兴隆太平村钼矿区隐爆角砾岩特征及成因探讨

李智斌，张燕通，齐云飞

（河北省地矿局第八地质大队，河北 秦皇岛 066001）

通常认为隐爆角砾岩是一种特殊的次火山岩相作用的产物，是靠近地表超浅层（一般小于3km）封闭条件下由隐蔽爆发作用形成的角砾岩，具有非常好的找矿意义。垂直延伸远大于平面分布。岩筒顶部一般为圆状，通常达不到原地表，底板多为不规则状，有裂隙通道与其连通。太平村矿区内出露13个角砾岩筒，形态呈椭圆状、长条状、透镜状，出露规模不等，成分多样，对其进行研究分析，对于太平村钼矿区找矿具有一定的地质意义。

1 矿区地质

矿区出露地层主要马兰峪组变质岩系和新生界第四系，马兰峪组二段变质岩系岩性主要为角闪斜长片麻岩、斜长片麻岩、石榴辉石角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩等，走向北东0°～30°，倾向北西，倾角一般在40°～60°。断裂构造主要为北东、北西向等，构造演化有多期活动性，裂隙发育，是明显的构造软弱地带，为隐爆角砾岩的形成提供了条件。矿区地表出露规模不等、形态各异13个隐爆角砾岩筒，呈椭圆状、透镜状、长条状集中分布在侵入体周围，角砾主要为产出位置的变质岩、伟晶岩等。大部分隐爆角砾岩蚀变矿化较强，局部形成矿体，这些隐爆角砾岩可能与构造活动及不同构造的热液活动有直接关系[1]。矿区岩浆岩活动强烈，前分水岭岩体位于矿区北东侧。区内见多个岩株，同时在钻孔ZK0-1、ZK0-3(-510m以下标高)发现隐伏二长花岗岩体，岩体内见稀疏浸染状辉钼矿。

2 角砾岩筒特征

形态、规模与特征：

角砾岩特征：区内出露地表角砾岩筒有13个，形态不规则，产状不明显，与围岩界限不明显。出露规模长25m～120m，宽10m～30m。其中Sb1号角砾岩局部黄铁矿化较强，角砾岩中可见到辉钼矿，人工重砂中见有黄铜矿、方铅矿、褐铁矿、黄钾铁钒等。Sb2、Sb3、Sb5、Sb6、Sb9、Sb10、Sb12号角砾岩胶结物为硅质，网脉状石英沿角砾空隙分布，石英晶洞及晶簇构造发育。岩石蚀变较强，主要见硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化，局部已变为黄铁绢云岩。Sb4、Sb7、Sb9、Sb11角砾岩筒呈长条状，见闪长岩角砾，胶结物为硅质，矿化蚀变较弱[2]。其他角砾岩筒呈椭圆状，未见闪长岩角砾，辉钼矿存在于胶结物中，胶结物为硅质。长条状角砾岩中见闪长岩角砾，椭圆状角砾岩中未见闪长岩角砾。

Sb2见两种角砾岩，一种呈圆状，砾径1cm～15cm，胶结物为岩屑、岩粉，角砾含量较高80%～90%左右，具一定的分选性。成分见石英，磨圆度较好。（图1a）一种呈棱角—次棱角状，砾径大者达20cm～30cm，小者2cm～10cm，硅质胶结，具可拼合性，角砾含量80%～90%左右，见碳酸岩化（图1b）。

Sb6见两种角砾岩，一种砾径20cm～50cm，呈棱角—次棱角状，胶结物为硅质，网脉状石英沿角砾间分布，具可拼合性，成分单一，为混合岩，角砾含量80%～90%（图1c）。另一种砾径1cm～7cm，呈棱角状，具有一定的定向性，胶结物为硅质，角砾含量较少为50%～60%，成分复杂，见角闪斜长片麻岩、石英、斜长角闪岩，局部见圆状角砾与棱角状角砾混合，见绿泥石化。

图1 太平村钼矿区典型角砾岩

Sb11见两种角砾岩，一种砾径1cm～5cm，呈次棱角状—圆状，胶结物为硅质，石英沿角砾间隙结晶成晶簇，成分复杂，见角闪斜长片麻岩、石英、辉石角闪岩，角砾含量60%～70%（图1e）。一种砾径5cm～20cm，呈棱角--次棱角状，硅质胶结，成分复杂，见角闪斜长片麻岩、石英、辉石角闪岩，角砾含量80%～90%（图1f）。

ZK5-1、ZK23-1，ZK7-1角砾岩特征相似，砾径1cm～5cm，呈棱角—次棱角状，胶结物为硅质，角砾含量70%～80%，成分复杂，见角闪斜长片麻岩、闪长岩、石英，见孔洞构造。（图1g、图1h）。

3 岩筒的分带性

水平分带：通过对13个角砾岩筒的观察和编录，发现岩筒从中心向外，随着爆发强度的逐渐降低，分带特征明显。根据隐爆机制、震裂情况、流化角砾岩分布、角砾成分的复杂程度、大小、形状、位移情况和胶结物含量、结构构造特征，将该角砾岩筒分为隐爆中心带、流化角砾岩带、震裂岩带和过渡带4个分带。上述各个阶段有时重叠发生，有些作用贯穿爆破的全过程，有些阶段不一定发生，应视岩浆所提供的能量而定[3]。

如当矿区下伏岩体活动能量比较大时，隐爆的各个阶段发育完整。而当有些岩体由于岩浆的多次侵入，在有利条件下，可能形成多旋回的上述隐爆过程，形成全部四个分带，如丰山洞岩体角砾岩；又如龙角山角砾岩筒隐爆作用可能终止于震裂和水压破裂阶段，形成的角砾多为规则的方块状。这些方块状角砾是由产状陡立的水压裂隙和岩浆退缩或顶部降压引起的顶部弧形裂隙切割而成。角砾被迅速冷凝的富含挥发分的岩浆胶结，故角砾很少有蚀变现象，后期有微弱的流化作用，局部有热液充填交代角砾岩产出，整个角砾岩筒规模不大，因此无法形成流化角砾岩带；又如陈子山金矿，角砾岩筒隐爆作用可能终止于震裂阶段，岩体顶部围岩和已固结的火成岩外壳受到强烈震动而形成不规则的裂纹，这些裂纹被后继的含矿流体胶结交代，角砾为不规则状，很少位移，可拼性好，角砾岩富含挥发分，胶结物主要为富含挥发分的矿物(如绢云母、绿泥石等)，金属矿物主要为硫化物(如黄铁矿、黄铜矿)，金主要赋存在胶结物的那些矿物中。

3.1 过渡带

过渡带为隐爆角砾岩筒的最外带，爆破作用减弱，膨胀的气体沿围岩裂隙射入，通过水压破裂和顶蚀作用形成角砾岩。如钻孔zk15-1中角砾岩与围岩斜长角闪片麻岩呈指状交互出现；小规模角砾岩脉垂直侵入上覆闪长玢岩中。

3.2 震裂岩带

由于靠近隐爆角砾岩筒中心，其最大特征时受到隐爆的影响，使该带岩石普遍发生震裂破碎，岩石未发生明显移动，呈棱角状，具可拼合性[4]。胶结物主要为硅质与富含挥发分的矿物(如绢云母、绿泥石等)。偶见流化带中圆状角砾灌入上覆震裂岩带现象。Sb2、Sb6、Sb11均有震裂带特征。

3.3 流化角砾岩带

流化作用基本含义是一种液体（或气体）与固体微粒的混合物，液体（或气体）呈沸腾逸散状态，固体微粒悬浮其中，整体表现为流体的性质。工业上的流化实验表明，当流体通过固体微粒层向上流动时，随着流动速度的增加，流体中微粒的分布将逐渐发生变化，表现为从初始状态到微粒喷流状态的不同演化阶段。流化作用可以解释许多在角砾岩筒中常见而用其他机制难以解释的地质现象，如那些搬运不远，且磨圆度又很好的碎屑，其表面常有磨光、撞击坑和条痕，表现为经过长期磨蚀的典型特点，还有碎屑颗粒大小和比重的分选，大量岩粉的形成以及不同碎屑的彻底混合，简单的爆破、坍塌和某些化学过程解释的。

Sb2、Sb11流化带角砾岩特征明显。其特征为：①角砾具有一定的分选型，呈次棱角状、次圆状；②角砾岩中角砾所占比例很高，可达80%～90%，胶结物含量少，主要为岩屑、岩粉，呈颗粒支撑结构；③靠近隐爆中心带一侧出现大块角砾，角砾成分趋于复杂，同时出现具有一定磨圆度的角砾。

3.4 隐爆中心带

Sb2、Sb11中该带特征十分明显。具体表现在：

（1）中心带角砾成分复杂。角砾来自围岩，同时还出现了大量石英角砾。通常认为石英角砾来源于岩体顶部的硅化圈闭，也可能来源于围岩中的石英脉。

（2）中心带角砾大小不一，无分选。与流化角砾岩带角砾相比，中心带角砾大小悬殊，小者不足1cm，大者达数米，无分选特征。部分长条状角砾长轴具有近于直立分布特征，略具定向排列[5,6]。同时，该带角砾中出现了复砾，即“砾中砾”，说明该隐爆岩筒具有多次爆发特征。

（3）不同成分角砾磨圆度差异明显。通过观察发现，隐爆中心带中角砾磨圆度最好的是石英角砾，而上覆地层因坍塌作用所致，故砾径较大，棱角分明，具磨光、撞击坑。

（4）胶结物含量的比例提高。与流化角砾岩带角砾体积分数高达80%～90%相比，隐爆中心带角砾所占比例明显下降，为50%～60%。胶结物的体积分数则明显提高，占40%～50%。

（5）中心带蚀变较为强烈。主要表现为强烈的硅化、绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化、等。中心带蚀变强度大，远离中心带蚀变逐渐减弱。

4 隐爆角砾岩筒形成机制分析

太平村矿区位于马兰峪复背斜轴部北侧，断裂构造分为北北东、北东东及北西向三组，受区域构造演化影响具有多期活动性，构造裂隙发育，是明显的构造软弱地带，这为岩浆气液上升创造了有利条件。钻孔ZK0-1于769.74m见似斑状二长花岗岩，该隐伏岩体为爆破作用提供了充足的岩浆气液流体。其形成机制分析如下：

（1）岩浆上侵于地壳浅处，减压、降温熔浆发生冷凝和结晶作用，流体析出，向岩浆体顶部圈闭汇聚或沿隐蔽裂隙进入一个密闭空间，形成一个增压过程，低渗透性的闪长岩脉和角闪斜长片麻岩为气液储存增压提供了密闭空间及爆发契机。

（2）流体压力在上部圈闭中逐渐增大后破裂，压力降低，流体演变为气体进而发生更强烈的爆破，在岩体顶部形成陡倾的张性破裂，膨胀气体沿着断裂带进入，经过水压破裂和顶蚀作用形成角砾岩。

（3）隐爆时对围岩冲击强烈，其上部多形成环状、放射状裂隙，爆破之后围岩顶部压力骤减，在重力的作用、构造作用和岩浆活动的影响下往往引起上覆岩体的局部坍塌，大量岩块在空间上都有不同程度的向下位移。

（4）岩浆的迅速结晶形成硅化圈闭，气压重新增大。由于各种矿物的沉淀或蚀变会降低体系上部岩石的渗透性并且流动通道愈合程度还受流体成分、流速、温度和通道大小等多种因素的影响，故通道不可能同时被愈合，同时体系中的构造作用还在不断地产生新的通道。如果岩浆有外来热能或热液的加入，该重复爆破过程将继续发生。

5 太平村隐爆角砾岩与太平村钼矿成因关系

资料表明ZK0-1隐伏似斑状二长花岗岩体与本区钼矿化密切相关。

（1）在时间上，ZK0-1隐伏似斑状二长花岗岩锆石U-Pb年龄(161.8土2.7)Ma与辉钼矿等时线年龄（164.4土3.9）Ma在误差范围内基本一致，表明成矿与成岩作用近于同时，钼矿化与侵入岩系统有关。

（2）在含矿性上，ZK0-1隐伏似斑状二长花岗岩空间上位于蚀变矿化角砾岩及侵入体集中分布区域的深部，而且岩体内发现稀疏浸染状辉钼矿，通过岩体含矿性分析其Mo元素含量为5个岩体中最高，是其余四个岩体的近2倍。

（3）在理论上。侵入至地表浅出的岩浆产生了大量含矿的中高温酸性气液流体，为成矿作用提供了充足的矿物来源；在构造作用与隐爆角砾岩形成过程中产生的隐爆作用影响下，围岩中产生了大量的裂隙，这为成矿作用提供了充足的容矿空间；含矿的中高温酸性气液流体既起了导矿作用又提供了良好的酸性成矿环境；也从另一个方向解释了为何辉钼矿相对集中的形成于远离爆破中心的环带中。

（4）与其他岩体的关系。前分水岭花岗闪长岩无论在地表老硐还是在钻孔ZK40-1中，均见其截断辉钼矿石英脉现象，其锆石U-Pb年龄为（157.4土2.7）Ma晚于区内其他岩体侵位年龄及辉钼矿Re-Os等时线年龄（164.4土3.9）Ma，因此推断其侵位晚于辉钼矿主成矿期。

6 结论

（1）太平村隐爆角砾岩筒具有明显的分带现象。水平分带，隐爆中心带、流化角砾岩带、震裂岩带和过渡带。各相带角砾形状、大小，矿化蚀变特征呈规律变化。这一研究一定程度上弥补了隐爆角砾岩筒水平分带性研究的不足，为此类型的矿床找矿预测提供了新的依据。

（2）太平村隐爆角砾岩筒形成机制和太平村钼矿床的形成都与ZK0-1隐伏似斑状二长花岗岩体密切相关，隐爆角砾岩筒与斑岩矿床关系密切。