隐爆角砾岩与角砾岩型金矿(构造与成矿作业)

1、角砾岩筒与角砾岩型金矿摘要：角砾岩筒是一种重要的构造类型，许多矿床中均发现有隐爆角砾岩筒，并且存在隐爆角砾岩中的是富矿石。本文通过介绍隐爆角砾岩的一般特征、形成机制、隐爆角砾岩筒的类型，并简要分析该构造类型的找矿标志。关键字：角砾岩筒 特征 形成机制 类型 找矿标志角砾岩是一种孔隙度极大的岩石，是热液矿床良好的通道和容矿构造。隐爆角砾岩是角砾岩中的一种特殊类型，其成岩作用常常伴随热液成矿作用，构成金属矿床中重要类型。隐爆角砾岩研究历史悠久，美国地质学者洛克（1926）提出矿化崩落假说；Y.X.艾孟斯、B.C.别尔巴克等提出爆发假说；前苏联地质学者伊万京（1965）提出了爆发-热液假说。后来，A

2、.E.莱特和D.R.鲍斯（1968）的研究成果是最具指导意义的，其基本结论主要有三点：（1）许多爆发角砾岩筒是深处形成的，有的从来就没有到达过地表；（2）引起角砾岩化的气体本质上是岩浆成因的，他们主要是由H2O、CO2和其他少量挥发分组成；（3）爆发活动是由于气体压力的增加引起的，角砾岩化作用通常是许多次连续的爆发造成的结果。国内的研究者如刘家远等对我国的隐爆角砾岩进行了较深入的研究。一、隐爆角砾岩筒的一般特征隐爆角砾岩主要是以岩筒的形式产出的，另外少量呈脉状产出。其产出多受构造控制，筒状体多产在两条或多条断裂构造的交叉部位，而脉状体多受控于一条断裂。岩筒平面形态以近圆形或椭圆形为主。剖面上以

3、圆筒状、漏斗状、扁漏斗状居多，但都随着深度的增加而趋于尖灭。岩筒直径多在几十米至数百米之间。且有成群分布的特点。国内部分隐爆角砾岩筒的特征如表1。表1 国内部分隐爆角砾岩筒特征岩筒产地控制构造平面形态剖面形态备注山西耿庄335º与25º断裂带交叉处沿断裂伸展的不规则状筒状或漏斗状产金河南祈雨沟NWW与NE向两组断裂交叉处椭圆形或纺锤形陡立筒状、漏斗状成群产出共有30余个，部分产金江西阳储岭近EW向断裂与岩体接触部位或NEE与NNE断裂交叉处近圆形上大下小的漏斗状、岩筒产钨安徽凹山纺锤形状漏斗状产铁浙江大岭口似三角形上大下小的偏心喇叭状产银、铅、锌山东卓家庄300º

4、与90º断裂交叉处不规则的棒棰状岩筒状由4个呈串柱状等间距产出山东车往峪320º与35º方向构造交处近等轴状岩筒状、漏斗状共有10余个呈网格状产出隐爆角砾岩筒在平面上自中心向边部，垂向自下而上，其角砾粒径具逐渐变大趋势。角砾岩成分与围岩关系密切，当围岩是沉积岩时，含有较多的沉积岩角砾；当围岩是火成岩时，则含较多的火成岩角砾。角砾岩中常常可看到多次破碎的特征，即早期形成并被蚀变胶结的角砾岩，又被重新破碎和胶结。在隐爆角砾岩筒的上部，往往可见到来自下部或深部的角砾。二、角砾岩型金矿床与角砾岩有关的金-多金属矿床产地甚多，分布广泛。除大量的中小型矿床外，还有一些世界级的

5、超大型矿床，如澳大利亚的奥林匹克坝Ag-Au-U-Cu矿床、昆士兰州的基兹顿金-多金属矿床；美国科罗拉多州的克里普克里克金矿床和圆山金矿床；印尼的凯利安金矿床；巴布亚新几内亚的潘古纳和瓦乌等金矿床。这些矿床对全球金、铀、铜资源起着举足轻重的影响。如奥林匹克坝矿床，铜、铀、金矿床均达超大型规模；美国科罗拉多的克里普克里克金矿床从1989年发现以来至少生产了6006t金。中国也有许多特大和大型金矿床属角砾岩型，如团结沟、归来庄、阿希、双王、长坑、戈塘、祈雨沟等金矿床；福建紫金山和山东七宝山Au-Cu矿床；湖南康家湾和水口山等金银-多金属矿床。其中团结沟、阿希、归来庄、双王金矿床均达到和接近特大型规

6、模，是我国金矿资源的重要来源，并有可能扩大成超大型金矿床。除了这些角砾岩型金矿床外，几乎所有的热液金矿床中，局部都存在角砾岩化和角砾岩型矿体。据Sillitoe统计，斑岩型矿床中有50%-60%的矿体是产在角砾岩中。研究角砾岩形成的机制和角砾岩型金矿床的特征，具有重要的意义。三、角砾岩筒类型1、与小侵入体有关的角砾岩筒这种角砾岩筒时间上、空间上、成因上都与中酸性小侵入体密切相关。角砾岩体平面上呈近圆形或椭圆形，面积相对较小，一般直径仅几十米至几百米不等，少数达到或超过1000m。面积极少达到1Km2。剖面上呈垂直地表的筒状和上大下小的喇叭口状或呈环绕侵入体接触带的环状。深部一般与成因上有关的中

7、酸性岩体相连，也就是说，角砾岩“根”生长在岩体上。角砾岩筒的延深多大与平面直径，达300-500m，最大近1000m。角砾的成分一般是就地取材，浅部及周边多为围岩角砾，往深部靠近花岗岩体时逐渐变为以花岗岩质角砾为主，在两者之间出现复成分角砾。角砾的形态一般为棱角状-次圆状，大小相差悬殊，小的仅几厘米，大的可达好几甚至十几米。角砾岩中，角砾占的比例较大，胶结物相对较少，主要是细岩粉和蚀变矿物。部分角砾岩筒爆破时可能就已冲破了古地表，类似火山爆发，并在通道附近形成角砾岩的“石围裙”；另一些角砾岩筒只是在地下爆破，并没有掀开古地表的覆盖岩石。2、与斑岩系统有关的角砾岩筒这类角砾岩筒的最大特征是产在含

8、矿斑岩系统的头部，形成不规则的角砾岩帽。部分角砾岩沿侵入体上方的放射状和环状断裂分布，形成不规则角砾岩体。角砾岩的面积一般不大，多数不超过1Km2，延深一般300-500m，向下逐渐过渡为斑岩。角砾的成分主要是斑岩，也可有部分围岩成分。角砾的形态为棱角状和次棱角状。角砾岩常强烈蚀变矿化，主要是明矾石化、高岭石化、地开石化和强硅化，构成明矾石型浅成低温热液金-铜矿床的容矿围岩。深部角砾逐渐减少，变为裂隙化的斑岩，并有浸染状铜矿化，构成斑岩型矿化。这就形成浅部为浅成低温热液金-铜矿化，深部为斑岩型铜矿化，构成上金下铜的分带特征。理想的模式在斑岩下方的接触带还可形成矽卡岩型矿化，构成浅成低温热液矿-

9、斑岩型矿床-矽卡岩型矿床的矿化系统。3、与火山和次火山活动有关的角砾岩筒角砾岩体空间上、时间上、成因上与火山岩或次火山岩系统密切相关，分布很广，如团结沟、归来庄、阿希等特大型金矿床的含矿角砾岩。这类角砾岩多作为破火山口的环状或放射状断裂中。如团结沟金矿含矿角砾岩分布在次火山岩体-花岗闪长斑岩的头部，角砾岩成分主要是花岗闪长斑岩本身。4、产于不整合面或沉积间断面上的角砾岩筒这类角砾岩以产在不整合面上或沉积间断面上的层状体为特征。与上述几类角砾岩不同，角砾岩呈层状体产出，一般与侵入岩体没有直接的关系。四、成岩成矿机制气液的隐蔽爆破作用是隐爆角砾岩及角砾岩型金-多金属矿床形成的内因，成岩与成矿是同一

10、地质作用过程不同阶段的产物。造成隐爆作用发生最直接的因素是受热的流体或气体，这种受热的流体或气体可以是多来源的，如来自岩浆直接分馏产物，岩浆水和地下水、海水的混合，或者是岩浆提供热源使岩体附近的地下水受热循环而导致爆破。岩浆气液隐蔽爆破是最主要的形式，其2种热液造成的隐爆作用虽也可以独立发生，但通常发生在岩浆隐爆作用晚期，系统的局部。发生隐爆作用要求气液流体内压力超过上覆岩石抗张强度和岩石静压力之和。要满足这个条件，一是岩浆能量释放要足够大，二是上覆岩石减压，存在软弱带（断裂发育区），通常是这两者共同作用的结果。岩浆能量释放有两种途径，一是热量的释放，二是气液析出。能量释放一般有两个过程，即饱

11、和水的岩浆释热降温、发生结晶形成晶体及水蒸气（岩浆二次沸腾）（图1、图2）和随后的减压作用。岩浆释放能量的大小取决于岩浆的成分、岩浆中的水含量、岩浆侵位的深度和岩体的规模、形态。一般认为，中酸性、富含水的岩浆侵入到浅处时，由于减压、降温，岩浆二次沸腾，并不断析出流体，在局部圈闭环境下流体压力将逐渐增大，当其值超过上覆岩石抗张强度和岩石静压力之和时，隐爆作用发生，在岩体顶部形成陡倾的张性破裂，或使先存断裂和裂隙重新张开或近一步扩大，同时形成各种角砾岩。图1 水在熔体中的溶解度和从熔体中的出溶Sillitoe（1985）则认为岩浆蒸气爆发作用，是由于地下水在与斑岩热源接触带突然加热的结果。岩浆隐爆

12、作用结果使破裂向低压、浅处不断扩展，造成岩体顶部瞬间降压，促使更多的流体从岩浆中析出，而早期岩浆的迅速结晶、压力的突然释放可能使围岩愈合，并导致蒸气压的重新增大，造成脆性破裂、角砾化和矿化多次发生。在岩浆的隐爆过程中，流化作用普遍存在，有许多证据证明在角砾岩筒形成过程中曾达到注流和喷流，尤其是晚期，形成特征的流化侵入角砾岩。隐爆作用往往引起角砾岩筒上覆岩层的坍塌。坍塌作用的发生，重力作用是条件，岩体顶部空洞的形成和环状、放射状裂隙的存在是前提，构造作用和岩浆活动可能起触发作用。图2 水的出溶岩浆隐蔽爆破的全过程主体包括了气爆、浆爆、流体化、岩浆期后热液活动等一系列演化。蚀变和矿化与热液作用有关

13、，贯穿于爆破的全过程，但主要发生在流化作用之后，因为在此之前各个阶段相对而言时间比较短暂。岩浆隐爆成岩、成矿过程概括如下：岩浆上侵到地壳浅处（一般小3 km）岩浆冷凝结晶，二次沸腾（图1），流体、气体往岩体顶部汇集，形成气帽，产生震裂和水压破裂，部分气液逸散降压，岩浆的气液进一步析出，可能存在微弱的流化作用，岩体顶部气液通道多次愈合、多次隐爆和坍塌（形成隐爆角砾岩）流化作用（导致角砾的磨圆、分选，角砾岩脉的形成及热液蚀变矿化）坍塌作用（部分是岩溶造成）区域构造改造。隐爆角砾岩型金矿含矿热液流体研究表明，早期以岩浆水为主，晚期则为岩浆和大气水混合热液或以大气降水为主；矿质来源则多来自火山-次火山

14、岩。有争议的是，岩浆热液是起源于上侵（高层位）岩体的结晶分异，还是深部岩浆房的去气作用；矿质金及其他多金属是由流体从围岩中淬取出来的，还是从上侵斑岩结晶分异析离出来的，亦或来自深部岩浆房分异演化。五、找矿标志1、地貌及地表标志 蒲塘、毛堂、金厂、团结沟、七宝山、白虎山等隐爆角砾岩型金矿多产在低山丘陵区，以正地形为主。因为金矿化多与黄铁矿、黄铜矿等硫化物相伴产出，故在地表氧化带中常有褐铁矿、孔雀石等矿物组合，具有细脉状、网脉状褐铁矿帽。在河流沟谷中有砂金矿或金的重砂异常。 2、岩浆岩标志 在中生代的构造岩浆带中，分布有钙碱系列燕山期浅成超浅成小侵入体、次火山岩、中酸性杂岩，分异演化完全，隐爆角砾

15、岩筒规模大、蚀变强，都是找矿的直接标志。 3、断裂构造标志 大断裂带的转弯处、交切处，断裂破碎带及其构造交汇处或断裂分枝的交结点；变质核杂岩的拆离构造带，不同岩相、岩性的接触带，特别是断裂与岩体的接触带或相交部位；火山机构及隐伏穹隆构造常容易有隐爆角砾岩筒，特别是在岩体的顶部，放射状、环状构造的交结处，常赋存有矿脉，而隐爆角砾岩筒构造本身就是有利的成矿构造。遥感图像表现出多组线性构造交汇或线性与环形构造复合叠加部位，多有利于小侵入体或角砾岩筒生成。 4、热液蚀变标志 成矿的角砾岩筒蚀变多比较强。以中低温蚀变矿物组合为主，有烟灰色石英，以硅化、黄铁矿化、水白云母-绢云母化、高岭土化、碳酸盐化为主

16、，有的矿区出现有电气石化、萤石化、菱铁矿化、重晶石化等。有的矿区蚀变矿化出现分带。如蒲塘矿区，岩筒外为青磐岩化，岩筒中主要为硅化、绢云母化及黄铁矿化。蒲塘矿区浅部以金矿化为主，深部铜含量增加。七宝山金矿在150 m标高以上为金矿体，以下为金铜，深部以铜为主，金只为伴生。5、地球化学标志 孔各庄金矿是根据化探异常发现的：在 1：20 万水系沉积物测量时，发现 Au、Ag、Cu、Hg 等元素异常呈NW西带状分布；1：5万分散流圈出Au、Ag、Cu异常，异常规模大、丰度高，具浓集中心，在高丰度区发现有工业矿体（陈纪民1995）。蒲塘金矿在琵琶沟角砾岩筒顶部矿上元素组合为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn

17、、As、Hg 组合，中部为 Au、Cu、Bi、Hg、Mo 组合，深部为 Cu、Mo、W（Au）组合。地球化学元素 Sb、Hg、Ag、Pb、Zn 含量从深部向浅部增加，而 W、Mo、Bi、Co、Ni向深部增加；可以选用多元素比值指数来定量研究元素的垂向变化规律，用五项指标来判断斑岩-角砾岩筒的剥蚀深度。 6、地球物理标志 孔各庄金矿大比例尺电法测量，推测深部有花岗岩体，矿体为高激化、高电阻率（喻学惠1996）。从近年来研究看，用重力和电磁法可以确定小岩体范围（重力低）；角砾岩筒中往往含有少量磁性矿物，因之用高精度磁测可以确定角砾岩筒；角砾岩多为低阻体，而强硅化的为高阻体；金矿化常与黄铁矿及硫化物

18、相伴产出，可以出现高激化体（注意有一些粗晶黄铁矿不含金），低电阻率。所以要用综合方法进行预测。 7、隐爆角砾岩型金矿多与中生代火山岩和超浅成-浅成侵入杂岩有成因联系，成矿具有一体多型、一筒多型特征 在同一矿区或同一岩体，既有角砾岩筒型金矿、斑岩型金矿、接触交代型金矿、蚀变破碎带型金矿，也有热液脉状充填型金矿；有的还有火山岩型金矿。即一体多型。而在同一个角砾岩筒内，顶部塌陷带有细脉状、大脉带型矿体，中部为筒状角砾岩型金矿石，深部为斑岩型金（铜）矿石；在岩筒接触带中能形成夕卡岩型矿脉，也可能形成蚀变岩型矿脉；在岩筒外围岩中形成似层状、透镜状矿体或浸染状矿脉等。即一筒多型。总之，隐爆角砾岩型金矿找矿

19、，可以根据已发现的一种矿化类型，从其成矿系列和规律，找寻相应位置的矿脉。尤其这类矿床延深多大于延长，有一些属于隐伏矿，根据浅部标志可以寻找深部矿。所以，在找矿勘查工作中，不应把某类型金矿和有关矿床彼此孤立起来，而应把各类矿化通盘考虑，互为找矿标志，预测隐伏矿体或开展外围找矿。六、结论隐爆角砾岩型金矿床的形成与中酸性侵入体、隐爆作用、隐爆角砾岩以及断裂构造有密切的联系。中酸性侵入体是成矿母岩，隐爆作用的发生及形成的隐爆角砾岩体（筒）是容矿构造，角砾岩体中的次级断裂是控矿构造，各因素对于此类型金矿床的形成起着重要的作用。隐爆作用一般发生在<3 km的地壳浅处，所形成的隐爆角砾岩通常位于相关中

20、酸性侵入岩的顶部位置，或与围岩的接触带中，因此在此类型的金矿床中，金矿化一般是上部富，下部贫。实际矿山采矿中应该在不放弃深部某些地段探矿的同时，注重上部中段找遗漏矿体，并且注意成矿有利部位，如区域性断裂带及其次生断裂的转弯、复合交切部位，岩体与断裂破碎带的交切处。参考文献1 章增凤，引爆角砾岩的特征及其形成机制，地质科技情报，1991，10（4）：1-5.2 王照波，司荣军，仲卫国，杨学生，隐爆角砾岩筒型矿床成矿流体演化趋势曲线特征，地质地球化学，2003，31（4）：62-67.3 王照波，隐爆岩及其形成模式探讨，地质找矿论丛，2001，16（3）：201-205.4 宋保昌，张宝林，王杰，

21、徐兴旺，隐爆角砾岩型金矿的成矿机理探讨，矿床地质，2002，21（增刊）：662-665.5 卿敏，韩先菊，隐爆角砾岩型金矿研究评述，黄金地质，2002，8（2）：1-7.6 李胜荣，隐爆角砾岩型为主的金矿床系列模式，1995，4（5）：272-277.7 罗镇宽，苗来成，关康，角砾岩型金矿床一种值得重视的金矿床类型，地质找矿论丛，1999，14（4）：15-23.8 艾霞，隐爆角砾岩型金矿成矿地质条件构造类型及找矿标志，矿床地质，2002，21（增刊）：569-572.9谭文娟，魏俊浩，张可清，陆建培，赵洁心，鲍明学，隐爆角砾岩型金矿床成矿特征浅析以山西堡子湾、河南祈雨沟金矿床为例，地质找矿论丛，2006，21（1）：15-18.10 黄占起，苏宏伟，张志祥，与斑岩型铜矿有关的角砾岩（筒），地质调查与研究，2003，26（2）：103-107.11 张洪涛，芮宗瑶，论与斑岩矿床有关的矿化角砾岩成因类型