隱爆角礫巖與角礫巖型金礦(構(gòu)造與成礦作業(yè))

1、角礫巖筒與角礫巖型金礦摘要：角礫巖筒是一種重要的構(gòu)造類型，許多礦床中均發(fā)現(xiàn)有隱爆角礫巖筒，并且存在隱爆角礫巖中的是富礦石。本文通過介紹隱爆角礫巖的一般特征、形成機制、隱爆角礫巖筒的類型，并簡要分析該構(gòu)造類型的找礦標志。關鍵字：角礫巖筒 特征 形成機制 類型 找礦標志角礫巖是一種孔隙度極大的巖石，是熱液礦床良好的通道和容礦構(gòu)造。隱爆角礫巖是角礫巖中的一種特殊類型，其成巖作用常常伴隨熱液成礦作用，構(gòu)成金屬礦床中重要類型。隱爆角礫巖研究歷史悠久，美國地質(zhì)學者洛克（1926）提出礦化崩落假說；Y.X.艾孟斯、B.C.別爾巴克等提出爆發(fā)假說；前蘇聯(lián)地質(zhì)學者伊萬京（1965）提出了爆發(fā)-熱液假說。后來，A

2、.E.萊特和D.R.鮑斯（1968）的研究成果是最具指導意義的，其基本結(jié)論主要有三點：（1）許多爆發(fā)角礫巖筒是深處形成的，有的從來就沒有到達過地表；（2）引起角礫巖化的氣體本質(zhì)上是巖漿成因的，他們主要是由H2O、CO2和其他少量揮發(fā)分組成；（3）爆發(fā)活動是由于氣體壓力的增加引起的，角礫巖化作用通常是許多次連續(xù)的爆發(fā)造成的結(jié)果。國內(nèi)的研究者如劉家遠等對我國的隱爆角礫巖進行了較深入的研究。一、隱爆角礫巖筒的一般特征隱爆角礫巖主要是以巖筒的形式產(chǎn)出的，另外少量呈脈狀產(chǎn)出。其產(chǎn)出多受構(gòu)造控制，筒狀體多產(chǎn)在兩條或多條斷裂構(gòu)造的交叉部位，而脈狀體多受控于一條斷裂。巖筒平面形態(tài)以近圓形或橢圓形為主。剖面上以

3、圓筒狀、漏斗狀、扁漏斗狀居多，但都隨著深度的增加而趨于尖滅。巖筒直徑多在幾十米至數(shù)百米之間。且有成群分布的特點。國內(nèi)部分隱爆角礫巖筒的特征如表1。表1 國內(nèi)部分隱爆角礫巖筒特征巖筒產(chǎn)地控制構(gòu)造平面形態(tài)剖面形態(tài)備注山西耿莊335º與25º斷裂帶交叉處沿斷裂伸展的不規(guī)則狀筒狀或漏斗狀產(chǎn)金河南祈雨溝NWW與NE向兩組斷裂交叉處橢圓形或紡錘形陡立筒狀、漏斗狀成群產(chǎn)出共有30余個，部分產(chǎn)金江西陽儲嶺近EW向斷裂與巖體接觸部位或NEE與NNE斷裂交叉處近圓形上大下小的漏斗狀、巖筒產(chǎn)鎢安徽凹山紡錘形狀漏斗狀產(chǎn)鐵浙江大嶺口似三角形上大下小的偏心喇叭狀產(chǎn)銀、鉛、鋅山東卓家莊300º

4、與90º斷裂交叉處不規(guī)則的棒棰狀巖筒狀由4個呈串柱狀等間距產(chǎn)出山東車往峪320º與35º方向構(gòu)造交處近等軸狀巖筒狀、漏斗狀共有10余個呈網(wǎng)格狀產(chǎn)出隱爆角礫巖筒在平面上自中心向邊部，垂向自下而上，其角礫粒徑具逐漸變大趨勢。角礫巖成分與圍巖關系密切，當圍巖是沉積巖時，含有較多的沉積巖角礫；當圍巖是火成巖時，則含較多的火成巖角礫。角礫巖中常?？煽吹蕉啻纹扑榈奶卣鳎丛缙谛纬刹⒈晃g變膠結(jié)的角礫巖，又被重新破碎和膠結(jié)。在隱爆角礫巖筒的上部，往往可見到來自下部或深部的角礫。二、角礫巖型金礦床與角礫巖有關的金-多金屬礦床產(chǎn)地甚多，分布廣泛。除大量的中小型礦床外，還有一些世界級的

5、超大型礦床，如澳大利亞的奧林匹克壩Ag-Au-U-Cu礦床、昆士蘭州的基茲頓金-多金屬礦床；美國科羅拉多州的克里普克里克金礦床和圓山金礦床；印尼的凱利安金礦床；巴布亞新幾內(nèi)亞的潘古納和瓦烏等金礦床。這些礦床對全球金、鈾、銅資源起著舉足輕重的影響。如奧林匹克壩礦床，銅、鈾、金礦床均達超大型規(guī)模；美國科羅拉多的克里普克里克金礦床從1989年發(fā)現(xiàn)以來至少生產(chǎn)了6006t金。中國也有許多特大和大型金礦床屬角礫巖型，如團結(jié)溝、歸來莊、阿希、雙王、長坑、戈塘、祈雨溝等金礦床；福建紫金山和山東七寶山Au-Cu礦床；湖南康家灣和水口山等金銀-多金屬礦床。其中團結(jié)溝、阿希、歸來莊、雙王金礦床均達到和接近特大型規(guī)

6、模，是我國金礦資源的重要來源，并有可能擴大成超大型金礦床。除了這些角礫巖型金礦床外，幾乎所有的熱液金礦床中，局部都存在角礫巖化和角礫巖型礦體。據(jù)Sillitoe統(tǒng)計，斑巖型礦床中有50%-60%的礦體是產(chǎn)在角礫巖中。研究角礫巖形成的機制和角礫巖型金礦床的特征，具有重要的意義。三、角礫巖筒類型1、與小侵入體有關的角礫巖筒這種角礫巖筒時間上、空間上、成因上都與中酸性小侵入體密切相關。角礫巖體平面上呈近圓形或橢圓形，面積相對較小，一般直徑僅幾十米至幾百米不等，少數(shù)達到或超過1000m。面積極少達到1Km2。剖面上呈垂直地表的筒狀和上大下小的喇叭口狀或呈環(huán)繞侵入體接觸帶的環(huán)狀。深部一般與成因上有關的中

7、酸性巖體相連，也就是說，角礫巖“根”生長在巖體上。角礫巖筒的延深多大與平面直徑，達300-500m，最大近1000m。角礫的成分一般是就地取材，淺部及周邊多為圍巖角礫，往深部靠近花崗巖體時逐漸變?yōu)橐曰◢弾r質(zhì)角礫為主，在兩者之間出現(xiàn)復成分角礫。角礫的形態(tài)一般為棱角狀-次圓狀，大小相差懸殊，小的僅幾厘米，大的可達好幾甚至十幾米。角礫巖中，角礫占的比例較大，膠結(jié)物相對較少，主要是細巖粉和蝕變礦物。部分角礫巖筒爆破時可能就已沖破了古地表，類似火山爆發(fā)，并在通道附近形成角礫巖的“石圍裙”；另一些角礫巖筒只是在地下爆破，并沒有掀開古地表的覆蓋巖石。2、與斑巖系統(tǒng)有關的角礫巖筒這類角礫巖筒的最大特征是產(chǎn)在含

8、礦斑巖系統(tǒng)的頭部，形成不規(guī)則的角礫巖帽。部分角礫巖沿侵入體上方的放射狀和環(huán)狀斷裂分布，形成不規(guī)則角礫巖體。角礫巖的面積一般不大，多數(shù)不超過1Km2，延深一般300-500m，向下逐漸過渡為斑巖。角礫的成分主要是斑巖，也可有部分圍巖成分。角礫的形態(tài)為棱角狀和次棱角狀。角礫巖常強烈蝕變礦化，主要是明礬石化、高嶺石化、地開石化和強硅化，構(gòu)成明礬石型淺成低溫熱液金-銅礦床的容礦圍巖。深部角礫逐漸減少，變?yōu)榱严痘陌邘r，并有浸染狀銅礦化，構(gòu)成斑巖型礦化。這就形成淺部為淺成低溫熱液金-銅礦化，深部為斑巖型銅礦化，構(gòu)成上金下銅的分帶特征。理想的模式在斑巖下方的接觸帶還可形成矽卡巖型礦化，構(gòu)成淺成低溫熱液礦-

9、斑巖型礦床-矽卡巖型礦床的礦化系統(tǒng)。3、與火山和次火山活動有關的角礫巖筒角礫巖體空間上、時間上、成因上與火山巖或次火山巖系統(tǒng)密切相關，分布很廣，如團結(jié)溝、歸來莊、阿希等特大型金礦床的含礦角礫巖。這類角礫巖多作為破火山口的環(huán)狀或放射狀斷裂中。如團結(jié)溝金礦含礦角礫巖分布在次火山巖體-花崗閃長斑巖的頭部，角礫巖成分主要是花崗閃長斑巖本身。4、產(chǎn)于不整合面或沉積間斷面上的角礫巖筒這類角礫巖以產(chǎn)在不整合面上或沉積間斷面上的層狀體為特征。與上述幾類角礫巖不同，角礫巖呈層狀體產(chǎn)出，一般與侵入巖體沒有直接的關系。四、成巖成礦機制氣液的隱蔽爆破作用是隱爆角礫巖及角礫巖型金-多金屬礦床形成的內(nèi)因，成巖與成礦是同一

10、地質(zhì)作用過程不同階段的產(chǎn)物。造成隱爆作用發(fā)生最直接的因素是受熱的流體或氣體，這種受熱的流體或氣體可以是多來源的，如來自巖漿直接分餾產(chǎn)物，巖漿水和地下水、海水的混合，或者是巖漿提供熱源使巖體附近的地下水受熱循環(huán)而導致爆破。巖漿氣液隱蔽爆破是最主要的形式，其2種熱液造成的隱爆作用雖也可以獨立發(fā)生，但通常發(fā)生在巖漿隱爆作用晚期，系統(tǒng)的局部。發(fā)生隱爆作用要求氣液流體內(nèi)壓力超過上覆巖石抗張強度和巖石靜壓力之和。要滿足這個條件，一是巖漿能量釋放要足夠大，二是上覆巖石減壓，存在軟弱帶（斷裂發(fā)育區(qū)），通常是這兩者共同作用的結(jié)果。巖漿能量釋放有兩種途徑，一是熱量的釋放，二是氣液析出。能量釋放一般有兩個過程，即飽

11、和水的巖漿釋熱降溫、發(fā)生結(jié)晶形成晶體及水蒸氣（巖漿二次沸騰）（圖1、圖2）和隨后的減壓作用。巖漿釋放能量的大小取決于巖漿的成分、巖漿中的水含量、巖漿侵位的深度和巖體的規(guī)模、形態(tài)。一般認為，中酸性、富含水的巖漿侵入到淺處時，由于減壓、降溫，巖漿二次沸騰，并不斷析出流體，在局部圈閉環(huán)境下流體壓力將逐漸增大，當其值超過上覆巖石抗張強度和巖石靜壓力之和時，隱爆作用發(fā)生，在巖體頂部形成陡傾的張性破裂，或使先存斷裂和裂隙重新張開或近一步擴大，同時形成各種角礫巖。圖1 水在熔體中的溶解度和從熔體中的出溶Sillitoe（1985）則認為巖漿蒸氣爆發(fā)作用，是由于地下水在與斑巖熱源接觸帶突然加熱的結(jié)果。巖漿隱爆

12、作用結(jié)果使破裂向低壓、淺處不斷擴展，造成巖體頂部瞬間降壓，促使更多的流體從巖漿中析出，而早期巖漿的迅速結(jié)晶、壓力的突然釋放可能使圍巖愈合，并導致蒸氣壓的重新增大，造成脆性破裂、角礫化和礦化多次發(fā)生。在巖漿的隱爆過程中，流化作用普遍存在，有許多證據(jù)證明在角礫巖筒形成過程中曾達到注流和噴流，尤其是晚期，形成特征的流化侵入角礫巖。隱爆作用往往引起角礫巖筒上覆巖層的坍塌。坍塌作用的發(fā)生，重力作用是條件，巖體頂部空洞的形成和環(huán)狀、放射狀裂隙的存在是前提，構(gòu)造作用和巖漿活動可能起觸發(fā)作用。圖2 水的出溶巖漿隱蔽爆破的全過程主體包括了氣爆、漿爆、流體化、巖漿期后熱液活動等一系列演化。蝕變和礦化與熱液作用有關

13、，貫穿于爆破的全過程，但主要發(fā)生在流化作用之后，因為在此之前各個階段相對而言時間比較短暫。巖漿隱爆成巖、成礦過程概括如下：巖漿上侵到地殼淺處（一般小3 km）巖漿冷凝結(jié)晶，二次沸騰（圖1），流體、氣體往巖體頂部匯集，形成氣帽，產(chǎn)生震裂和水壓破裂，部分氣液逸散降壓，巖漿的氣液進一步析出，可能存在微弱的流化作用，巖體頂部氣液通道多次愈合、多次隱爆和坍塌（形成隱爆角礫巖）流化作用（導致角礫的磨圓、分選，角礫巖脈的形成及熱液蝕變礦化）坍塌作用（部分是巖溶造成）區(qū)域構(gòu)造改造。隱爆角礫巖型金礦含礦熱液流體研究表明，早期以巖漿水為主，晚期則為巖漿和大氣水混合熱液或以大氣降水為主；礦質(zhì)來源則多來自火山-次火山

14、巖。有爭議的是，巖漿熱液是起源于上侵（高層位）巖體的結(jié)晶分異，還是深部巖漿房的去氣作用；礦質(zhì)金及其他多金屬是由流體從圍巖中淬取出來的，還是從上侵斑巖結(jié)晶分異析離出來的，亦或來自深部巖漿房分異演化。五、找礦標志1、地貌及地表標志 蒲塘、毛堂、金廠、團結(jié)溝、七寶山、白虎山等隱爆角礫巖型金礦多產(chǎn)在低山丘陵區(qū)，以正地形為主。因為金礦化多與黃鐵礦、黃銅礦等硫化物相伴產(chǎn)出，故在地表氧化帶中常有褐鐵礦、孔雀石等礦物組合，具有細脈狀、網(wǎng)脈狀褐鐵礦帽。在河流溝谷中有砂金礦或金的重砂異常。 2、巖漿巖標志 在中生代的構(gòu)造巖漿帶中，分布有鈣堿系列燕山期淺成超淺成小侵入體、次火山巖、中酸性雜巖，分異演化完全，隱爆角礫

15、巖筒規(guī)模大、蝕變強，都是找礦的直接標志。 3、斷裂構(gòu)造標志 大斷裂帶的轉(zhuǎn)彎處、交切處，斷裂破碎帶及其構(gòu)造交匯處或斷裂分枝的交結(jié)點；變質(zhì)核雜巖的拆離構(gòu)造帶，不同巖相、巖性的接觸帶，特別是斷裂與巖體的接觸帶或相交部位；火山機構(gòu)及隱伏穹隆構(gòu)造常容易有隱爆角礫巖筒，特別是在巖體的頂部，放射狀、環(huán)狀構(gòu)造的交結(jié)處，常賦存有礦脈，而隱爆角礫巖筒構(gòu)造本身就是有利的成礦構(gòu)造。遙感圖像表現(xiàn)出多組線性構(gòu)造交匯或線性與環(huán)形構(gòu)造復合疊加部位，多有利于小侵入體或角礫巖筒生成。 4、熱液蝕變標志 成礦的角礫巖筒蝕變多比較強。以中低溫蝕變礦物組合為主，有煙灰色石英，以硅化、黃鐵礦化、水白云母-絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化為主

16、，有的礦區(qū)出現(xiàn)有電氣石化、螢石化、菱鐵礦化、重晶石化等。有的礦區(qū)蝕變礦化出現(xiàn)分帶。如蒲塘礦區(qū)，巖筒外為青磐巖化，巖筒中主要為硅化、絹云母化及黃鐵礦化。蒲塘礦區(qū)淺部以金礦化為主，深部銅含量增加。七寶山金礦在150 m標高以上為金礦體，以下為金銅，深部以銅為主，金只為伴生。5、地球化學標志 孔各莊金礦是根據(jù)化探異常發(fā)現(xiàn)的：在 1：20 萬水系沉積物測量時，發(fā)現(xiàn) Au、Ag、Cu、Hg 等元素異常呈NW西帶狀分布；1：5萬分散流圈出Au、Ag、Cu異常，異常規(guī)模大、豐度高，具濃集中心，在高豐度區(qū)發(fā)現(xiàn)有工業(yè)礦體（陳紀民1995）。蒲塘金礦在琵琶溝角礫巖筒頂部礦上元素組合為 Au、Ag、Cu、Pb、Zn

17、、As、Hg 組合，中部為 Au、Cu、Bi、Hg、Mo 組合，深部為 Cu、Mo、W（Au）組合。地球化學元素 Sb、Hg、Ag、Pb、Zn 含量從深部向淺部增加，而 W、Mo、Bi、Co、Ni向深部增加；可以選用多元素比值指數(shù)來定量研究元素的垂向變化規(guī)律，用五項指標來判斷斑巖-角礫巖筒的剝蝕深度。 6、地球物理標志 孔各莊金礦大比例尺電法測量，推測深部有花崗巖體，礦體為高激化、高電阻率（喻學惠1996）。從近年來研究看，用重力和電磁法可以確定小巖體范圍（重力低）；角礫巖筒中往往含有少量磁性礦物，因之用高精度磁測可以確定角礫巖筒；角礫巖多為低阻體，而強硅化的為高阻體；金礦化常與黃鐵礦及硫化物

18、相伴產(chǎn)出，可以出現(xiàn)高激化體（注意有一些粗晶黃鐵礦不含金），低電阻率。所以要用綜合方法進行預測。 7、隱爆角礫巖型金礦多與中生代火山巖和超淺成-淺成侵入雜巖有成因聯(lián)系，成礦具有一體多型、一筒多型特征 在同一礦區(qū)或同一巖體，既有角礫巖筒型金礦、斑巖型金礦、接觸交代型金礦、蝕變破碎帶型金礦，也有熱液脈狀充填型金礦；有的還有火山巖型金礦。即一體多型。而在同一個角礫巖筒內(nèi)，頂部塌陷帶有細脈狀、大脈帶型礦體，中部為筒狀角礫巖型金礦石，深部為斑巖型金（銅）礦石；在巖筒接觸帶中能形成夕卡巖型礦脈，也可能形成蝕變巖型礦脈；在巖筒外圍巖中形成似層狀、透鏡狀礦體或浸染狀礦脈等。即一筒多型?？傊?，隱爆角礫巖型金礦找礦

19、，可以根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的一種礦化類型，從其成礦系列和規(guī)律，找尋相應位置的礦脈。尤其這類礦床延深多大于延長，有一些屬于隱伏礦，根據(jù)淺部標志可以尋找深部礦。所以，在找礦勘查工作中，不應把某類型金礦和有關礦床彼此孤立起來，而應把各類礦化通盤考慮，互為找礦標志，預測隱伏礦體或開展外圍找礦。六、結(jié)論隱爆角礫巖型金礦床的形成與中酸性侵入體、隱爆作用、隱爆角礫巖以及斷裂構(gòu)造有密切的聯(lián)系。中酸性侵入體是成礦母巖，隱爆作用的發(fā)生及形成的隱爆角礫巖體（筒）是容礦構(gòu)造，角礫巖體中的次級斷裂是控礦構(gòu)造，各因素對于此類型金礦床的形成起著重要的作用。隱爆作用一般發(fā)生在<3 km的地殼淺處，所形成的隱爆角礫巖通常位于相關中

20、酸性侵入巖的頂部位置，或與圍巖的接觸帶中，因此在此類型的金礦床中，金礦化一般是上部富，下部貧。實際礦山采礦中應該在不放棄深部某些地段探礦的同時，注重上部中段找遺漏礦體，并且注意成礦有利部位，如區(qū)域性斷裂帶及其次生斷裂的轉(zhuǎn)彎、復合交切部位，巖體與斷裂破碎帶的交切處。參考文獻1 章增鳳，引爆角礫巖的特征及其形成機制，地質(zhì)科技情報，1991，10（4）：1-5.2 王照波，司榮軍，仲衛(wèi)國，楊學生，隱爆角礫巖筒型礦床成礦流體演化趨勢曲線特征，地質(zhì)地球化學，2003，31（4）：62-67.3 王照波，隱爆巖及其形成模式探討，地質(zhì)找礦論叢，2001，16（3）：201-205.4 宋保昌，張寶林，王杰，

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