河南省舞钢—鲁山地区石墨矿碳硫同位素特征及成因分析

作者：梁存斌; 王伟^*; 张燕赞; 李鹏; 朱林杰

来源：矿产与地质, 2023, 37(04): 744-753.

DOI：10.19856/j.cnki.issn.1001-5663.2023.04.009

• 片麻岩型石墨矿
• 太华杂岩
• 碳硫同位素
• 成因分析
• 舞钢—鲁山地区

华北克拉通南缘是我国晶质石墨矿重要成矿带之一。本文对位于华北克拉通南缘的舞钢—鲁山地区石墨矿进行了详细的岩相学、微量元素地球化学和碳同位素等方面的研究，探讨石墨矿的形成古环境、碳质来源和成矿机制。结果表明，该区太华杂岩中的石墨矿以片麻岩型石墨矿为主，石墨片径大于0.287 mm (50目)平均占比85.50%,为大鳞片晶质石墨矿。对比华北克拉通孔兹岩系内片麻岩型石墨的δ13C值中位数，该类型碳同位素由北向南逐步降低。研究区石墨矿床主要形成于古元古代晚期2.3～2.15 Ga,变质程度为高角闪岩相，古沉积环境为富氧的海陆交互相，古水体盐度主要为咸水。石墨碳同位素组成相对稳定(δ13CV-PDB=-20.68‰～-28.41‰),是富含原生生物有机质在沉积富集后，变质过程中脱CH4热解为乙炔和氢，乙炔再裂解为单质碳和氢，有机物经变质结晶为石墨并聚集形成石墨矿床。石墨矿层较大的δ34S波动(δ34SV-CDT=1.64‰～6.47‰)证明当时生物的硫呼吸已经开始，也支持了研究区石墨中碳主要来源于早期沉积物中有机质的结论。