浅谈断层角砾岩的识别及其找矿意义

刘泽东 郭亚华

1.江西应用技术职业学院；2.云南省地质调查院

本文首先描述了断层角砾岩的特征及其与其他角砾岩的区别，然后重点论述了断层角砾岩与成矿的关系。

1 概述

我们在地质研究与矿产勘查过程中，常常会遇到各种各样的角砾岩和砾岩。这些角砾岩和砾岩具有不同的形成方式，其地质意义与找矿意义各不相同。断层角砾岩保持着原岩的特点，胶结物一般为磨碎的岩屑、岩粉以及岩石压溶物质和外源物质。角砾形状多不规则，大小不一，杂乱无定向。角砾岩中的角砾粒径一般在2mm 以上。棱角也可以被磨蚀而成透镜状、椭圆状，角砾可以成雁列等型式定向排列。胶结物有时也围绕角砾显示定向构造，甚至发育劈理。底砾岩、层间砾岩、岩溶角砾岩和火山角砾岩等与断层角砾岩外表相似，且由于各类角砾岩因区域变质、动力变质、热液叠加及表生改造，面目全非。因此，要正确识别角砾岩类型，不是一件容易的事。可以说，准确地辨别出不同成因的角砾岩（砾岩）是一个训练有素的地学工作者不可或缺的基本功。

2 断层角砾岩的特征及与其他角砾岩的区别

（一）定义 指在应力作用（断层作用）下，断层的两个端盘移动时，上、下俩盘之间的岩石不断的被糅合，原岩破碎成角砾状，其砾石空隙间被水冲刷干净后被破碎细屑充填胶结或有部分外来物质胶结的岩石。一般认为：角砾碎屑含量大于30%的称为断层角砾岩，而碎屑含量小于30%的则称为断层泥。它是动力变质岩中碎裂程度中等的岩石。构造角砾岩在断层破碎带广泛分布。其厚度取决于破碎的强度。有时可厚达数百米，延伸数十至数百km。

断层角砾岩是保持原岩特点的岩石碎块组成的断层岩。角砾胶结物为磨碎的岩屑、岩粉以及岩石压溶物质和外源物质。断层角砾岩中的角砾形状多不规则，大小不一，杂乱无定向。角砾岩中的角砾一般在2mm 以上。断层角砾岩中角砾的棱角也可以被磨蚀而成透镜状、椭圆状，角砾可以成雁列等型式定向排列。胶结物有时也围绕角砾显示定向构造，甚至发育劈理。

（二）断层角砾岩的辨识特征

1.断层角砾岩为构造岩，分布具有一定局限性，一般呈切层分布；

2.分为断层两侧岩石，胶结物为岩粉、断层泥和热液物质，如硅质、铁质、钙质等；

3.具有动力变质现象，如构造透镜体、挤压片理、断层褶皱等；

4.呈线状，沿断层面定向分布与断裂分布相一致；

5.断层角砾岩往往与断层泥、断层泥砾岩、碎粉岩、碎斑岩、碎裂岩等形成一个完整的分带序列，离断层面愈近角砾愈细；

6.是寻找热液矿床的标志。

（三）断层角砾岩与其他角砾岩的区分

1.断层角砾岩与沉积型砾岩的区别

断层角砾岩属于构造岩，成分为断层两侧的岩石，往往与断层泥、断层泥砾岩、碎粉岩、碎斑岩、碎裂岩等形成一个完整的分带系列，分布相对底砾岩比较局限一般切层分布呈线状、沿断层面定向分布，并且断层角砾岩离断裂面愈近角砾愈细。断层角砾岩是寻找热液矿床的标志。沉积型砾岩有：底砾岩（basal conglomerate）、层间角砾岩（Intraformational breccia）、层内砾岩、滨岸砾岩（Shore conglomerate）、河成砾岩（alluvial conglomerate）、洪积砾岩（Pluvial conglomerate）、冰碛砾岩（Tillite）、滑塌角砾岩（Slump breccia），它们属于沉积岩，是不整合面之上发育的主要岩石类型。

（1）底砾岩：是风化带粗碎屑残积物在发生水进时接近原地沉积的产物（汤良杰等，2002），是判断构造运动和区域不整合存在的重要标志，具有下伏老岩层的砾石和碎屑，成分复杂，但以以复成分砾岩硅质砾为主，颗粒较粗，砾石分选磨圆较差，分布连续，厚度适中，孔渗性好，为“畅通型”残积层（艾华国等，1996），是流体运移的良好通道。该套砾岩的发育与形成不整合面时的构造运动强度、应力作用方式、古气候、古地形及暴露时间有关（刘波等，1997）；分布面积不大，但较稳定，可产沙金、金红石钛铁矿、锆英砂等重砂矿床。因不整合面常常为构造薄弱面，可为断层及热液作用所利用，故底砾岩往往叠加有构造角砾岩、热液角砾岩等，大大增加了底砾岩辨识的难度。

（2）层间角砾岩（Intraformational breccia）层内砾岩在准同生期尚处在半固结状态时，经侵蚀破碎和再沉积而成的砾石沉积物，再经成岩作用而成的砾岩，属于内碎屑，故又称为同生砾岩。砾石成分单一，未经搬运或搬运距离很短，只有轻微磨损，并一般限于单一的沉积环境内，厚度通常几厘米，最大可到1～2m。层内砾岩在碳酸盐岩中分布普遍，如我国北方寒武系和奥陶系中的竹叶状砾屑石灰岩；四川侏罗系剑门组河流串沟砂坝沉积中，就有以泥岩砾石为主形成的层内砾岩；在砂岩内的泥页岩碎屑也是很常见的。但不指示沉积作用上有任何大的间断。因形成是边破坏边沉积的破坏产物能见到明显的正旋回，北京西山黑龙潭、郝家坊一带在下二叠统上杨家屯煤系中，有七层隧石中砾岩，它与砂岩、粘土岩组合成七个正旋回，岩性自下而上由粗变细，呈规律性重复出现。

同生角砾岩伴随同生断层（生长断层）而形成，分布局限，是寻找喷流沉积矿床的典型标志。包括滨岸砾岩、河成砾岩、

（3）洪积砾岩（Pluvial conglomerate）：山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。沿山麓分布，厚度巨大，与砂岩、泥岩一起构成磨拉石建造。其特点为砾石较粗大，分选很差，磨圆度低，杂基成分常与砾石成分相似，并多具泥质；胶结物多为钙质、铁质。洪积砾岩在许多地区表现为具有磨拉石沉积特征的巨厚的岩屑砾岩。山东蒙阴、泗水一带下第三系官庄组官上段为巨厚砾岩沉积，通称为官庄砾岩。

（4）冰碛砾岩（Tillite）：我国峡东地区震旦系南陀组为暗绿、灰绿色冰碛砾岩和泥岩，无层理，质松软，厚90～150m。其中砾石砾径一般5～25m，个别可达1m，分选性差。砾石成分复杂，有石英岩、石灰岩、片岩、片麻岩、花岗岩、砂岩和砾岩等。杂基成分主要是黏土、粉砂和砂；砾石大都呈棱角—次棱角状，表面可见冰川擦痕和冰蚀凹坑，其为典型的冰川角砾岩。

与滨海（湖）砾岩相比，具有较多细粒填隙物。砾石多呈棱角状，部分碎屑常见几个磨平面，常见的多面体砾石、五角砾石和熨斗状砾石，表面常有丁字形擦痕。层理不清，常呈块状；排列极为紊乱，最大扁平面的倾角很大，甚至直立。

（5）滑塌角砾岩（Slump breccia）：地形陡峻地区的边界地带，常常由于某种地质营力作用发生崩塌，或沿斜坡发生地滑，以而形成滑塌角砾岩。

此类砾岩的特点是棱角状角砾和磨圆砾石可同时存在，分选性很差，砾石大小极不一致，虽分布很局限，却有特殊的地质意义。

2.断层角砾岩与岩溶角砾岩的区别

岩溶角砾岩（karst breccia）（崩塌角砾岩、洞穴角砾岩）：碳酸盐岩因溶解而形成溶洞，溶洞顶壁崩落而形成石灰质、白云质角砾堆积，进而被碳酸盐粉屑、钙质或红土所胶结所致。又称溶洞角砾岩、喀斯特角砾岩，分布局限，角砾成分单一，属原地来源；分选极差，圆度较差，基质为富含泥质的碳酸盐。

辨识特点是：角砾大小相差悬珠、棱角清晰，多为石灰岩、白云岩碎块。填隙物为碳酸盐粉屑、红粘土，孔隙中常有方解石结晶。岩溶角砾岩常为铅锌矿富集之场所，是寻找富铅锌矿、锑矿等的找矿标志。

火山角砾岩（lava breccia）：乃2mm～64mm 之间的火山碎屑物（岩屑、浆屑，占整个岩石体积的30%以上）被细小碎屑（火山灰、玻屑）胶结所形成的岩石。堆积不显层理，分选差，皆由火山物质胶结，胶结紧密，砾块与胶结物之间无明显之界限。

火山角砾岩是寻找火山机构及受火山构造控制的矿床的找矿标志，其本身因渗透性好，常常为容矿围岩。

3.断层角砾岩与热液爆角砾岩的区别

热液爆破角砾岩（The hydrothermal cryptoexplosion breccia）（热液角砾岩、矿液致裂角砾岩）：角砾岩筒可分为浅成-半浅成角砾岩筒、破火山口角砾岩筒、热液爆发角砾岩筒和断裂构造角砾岩筒。（王少怀，裴荣富，2008）

热液爆破角砾岩的辨识特征：①常具有圆形、椭圆形或宽带状形态（即爆破角砾岩筒），与断层角砾岩的线性形态不同；②围绕热液爆破中心，呈环带分布爆破岩粉带，爆破角砾岩，震碎岩，震裂岩；③爆破角砾岩的角砾常常为围岩物质，胶结物为热液物质，角砾边缘具有热液蚀变边（退色边），角砾具有可拼合特征；④由爆破中心向外，热液蚀变渐次减弱，最终过渡为穿孔蚀变斑；⑤是寻找金矿、银矿、铜矿等的良好找矿标志。

4.断层角砾岩与岩浆爆破角砾岩的区别

岩浆爆破角砾岩（Magmatic cryptoexplosion breccia）（岩浆隐爆角砾岩）：隐爆角砾岩具有超浅成岩和火山岩过渡的特征，是较为特殊的次火山岩类（周济元等，1998）

岩浆爆破角砾岩的辨识特征：①爆破角砾岩的角砾成分较复杂，一般为围岩及岩浆所带来的深部岩屑，胶结物为细粒岩浆物质，蚀变强烈，角砾边缘具有热液蚀变边（退色边），角砾具有可拼合特征；②常常具有圆形、椭圆形或宽带状形态（即爆破角砾岩筒），有时可形成爆破角砾岩墙，刺入围岩中；③围绕岩浆爆破中心，呈环带分布爆破岩粉带，爆破角砾岩，震碎岩，震裂岩；④由爆破中心向外或由上至下，热液蚀变渐次减弱，最终过渡为穿孔蚀变斑；⑤是寻找金矿、银矿、铜（钼）矿等的良好找矿标志。国内外很多金、银、铀、钨锡矿床及斑岩型铜金钼矿床等都与隐爆角砾岩有紧密的内在联系（王胜权和刘学武，2009；田磊等，2011；章邦桐等，2001；Somarin，2009；Franchinieta1，2011；Fanetal，2011；Liangetal，2009；Frikkenetal，2005；Pinaetal，2006）。

表1 不同成因的角砾岩的特征比较

表2 不同成因的角砾岩的特征比较

观察要仔细，不要被表面现象所迷惑。角砾的形态特征，角砾和胶结物的成分，角砾的分布与排列，角砾岩与周围岩石的关系，这是正确辨识角砾岩的关键。

3 断层角砾岩与成矿的联系

构造是控制矿床形成和分布的重要因素之一，就构造在成矿过程中的作用而言，可以分为导矿、散矿和容矿构造，它们对成矿物质的集散起着不同的作用。不同级别、不同规模的构造，对成矿起着不同的控制作用，它们分别控制了矿带、矿田、矿床以及矿体的产出和展布。构造运动是趋使地壳物质运动的主导因素，对内生成矿作用而言，构造运动导致地壳内成矿物质的迁移，同时也给矿液运移提供了通道和聚集的场所，对外生成矿作用而言各类凹陷盆地是成矿物质的停积场所，而隆起剥蚀区侧提供物质来源，从而决定了矿化的空间分布。

在野外环境中，确定了断层角砾岩，就能顺着找到大的断层，而大的构造必有成矿的可能，因此断层角砾岩在地质找矿中十分重要。断层的在矿床形成中起到了通道和储存空间的作用，断层角砾岩主要的找矿方向是热液矿床，含矿热液通过把深部的矿质或分散在岩石中的成矿元素溶解、萃取至初步富集，再携带到一定的部位，通过充填、交代等方式，把矿质沉积，集中形成矿床。

研究断层构造与气水热液矿床的形成过程和分布规律，对成矿作用，构造裂隙对热液的运移和矿质的沉淀意义最大，具有提高找矿勘探工作成效的重大意义。因此，研究热液矿床非常重视构造的控制因素。气水热液矿床受构造控矿作用明显（迁移通道和成矿场所两重性），成矿方式主要是充填和交代作用，矿种类型包含了多数金属盒非金属矿床，断层构造的空间形态控制着矿体的形态。

4 结语

在野外的环境中区别出断层角砾岩，观察要仔细，不要被表面现象所迷惑。一定要结合各类岩石的不同处鉴别，同时也要注意各类岩石的相似处、易混淆的地方。主要从角砾的大小、成分及胶结物的成分、分布、产出形态等方面着手，角砾的形态特征，角砾和胶结物的成分，角砾的分布与排列，角砾岩与周围岩石的关系，是正确辨识角砾岩的关键。根据特征对号入座，鉴定出为何种角砾岩。总的结论

（一）谨记如何在众多的角砾岩中区别出断层角砾岩，分清其与底砾岩、层间砾岩、岩溶角砾岩、火山角砾岩、热液爆角砾岩、岩浆爆破角砾岩差异特点。

（二）根据断层角砾岩研究周边环境构造，结合构造与矿体成矿特性的联系寻找热液矿床。