2020, Vol. 29
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马达加斯加石墨矿资源居非洲首位，为该国主要开发矿种，是世界优质石墨重要产地之一.截至2018年末，马达加斯加探明石墨储量达3000×104 t，石墨资源量估计在2×108 t以上.近年来，中国学者陆续对马达加斯加油气、金、钛、铬、石墨等优势矿产资源做出了不少探索和研究[1-6].
1 马达加斯加区域地质概况马达加斯加岛的2/3面积为前寒武纪变质岩系，变质程度大多为角闪岩相-麻粒岩相，少量绿片岩相. 1/3面积为显生宙，未受到强烈构造热事件影响，整体保留了与泛非造山运动有关的大量的构造痕迹，成为研究冈瓦纳大陆形成、演化的重要地区[7-9].马达加斯加前寒武纪岩石主要经历3次大的构造岩浆热事件，分别为3300~1800 Ma、1100 Ma、700 Ma和650~500 Ma，分别对应于新太古代-古元古代陆核形成、中新元古代罗迪尼亚大陆形成与裂解和新元古代冈瓦纳大陆聚合与东非造山带形成.前人将马达加斯加从南西到北东前寒武系结晶基底划分为6个构造单元或地块，其中包括Vohibory、Androyen-Anosyen、Ikalamavony、Antananarivo、Antongil-Masora和Bemarivo单元❶❷（见图 1）.
❶狄永军，等.中国地质大学（北京）马达加斯加石墨矿产调查与评价课题成果报告. 2018.
❷Tucker R D，et al. Cartes Géologique et Métallogéniques de la République de Madagascar à 1/1 000 000. 2012.
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图 1 马达加斯加构造单元划分 Fig.1 Tectonic unit division of Madagascar 1-Bemarivo单元（Bemarivo unit）；2-Antananarivo单元（Antananarivo unit）；3-Tsaratanana岩席（Tsaratanana sheet）；4-Antongil单元（Antongil unit）；5-Masora单元（Masora unit）；6-Itremo岩席（Itremo sheet）；7-Ikalamavony单元（Ikalamavony unit）；8-Anosyen单元（Anosyen unit）；9-Androyen单元（Androyen unit）；10-Vohibory单元（Vohibory unit）；11-显生宙沉积盖层（Phanerozoic sedimentary cover） |
马达加斯加石墨矿分布整体受各构造单元相互作用影响及韧性剪切带控制.主要含矿单元为Antananarivo单元及其与其他地质单元相接触的边缘处，尤其是与Itremo岩席及Tsaratanana岩席接触的边缘缝合带、Betsimisaraka缝合带，Anosyen-Androyen构造带及其与Vohibory构造带之间的Ampanihy剪切带的石墨矿产地广泛分布[10-15].在Sahantaha群和北Antsirabe岩套及太古宙混合片麻岩中也有少量分布.多出现在韧性剪切带附近，延至地幔的韧性剪切带可能为深部流体提供了运移通道及容矿空间❸❹.
❸刘田，等.马达加斯加国图利亚省安巴希塔石墨矿（7-13线）详查地质报告. 2018.
❹陈波，等.马达加斯加图阿马西纳石山石墨矿详查实施方案. 2012.
1.1 区域地层整个马达加斯加岛前寒武系按照岩性及变质程度可分为太古宙深变质岩系，太古宙-新元古代混合岩系及中新元古代浅变质岩系.显生宙地层分布于马达加斯加岛的周边，主要有石炭系、侏罗系、白垩系等[16-18]（见图 2）.
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图 2 马达加斯加地质图 Fig.2 Geological map of Madagascar 1-中新统（Miocene）；2-始新统（Eocene）；3-古新统（Paleocene）；4-上白垩统（Upper Cretaceous）；5-中-下白垩统（Middle-Lower Cretaceous）；6-上侏罗统（Upper Jurassic）；7-中侏罗统（Middle Jurassic）；8-下侏罗统（Lower Jurassic）；9-晚二叠统-早三叠统（Late Permian-Early Triassic）；10-新近系（Neogene）；11-上白垩统（Upper Cretaceous）；12-中-下白垩统（Middle-Lower Cretaceous）；13-上侏罗统（Upper Jurassic）；14-Isalo Ⅲ；15-Isalo Ⅱ；16-Isalo Ⅰ；17-Sakamena；18-Sakoa；19-流纹岩、粗面岩（rhyolite，trachyte）；20-玄武岩、拉斑玄武岩、硅铝质火山岩（basalt，tholeiite，salic volcanic rock）；21-花岗岩、正长岩（granite，syenite）；22-正长岩、霞石岩（syenite，nephelinite）；23-辉长岩（gabbro）；24-硅质岩（石英岩）（siliceous rock/ quartzite）；25-页岩、云母页岩（shale，mica shale）；26-云母大理岩（cipolino）；27-混合岩（migmatite）；28-云母片岩、云墨片麻岩、石墨混合片麻岩、含石墨长英麻粒岩（mica schist，mica-graphite gneiss，graphite amphogneiss，graphite-bearing leptite）；29-钙质副片麻岩-混合岩、方解石岩、辉石岩、云母大理岩、长英麻粒岩、紫苏花岗岩、含堇青石长英质麻粒岩（calcareous paragenesis-migmatite，calcitite，pyroxenite，cipolino，leptite，enderbite，cordierite-bearing felsic granulite）；C1-Vohibory组角闪质片麻岩、角闪岩云母大理岩（amphibolic gneiss and amphibolite cipolino of Vohibory fm.）；C2-Malakialina组云母片岩、硅质岩（石英岩）（mica schist and siliceous rock/ quartzite of Malakialina fm.）；C3-Amborompotsy组片麻岩、角闪石岩、云母大理岩（gneiss，hornblendite and cipolino of Amborompotsy fm.）；C4-Migmatites组云母片岩、片麻岩、片岩、混合岩（mica schist，gneiss，schist and migmatite of Migmatites fm.）；C5-Beforona组角闪质混合岩、角闪岩（amphibolic migmatite and amphibolite of Beforona fm.）；C6-Maevatanana组角闪岩、片岩、石英混合岩、片麻岩（amphibolite，schist，quartz migmatite and gneiss of Maevatanana fm.）；C7-Ambodiriana组云母片岩、长石质岩石（mica schist and feldspathic rock of Ambodiriana fm.）；C8-Antogil组绿帘石混合岩（epidote migmatite of Antogil fm.）；C9-片麻岩、石英岩、云母大理岩（gneiss，quartzite，cipolino）；C10-绿帘石化角闪岩、绿帘石岩、片麻岩、花岗闪长岩（epidotized hornblende，epidosite，gneiss，granodiorite） |
马达加斯加石墨矿床全部赋存于前寒武系地层中.前寒武纪变质基底分为南北两部分，南部占全岛前寒武纪基底面积的1/5，主要为元古宙变质岩组成，中北部主要由太古宙-元古宙麻粒岩相-高角闪岩相正片麻岩组成❶.
南部元古宙变质岩系自东向西包括Androyen、Graphite和Vohibory系3套地层，其中Androyen系主要由夕线石-堇青石-石榴石副片麻岩、花岗片麻岩、混合岩、紫苏花岗岩、石英岩和少量大理岩组成，典型特征是发育大量的金云母矿化. Graphite系以含有大量石墨片岩（部分石墨碳含量60%~70%）、石英岩、变粒岩（一般为含石榴石浅色正片麻岩，石英形成矿物线理）和少量大理岩为特征，在其内发育660±60 Ma斜长岩岩体. Vohibory系包括花岗片麻岩、厚层大理岩、角闪岩-辉岩、石英岩、副片麻岩和少量豆荚状、透镜状蛇纹石岩.含有铬铁矿层的蛇纹石化斜方辉橄岩和二辉橄榄岩可能为蛇绿岩残留体，伴生有枕状斜长角闪岩、变辉长岩、变橄长岩等变质岩体❶❷.
❶刘田，等.马达加斯加国图利亚省安巴希塔石墨矿（7-13线）详查地质报告. 2018.
❷陈波，等.马达加斯加图阿马西纳石山石墨矿详查实施方案. 2012.
中北部中新太古代到古元古代地层自东向西包括Antongil块体、Antananarivo块体、Tsaratanana岩席和Bemarivo带4个构造单元，其中Antongil块体同印度南部达瓦尔绿岩带具有亲缘关系，由3.2 Ga的花岗质混合岩、角闪片麻岩等正片麻岩和2.5 Ga的花岗岩侵入体组成，边部为变质沉积岩-副片麻岩（包括云母片岩、斜长角闪岩、绿帘石混合岩和少量石英岩），变质程度为绿片岩相-角闪岩相，构造线方向近南北向. Antananarivo块体包含了中部的变质沉积岩组成的Itremo块体--著名的SQC岩群，主要由2500~600 Ma石墨片麻岩、石墨混合岩、云母片岩、混合岩、紫苏花岗岩、含石墨混合片麻岩、黑云角闪片麻岩、绿帘石辉石片麻岩组成. Itremo块体由石英岩、变质泥岩、白云岩化大理岩、斜长角闪岩和混合片麻岩组成. Tsaratanana岩席由3条新太古代绿岩带组成，岩石类型包括混合岩、斜长角闪岩、角闪片麻岩、黑云片麻岩、磁铁石英岩、英云闪长质片麻岩、紫苏花岗岩以及皂石岩和滑石片岩等，测定的变质岩原岩侵位时间介于2.7~2.4 Ga，上覆于Antananarivo块体上，二者间存在大型逆冲推覆构造. Bemarivo带位于马岛最北部，由具有典型活动大陆边缘岩浆弧特征的元古宙岩石组成，是新元古代安第斯型岛弧分解后的残片.
1.2 区域变质作用和岩浆活动伴随着冈瓦纳古陆克拉通形成及增生、裂解、拼合，马达加斯加自太古宙以来岩浆作用强烈且时空分布广泛.形成了多阶段的超基性-酸性火山侵入岩浆，特别是前寒武纪侵入岩浆作用与成矿作用紧密相关.由于前寒武纪沉积及岩浆建造大多经过了多阶段变质变形作用的强烈改造，区域岩浆岩已经发生不同程度的变质，多以变质杂岩体的形式产出.
1.3 区域构造演化与矿产前人将马达加斯加从西南到东北前寒武系结晶基底划分为6个构造单元，其中包括Vohibory、Androyen-Anosyen、Ikalamavony、Antananarivo、Antongil-Masora和Bemarivo单元，定义了前寒武纪地盾构造单元❸.
❸Tucker R D，et al. Cartes Géologique et Métallogéniques de la République de Madagascar à 1/1 000 000. 2012.
马达加斯加太古宙地盾由Antongil-Masora和Antananarivo地块组成.东部的Antongil-Masora单元由古-中太古代的TTG片麻岩（3.3~3.2 Ga）和广泛出露的副片麻岩（BIF和超铁镁质片麻岩）组成，其年龄介于3.2~2.5 Ga之间.一般而言，Antongil-Masora和Antananarivo单元代表着印度和马达加斯加大达尔瓦克拉通扩张-合并（2.5~2.45 Ga）的延续.北部的Bemarivo单元是变质岩浆岩，具有古元古代隐伏基底.单元内叠加着数十种花岗岩或岩浆岩，它们是高应变岩石，记录了冈瓦纳古陆在新元古代的收敛和合并.在马达加斯加南部，Androyen-Anosyen单元下部是古元古代（2.0~1.8 Ga）的大陆地层，在Stratherian时代（约1.8~75 Ma）被增生到Antananarivo单元. Antananarivo和Androyen-Anosyen单元被解释为火山沉积的侵入岩浆岩，它主要在Stenian-Tonian时代（1.04~0.95 Ga）Androyen-Anosyen和Antananarivo单元的地壳上形成. Vohibory单元是新元古代早期的一个海相地层，在低温时期（约0.64 Ga）被增生到Androyen-Anosyen域（0.62 Ga）.
这种复杂的地质环境以整个前寒武纪时期的陆相沉积、变形和岩浆作用相继出现为特征，是各种资源及石墨矿产形成的原因.区内矿产资源丰富，现已发现矿种十几种.其中金属矿种有金、铜、镍、钴、铁、锰、铀、铅、锡和铂族元素等；主要非金属矿有石墨、宝石、高岭土等[13].
2 马达加斯加石墨资源分布规律 2.1 分布特征全国从北东到南西划分为3条石墨成矿带（图 3）❶，分别为Bekily-Ampanihy石墨成矿带、Ambatolampy-Fianarantsoa石墨成矿带和Befandriana-Toamasina石墨成矿带.成矿带近南北或北北东向展布，贯穿马达加斯加全岛南北.
❶Tucker R D，et al. Cartes Géologique et Métallogéniques de la République de Madagascar à 1/1 000 000. 2012.
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图 3 马达加斯加石墨及潜力资源分布略图 Fig.3 Distribution of graphite and potential resources in Madagascar 1-石墨矿产预测区（prediction area of graphite mineral）；2-石墨成矿带（graphite metallogenic belt）；3-石墨矿床（graphite deposit）；4-石墨矿（化）点（graphite mineralization/occurrence） |
Bekily-Ampanihy石墨成矿带主要分布于Anosyen-Androyen构造单元的Ampanihy和Beraketa高应力区域以及形状不规则的区域内[14-18].南北长度290 km，宽度114 km，包括Ambahita矿床.
Ambatolampy-Fianarantsoa石墨成矿带主要分布在Antananarivo构造单元西侧，Manampotsy富含石墨的剪切带中.南北长度756 km，宽136 km，包括Ambohimandroso、Andasibe-Perinet、Antsirakambo和Marovintsy矿床，也是马达加斯加主要石墨矿床集中地区.
Befandriana-Toamasina石墨成矿带主要分布在Antananarivo构造单元东侧的Angove剪切带和Betsimisaraka缝合带中.南北长度702 km，宽117 km，包括Toamasina石山矿床、Vohitasara矿床. Befandriana-Toamasina石墨成矿带向南延伸与Ambatolampy-Fianarantsoa石墨成矿带合并.
现已发现的大型或超大型石墨矿床主要分布于南部和东部成矿带上，已发现矿产地17余处，矿点37处.
2.2 主要类型马达加斯加石墨的母源来自富含碳的沉积岩及富含二氧化碳的变质流体，即散落的碳质沉积的碳酸盐❷❸或黏土页岩[19-20]两种母岩和变质地层中的石墨细脉.这些石墨细脉可能是由碳沉淀形成的，在矿物（石英、石榴石等）流体包裹体中观察到有石墨存在[21-22].
❷Sutphin D M. Descriptive model of disseminated flake graphite//Orris G J，et al. Eds. Some Industrial Mineral Deposit Models. Descriptive Deposit Models：U.S. Geological Survey，1991.
❸Sutphin D M. Descriptive model of graphite veins//Orris G J，et al. eds. Some Industrial Mineral Deposit Models. Descriptive Deposit Models：U.S. Geological Survey，1991.
在石墨矿区所采集样品中石墨与全岩δ13C数据截然不同，指示岩石中的C具有两种截然不同的碳源.其中石墨矿石石墨δ13C集中分布在-20.1‰~ -23.7‰，而石墨矿石无机碳δ13C变化于-1‰~ -4‰之间.前者与有机物碳源的平均值（-25‰）接近，后者与海相碳酸盐岩δ13C接近，表明变质过程中发生了碳同位素的交换❶.
❶狄永军，等.中国地质大学（北京）马达加斯加石墨矿产调查与评价课题成果报告. 2018.
综上所述，马达加斯加石墨矿床为沉积变质型石墨矿床和变质流体型石墨矿床两种矿床类型.
2.2.1 沉积变质型石墨矿床沉积变质型石墨矿床主要赋存在高铝、富碳陆源碎屑沉积变质岩中.含矿岩系为一套富铝夕线石片岩、石英片岩、长英质片麻岩，富碳石墨片岩及大理岩、钙硅酸盐岩等.
根据石墨矿体赋存产状、围岩特征及已知年龄数据，认为马达加斯加石墨矿床成矿年龄跨度大、周期长.从新太古代石墨矿产初步形成，至新元古代继承和发展，经过了漫长的区域变质+混合岩化复杂的地质成矿作用过程.
沉积变质型石墨矿床可分为3个成矿阶段：1）沉积阶段，在较稳定的浅海环境中沉积了一套富含有机质的泥（页）岩、粉砂质泥岩、泥灰岩；2）区域变质阶段，上述沉积岩在高级变质过程中有机碳发生重结晶作用形成石墨；3）混合岩化阶段，部分矿体在混合岩化过程中发生石墨重结晶作用，使石墨片度、粒度加大，形成晶质石墨.
马达加斯加沉积变质型石墨矿床表现为储量大、分布广.石墨矿体呈层状、似层状、条带状，产状稳定，近南北向展布.矿石组构为鳞片粒状变晶结构，片（麻）状-弱片麻状构造.
Ambohimandroso石墨矿床的测年结果❶，3件样品获得33个有效数据测点，大部分在206Pb/238U-207Pb/235U谐和图上表现为较好的谐和性，测试结果显示锆石年龄具有218~2475 Ma（206Pb/238U表面年龄）的年龄谱，主要分布在218~578 Ma、919~1136 Ma、1698~2475 Ma三个区间内.其中1698~2475 Ma区间的年龄可能指示石墨片岩原岩源区的年龄. 919~1136 Ma区间的年龄可能指示了矿区在这个时间经历了一次热事件.
2.2.2 变质流体型石墨矿床该类型矿床表现为呈脉状顺层或斜切于沉积变质岩中，以Vohitasara石墨矿区和Antanisoa石墨矿区为例，均存在脉状石墨矿，至少说明存在碳的活化、迁移和再沉淀.
Vohitasara石墨矿床可观察到已风化成土状的细脉状石墨矿化，镜铁矿和褐铁矿化，石墨鳞片较大，直径为2~4 mm，围岩片麻理产状为282°∠51°.另可见长英质岩脉，粒状石墨以浸染状分布在长英质岩脉内，石墨片粒度加大.在矿区北西方向也发现石墨以浸染状分布在长英质、花岗质岩石中，或是在硅质脉体周边异常富集.
Vohitasara矿区石英脉中测得448±4 Ma、490±6 Ma、686±7 Ma三组年龄的锆石在极发光图像（CL）中显示变质锆石的特征，Hulscher和Fitzsimons认为550~530 Ma之间仍然在汇聚（俯冲）[23]，那么490~448 Ma才可能代表了该区峰期变质年龄.前述该区石墨矿床的矿物组合反映了未受到峰期变质的影响，暗示该区石墨矿床的形成时代在490~448 Ma之后.
Antanisoa石墨矿床除石墨通常以薄片状赋存于富含碳的变质岩中，但也可见以石墨脉在伟晶岩中产出.石墨矿床中的石墨呈脉状赋存于裂隙中，具粗晶结构，脉体宽度大部分大于4 cm，表现为纤维状或针状结晶的块状、板状交生集合体.这是最纯的石墨形式，显示出浅的金属光泽和针状形态.
2.3 典型矿床特征 2.3.1 Ambahita石墨矿床❶矿床位于Androyen-Anosyen构造单元Bekily-Ampanihy石墨成矿带中.矿体赋存于新太古界Graphite岩系（Ar3G）石墨变粒岩中（见图 4）❷.岩层片麻理呈北北东向展布，倾向北西，倾角40~75°，产状变化较大.片麻理与区域构造线一致.石墨变粒岩层为矿床的主要赋矿地层.
❷刘田，等.海马达加斯加国图利亚省安巴希塔石墨矿（7-13线）详查地质报告. 2018.
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图 4 Ambahita矿区地质略图 Fig.4 Geological sketch map of Ambasita orefield 1-灰白色石榴石浅粒岩（矿体顶板）（offwhite garnet leptite/ orebody roof）；2-灰-浅灰色石墨变粒岩（矿体）夹灰白色含石墨浅粒岩构造条带或透镜体（grey-light grey graphite granulite/orebody with offwhite graphite-bearing leptite structural belt or lenticle）；3-灰白色混合岩化浅粒岩构造条带或透镜体（offwhite migmatized leptite structural belt or lenticle）；4-灰白色石榴石浅粒岩夹浅粒岩、含石墨石榴石浅粒岩构造透镜体（offwhite garnet leptite with leptite，graphite-bearing garnet leptite structural lenticle）；5-灰白色浅粒岩构造透镜体（offwhite leptite structural lenticle）；6-灰白色含石墨石榴石浅粒岩构造透镜体（offwhite graphite-bearing garnet leptite structural lenticle）；7-深灰色石墨变粒岩（矿体）（dark grey graphite granulite/orebody）；8-灰白色石榴石浅粒岩（矿体底板）（offwhite garnet leptite/ orebody bottom）；9-深灰-绿灰色角闪变粒岩构造透镜体（古侵入体）（dark grey-greenish gray hornblende granulite structrural lenticle/paleo-intrusion）；10-灰白色-浅灰色含石墨浅粒岩局部夹片理化浅粒岩及（含）石榴石浅粒岩（offwhite-light grey graphite-bearing leptite partially with foliated leptite and garnet leptite）；11-灰白色混合岩化浅粒岩局部夹混合岩化含石墨浅粒岩及石榴石浅粒岩（offwhite migmatized leptite partially with migmatized graphite-bearing leptite and garnet leptite）；12-灰白色石榴石浅粒岩夹灰白色浅粒岩、含石墨浅粒岩及片理化石榴石浅粒岩（offwhite garnet leptite with white leptite，graphite-bearing leptite and foliated garnet leptite）；13-深灰-绿灰色角闪变粒岩构造透镜体（dark grey-greenish hornblende granulite structural lenticle）；14-灰色-浅灰色含石墨浅粒岩夹或间互浅粒岩及石墨变粒岩（grey-light grey graphite-bearing leptite with leptite and graphite granulite）；15-灰白色石榴石浅变粒岩构造透镜体（offwhite garnet leptite structural lenticle）；16-灰白色强片理化浅粒岩（offwhite strongly-foliated leptite）；17-深灰-绿灰色角闪变粒岩构造透镜体（dark grey-greenish hornblende granulite structural lenticle）；18-灰白色强片理化浅粒岩（offwhite strongly-foliated leptite）；19-灰白色片理化石榴石浅粒岩构造透镜体（offwhite foliated garnet leptite structural lenticle）；20-深灰-绿灰色角闪变粒岩（dark grey-greenish gray hornblende granulite）；21-灰白色混合岩化浅粒岩（offwhite migmatized leptite）；22-白色中粗粒大理岩、（含）石榴石大理岩及（含）黑云母大理岩（white medium-coarse grained marble，garnet marble，biotite marble）；23-灰白色混合岩化浅粒岩（offwhite migmatized leptite）；24-深灰色-绿灰色角闪变粒岩构造透镜体（dark grey-greenish gray hornblende granulite structural lenticle）Ambahita石墨矿化带宽度大于5000 m，长度大于200 km.圈定矿体12处，最大Ⅱ号矿体长6100 m，倾向延伸1000 m，厚度120~327 m（图 5），固定碳3%~40%.石墨矿体受沉积变质作用控制，呈层状、似层状、条带状、透镜状产出，成群成带分布，单一矿体长度不等，一般为200~400 m，最长可达10 km以上，厚度几米至上千米，总体沿北北东向展布，倾向以西向为主，倾角42~70°，石墨平均品位6.5%~16.6%. |
Ambahita石墨矿化带宽度大于5000 m，长度大于200 km.圈定矿体12处，最大Ⅱ号矿体长6100 m，倾向延伸1000 m，厚度120~327 m（图 5），固定碳3%~40%.石墨矿体受沉积变质作用控制，呈层状、似层状、条带状、透镜状产出，成群成带分布，单一矿体长度不等，一般为200~400 m，最长可达10 km以上，厚度几米至上千米，总体沿北北东向展布，倾向以西向为主，倾角42~70°，石墨平均品位6.5%~16.6%.
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图 5 Ambahita石墨矿床剖面图 Fig.5 Profile of Ambahita graphite deposit 1-石墨矿体及其编号（graphite orebody and number）；2-低品位石墨矿体及其编号（low-grade graphite orebody and number）；3-实测（推测）地质界线（surveyed/inferred geological boundary）；4-矿体中心线（center line of orebody）；5-资源量估计边界线（resource estimation boundary）；6-风化矿与原生矿边界线（boundary between weathered and primary ore）；7-探槽及编号（exploratory trench and number）；8-钻孔及编号（borehole and number）；9-样段平均品位/样段厚度（average grade/thickness of sampling section）；10-产状（occurrence） |
通过对Ⅰ号和Ⅱ号矿体资源量估算，求得石墨矿石控制的和推断的内蕴经济资源量（332+333）：石墨矿石量（风化+原生）57265×104 t，矿物量2904×104 t，矿床平均品位4.57%.规模达特大型石墨矿床.晶质石墨远景资源量估计在5000×104 t以上❶.
❶刘田，等.海马达加斯加国图利亚省安巴希塔石墨矿（7-13线）详查地质报告. 2018.
矿石构造以块状、片状和片麻状构造为主，其次为细脉状和浸染状或星散状分布.矿石结构呈鳞片粒状变晶结构.
矿石矿物为石墨，灰褐色，多呈自形-半自形叶片状、长片状，片径多为0.04~2.0 mm，大者可达5 mm，多呈集合体.脉石矿物主要有石英、长石、黑云母、金云母、绿帘石、电气石和黏土矿物及少量金属矿物等.
化学成分：SiO2含量为54.93%~62.58%，平均为58.27%，变化范围不大，且含量相对较高；Al2O3 11.35%~17.05%，平均达到13.64%；TFe2O3 9.0%~10.27%，平均9.79%；MgO 0.56%~1.52%，平均1.15%；CaO 0.15%~2.97%，平均1.59%；TiO2 0.56%~1.10%，平均0.73%. SiO2、TFe2O3的含量偏高，CaO、Na2O、K2O含量低，Al2O3含量和MgO含量适中，表现出富硅铁副变质岩的特征.
Ambahita石墨矿床成因类型为沉积变质型矿床和变质流体型石墨矿床.沉积变质型石墨矿床赋存于新太古界Graphite岩系Ampanihy群地层中，原岩为富含有机质的砂泥岩，在区域变质过程中逐渐形成石墨变粒岩、弱片麻状石墨变粒岩、片麻状石墨变粒岩、条带状-不规则团块状混合岩化石墨片麻岩.变质流体型石墨矿床与新元古代或更晚些的混合岩化作用有关，形成含石墨长英质脉状矿体.
2.3.2 Antanisoa石墨矿床矿床赋存于Antananarivo构造单元Ambatolampy-Fianarantsoa石墨成矿带古元古界沉积变质单元Ambatolampy群中.该群总体上以云母片岩为主，以东为片麻岩和向混合岩演化.地层产状均为北东走向，倾向北西，倾角22~40°.片岩中普遍含有黑云母、夕线石、石榴石、电气石、石墨及少量副矿物❶.
❶狄永军，等.中国地质大学（北京）马达加斯加石墨矿产调查与评价课题成果报告. 2018.
石墨矿床划分为3段（图 6）❶：南段见4条石墨矿带，总体走向为40~70°，倾向北西，倾角20~40°.主矿层长度约940 m，矿带厚度1~11 m.石墨平均品位6.5%~16.6%.中段见2条石墨矿带，总体长度约250 m，走向40~70°，倾向北西，倾角25~45°.矿带厚5~10 m.石墨平均品位14.5%~15.8%.北段石墨矿层总体长度约1000 m，走向为50~60°，倾向北西，倾角20~32°，矿层厚1~4 m，石墨平均品位8.0%.
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图 6 Antanisoa石墨矿区矿体平面示意图 Fig.6 Schematic map of the orebodies in Antanisoa graphite orefield 1-第四系沉积物（Quaternary sediment）；2-云母片岩（mica schist）；3-混合岩（migmatite）；4-石墨矿体（graphite orebody）；5-石英脉（quartz vein）；6-产状（occurrence）；7-道路（road）；8-村庄（village） |
矿石构造以块状构造和条带构造为主，其次为细脉状和浸染状构造.矿石结构分为鳞片变晶结构、细鳞片变晶结构和包裹结构.矿石矿物为石墨，脉石矿物主要有石英、金云母、电气石、赤铁矿-褐铁矿和黏土矿物.
化学成分：SiO2含量为21.95%~49.05%，平均37.34%，变化范围较大，且含量相对较低；Al2O3 12.89%~33.41%，平均达到19.92%；TiO2 0.54%~0.67%，平均0.58%；CaO 0.08%~1.35%，平均0.45%；MgO 0.1%~5.39%，平均2.19%；TFe2O3 2.5%~7.8%，平均4.45%. Al2O3的含量高，CaO、Na2O、K2O含量低，TFe2O3和MgO含量适中，表现出富铝副变质岩的特征.
Antanisoa石墨矿床赋存于古元古界Graphite岩系沉积变质单元Ambatolampy群地层中，被认为是源自碳质泥质沉积物经过区域变质及混合岩化而成的沉积变质型石墨矿床.此外，可见石墨脉在伟晶岩中产出，石墨呈脉状赋存于裂隙脉中，可能为热液成因.
2.3.3 Toamasina石山石墨矿床矿床位于Antananarivo构造单元Befandriana-Toamasina石墨成矿带中，矿体赋存于沉积变质单元Manampotsy群的含石墨片岩和含石墨片麻岩中（图 7）.含石墨斜长片麻岩为鳞片粒状变晶结构，片麻状构造.岩层的大致产状为走向10~80°，倾角35~60°.从区域地质资料来看，该岩层厚度大于360 m.
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图 7 Toamasina石山石墨矿床区域地质图 Fig.7 Regional geological map of Toamasina graphite deposit 1-沙滩冲积地（beach alluvium）；2-含盐盆地（salt basin）；3-白垩系上段（upper Cretaceous）；4-Beforona群角闪质混合岩、角闪岩（amphibolic migmatite and amphibolite of Beforona gr.）；5-Ambodiriana群云母片岩、长石质岩石（mica schist and feldspathic rock of Ambodiriana gr.）；6-Manampotsy群石墨片麻岩、含石墨混合岩（graphite gneiss and graphite-bearing migmatite of Manampotsy gr.）；7-混合花岗岩（migmatitic granite）；8-混合岩（migmatite）；9-辉长岩（gabbro）；10-石墨矿区（graphite orefield） |
根据现场调查，地表出露的均为风化石墨矿体.石墨矿体受沉积变质作用控制，有一定的层位，产状多与围岩产状一致，呈层状、似层状或透镜状，长度一般为200~400 m，倾角42~70°，矿体由密集的多层石墨矿层组成，总含矿层厚度大于15 m，单矿层厚度2~5 m，北西向延伸长度约1000 m.初步估计石墨矿床规模达大型，储量大于100×104 t.
1998~1999年，法国地质矿产研究所（BRGM）对该石墨矿床进行了地质勘查.根据部分钻孔含矿层分析结果来看，石墨含量一般在3%~5%，石墨的碳含量在60%~70%，矿层厚度大于12.9 m（详细见表 1）.
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表 1 Toamasina石山石墨矿钻孔矿层及品位统计表 Table 1 Statistics for ore-bearing bed and grade in boreholes of Toamasina graphite deposit |
矿石呈鳞片变晶结构、片麻状构造.矿石主要矿物组成为石墨、石英、长石、夕线石、绢云母，次要矿物为黑云母、白云母等.石墨与绢云母共生.石墨呈钢灰色，鳞片状、聚片状或星散状较均匀分布，粒径一般为0.05~1.5 mm，最大可达5 mm，多呈集合体，具定向构造或浸染状构造.
Toamasina石山石墨矿床产于前寒武系Graphite变质岩系Manampotsy群地层中.该岩系由一套富含石墨的高铝片岩、片麻岩，夹有石英岩等副变质岩石组成，其原岩为陆源浅海沉积产物，形成于新太古代末-古元古代.石墨矿体呈层状、似层状、透镜状产出，与容矿围岩呈明显的整合接触关系，产于片岩、片麻岩与混合岩的过渡部位，属于典型的区域变质型石墨矿床.
3 资源潜力评价分析马达加斯加石墨矿床全部赋存于前寒武系新太古界末-新元古界地层中，赋矿地层属于Graphite岩系，分为4个群（组）：1）Andriba群，岩性为含石墨混合片麻岩；2）Ambatolampy群，岩性为含石墨云母片岩、含石墨云母片麻岩；3）Manampotsy群，岩性为石墨混合片麻岩；4）Ampanihy群，岩性为含石墨长英片麻岩.属于层控矿床或区域构造控矿，而马达加斯加新太古代末-新元古代地层分布在马岛的东半部，面积占马岛总面积的1/3.
在马达加斯加，石墨源来自富含碳沉积岩的变质作用，即太古宇和元古宇组合中的碳酸岩或页岩的变质作用[19-20].因此，根据两种沉积类型，许多沉积岩石很可能含有石墨沉积物，即分散的石墨片状沉积物和变质变形中的石墨脉❶❷.这些脉可能是由二氧化碳含量非常高的变质流体中的碳沉淀形成的，因为在沉积盆地南部花岗岩体中矿物（石英、石榴石等）流体包裹体中已经观察到碳质包裹体的存在[21-22].
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❷Sutphin D M. Descriptive model of graphite veins//Orris G J，et al. eds. Some Industrial Mineral Deposit Models. 1991.
在马达加斯加石墨及潜力资源分布图（图 3）中可以看出，马达加斯加石墨矿床分布范围广，纵贯马达加斯加南北1404 km，东西跨度426 km.石墨矿产潜力分布区面积达13.1×104 km2，石墨矿床17处，矿点（矿化点）50余处❸.世界上超大型晶质石墨矿床位于马达加斯加岛的东部、东南部及南部.东部Toamasina（Tamatave）地区包括历史悠久的Andasibe-Perinet石墨矿床.东面是Antsirakambo石墨矿床，再往南是靠近Vatomandry地区Marovintsy石墨矿床.所有这些石墨矿床都位于Manampotsy群（组）地层中，该群（组）是最有利于发生石墨的岩性. Ambatolampy群（组）和Sofia群（组）也是含石墨层位❶❷❸.马达加斯加南部Domaine Androyen地质单元也有大量鳞片状石墨❹.
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❹Tucker R D，et al. Cartes Géologique et Métallogéniques de la République de Madagascar à 1/1 000 000. 2012.
从北部Ambatomitamba至南部Marovintsy面积约800 km2的范围内，矿体赋存在云母片麻岩和片岩组成的硅质沉积变质岩中，矿带延伸约500 km，集中了大中型石墨矿产地8处，资源储量超过1×108 t.在从Tamatave到Ambalahasina延伸约70 km的地区，有10个主要矿山.矿体长千余米，厚3~30余米.石墨晶体呈大粒粗鳞片状，石墨平均开采品位为4%~11%.
总体而言，根据马达加斯加石墨矿床的成矿背景、矿产成矿规律、分布特征及矿床勘探的实例等因素综合分析，马达加斯加晶质石墨矿产资源量达2×108 t以上.
4 结论通过广泛的资料收集整理，大致查明马达加斯加石墨矿产成矿规律、资源潜力及远景储量.马达加斯加石墨具有独特的成矿地质条件，在世界范围内具有优势的非金属矿产.主要认识如下：
1）马达加斯加石墨矿产主要成矿类型为沉积变质型和变质流体型，有重要经济价值的石墨矿产为沉积变质型晶质石墨.沉积变质型石墨矿产主要分布在Anosyen-Androyen构造单元Ampanihy和Beraketa的高应力区域，Antananarivo构造单元东西两侧的Angove剪切带、Betsimisaraka缝合带和Manampotsy富含石墨的剪切带中.沉积变质型石墨成矿时代为新太古代与古元古代，变质流体型石墨矿产成矿时代为中生代.
2）马达加斯加石墨矿分布广，石墨矿床多为中大型或超大型，品位高，粒度大，石墨几乎全部为大片晶质石墨.无论储量和质量均名列世界前茅，资源潜力广阔.矿体易勘探、易开采、易选冶，经济前景广阔.
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