老鸭巢铅锌金多金属矿床岩体隐蔽爆破角砾岩成因分析

老鸭巢铅锌金多金属矿床岩体隐蔽爆破角砾岩成因分析

岩石岩浆爆炸的作用是指在地下采矿条件下发生的岩浆爆炸过程，与地面火山的喷发没有根本不同。唯一的区别是，后者发生在地下上，而前者发生在地下上，或在附近被称为靠近地表环境。花岗岩浆岩的隐爆炸通常发生在平坦的或平坦的环境中。爆炸角砾岩的通常孔隙大，孔隙强，透水性强，有利于热液的渗透和循环。因此，它通常比其他岩石更有利于矿浆活动和矿场富集，并成为直接控制和引导矿的构造。水口山矿场中部的老鸭巢铅锌金矿床位于水口山矿场中部。矿床的矿种主要为铅锌金矿床和铅锌黄铁矿。这两种矿床的起源、起源、差异。铅锌矿被转移到接触角砾岩、爆炸角砾岩和爆炸角砾岩中。以往的研究表明，由于害羞的性质，人们对埋在井中的角砾岩有了一些了解，但对埋在角砾岩的形成研究甚少。由于地下采矿的起源直接控制了这些矿床的分布和定位，因此对这些矿浆岩形成条件的探讨可以进一步理解。这项工作通过对暴露出的角态岩形成条件的探讨，阐明了老鸭巢铅锌矿床的结构。1鸭巢矿区地质特征水口山铅锌金银矿田位于湘中早古生代活动陆缘异地地体与湘东早古生代活动陆缘异地地体间的株洲-零陵地体缝合线边部.区内岩浆活动强烈.老鸭巢矿区内出露的岩浆岩主要为闪长花岗岩,为燕山中期岩体.矿区内泥盆统至下三叠统地层分布最广,出露面积约占全区面积1/2,主要为碳酸盐岩.印支期区内地壳运动频繁而强烈,形成不同方向、叠加在老构造层上的巨型隆起和拗陷带.这些构造单元之间,地貌反差大.中生代时期古气候适宜,植物繁盛,岩溶作用强烈,规模空前,形成了大量古岩溶形态,其地下古岩溶形态为多种成因的古洞穴堆积物所充填,成为古岩溶沉积地质体.2爆破角砾岩的组成岩浆隐蔽爆破作用所形成的产物,不是孤立的某一种碎屑岩,而是包括成因上紧密联系、空间上规律伴生,成岩方式和碎屑粒度各不相同、岩石类型多样的一套碎屑岩组合.据此将老鸭巢矿区的爆破角砾岩分为隐爆角砾岩、震碎角砾岩及流化角砾岩.2.1角砾质的变成分复杂,有硅质岩、硅质泥灰岩、角岩、灰岩、大理岩、夕卡岩、角岩化砂岩、花岗闪长岩、石英、方解石、黄铁矿及铅锌黄铁矿等角砾(图1a).角砾形态复杂,呈次圆状、椭圆状、棱角状、正方体、不规则状、糜棱状;远离岩体的尖灭部分,角砾成分变的较简单,以围岩为主,次为黄铁矿和方解石;粒径大小悬殊,以1～5cm为主,小者为几毫米,大者数十厘米.具有眼球状、气孔、空洞等结构,角砾具有熔蚀、反应边、龟裂(图1b)等现象.且胶结物中见有晶屑、凝灰质和后期花岗闪长岩及岩浆胶结,说明岩浆侵位很浅,具有次火山岩、多期次和隐爆的特征.同时具有糜棱化结构特征,说明隐爆角砾形成于主构造之后.其形态及产状严格受构造、地层岩性及火成岩控制,形态极为复杂,一般呈透镜体状、岩墙状、不规则透镜体、囊状、脉状等.通常赋存于岩体的超覆部位.走向及倾向具有分支、复合、收缩、膨胀等现象.产状上陡下缓,Ⅺ中段以上50～70°,Ⅺ中段以下25°左右.2.2.角砾型.角砾.成分较为简单,与围岩一致,主要为硅质泥灰岩、硅质岩,少量为花岗闪长岩和大理岩.受隐爆的影响,角砾的裂隙极为发育(图1c).角砾表面光滑,形状呈棱形、多边形、不规则形等.规模较大,厚度一般为10～50m,最厚达90m,控制长约300～700m,产状与隐爆角砾几乎一致.2.3老鸭巢流化角砾岩流化作用紧随爆发作用之后发生,在爆发作用致围岩破碎时,残余内能及内压可对碎屑产生不同程度的搬运,其搬运方式可能有泡涌、腾涌、注流及喷流等.若碎屑停积下来不再发生任何流体动力作用时,形成的角砾岩称为流化角砾岩.老鸭巢流化角砾岩中的角砾十分复杂,成分上与隐爆角砾岩相似,有硅质岩、硅质泥灰岩、灰岩、角岩、大理岩、夕卡岩、角岩化砂岩、花岗闪长岩、石英、方解石、黄铁矿及铅锌黄铁矿等角砾.角砾具有一定的磨圆度,一般呈次棱角状、次圆状.角砾的分选性一般都在1～10cm右左,且具有一定的分带性,距离岩体越近的地方粒径越大.角砾的排列也具有一定的定向,具有流动构造.流化角砾一般呈脉状顺层穿入围岩之中,局部有沿裂隙插入围岩地层中(图1d).3老鸭巢隐藏爆炸角砾岩形成条件3.1南-北陡、南缓冲带、黑云母岩矿区内出露的岩浆岩主要为花岗闪长岩(即为Ⅳ号岩体),侵入于老鸭巢倒转背斜中,长约1600m,宽950m,面积1.8km2,在-380m标高岩体收缩为0.094km2.岩体的形态受背斜和F1、F2断层的控制,呈岩盆状、磨菇状超覆产出(图2),倾角南缓北陡.据黑云母K-Ar法测定年龄为143Ma,属燕山中期产物.岩体在上侵过程中,岩浆活动具有侵位浅、高温爆发侵位特点.3.2下二叠统沉积型“v”型钢构造体系水口山矿田构造复杂,其中深部构造控制着区内岩浆的定位和矿田的整体格局,而次级褶皱控制着各矿床的就位,推覆断裂既控制着岩浆岩的产出,又是矿液和热液的重要通道.在印支期老鸭巢矿区受东西向区域挤压作用,使本区自泥盆系—下二叠统地层形成南北向褶皱和断裂.燕山运动再一次使褶皱发生倒转,区内的主要断裂F1、F2同时形成了向下收敛的的“V”字型构造体系(图2).倒转褶皱轴部形成的虚脱部位、褶皱形成过程中形成的层间滑动、核部地层的破碎及F1、F2断裂向下收敛的“V”字型构造都十分有利于岩位的快速侵位.3.3上三叠统至中侏罗统古洞穴堆积物-古岩溶沉积岩是一套在岩相和岩性上不稳定的混杂陆源沉积建造,以钙屑砾岩和角砾岩为主,次为含(角)砾的碳酸盐岩、钙质泥岩、钙屑粉砂岩和砂岩等,构成复杂的岩性-岩相组合.湘南地区广泛发育这类古岩溶沉积岩.矿区内中泥盆统至下三叠统分布最广,出露面积约占全区面积1/2,主要为碳酸盐岩.上三叠统至中侏罗统为海陆交互相含煤沉积,呈零星分布;白垩系至老第三系为陆相红层.印支期区内地壳运动频繁而强烈,形成不同方向并叠加在老构造层上的巨型隆起和拗陷带.这些构造单元之间,地貌反差大,加之中生代时期古气候适宜,植物繁盛,岩溶作用强烈,规模空前,形成了大量古岩溶形态,其地下古岩溶形态为多种成因的古洞穴堆积物所充填,成为古岩溶沉积地质体.其中时代相当于晚三叠世—中侏罗世的古岩溶沉积体在老鸭巢矿区有着广泛的分布.这些沉积体后经构造改造形成一系列的岩溶角砾、崩塌角砾.该类角砾成分复杂,有灰岩角砾、砂岩角砾、页岩角砾、泥岩角砾等,角砾分选性较差,角砾的大小相差悬殊(图3).该类角砾具有孔隙度大、渗透性强的特点,且有地下水活动.4老鸭巢隐藏爆炸角砾岩的形成过程4.1构造-沉积-改造型岩石学矿区地层在印支期受东西向区域挤压应力的作用下形成了老鸭巢基底褶皱和一系列断层.印支期区内地壳运动频繁而强烈,形成不同方向、叠加在老构造层上的巨型隆起和拗陷带.这些构造单元之间,地貌反差大,中生代时期古气候适宜,植物繁盛,岩溶作用强烈,规模空前,形成了大量古岩溶形态,其地下古岩溶形态为多种成因的古洞穴堆积物所充填,成为古岩溶沉积地质体.4.2逆冲断层和基岩结构矿区在燕山早期继承了印支期东西向区域挤压,强度更为剧烈,使先期形成的老鸭巢基底褶皱发生倒转,而上覆侏罗纪地层形成了盖层褶皱,并在老鸭巢背斜的两翼产生一系列逆冲断层.其中F1、F2为穿层区域性大断裂,2个断层向下收敛合并为一个断层形成一下“V”字形构造,为区域的定岩控矿提供了一方面的构造条件.而先期的岩溶及其沉积体受构造运动的改造形成了一系列岩溶角砾、塌陷角砾.4.3溶角砾岩岩浆流体压力矿区在燕山中期花岗闪长岩岩体沿F1、F2快速上侵于老鸭巢倒转背斜的轴部.岩体呈磨菇状超覆侵入,并部分侵蚀了F1、F2断层,因而在井下较难看见两断层,只有局部可见.岩体沿断层侵入时具有爆发式、多期性和隐爆性的特点,岩浆沿F1、F2断层快速上升在老鸭巢轴部浅部就位,加之岩溶角砾孔隙度较大,且有地下水的渗入,当岩浆侵入到古岩溶角砾时,由于外部环境的巨大变化使岩浆减压、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;加之岩溶中地下水丰富,地下水不断的气化,使气体的压力骤然增大.由于超覆侵位的岩体起着良好的屏蔽作用,当气液压力达到一定的程度,其值超过上覆岩石抗张强度和岩石静压力之和时,在有限的空间里隐爆作用发生,同时形成各种角砾岩.在岩浆的隐爆过程中,流化作用普遍存在,尤其是晚期,形成特征的流化侵入角砾岩.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.岩浆隐爆成岩、成矿过程概括如下:岩浆沿“V”字型构造快速上侵到地壳浅处→外部环境变化岩浆减压、降温、二次沸腾,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→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.后期成矿热液循环过程中矿产优先在隐爆角砾和震碎角砾岩中交代沉淀,形成了隐爆角砾型和震碎角砾型矿床.5矿物地质特征隐蔽爆破构造系指岩浆隐蔽爆破作用过程所形成的特定构造型式,主要包括爆破筒、震碎带、环状、放射状断裂、裂隙构造体系.隐蔽爆破构造直接控制着矿床的分布和定位.在空间上老鸭巢铅锌金矿体主要赋存于老鸭巢倒转背斜轴部花岗闪长岩体北东端接触破碎带,即赋存于隐爆角砾岩、震碎角砾岩中(图4).由于流化角砾岩的规模一般较小,不能形成规模化矿体,但流化角砾也有黄铁铅锌金矿化.矿体受构造、火成岩、隐蔽爆破角砾岩的控制明显.由于隐爆作用能量释放不均匀,所以造成矿体形态极为复杂,呈似层状、透镜状、扁豆状、不规则状等,矿体具有分支、复合、膨胀、收缩现象.矿体一般距离接触带不远,由于火成岩的接触界线渐向西南退缩,主要大矿体因此亦多作70～80°的倾斜,向南西深延而下.Ⅸ中段以上矿体产状较陡,主要沿爆破角砾岩分布;Ⅸ中段以下矿体形态极为复杂,隐爆角砾岩沿F1断层带延伸较远,矿体产状由陡变缓.在时间上矿体的形成与爆破角砾岩也有一定的关系.在隐爆角砾岩中有黄铁矿角砾,说明隐爆在成矿期或几期成矿期间也有发生.爆破角砾岩本身就是赋矿层,矿体在其形成后在此富集.而角砾中的黄铁矿角砾说明在成矿时爆破活动还在进行,或在成矿期间爆破活动又再次进行.总之老鸭巢铅锌金矿的主要赋矿层位为隐蔽爆破角砾岩,其形态与规模受隐爆角砾岩和震碎角砾岩严格控制.在成因上它们存在着必然的联系.6爆破角砾岩的特征(1)老鸭巢爆破角砾是由于花岗闪长岩沿向下收敛的构造快速上升,在倒转背斜轴部超覆就位时,与古岩溶沉积体接触部位,由于外部环境的变化,加之地下水的渗入,造成大量挥发性物质和水蒸汽的聚集,在岩体超覆部位爆破形成的.(2)爆破角砾在成因上可分为隐爆角砾、震碎角砾、