内蒙蛤蟆石银多金属矿区花岗质岩石厘定及成因

2015-02-23朴丽丽赵胜金宓奎峰顾海涛

现代矿业 2015年10期

关键词：砾岩棱角砾石

朴丽丽赵胜金宓奎峰顾海涛

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院；2.内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院)

内蒙蛤蟆石银多金属矿区花岗质岩石厘定及成因

朴丽丽1,2赵胜金1,2宓奎峰1顾海涛2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院；2.内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院)

在内蒙古阿鲁科尔沁旗蛤蟆石银多金属矿区钻孔划分出一套面貌特殊的花岗质岩石，通过野外岩心对比观察分析及室内岩矿鉴定分析，定名为花岗质砾岩。通过各勘探线剖面图读取各控制钻孔中花岗质砾岩顶界埋深数据，结合其与上覆上侏罗统满克头鄂博组、下伏二长花岗岩的关系分析，其具有底砾岩性质。通过分析花岗质砾岩特征，认为花岗质底砾岩成因为原岩二长花岗岩原地风化破碎后浅埋成岩。

银多金属矿二长花岗岩花岗质砾岩底砾岩成因

蛤蟆石银多金属矿区地处内蒙古大兴安岭成矿带中南段，西拉木伦河断裂以北40 km，是在该有利成矿背景下，以Ag为主，共生Mo、Pb，伴生Cu、Zn等元素的多金属矿床。通过对蛤蟆石银多金属矿区EW走向的银多金属矿体按照SN向勘探线布置钻孔进行勘查，在多个较深钻孔中出现一类特殊的花岗质岩石，该类岩石多出现于火山碎屑岩之下，作为基底出现，少量夹持于火山碎屑岩之中，在前期普查工作中前人有过记录的仅为花岗岩[1-3]。本研究通过野外钻孔岩心结合显微观察、地质图件的系统制作和图面分析等工作，对其进行定名，并对其性质及成因进行详细分析。

1 矿区地质概况

矿区主详查区域出露地层主要为上侏罗统满克头鄂博组，岩性为灰白色、黄白色流纹岩。据钻孔资料显示，矿区内流纹岩之下为一套火山碎屑岩夹沉火山碎屑岩、凝灰质砂岩组合，岩性主要有流纹质含角砾晶屑岩屑凝灰岩、流纹质火山角砾岩、流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩夹少量沉凝灰岩、凝灰质砂岩，局部夹花岗质砾岩，钻孔深部见有较厚花岗质砾岩，向深部过渡为正常中粒二长花岗岩。另有一套呈侵入产状的次流纹岩体，穿插于上述流纹岩及火山碎屑岩地层中，与成矿关系密切。侵入岩于主详查区个别钻孔深部及矿区北部钻孔见有二长花岗岩，主详查区内所见为中粒二长花岗岩，向北部过渡为中—细粒黑云母二长花岗岩，通过区内地质工作并结合区域有关研究成果可知，该岩体成岩时代应为中三叠世。

2 花岗质岩石定名

对于区内花岗质岩石，大体有2种认识：一种认为该岩体为二长花岗岩体，具有角砾状者可能受到后期构造作用，具有碎裂状、角砾状的结构构造特征，可定名为碎裂花岗岩，其侵入火山碎屑岩中及呈岩基侵入上侏罗统满克头鄂博组地层；另一种认识首先肯定岩石为非侵入产状，推测其可能属于特殊成因的与火山作用有关的一套岩石，虽未能准确定名，但更多的是对成因的理解。肯定区内花岗质岩石非侵入产状的证据主要为岩石整体由中粒的石英、长石矿物组成，且与所谓“围岩”接触部位粒度无明显细粒的变化，众多孔所见无一例外，粒度特征明显为中—深成侵入岩特征，且部分火山碎屑岩中见有二长花岗岩砾石，据此可认为其非侵入产状是确定的。岩石大部分或主体仍为二长花岗岩，但可见碎裂状裂隙或角砾之间为细粒碎屑物质，该细粒碎屑物质经肉眼仔细观察仍为细碎的长英质成分，该长英质成分的定性对于确定岩石的成因及性质具有重要意义。初期野外肉眼观察认为其可能为火山碎屑物质(石英、长石棱角状晶屑)，另有更细级火山碎屑物质，该类岩石成因应为近火山口附近围岩压力较大情况下，基底二长花岗岩围岩裂隙发育，热的火山碎屑物被灌入其中，以晶屑碎屑物为主，更细级碎屑物很少。通过对该类岩石大量的薄片观察鉴定有了更进一步的认识，定名为花岗质砂质砾岩、花岗质砾岩，按砾石成分可划分为单成分砾岩，通过系统制作地质图件和图面分析，并结合大量钻孔地质现象观察认为，其具有底砾岩的性质。

3 花岗质砾岩岩石学特征及产状

3.1 岩石学特征

花岗质砾岩岩石为灰色、绿灰色，少量为肉红色，具有砂质砾状或砾状结构，块状构造。砾石、砂屑、粉砂含量变化范围较大，砾石粒度变化亦较大。砾石呈次圆状、次棱角状，粒度大于2 mm，大多为2～15 mm，大者达80 mm，砾石成分为中粒、中—细粒二长花岗岩，砾石含量50%～90%。砂屑呈次棱角状、棱角状，次为次圆状，粒度主体为0.1～2 mm，成分为斜长石、钾长石、石英、长石石英集合体(花岗岩岩屑)、少量黑云母，为花岗岩风化破碎而成，含量10%～40%；粉砂为次棱角状、棱角状，成分同砂屑，粒度0.01～0.1 mm；胶结物以黏土矿物为主，少量绢云母、尘点状铁质物充填于碎屑之间，呈孔隙式胶结。通过各钻孔岩心及显微镜下系统观察分析，其主要特征：

(1)砾石成分单一，均为二长花岗岩，主体为中—细粒，部分可达中粒，或中—中粗粒。砾石岩性与矿区基底二长花岗岩体岩性完全一致。

(2)砾石为次圆状、次棱角状，磨圆较差，砾石大小悬殊，分选差—极差，砾石分布于砾岩建造的上、下位置无明显区别，砾石直径多为2～20 mm，大者为50～250 mm，更大者可达2～3 m，说明成岩时快速堆积，砾岩面貌与一般砾岩区别明显，具有岩体的面貌，但又有“角砾状”、“碎裂状”、“砾状”的结构构造特征，因而初次见者往往无法直接定名为花岗质砾岩。

(3)砂屑成分均为长英质，砂屑为斜长石、钾长石、石英、少量黑云母，另有花岗岩岩屑(长石石英集合体)，均为二长花岗岩风化破碎而成，为次棱角状、棱角状，次为次圆状，粉砂为次棱角状、棱角状，成分主要为长石、石英。胶结物以粉砂及黏土矿物为主，少量绢云母，尘点状铁质物，充填于碎屑之间，呈孔隙式胶结。

(4)砾石成分成熟度较高，但结构成熟度极低，磨蚀作用极弱，破碎作用在成岩过程中占主要作用。

(5)组成岩石的碎屑物质中，中—酸性斜长石、钾长石、黑云母为次稳定矿物，石英属稳定矿物，但该类矿物砂屑均在岩石中完好地保存着，次生变化无或较弱，说明各种碎屑未经过长距离搬运。

(6)显微镜下观察可见岩石具有碎屑(尤其单矿物碎屑)，一般多呈次棱角状、棱角状，多可见有平直或近平直的边界，大小斜长石、钾长石、石英砂屑或岩石碎屑、砾石均可见到与附近相同矿物成分(砂屑或砾石)的边界大体可拼贴，常见到同一矿物碎屑就近碎成几块矿物碎屑的现象，可拼接的高粒度碎屑被低粒级碎屑充填，砾石裂隙中被粉砂充填，似断似连的砂屑等现象是碎屑物质未搬运的证据。

3.2 产状

花岗质砾岩有2种产状：①火山碎屑岩之下的基底；②火山碎屑岩中的夹层。作为基底出现的花岗质砾岩，大体可看出，4#线以西顶界面高程在200 m以上，并且向西高程有增加的趋势；4#～48#线高程为130～150 m，地势平缓低洼；52#线顶界面高程迅速变为212 m，向东未有勘探线控制，但据此趋势推断高程可能仍迅速增高，为高山地貌。呈夹层出现的花岗质砾岩，在矿区东部40#、48#、52#线出现，向东未控制住，出现高程为271～380 m，为40#、48#、52#线控制，向东未有勘探线控制，大体为向E倾的透镜状体，钻孔控制厚度为40～80 m。

4 花岗质砾岩成因及成岩过程

深部见花岗质砾岩的钻孔大多未穿透该花岗质砾岩层，其中一孔更是达150 m厚的砂质砾岩，仍未见底，通过大量的该套岩石观察，其面貌多样，但归根结底均可归为花岗质砾岩。个别孔底部可见基本正常的花岗岩，但其裂隙及少量的部分仍可见砂屑充填，体现出花岗质砾岩的特点。通过对花岗质砾岩自上而下观察，可见中间夹有几米不等的正常二长花岗岩，亦多见10～30 cm的砾石被砂屑、粉砂等碎屑胶结，各类砂屑均为二长花岗岩风化破碎而成。大量的岩心及显微观察判断，各类碎屑物未经过明显的搬运、磨蚀、分选而就地堆积成岩，可判断成因只能是原岩花岗岩就地风化破碎后浅埋成岩，浅部可能为极短距离就近堆积。

二长花岗岩侵位后，经过一次区域性的构造事件被抬升至地表，以致基本暴露出当时的古地表，自此出现沉积间断，存在古风化壳，长期受到风化作用，在矿区范围内古地表地貌有所起伏，中部低，西部平缓上升为山坡，东部陡然上升，为高山地貌。在长期风化作用下，该二长花岗岩体自上而下不断发育裂隙、破碎，近地表风化破碎程度可类比于现今岩体风化地貌、风化砂、残积状态，碎屑化程度高，角砾小，细小碎屑物多，形成的岩石为花岗质砂质砾岩、花岗质砾岩，向深部风化作用并掺杂地表水、裂隙水不断自浅入深作用于该岩体，使岩体在不同深部、不同程度地沿裂隙不断破碎成大小各异的碎屑，形成的花岗质砾岩特点为多出现巨大砾石及砾石占绝对主体的花岗质砾岩，向更深部受物、风化作用减弱，仅形成一些裂隙，未有明显的破碎物充填，岩石接近正常的二长花岗岩。上述过程大体相当于同生作用，至满克头鄂博组喷发期前结束该同生作用，上侏罗统满克头鄂博组火山碎屑物堆积覆盖，便开始了类似沉积岩的浅埋成岩作用，原始松散破碎状态的二长花岗岩的巨砾、砾石、砂屑、粉砂等各粒级的碎屑物开始逐渐成岩，在长期埋深至少在300 m(现今埋深)以下的浅埋成岩作用下，足以形成现今坚固完整的花岗质砾岩。矿区东部透镜状夹层产出的该套花岗质砾岩可能为火山活动过程中东侧的二长花岗岩高山或已成岩的花岗质砾岩崩塌，岩块落入火山碎屑岩中，类似巨大集块呈透镜状分布于火山碎屑岩中。

砾、砂屑、粉砂均为原岩二长花岗岩风化破碎为主的机制下形成，大体过程可概括为：原岩二长花岗岩在风化破碎作用长期不断进行下，不断形成各方向裂隙切割的砾石，裂隙处同时出现细小的角砾等碎屑，继续作用下，各种粒级的砾石不断被破碎，出现的角砾、砂屑也越来越多，不断作用下，砂屑进一步破碎，形成更细级砂屑，直至可出现粉砂、泥质级别的碎屑物质，从而出现岩心及显微尺度的各种粒级碎屑共存，碎屑大体可拼接的地质现象。砂屑、粉砂呈裂隙状充填于大体正常的二长花岗岩中，是破碎机制刚启动的证据。