宋煜

摘要：豐山銅礦床巖體東、北、西部存在的隱爆角礫巖型銅金（鉬）礦體對(duì)于具體分析總結(jié)豐山銅、金多金屬礦田具有一定意義；隱爆角礫巖主要系由先期形成的矽卡巖與圍巖所構(gòu)建的“密閉空間”，在后續(xù)富揮發(fā)份、低密度特征的巖漿熱液的大量聚集，由熱能、內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，促使周圍巖石強(qiáng)烈破碎而形成；隱爆角礫巖由于其良好的滲透性利于有用礦物隨熱液流體沿角礫碎裂隙遷移并最終膠結(jié)沉淀下來(lái)形成可利用的工業(yè)礦體；隱爆角礫巖可作為尋找銅金礦體的標(biāo)志之一。

關(guān)鍵詞：隱爆角礫巖；礦石特征；形成機(jī)制；成礦作用；豐山銅礦

前言

隱爆角礫巖型礦床在國(guó)內(nèi)外不斷被發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)特的成礦作用逐漸被人們所重視。長(zhǎng)江中下游地區(qū)也存在多個(gè)隱爆角礫巖型銅（金）礦，如安徽銅陵?yáng)|獅子山銅金礦、江西洋雞山金礦床等。豐山銅礦床與雞籠山金銅礦床和李家灣銅礦床一起構(gòu)成豐山銅（金）礦田，該礦田是鄂東地區(qū)重要的銅、金礦產(chǎn)基地之一。豐山銅礦床產(chǎn)于燕山期花崗閃長(zhǎng)斑巖體與下三疊統(tǒng)大冶組碳酸鹽巖地層的接觸帶附近，主要系接觸交代作用形成的。已有一些文獻(xiàn)論述了這一矽卡巖—斑巖復(fù)合型銅礦床，但豐山礦田銅（金）礦與隱爆角礫巖也有一定關(guān)系，分析研究豐山銅礦隱爆角礫巖，對(duì)于總結(jié)豐山礦田的銅（金、鉬）礦床成因、成礦規(guī)律及地質(zhì)找礦工作，具有一定的意義。

1.區(qū)域地質(zhì)背景

豐山礦田處于淮陽(yáng)地體與江南地體（幕阜山—九嶺地體）之間的下?lián)P子拗陷帶內(nèi)。區(qū)域深斷裂：北有NW向桐柏—黃陂斷裂，南有近EW向陽(yáng)新—常州斷裂（江南古斷裂），東鄰NNE向郯廬斷裂。震旦紀(jì)至早三疊世，本區(qū)處于斷陷盆地的發(fā)展過(guò)程中，總體上接受海相碳酸鹽巖沉積，僅二疊紀(jì)晚期有過(guò)沼澤相沉積。其中下三疊統(tǒng)大冶組是重要的賦礦地層。印支運(yùn)動(dòng)使斷陷盆地關(guān)閉，發(fā)生褶皺推覆作用。由于豐山地區(qū)處于楔形淮陽(yáng)地體南頂尖所指部位，受南部江南地體向北的強(qiáng)烈推擠，形成了近EW向的苗母山—雞籠山復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜（南翼普遍倒轉(zhuǎn)）以及其核部發(fā)育的迭瓦狀倒轉(zhuǎn)褶皺和逆沖推覆斷層。燕山期，在庫(kù)拉板塊與歐亞板塊左行剪切運(yùn)動(dòng)的影響下，區(qū)域上受SEE-NEE向擠壓，形成近EW向和NWW向板內(nèi)拉張帶和深斷裂，導(dǎo)致本區(qū)中酸性巖漿沿苗母山—雞籠山復(fù)式向斜核部的NWW向黃家塘—大垅—伍家壩斷裂帶及其次級(jí)斷裂侵入，形成了雞籠山和豐山巖株—巖株周邊巖脈群以及與它們相伴出現(xiàn)的隱爆角礫巖。印支—燕山運(yùn)動(dòng)形成了本區(qū)西部撒開(kāi)、東部收斂，構(gòu)造線呈NW-NWW向的帚狀構(gòu)造。

2、礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1礦床基本情況

礦區(qū)內(nèi)地層出露較為簡(jiǎn)單，自上而下為第四系殘積、坡積、沖積層，三疊系下統(tǒng)大冶組第三——第七段灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。由于巖漿的熱變質(zhì)作用，大冶組第六段、第七段大多已變質(zhì)為大理巖。

礦區(qū)巖漿巖主要為燕山期中酸性花崗閃長(zhǎng)斑巖巖株，地表出露0.2平方公里，平面上呈近紡錘形，呈北西西向延伸長(zhǎng)800米，垂向上為向北西向超覆，向南側(cè)伏的上大下小蘑菇體。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以緊密線狀褶皺為主，構(gòu)造線方向285°，褶皺構(gòu)造有立頭倒轉(zhuǎn)向斜及其次級(jí)褶皺大垅倒轉(zhuǎn)向斜、仙人洞倒轉(zhuǎn)背斜、柯家塘倒轉(zhuǎn)背斜、竹林塘倒轉(zhuǎn)向斜。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，但規(guī)模較小，大小斷層共22條，按其走向分三組，呈北西向、近東西向、北東向。

豐山礦區(qū)礦產(chǎn)主要分布于巖體南北緣接觸帶及其附近圍巖中、形成南緣礦帶和北緣礦帶，為矽卡巖——斑巖——角礫巖型復(fù)合礦床。

2.2巖體地質(zhì)概況

豐山巖漿巖體為燕山期沿立頭倒轉(zhuǎn)向斜軸部侵入的花崗閃長(zhǎng)斑巖巖株，地表出露0.2平方公里，平面上為近橢圓形，長(zhǎng)軸呈NWW向，長(zhǎng)約2200m，垂向上為向北西向超覆，向南側(cè)伏，中部最大寬度800m，地表長(zhǎng)寬比3∶1，在-400m標(biāo)高為1.5∶1，其頸部位于11～15線間，在其北緣-100m標(biāo)高以上巖體呈超覆狀態(tài)。

在主巖體形成后，又先后發(fā)生了幾次巖漿侵入——導(dǎo)致隱爆活動(dòng)。第二次巖漿活動(dòng)形成了隱爆角礫巖體，主要分布于巖體東、北和西部（在巖體北緣，主要分布于-12線以東和16線以西，其中-16～-18線的隱爆角礫巖，在后期含礦熱液的作用下已形成了工業(yè)礦體——558#角礫巖型礦體）。第三次巖漿侵入活動(dòng)形成了花崗閃長(zhǎng)斑巖巖墻，呈近東西向、北東向，主要見(jiàn)于西部，第四次活動(dòng)形成凝灰質(zhì)巖石，位于巖體東南部、中部局部地段。另外，后期侵入活動(dòng)還形成了一些巖脈。各期巖漿侵入——爆破活動(dòng)規(guī)模和強(qiáng)度從早到晚依次變小和減弱。

3、 隱爆角礫巖特征

3.1隱爆角礫巖的形成機(jī)制

隱爆角礫巖是富含揮發(fā)份的巖漿熱液迅速上升到近地表處，隨著溫度、壓力等物理化學(xué)條件的聚變，特別是突然降壓時(shí)，大量聚集的含揮發(fā)份的氣液能量釋放引起氣體產(chǎn)生強(qiáng)烈的地下爆破作用，使周圍的巖石強(qiáng)烈破碎，從而形成隱爆角礫巖體。

豐山銅礦床隱爆角礫巖形成于矽卡巖之后，其形成機(jī)制為： 燕山期花崗閃長(zhǎng)斑巖巖漿上侵至下三疊系大冶組灰?guī)r（或大理巖），由氣液交代形成矽卡巖后，熱液沿構(gòu)造薄弱帶——接觸帶活動(dòng)，在含礦熱液作用下，早期矽卡巖被金屬礦物浸染富集，形成矽卡巖礦體。此時(shí)，體系處于相對(duì)封閉的環(huán)境，形成 “密閉空間”，為隱爆作用準(zhǔn)備了外部條件。隨著后期具有高溫、富揮發(fā)性組分和低密度特征的巖漿不斷上侵和結(jié)晶分異，運(yùn)移至巖體頂部和上部接觸帶及巖脈帶附近的大量的揮發(fā)份也逐漸析出并聚集，特別是后續(xù)熔融體源源不斷的熱量和氣液供應(yīng)，使巖漿中大量液體（主要是水）不斷氣化，在“密閉空間”內(nèi)聚集了較高的能量。當(dāng)含礦熱液聚集并達(dá)到一定壓力，超過(guò)遮蓋層的強(qiáng)度和上覆巖層的靜壓力，便發(fā)生隱蔽爆破形成隱爆角礫巖體。

3.2隱爆角礫巖的規(guī)模及形態(tài)

在礦區(qū)東部（8線以東），環(huán)繞著花崗閃長(zhǎng)斑巖體東端有在地表上呈V字型，大面積出露的角礫巖。除此而外在全區(qū)灰?guī)r出露地區(qū)，也有零星的角礫巖出露。角礫巖出露標(biāo)高在海拔20米～90米之間，20米以下很少見(jiàn)及（指地表）。角礫巖之物質(zhì)組成，視其周圍地層而定，若出現(xiàn)在T1dy5+6灰?guī)r，礫石大小十分懸殊，大礫石多呈渾圓狀，等軸狀，棱角不清晰，而小礫石則多呈明顯的棱角狀。膠結(jié)物也多為巖石碎屑及熱液物質(zhì)。在巖石中，礫石占組成的80%，膠結(jié)物占20%，在大面積角礫巖分布地區(qū)，常有走向與區(qū)域構(gòu)造一致的，含黑云母較少的花崗閃長(zhǎng)斑巖枝穿插，大小共達(dá)43條，巖枝長(zhǎng)由幾十厘米到幾米，厚幾厘米到幾十厘米，一般呈北西285～315°方向，傾向北東，傾角35～65°，沿其接觸面90%以上有矽卡巖化，并伴生有銅鉬礦化。該區(qū)大面積角礫巖出露地區(qū)，恰恰位于緊密的苗母山—雞籠山復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜的收斂部位，即構(gòu)造上受力最大的部位。另外，本礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)斑巖主體，系沿著礦區(qū)內(nèi)一級(jí)褶皺——立頭倒轉(zhuǎn)向斜軸部，呈35-40°傾角，由東而西超覆侵入，可能將西部角礫巖風(fēng)化、侵蝕搬去。綜上所述：本區(qū)角礫巖除少部為層間破碎，斷裂構(gòu)造所形成之角礫巖外，而絕大部分（95%以上）為在強(qiáng)大壓力應(yīng)力作用下，在區(qū)域構(gòu)造形成的同時(shí)，在受力最大的部位所形成的爆破角礫。

3.3隱爆角礫巖巖石特征

豐山礦區(qū)的角礫巖大部分為爆破角礫巖，由爆破中心向外隨著爆破應(yīng)力的減弱依次出現(xiàn)爆破角礫巖（包括貫入角礫巖脈）——震碎角礫巖——震裂角礫巖，這種角礫巖化的分帶序列在水平方向和垂直方向上均可見(jiàn)到，但以垂直方向上最為發(fā)育。礦田的爆破場(chǎng)與礦化場(chǎng)基本一致，并受構(gòu)造——巖漿巖條件制約。

爆破角礫巖（包括貫入角礫巖脈）：是豐山礦區(qū)的主要角礫巖類，一般呈線狀分布。主要分布于巖體內(nèi)、巖體邊緣接觸帶、巖脈帶和斷裂帶，呈筒狀或脈狀。角礫成分依其產(chǎn)出位置不同而變化。

震裂（碎）角礫巖：主要分布于豐山巖體周圍，呈面狀。地表10線以東最為發(fā)育。角礫主要成分為大理巖，次為花崗閃長(zhǎng)斑巖、矽卡巖等。角礫基本上保留在原地，位移不大。多呈棱角狀、次棱角狀。粒徑變化很大一般越靠近巖體角礫越小，向外角礫逐漸變大，直至變?yōu)榫哒鹆鸭y的大理巖。膠結(jié)物主要為碳酸鹽巖、細(xì)大理巖碎屑等物質(zhì)。見(jiàn)有綠泥石，少量陽(yáng)起石、石膏等熱液蝕變礦物。金屬礦物有黃鐵礦及少量黃銅礦。

總的來(lái)說(shuō)，本區(qū)角礫巖成分較復(fù)雜，主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖角礫，次為大理巖角礫、矽卡巖角礫及礦石角礫等，膠結(jié)物為花崗閃長(zhǎng)斑巖及其巖屑、巖粉和熱液蝕變礦物。

3.4隱爆角礫巖礦體地質(zhì)特征

角礫巖型礦石主要分布于北緣礦帶的558號(hào)、南緣礦帶的3號(hào)礦體和10線以東零星礦體。如558號(hào)礦體：為一斑巖型——爆破角礫巖型礦體，產(chǎn)于內(nèi)接觸帶，位于北緣-16～-18線501號(hào)礦體上盤(pán)，距北緣接觸帶約50m。礦體與501號(hào)矽卡巖型礦體大致平行，局部相連。延長(zhǎng)約200米。其形態(tài)復(fù)雜多變，在平面上為不規(guī)則的扁豆?fàn)睿瑱M剖面上為不規(guī)則的筒狀。受多組斷裂控制，在斷裂交匯處，角礫巖體厚度大。礦體賦存標(biāo)高在+50m～-200m，厚度一般20～30米，最厚50米，最薄幾米。角礫巖含銅平均品位0.5%左右，一般為0.4%～0.6%，大多在0.2～0.5%之間。

4、隱爆角礫巖型礦與矽卡巖型礦的對(duì)比

隱爆角礫巖型礦體與矽卡巖型礦體，既有特征上的區(qū)別又有成因上的聯(lián)系，對(duì)二者進(jìn)行比較，有助于加深對(duì)礦床成因的認(rèn)識(shí)。

4.1時(shí)空關(guān)系

1）、時(shí)間上： 矽卡巖形成于前，隱爆角礫巖形成在后，隱爆角礫巖是對(duì)矽卡巖礦體進(jìn)行后期礦化疊加、改造的結(jié)果。

2）、空間上：隱爆角礫巖礦體（如558號(hào)）一般產(chǎn)于巖體與圍巖的接觸帶，與矽卡巖型礦體基本一致，多產(chǎn)于矽卡巖礦體內(nèi)側(cè)。礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀受接觸帶形態(tài)、產(chǎn)狀控制，在空間上呈迭瓦狀排列。

4.2礦物成分

矽卡巖型和隱爆角礫巖型兩種礦體礦物成分不同：

矽卡巖型礦石礦物共生組合為黃銅礦—黃鐵礦，黃銅礦—斑銅礦—黃鐵礦，黃鐵礦—黃銅礦—輝鉬礦，黃銅礦—黃鐵礦—磁鐵礦，脈石礦物主要有透輝石、石榴石、斜長(zhǎng)石、石英等，屬中高溫礦物。

隱爆角礫巖型礦體礦物成分依其產(chǎn)出位置不同而變化，金屬礦物為黃鐵礦-黃銅礦。膠結(jié)物多為長(zhǎng)英質(zhì)巖屑、晶屑和碎屑及綠泥石、絹云母、碳酸鹽巖和石膏等，屬中低溫礦物。

4.3構(gòu)造條件

隱爆角礫巖的形成是受熱液溫度、壓力升高，在構(gòu)造應(yīng)力引發(fā)下爆破，從558號(hào)礦體來(lái)看，在巖體頂部及斷裂構(gòu)造交叉部位形成品位較好的礦體，成礦部位近地表。

矽卡巖的形成主要受近東西向線狀褶皺（南緣柯家塘倒轉(zhuǎn)背斜、北緣立頭倒轉(zhuǎn)向斜）控制，侵入接觸的產(chǎn)狀和形態(tài)決定了矽卡巖的產(chǎn)狀，礦體延伸較深。

5、隱爆角礫巖的成礦作用

沿?cái)嗔殉涮畹膸r脈和接觸帶的矽卡巖生成之后，體系處于相對(duì)封閉的環(huán)境，在豐山柯家塘倒轉(zhuǎn)背斜和立頭倒轉(zhuǎn)向斜這一過(guò)程實(shí)際上是減壓的過(guò)程，也使熱液組分發(fā)生急劇變化，隱蔽爆破使“密閉空間”的體積、孔隙度和滲透性均有所增大，爆破生成的隱爆角礫巖具有良好的滲透性。由于其滲透性較好（一是有利于熱液流體的遷移；二是有利于熱液溶蝕萃取角礫巖中的成礦物質(zhì)；三是有利于成礦熱液與之發(fā)生交代反應(yīng)使成礦物質(zhì)富集成礦），這樣就利于成礦，形成熱液充填型礦石。后續(xù)含礦熱液在整個(gè)角礫巖體內(nèi)迅速冷凝，形成熱液蝕變物充填于角礫之間，促使銅、金（鉬）等有用金屬物質(zhì)從熱液中沉淀出來(lái)，成為含礦膠結(jié)物。最終形成隱爆角礫巖型銅和金（鉬）工業(yè)礦體。這是爆破作用對(duì)巖石改造成礦的一面，而另一方面，爆破作用也對(duì)原先所形成的矽卡巖礦體具有一定的疊加或破壞作用。

疊加作用：在接觸帶所形成的矽卡巖礦石原本含有用金屬礦物品位并不很高，由于經(jīng)過(guò)了爆破這一過(guò)程，后續(xù)的巖漿熱液必將對(duì)其繼續(xù)加深改造，使其金屬品位得到進(jìn)一步提高。

破壞作用：由于矽卡巖礦石正處于爆破上方，原本達(dá)到工業(yè)開(kāi)采品位要求的矽卡巖礦石經(jīng)過(guò)爆破作用后，破碎的礦石會(huì)被帶進(jìn)圍巖中，會(huì)促使礦石貧化，給正常的工業(yè)開(kāi)采帶來(lái)了負(fù)面作用。

6、結(jié)語(yǔ)：

總體上看，豐山銅礦床大多數(shù)隱爆角礫巖本身可能含礦性差，但其附近很可能有工業(yè)礦體存在，可作為銅金找礦標(biāo)志。沿?cái)嗔褞Х植嫉碾[爆角礫巖往往是容礦的有利巖石。在斑巖型礦床中，由于隱爆角礫巖更利于熱液的聚積膠結(jié)，成為很好的容礦巖石，所以其有可能就是礦石品位較富的礦體。

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