河南省镇平县小岔沟石墨矿位于朱阳关—柳泉铺石墨成矿带上,含矿层为一套结晶片岩。矿石类型简单,基本就是钙质晶质石墨片岩一种,石墨为晶质鳞片状。矿区花岗岩属于高硅富钾的过铝质岩石,岩石类型为I型花岗岩,球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线呈现“V”字型右倾趋势,轻稀土较陡,斜率较大,重稀土较缓,斜率较小,岩浆来源于陆壳重熔。矿区变质岩系Si O2含量不是很高,Ca O含量和烧失量(LOI)数值较高,原岩可能为钙质沉积岩,具有碳酸盐岩的特点。Rb/Sr的比值较小且具有Ba亏损现象,表明样品物质来源可能为海相沉积。轻重稀土之间分馏明显,具有明显的负Eu异常现象。石墨矿锆石SHRIMP U-Pb测试结果表明,206Pb/238U年龄分布在440.0±4.9—2147±21Ma之间,年龄跨度较大,反映了变质岩系锆石的形成是一个漫长的地质演化过程,从而推断出石墨矿并不是在短期内形成的,它经历了一个漫长的形成过程。根据矿区地层的产状、岩石及岩石矿物组合特征以及岩石化学特征和相关图解等判断出矿区变质岩系原岩可能是在海水频繁振荡环境下沉积的泥砂质、泥钙质、碳酸盐类物质,其间有碳质夹层,原岩形成的构造环境为被动大陆边缘。石墨矿样品的δ13C值变化范围是-17.3×10-3—-18.1×10-3,与有机碳的δ13C值极为相似,与无机碳的δ13C值相差较大,石墨矿的碳物质来源主要为有机碳的沉积。小岔沟石墨矿的成矿机理是:含碳地层在区域变质过程中,在温度、压力、变质溶液的作用下,使原有机碳逐渐变化形成石墨,并随着区域变质作用的增加,后期花岗岩的侵入,使碳酸盐类分解产生部分碳,花岗岩所带的二氧化碳分解产生部分碳,又给石墨的形成提供新的碳质。上述几种碳经过迁移、相对集中、重结晶形成现今的晶质石墨矿床。综上所述,小岔沟石墨矿的成因,是以沉积变质为主,花岗岩的后期叠加的双重作用的结果而成的,成因类型为沉积—变质—岩浆热液叠加改造多成因矿床。