34 ZK36NM1920606&020.7827.25 4.73 2.4819.6314.1362.50.7 73-03Ml0072972.45 2.0716.62 5.860.1311.4615.5666.340.54 D0*******.350.1625.27 2.380.032 2.84\\\ PD5
D0*******.30 1.4416.33 6.370.034 2.05\\\ PD2D02370173.560.9822.68 3.760.029 1.31\\\ D0*******.810.4814.69 3.500.0880.27\\\
D0*******.52 1.3911.68 4.800.053 3.31\\\ PD9
D0*******.590.3714.22 3.190.0890.30\\\
D0*******.39 1.4725.99 4.620.060 2.44\\\ PD4D04370480.710.4217.02 2.270.063 3.09\\\ PD15D15370170.690.6425.35 3.960.060 1.43\\\ PD1M17011272.770.6324.0824.080.03 2.43\\\ P
D26NM19185785.75 1.39 6.427.830.03\\\\ PD4NM19185870.860.8126.52 2.620.1\\\\ NM19205671.82 2.7724.09 4.090.0413.560.6857.9422.55
NM19205771.73 2.5624.15 4.120.0213.140.545&722.8 PD19
NM19205869.81 2.625.69 4.50.1614.4120.575&70.74
NM19205969.690.9925.71 4.60.1914.6920.0759.46 1.01
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