文|芝士派讲解员编辑|芝士派讲解员
阿尔金造山带位于青藏高原北部边界，我们对阿尔金造山带内吐格曼石墨矿床的矿床，矿物成分和碳同位素特征进行了分析。吐格曼石墨矿床中的石墨出现在含石墨的片岩和大理石中，在延性剪切带观察到石墨富集。
石墨的碳同位素值在−18.90‰和-10.03‰之间，这些值与在有机物和海洋碳酸盐中观察到的值有很大不同这表明了在区域变质作用期间发生了混合过程，涉及来自生物有机物质的还原碳流体，以及来自外部来源的潜在氧化碳流体的涌入。
并且拉曼光谱计算的图格曼石墨变质温度在494°C至570°C之间，表明无序物质由绿片岩-闪岩相变质转变为中晶石墨结合吐格曼石墨矿床的地质和碳同位素特征，认为图格曼石墨矿床是生物成因的区域变质石墨矿床，在变质作用后期与流体发生相互作用。
这座吐格曼石墨矿床究竟是如何形成的？它的形成期间又经历了什么事情？
①●○石墨科技○●石墨的独特特性使其成为工业材料中有价值的成分，石墨烯等先进材料的兴起提高了人们对石墨资源可用性的兴趣目前为止，中国、美国和欧盟都已将天然鳞片石墨矿床确定为对其供应链至关重要的矿物
尤其是在石墨生产和出口方面，中国在全球排名第一。我们在新疆又发现了许多石墨矿床，包括七台县黄洋山，义乌县图尔库里，清河县孔克雷和苏吉泉，大步勋和三德科石墨矿床。
尽管新疆省已经开采了石墨矿床，但到目前为止，对这些矿床的成矿研究仍然很少。同时随着工业用途的飙升和对材料的需求迅速上升，对石墨矿床矿化过程的全面检查至关重要。
碳同位素分析的应用，在辨别不同地质构造中的碳起源方面发挥着重要作用。这种方法广泛用于研究钻石的起源，我们星球上生命的进化过程，以及石墨的形成机制，有助于全面了解这些复杂的现象。
分馏和碳源的温度依赖性效应对碳同位素的组成有影响，随着温度的升高，两相之间碳同位素的分馏减少，顺行变质作用导致变质石墨由于同位素轻甲烷的释放而变重据报道，碳同位素交换在所有温度条件下都有效地用作温度计，直至超高温条件，除了系统中的第三个含碳相，如一氧化碳液体。
例如一些学者就记录了δ的一个明显趋势13变质过程中石墨的C值，特别是岩石从表斑-闪岩相向上闪岩相转变的-14‰至−5‰的升高每个不同的碳储层由不同的碳同位素值区分一般来说，有机物、地幔和海洋碳酸盐的碳同位素值分别为-40‰至-17‰、−7‰至-3‰和-2‰至+4‰，。
与来自地幔或碳酸盐的碳相比，从有机物中获得的碳更轻。
还有人总结了石墨矿床和含矿孔达莱特系列的碳同位素信息，这些数据表明：石墨的碳同位素组成与岩石类型相关，热液流体对石墨碳同位素组成的分馏和均质化产生深远的影响，是碳在整个地质系统中循环的关键介质。
之后还有人对东准噶尔造山带的黄阳山超大型石墨矿床进行了碳同位素研究，他们的研究的结果表明，δ13石墨矿床与近端地层之间的C值，表明石墨矿床的碳源很可能来自近端地层中的有机碳土格曼石墨矿床由新疆地质矿产勘查开发局第三地质党发现，矿床的地质特征和找矿指标是近期研究的主要内容。
①●○地质环境○●阿尔金塔格东西延伸约1000公里，夹在祁连和昆仑造山带以及塔里木和柴达木块之间，北与塔里木盆地相邻，南以阿尔金左侧走滑断层为界阿尔金塔格这里有着复杂的历史，包括太古代-古元古代大陆核的形成，中古时期被动边缘发育，新元古代裂谷，古生代早期俯冲和碰撞。
在晚古生代有被侵蚀和局部浅海沉积，三叠纪伸展和晚侏罗纪-早白垩纪的左侧走滑变形。这些过程形成了一个复合造山带，由不同时间和构造背景的地质复合体组成。
阿尔金造山带由三个构造单元组成：北阿尔金俯冲-吸积带、中央阿尔金区块和南阿尔金俯冲-碰撞带北阿尔金俯冲-吸积带主要由早期古生代蛇绿岩组成，有大量的火山花岗岩、高压蓝片岩、飞石矿床以及I型和S型花岗岩
中阿尔金区块的主要岩石类型形成于古元古代阿尔金组、中元古代的卡里姆纪、埃克塔西亚期和斯泰尼亚期以及新元古代的托尼亚期同时还是是一个以闪岩相为主的变质复合体，长期以来一直被认为是塔里木变质基底的一部分
中元古代-新元古代岩石主要由碎屑岩、碳酸盐岩和少量火山岩组成，火山岩来源于稳定的大陆边缘环境，有浅变质作用，碳酸盐岩中含有叠层石岩石变质程度相对较低，富铝变质岩主要由黑云母、白云母、石榴石、斜长石、钾长石、石英、闪石和方解石组成。
而变质基性岩石由闪石、辉石、斜长石和石英组成，此外这些岩石还经历了高绿片岩相——低闪岩相的区域热流动力变质作用。
南阿尔金俯冲-碰撞带以南阿尔金HP-UHP变质带为特征，是具有特征的早期古生代俯冲-碰撞带该变质带包含一系列岩石类型，例如含石榴石的盆岩片麻岩、蓝晶石-石榴石和花岗片麻岩，并且南阿尔金蛇绿岩带的存在为南阿尔金地区早期古生代俯冲和碰撞提供了证据。
阿尔通塔格和邻近地区的位置阿尔金塔格和东昆仑主要大地构造单元的示意图分布阿尔金造山带地质草图图格曼③●○图格曼石墨矿床地质及岩相描述○●图格曼地区位于中央阿尔金区块中部，图格曼石墨矿床发现于图格曼地区的西南部。
图格曼石墨矿区的主要露头地层是古米兰组和莺格状结构蛇绿石辉石片的上岩段米兰古菌群，面积1.5平方公里，长期暴露在研究区域的南部。
其伸长方向主要是NE-SW，其中断层接触发生在上覆的莺格状结构蛇绿岩复合体的飞石的上部岩性部分露头的主要岩性是带有石榴石斜长石片麻岩的大理石，莺格样构造蛇绿岩复合体飞石上岩段在研究区北部大体裸露，面积~2.5 km2，沿东北-西南方向延伸。
在矿区的南部，有一个东北走向断层，走向为N54E-S54W，断层北部包含莺格状结构蛇绿岩飞石的上部，由黑云母斜长石片岩组成断层的南部包含古菌米兰群的劈裂大理石，断裂带宽约50m，断裂带常见石墨成矿作用
石墨矿体出现在F1断层两侧的断裂带，含矿岩性以片岩和大理石为主，研究区内有1个石墨矿体（即C2、C3、C4和C1）四个石墨矿体资源量可达836.700万吨，矿床平均品位为5.03%，为小型结晶石墨矿床
图格曼地区石墨矿体的地质特征石墨主要存在于含石墨片岩和大理石中的图格曼石墨矿床中，这些岩石中石墨的出现主要特征是散布的薄片含石墨片岩主要由长石（20%-30%）、石英（40%-45%）、黑云母（20%-30%）、白云母（15%-20%）、石墨（5%-10%）和黄铁矿（1%-3%）组成。
图2.（a） C1石墨矿体的现场照片;（b） C1石墨矿体与土岩接触关系的现场照片。吐格曼石墨通常是一种鳞片结晶石墨，沿叶子分布不规则，厚度一般小于1毫米，石墨骨料的厚度一般小于10毫米。
④●○图格曼石墨矿床的成矿过程○●石墨矿床根据其主要母岩类型可分为三种类型：区域变质型、接触变质型和热液型。区域变质作用主要发生在造山带，因此造山带的研究已成为石墨矿床成因研究的重点之一。
图格曼地区石墨矿床的主岩由片岩、大理石和轻质岩等区域变质岩形成一系列变质岩，矿体赋点与乡村岩石和片状石墨沿片岩的整体纬向分布一致除了经历初始形成和随后的变质蚀变外，矿床还容易受到其他变质和变形过程的影响，在矿化体内，矿化的富集或增厚可归因于内部和外部延展性再活化。
石墨的形成涉及变质过程中生物材料的“石墨化”或含C流体的沉淀，在地质合理的变质条件下，GCOH流体（石墨饱和C-O-H流体）基本由H2O，CO2和CH4固体碳（石墨）可以从含C流体（例如含有CO的流体）中沉淀出来2、CO或CH4在地壳环境中，也有关于在天然流体内含物中发现碳质物质的研究。
石墨可以通过改变压力、温度、氢逸度（fH2）和氧逸性（fO2）的天然C-O-H流体内含物。另外12富含C的CH4和13富含C的C（固体）可以通过有机物的脱挥反应形成。
δ13图格曼石墨矿床的C值（范围为−18.9‰至-10.0‰）与有机质不同，表明区域变质过程中生物有机物衍生的还原碳流体和氧化碳流体的混合物因此我们建议将氧化组分（CO2），再加上还原成分（甲烷和其他有机物）的混合，导致石墨烯沿断层取向沉淀。
根据土格曼石墨矿床碳同位素组成与母岩特征的整合，推断土格曼石墨矿床是有机成因的区域变质石墨矿床，沉积后期叠加流体和构造转化特征明显其中图格曼石墨矿床后期的两种流体混合反应，与斯里兰卡石墨矿床的主要形成机理相似，斯里兰卡石墨矿床以其高纯度和结晶度著称。
这与之前的学者们在阿尔金北部高压变质岩带，通过研究获得的早期变质条件（520–500 °C）和晚绿片岩相逆行温度（450–39 °C）基本一致因此结合定量数据分析的拉曼光谱定性分析，可以推断研究区内的石墨起源于绿片岩-下闪岩相内的变质作用。
如果你喜欢我的写的文章，麻烦请点个“关注”，欢迎在评论区与我一同探讨，愿世界和平。END
sdf