張小勇 陳德兵 宋 鵬 王慶喜 李永紅

（1.核工業(yè)240研究所；2.中核（沈陽）科技有限公司）

遼西地區(qū)中生代火山造山運動強(qiáng)烈，火山活動劃分為早侏羅世興隆溝期、中侏羅世藍(lán)旗期、白堊世義縣期3個火山旋回，永安堡盆地為白堊世義縣期火山旋回背景下形成的產(chǎn)物，具有噴發(fā)范圍廣、持續(xù)時間久的特點，為遼西地區(qū)典型破火山口構(gòu)造之一。永安堡火山盆地跨越遼寧、河北兩省，主要位于遼寧省綏中縣西部，盆地西部涉及河北省青龍縣。盆地平面上呈近東西向橢圓狀，東西長約為38 km，南北寬約為19 km，面積為700 km2，由2個破火山及蓋頂侵出穹隆疊置而成。地形地貌屬于燕山山脈東段，主要為中—低山區(qū)，海拔高度在400~1 100 m。

1 永安堡火山盆地特征

1.1 基底

永安堡盆地位于山海關(guān)穹隆之上，基底巖石（圖1、表1）包括上太古界遵化巖群的牛心山片麻巖、山海關(guān)花崗巖、溫杖子花崗巖，分布在和尚房子、明水鄉(xiāng)、山海關(guān)一帶。

1.2 盆地蓋層

永安堡盆地蓋層由侏羅系髫髻山組和白堊系的義縣組組成，見表1。

（1）髫髻山組分復(fù)成分礫巖段和安山巖段，沿盆地西北部、西南部邊緣零星分布。復(fù)成分礫巖段礫石成分主要為石英、花崗巖和少量脈巖，礫徑為0.50~20 cm，膠結(jié)物為砂質(zhì)和泥質(zhì)，厚度變化大；安山巖段為深紅色安山巖、斑狀安山巖夾流紋質(zhì)凝灰角礫巖、安山集塊巖。

（2）義縣組分2個巖性段：一段（K1y1）為裂隙式火山噴發(fā)堆積，下部以灰紫色、灰色、灰綠色、深灰色氣孔杏仁狀粗安巖、粗面巖、英安巖構(gòu)成的多個熔巖流，下部夾有粗安質(zhì)與英安質(zhì)角礫巖或集塊巖和粗安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，與下伏白旗組地層呈噴發(fā)不整合接觸，厚50~800 m；二段（K1y2）為中心式破火山口噴發(fā)堆積，上巖性為灰紫色、暗紫色石英粗面質(zhì)、流紋質(zhì)（含角礫）熔結(jié)凝灰?guī)r為主，局部夾有球粒流紋巖，上部相變?yōu)闇\灰色、灰白色、灰綠色流紋質(zhì)凝灰?guī)r。與下伏一段地層呈噴發(fā)不整合接觸，厚度變化較大，最大厚度達(dá)750 m。

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2 早白堊世義縣期火山活動旋回

該旋回由義縣組地層組成，火山活動強(qiáng)烈，噴發(fā)物堆積厚度大，巖性主體為流紋質(zhì)和石英粗面質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r和粗面巖、流紋巖及流紋質(zhì)玻璃巖。角度或微角度不整合于前侏羅紀(jì)地質(zhì)體及髫髻山組之上?；鹕交顒油砥跐摶鹕郊盎鹕健秩霂r漿活動過程中伴有內(nèi)生金屬礦產(chǎn)及放射性礦產(chǎn)?；鹕交顒泳叨嚯A段特征，據(jù)火山機(jī)構(gòu)之間的疊置關(guān)系，研究分析火山活動強(qiáng)度、火山巖及沉積物的地質(zhì)特征、盆地塌陷強(qiáng)度、盆地演化等因素后（圖2），可進(jìn)一步分為2個亞旋回，二者火山巖呈噴發(fā)不整合接觸。

下亞旋回包括2個火山活動期，主體為一套粗面質(zhì)、粗面英安巖質(zhì)火山巖系，局部發(fā)育火山泥石流堆積，火山活動以溢流式為主，火山機(jī)構(gòu)類型為裂隙—中心式。上亞旋回包括3個火山活動期，火山活動以中心式強(qiáng)烈爆發(fā)為主，形成大規(guī)模的浮巖流堆積。主體巖性為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r及石英粗面質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，火山機(jī)構(gòu)類型為中心式破火山，破火山中晚期侵出巖穹發(fā)育。永安堡盆地以石英粗面質(zhì)和堿性流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r交替堆積為特征，堆積最大厚度大于2 830 m，形成2個大型破火山。

3 火山構(gòu)造特征

火山構(gòu)造系指一定時間、一定空間內(nèi)形成的與火山作用有成因聯(lián)系的各種產(chǎn)物及其構(gòu)造的總和。本區(qū)區(qū)域火山構(gòu)造屬大興安嶺—燕山中生代巖漿活動帶，發(fā)育永安堡火山噴發(fā)盆地和次一級的龍門山破火山、南背陰山破火山（圖3）［1?2］。

3.1 龍門山破火山

該破火山位于永安堡火山噴發(fā)盆地東部，由早白堊世義縣旋回火山巖組成。平面上呈一近東西向橢圓狀，東西長約為21 km，面積約為400 km2，受東西向斷裂控制?；讕r石為太古宙變質(zhì)巖系。該破火山具有獨特的地貌景觀，表現(xiàn)為清晰地環(huán)狀山脊（R1、R2、R3、R4），顯示了破火山的大致輪廓。破火山邊緣環(huán)狀巖墻圍成的橢圓形輪廓，清晰的勾繪了破火山邊界，限定了火山活動產(chǎn)物的分布，內(nèi)環(huán)巖墻反映了破火山口的位置。

3.2 南背陰山破火山

該破火山位于龍門山破火山西部，由早白堊世義縣旋回火山巖組成。平面上呈一近南北向橢圓狀，東西長約為15 km，南北寬約為20 km，面積約為300 km2，受東西向斷裂和北東向控制。基底巖石為太古宙變質(zhì)巖系。破火山東部多個半環(huán)狀巖墻的發(fā)育（R5、R6、R7），清晰顯示了破火山的大致輪廓，邊緣環(huán)狀巖墻圍成的橢圓形輪廓，清晰地勾繪了破火山邊界，限定了火山活動產(chǎn)物的分布，中心圓狀斑巖體反映了破火山口的位置。

3.3 堆積序列

上述2個火山機(jī)構(gòu)由義縣組火山巖系構(gòu)成，主要為一套酸性火山碎屑巖，不整合于太古宙變質(zhì)巖上。底部為暗紫紅色砂礫巖、砂巖、安山巖和流紋質(zhì)凝灰?guī)r；中部主要為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，少量流紋巖、沉凝灰?guī)r和細(xì)砂巖；上部為堿性流紋質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r及少量堿性流紋巖。堆積層序外老內(nèi)新，呈環(huán)狀、半環(huán)狀圍繞破火山中心分布，堆積序列反映火山活動經(jīng)歷了2個主要噴發(fā)階段。

3.4 巖性巖相特征

該火山已遭受較強(qiáng)剝蝕，所保留巖相類型主要有火山碎屑噴溢相、噴發(fā)沉積相、潛火山巖相和火山—侵入相。噴溢相分布局限，早期階段為安山巖、且為水下堆積，發(fā)育較好的枕狀構(gòu)造和熔積巖，反映永安堡盆地火山活動時已是一個拗陷沉積盆地；晚期階段為堿性流紋巖，巖流規(guī)模很小，分布于火口附近。噴發(fā)沉積相發(fā)育在永安堡一帶，主要巖性為細(xì)砂巖，凝灰質(zhì)砂巖和沉凝灰?guī)r；潛火山巖主要為堿性流紋斑巖、正長斑巖、石英正長斑巖，呈半環(huán)狀巖墻產(chǎn)出；火山侵入相為堿性花崗巖和堿性花崗斑巖，分布于破火山中心或呈巖墻分布于火山邊部。不同巖相在空間配置上具有規(guī)律性，以火山侵入相堿性花崗巖為中心，向外依次為火山碎屑溢流相、環(huán)狀巖墻、噴發(fā)沉積相。這些巖相有規(guī)律的組合形式清晰地反映了破火山的整體輪廓。

3.5 火山斷裂及蝕變礦化

該火山機(jī)構(gòu)斷裂發(fā)育，主要表現(xiàn)為環(huán)狀、半環(huán)狀或席狀巖墻。自外向內(nèi)有四條之多，巖墻為堿性花崗斑巖、正長斑巖和石英正長斑巖。反映火山活動過程中火山曾發(fā)生過多次沉陷。與這些環(huán)狀斷裂有關(guān)的蝕變和礦化較發(fā)育，主要有硅化、鉀長石化、螢石化和黑云母化。礦化類型有錫石、黃鐵礦及黃銅礦等，其中錫石是主要的礦化。

4 火山活動過程恢復(fù)

早白堊世時期，永安堡處于山間洼地構(gòu)造環(huán)境，堆積了一套河湖相碎屑沉積巖，隨著拗陷的加劇，最終導(dǎo)致基底破裂，發(fā)生火山噴發(fā)。首先溢出少量安山質(zhì)巖漿，繼之是堿性巖漿的強(qiáng)烈爆發(fā)，形成火山碎屑物的空降堆積和火山碎屑流堆積。大量火山物質(zhì)噴出后，火山活動暫時停息，但由于高位巖漿房部分被抽空，在重力作用控制下，在拗陷盆地與隆起基底的轉(zhuǎn)折部位發(fā)生斷裂，使火山整體發(fā)生沉陷，在洼陷較深的火山中心沉積了一套砂巖和沉凝灰?guī)r。經(jīng)過短暫的停息后，火山再次強(qiáng)烈爆發(fā)，首先在火山中心形成堿性流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r。然后發(fā)生階段性塌陷，正長質(zhì)巖漿沿環(huán)狀斷裂填充，形成多層環(huán)狀巖墻，這些巖墻清晰地勾繪出了破火山的輪廓。這些堿性流紋質(zhì)巖漿爆發(fā)后，火山活動強(qiáng)度明顯減弱，有少量堿性流紋巖和堿性流紋質(zhì)潛火山巖發(fā)育。最后火山再次發(fā)生整體沉陷，堿性流紋質(zhì)巖漿沿著盆地邊緣半環(huán)狀斷裂和火山中心侵入，形成外環(huán)巖墻和火山中心式侵入體，標(biāo)志著火山活動基本結(jié)束?；鹕狡诤?，山海關(guān)隆起總體處于上隆狀態(tài)，火山遭受風(fēng)化剝蝕及構(gòu)造破壞。殘存目前已達(dá)中深剝蝕程度的火山機(jī)構(gòu)面貌。

5 鈾礦化特征

永安堡火山盆地內(nèi)共發(fā)現(xiàn)鈾礦化點5個，鈾異常點41個，這些鈾礦化（異常）規(guī)律明顯，主要分布于破火山口附近潛火山巖脈及火山巖接觸斷裂蝕變帶之中［3］，整體受破火山環(huán)狀構(gòu)造控制，潛火山巖脈體與圍巖接觸面普遍存在赤鐵礦化、硅化、黏土化和零星的螢石化、黃鐵礦化等熱液蝕變現(xiàn)象。前人測得盆地存在2個階段鈾成礦期，主要成礦期富鈾礦體的U?Pb年齡為121 Ma，次要成礦期U?Pb年齡為76 Ma，這與粗安巖、流紋斑巖及正長斑巖的活動時間大致一致，說明鈾與早白堊世火山巖為同一巖漿源。多數(shù)鈾異常的分布與燕山晚期潛火山巖的侵入關(guān)系密切，一般鈾異常發(fā)育地段潛火山巖集中出現(xiàn)［4?5］。斷裂構(gòu)造不僅控制了堿性脈體產(chǎn)出特征，也為鈾的運移和富集提供了一定的空間。

6 結(jié) 論

（1）早期近東西向斷裂構(gòu)造帶為太古代花崗巖凸起上發(fā)育的1條基底斷裂帶，不僅控制著盆地的產(chǎn)出規(guī)模和形態(tài)，而且溝通著深部基巖。

（2）早白堊世義縣期火山活動具有多階段噴發(fā)與沉陷特征，下亞旋回裂隙式火山噴發(fā)為次級破火山環(huán)形構(gòu)造的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)；上亞旋回3次火山中心式爆發(fā)晚期有利于潛火山巖沿裂隙大規(guī)模充填。

（3）破火山邊緣環(huán)狀巖墻清晰的勾繪了破火山邊界，限定了火山活動產(chǎn)物的分布，鈾礦化圍繞巖墻呈環(huán)狀展布。

（4）盆地內(nèi)太古代古老結(jié)晶基底、早白堊世火山巖蓋層及晚期堿性潛火山巖中普遍鈾含量較高，鈾源體充沛。破火山環(huán)狀巖墻與火山巖碎裂接觸面熱液蝕變強(qiáng)烈，往往存在較為集中發(fā)育的鈾礦化（異常）。