Geochemical Features and Genesis Analysis of the Zhongba Scaly Graphite Deposit in Sichuan Province

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.06.14

Abstract

Abstract:

The Zhongba scaly graphite deposit, one of the important graphite deposits in China, with a proved reserve of 15.55 million tons, located on the western margin of central Xikang-Yunnan axis. The study on the geological and geochemical features could be used to help define the genesis of the deposit. Through the field and microscopic observation combining with major and trace elements analysis,the graphite ore bodies are hosted in white mica quartz schist of Datian Formation, Huili Group in Pre-Sinian system in the form of layers and lens. The average grade is 12.19%. Big flake graphite (>0.15 mm) occupies 67% of the total graphite while the small to mediate ones occupies 33%. The graphite-bearing metamorphic rock is rich in SiO₂with poor CaO and LOI. The high field strength elements vary little in the ore. Ni/Co value varies from 15.92 to 41.04 indicating oxygen poor or anaerobic environment. The total REE content is relatively high with high differentiation degree. Light REE content is higher than that of HREE with negative Eu and Ce value. The test results of graphite δ¹³C is from -27.64% to -28.44%, and the average is -28.14%, indicating the causes of graphite is the organic carbon. So, the Zhongba deposit is a regional metamorphic scaly graphite deposit of organic carbon origin.

Key words: Zhongba,Sichuan, scaly graphite deposit, geochemical feature, ore genesis

CLC Number:

P619.25 ⁺2

XIA Jinsheng, SUN Li, XIAO Keyan, WANG Junzhu, CHEN Xian, CUI Ning. Geochemical Features and Genesis Analysis of the Zhongba Scaly Graphite Deposit in Sichuan Province[J]. Geoscience, 2019, 33(06): 1286-1294.

Figures/Tables 10

References 38

[1]	国土资源部. 全国矿产资源储量通报(2015年)[R]. 北京: 国土资源部, 2015: 2-10.
[2]	莫如爵, 刘绍斌, 黄翠蓉. 中国石墨矿床地质[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1989: 65-79.
[3]	徐志刚, 陈毓川, 王登红. 中国成矿区带划分方案[M]. 北京: 地质出版社, 2008: 2-10.
[4]	冉启瑜, 张加飞, 廖阮颖子. 四川省石墨矿单矿种资源潜力评价成果报告[R]. 成都: 四川省地质调查院, 2012: 5-120.
[5]	肖克炎, 孙莉, 李思远, 等. 我国石墨矿产地质特征及资源潜力分析[J]. 地球学报, 2016,37(5):607-614.
[6]	王长明, 张寿庭, 邓军, 等. 河南冷水北沟铅锌矿地质地球化学特征及成因探讨[J]. 矿床地质, 2007,26(2):175-183.
[7]	李寒滨, 张冰. 黑龙江云山石墨矿床变质作用及其意义[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2014(1):45-46.
[8]	马玉波, 邢树文, 肖克炎, 等. 吉黑东部Au-Ag-Cu-Mo-石墨成矿带主要地质成矿特征及潜力分析[J]. 地质学报, 2016,90(7):1281-1297.
[9]	李思远, 孙莉, 孟凡磊, 等. 黑龙江云山石墨矿床资源潜力预测[J]. 地质学刊, 2016,40(2):288-292.
[10]	张凌燕, 李向益, 邱杨率, 等. 四川某难选石墨矿选矿试验研究[J]. 金属矿山, 2012(7):95-98.
[11]	夏锦胜, 孙莉, 肖克炎, 等. 四川省南江县坪河石墨矿床地质特征及成因分析[J]. 现代矿业, 2017(2):57-59,77.
[12]	张腾飞. 河南省镇平县小岔沟石墨矿矿床地球化学特征及成因分析[D]. 北京:中国地质大学(北京), 2015: 11-85.
[13]	梁帅. 华北典型晶质石墨矿床成因研究[D]. 阜新:辽宁工程技术大学, 2015: 21-65.
[14]	韩吟文, 马振东, 张宏飞. 地球化学[M]. 北京: 地质出版社, 2003: 45-105.
[15]	肖荣阁, 刘敬党, 费红彩, 等. 岩石矿床地球化学[M]. 北京: 地震出版社, 2008: 102-126.
[16]	黄鹏, 宋传中, 王道轩, 等. 合肥盆地磨墩水库石墨片岩变形变质分析及构造意义探讨[J]. 地质论评, 2013,59(3):413-422.
[17]	曹豪杰, 金永吉, 黄乐真, 等. 粤北企岭花岗岩的地球化学特征与成因研究[J]. 地质论评, 2017,63(2):499-510.
[18]	侯俊富. 南秦岭下寒武统黑色岩系中金-钒成矿特征及成矿规律[D]. 西安:西北大学, 2008: 25-75.
[19]	柴广路, 李双应. 北淮阳东段佛子岭群变质岩地球化学特征及其地质意义[J]. 地学前缘, 2016,23(4):29-45.
[20]	路远发. GeoKit:一个用VBA构建的地球化学工具软件包[J]. 地球化学, 2004,33(5):459-464.
[21]	王立社, 张复新, 侯俊富, 等. 秦岭山阳水沟口组黑色岩系微量元素地球化学及其沉积成矿背景的指示意义[J]. 中国地质, 2012,39(2):311-325.
[22]	汤贺军, 张宝林, 叶荣, 等. 陕西勉县庙坪石墨矿床地质特征与成因初步探讨[J]. 地质与勘探, 2015. 51(3):534-544.
[23]	严溶, 周汉文, 曾雯, 等. 湖北宜昌崆岭群孔兹岩系地球化学特征[J]. 地质科技情报, 2006,25(5):41-46.
[24]	陈有炘, 裴先治, 李瑞保, 等. 东昆仑东段纳赤台岩群变沉积岩地球化学特征及构造意义[J]. 现代地质, 2014,28(3):489-500.
[25]	ECKELMANN, BROECKER W S, WHITLOCK D W, et al. Implications of carbon isotopic composition of total organic carbon of some recent sediments and ancient oils[J]. AAPG Bulletin, 1962,46(5):699-704.
[26]	FUEX A N, BAKER D R. Stable carbon isotopes in selected granitic, mafic, and ultramafic igneous rocks[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1973,37(11):2509-2521. DOI URL
[27]	李光辉, 黄永卫, 吴润堂, 等. 鸡西柳毛石墨矿碳质来源及铀、钒的富集机制[J]. 世界地质, 2008,27(1):19-22.
[28]	陈衍景, 刘丛强, 陈华勇, 等. 中国北方石墨矿床及赋矿孔达岩系碳同位素特征及有关问题讨论[J]. 岩石学报, 2000,16(2):233-244.
[29]	张国新, 胡霭琴, 张鸿斌, 等. 新疆苏吉泉石墨矿床成因的碳同位素证据[J]. 地球化学, 1996(4):379-386.
[30]	姜继圣, 刘祥. 中国早前寒武纪沉积变质型晶质石墨矿床[J]. 中国非金属矿工业导刊, 1992(5):18-22.
[31]	王福润. 吉林省南部下元古界集安群地质特征与沉积期古环境分析[J]. 吉林地质, 1991(2):31-41.
[32]	王时麒. 内蒙兴和石墨矿含矿建造特征与矿床成因[J]. 矿床地质, 1989(1):85-97.
[33]	兰心俨. 山东南墅前寒武纪含石墨建造的特征及石墨矿床的成因研究[J]. 长春地质学院学报, 1981(3):32-44.
[34]	WINCHESTER J A, PARK R G, HOLLAND J G. The geochemistry of Lewisian semipelitic schists from the Gairloch District, Wester Ross[J]. Scottish Journal of Geology, 1980,16(2):165-179. DOI URL
[35]	NESBITT H W, FEDO C M, YOUNG G M. Quartz and feldspar stability,steady and non-steady-state weathering, and petrogenesis of siliciclastic sands and muds[J]. The Journal of Geology, 1997,105(2):173-192. DOI URL
[36]	FRALICK PW, KRONBERG B I. Geochemical discrimination of clastic sedimentary rock sources[J]. Sedimentary Geology, 1997,113(1/2):111-124. DOI URL
[37]	李超, 王登红, 赵鸿, 等. 中国石墨矿床成矿规律概要[J]. 矿床地质, 2015,34(6):1223-1236.
[38]	ROSING-SCHOW N, BAGAS L, KOLB J, et al. Hydrothermal flake graphite mineralisation in Paleoproterozoic rocks of south-east Greenland[J]. Mineralium Deposita, 2017,52(5):769-789. DOI URL

序号	岩性	样号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO
1	含石墨白云母石英片岩	ZB-01	87.30	0.261	6.06	1.48	0.38	0.022	0.626	1.300
2	含石墨石英片岩	ZB-05	89.76	0.350	5.22	0.87	0.29	0.014	0.521	0.791
3	含石墨云母石英片岩	ZB-06	87.62	0.301	7.50	3.05	0.19	0.015	0.312	0.076
4	含石墨石英片岩	ZB-07	90.50	0.311	6.10	0.60	0.14	0.011	0.460	0.175
5	含石墨斜长角闪片岩	ZB-08	88.54	0.281	5.82	0.26	0.19	0.017	0.636	1.560
序号	岩性	样号	Na₂O	K₂O	P₂O₅	总量	烧失量	SiO₂/Al₂O₃	K₂O/Na₂O	固定碳
1	含石墨云母石英片岩	ZB-01	0.168	1.270	1.240	97.429	17.81	14.41	7.56	16.55
2	含石墨石英片岩	ZB-05	0.179	1.140	0.903	97.816	19.82	17.20	6.37	17.01
3	含石墨云母石英片岩	ZB-06	0.204	0.789	0.202	99.064	18.35	11.68	3.87	15.71
4	含石墨石英片岩	ZB-07	0.211	1.290	0.211	98.297	5.03	14.84	6.11	3.44
5	含石墨斜长角闪片岩	ZB-08	0.191	1.670	0.808	97.304	9.49	15.21	8.74	8.20

序号	岩性	样号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO
1	含石墨白云母石英片岩	ZB-01	87.30	0.261	6.06	1.48	0.38	0.022	0.626	1.300
2	含石墨石英片岩	ZB-05	89.76	0.350	5.22	0.87	0.29	0.014	0.521	0.791
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序号	岩性	样号	Na₂O	K₂O	P₂O₅	总量	烧失量	SiO₂/Al₂O₃	K₂O/Na₂O	固定碳
1	含石墨云母石英片岩	ZB-01	0.168	1.270	1.240	97.429	17.81	14.41	7.56	16.55
2	含石墨石英片岩	ZB-05	0.179	1.140	0.903	97.816	19.82	17.20	6.37	17.01
3	含石墨云母石英片岩	ZB-06	0.204	0.789	0.202	99.064	18.35	11.68	3.87	15.71
4	含石墨石英片岩	ZB-07	0.211	1.290	0.211	98.297	5.03	14.84	6.11	3.44
5	含石墨斜长角闪片岩	ZB-08	0.191	1.670	0.808	97.304	9.49	15.21	8.74	8.20

样号	Rb	Ba	Th	U	K	Ta	Nb	La	Ce	Sr	Nd	P
ZB-01	51.4	238	6.40	28.6	10 539.81	0.47	5.01	32.4	45.5	12.4	45.4	5 406.67
ZB-05	38.4	238	4.69	23.5	9 465.82	0.59	7.01	25.0	39.6	3.5	32.6	3 941.49
ZB-06	39.4	92	4.96	12.3	6 546.01	0.43	5.94	19.3	29.7	21.0	26.8	879.67
ZB-07	62.9	276	4.00	1.4	10 716.68	0.49	6.54	10.5	22.7	32.5	13.6	921.27
ZB-08	70.9	187	7.16	8.4	13 891.19	0.46	5.39	30.1	48.1	8.8	40.1	3 528.75
样号	Zr	Hf	Sm	Ti	Y	Yb	Lu	Ni	Cu	Zn	Pb	Mo
ZB-01	78.3	2.00	11.40	1 565.71	107.0	10.70	1.67	40.4	133.0	18.9	4.25	17.90
ZB-05	87.3	2.50	8.47	2 098.27	51.9	6.17	0.97	14.8	99.9	12.4	4.40	9.05
ZB-06	81.0	2.32	6.00	1 803.02	55.6	5.97	1.00	87.4	122.0	38.1	3.87	7.06
ZB-07	81.1	2.50	3.13	1 862.88	9.9	1.26	0.21	16.4	142.0	14.3	6.55	3.69
ZB-08	76.9	2.27	9.17	1 685.68	58.6	6.05	0.97	19.7	148.0	17.1	5.23	2.00
样号	Co	Cs	Cr	Sc	V	Ga	Rb/Sr	Sr/Ba	V/(V+Ni)		Ni/Co	Zr/TiO₂
ZB-01	1.54	1.88	118.00	7.60	1 387	7.85	4.15	0.05	0.97		26.23	300.00
ZB-05	0.70	1.26	129.00	7.56	920	7.18	11.05	0.01	0.98		21.14	249.43
ZB-06	4.52	1.48	84.00	4.94	689	9.32	1.87	0.23	0.89		19.34	269.10
ZB-07	1.03	2.17	51.10	3.41	129	7.69	1.94	0.12	0.89		15.92	260.77
ZB-08	0.48	1.95	85.40	6.47	565	7.31	8.04	0.05	0.97		41.04	273.67

样号	Rb	Ba	Th	U	K	Ta	Nb	La	Ce	Sr	Nd	P
ZB-01	51.4	238	6.40	28.6	10 539.81	0.47	5.01	32.4	45.5	12.4	45.4	5 406.67
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ZB-07	62.9	276	4.00	1.4	10 716.68	0.49	6.54	10.5	22.7	32.5	13.6	921.27
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样号	Zr	Hf	Sm	Ti	Y	Yb	Lu	Ni	Cu	Zn	Pb	Mo
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ZB-05	87.3	2.50	8.47	2 098.27	51.9	6.17	0.97	14.8	99.9	12.4	4.40	9.05
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样号	Co	Cs	Cr	Sc	V	Ga	Rb/Sr	Sr/Ba	V/(V+Ni)		Ni/Co	Zr/TiO₂
ZB-01	1.54	1.88	118.00	7.60	1 387	7.85	4.15	0.05	0.97		26.23	300.00
ZB-05	0.70	1.26	129.00	7.56	920	7.18	11.05	0.01	0.98		21.14	249.43
ZB-06	4.52	1.48	84.00	4.94	689	9.32	1.87	0.23	0.89		19.34	269.10
ZB-07	1.03	2.17	51.10	3.41	129	7.69	1.94	0.12	0.89		15.92	260.77
ZB-08	0.48	1.95	85.40	6.47	565	7.31	8.04	0.05	0.97		41.04	273.67

样号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm
ZB-01	32.40	45.50	10.10	45.40	11.40	2.34	15.10	2.81	17.40	3.60	10.40	1.58
ZB-05	25.00	39.60	7.49	32.60	8.47	1.59	10.70	1.94	11.50	2.26	6.36	0.94
ZB-06	19.30	29.70	5.98	26.80	6.00	1.29	7.33	1.27	7.92	1.77	5.50	0.87
ZB-07	10.50	22.70	3.21	13.60	3.13	1.13	3.31	0.55	2.83	0.49	2.97	0.19
ZB-08	30.10	48.10	9.40	40.10	9.17	2.44	10.70	1.84	10.60	2.10	6.10	0.91
样号	Yb	Lu	Y	∑REE	LREE	HREE	LREE/HREE	Ce/Y	La_N/Yb_N	δEu	δCe
ZB-01	10.70	1.67	107.00	210.40	147.14	63.26	2.33	0.43	2.17	0.55	0.61
ZB-05	6.17	0.97	51.90	155.59	114.75	40.84	2.81	0.76	2.91	0.51	0.70
ZB-06	5.97	1.00	55.60	120.70	89.07	31.63	2.82	0.53	2.32	0.59	0.67
ZB-07	1.26	0.21	9.85	66.08	54.27	11.81	4.60	2.30	5.98	1.07	0.95
ZB-08	6.05	0.97	58.60	178.58	139.31	39.27	3.55	0.82	3.57	0.75	0.70