晋东北隐爆岩及其对金银的控矿意义

CRYPTOEXPLOSIVE ROCK AND ITS ORE-FORMING SENSE
TO GOLD-SILVER DEPOSIT IN THE NORTHEASTERN
SHANXI PROVINCE，CHINA

LI Shen-yuan，MA Xiao-bing
（The Third Geological Exploration Bureau of M.M.I.,Taiyuan,Shanxi 030002,China）

Abstract:　Cryptoexplosive rocks have important control senses for subvolcanic rock type gold and silver deposits in the Northeastern Shanxi. They are formed by gas explosion, magmatic explosion and hydrothermal fluid injection when shallow or super-shallow intrusion of deep-sourced granitic magma took place. Cryptoexplosive breccia rocks can be divided into five types showing more or less horizontal and vertical zoning.Cryptoexplosive rocks are formed in the relative closed system, so there are several differences between cryptoexplosive rocks and explosion-breccia of volcanic-neck phase and can be taken as distinguishing sign. Cryptoexplosive rocks were formed at final stage of multiple phases of intrusion and volcanism of granitoid magma and therefore become the last carrier of ore-bearing magmatic hydrothemal solution. Because cryptoexplosive rocks were formed in relative closed space and contain various porous breceia and subsidiary faulted structure they are best ore-control structure of gold-silver deposit.
Key　words:　The Northeastern China;cryptoexplosive rock;gold-silver deposit.

1　隐爆岩的产出特征
　　隐蔽爆破作用(简称隐爆作用)是在岩浆顶部岩层压力大于岩浆爆破应力条件下发生在地下浅部的爆破式次火山活动。由隐爆作用产生的各种角砾岩称隐爆角砾岩。由浅成或超浅成侵入岩和隐爆角砾岩组成的统一整体称隐爆岩。
　　隐爆岩是晋东北海西—燕山期过渡同熔型花岗岩类(Ⅰ型)岩浆活动的显著特征，是多期次活动形成的岩浆岩体(田)较晚阶段的产物。该区燕山期另一种成因类型的花岗岩，即那些规模较大、岩性单一的壳源型黑云母花岗岩(S型)，不伴随隐爆岩，也不伴随金银的成矿作用。隐爆岩有的伴火山岩，有的不伴火山岩。与火山岩伴生者，隐爆岩晚于火山岩，且常沿先有火山颈形成。
　　大同-天镇一带近东西向区域深断裂带和五台-恒山地区网状断裂系统控制着海西—燕山期花岗岩类及相关矿床的分布^［1］。隐爆岩产于不同方向深断裂的交叉部位，深断裂与次级浅断裂的交叉部位或靠近深断裂的次级浅层次断裂中，形态产状取决于控岩构造的类型及特征，受断裂交叉部位控制的隐爆岩常呈筒状或漏斗状(耿庄)，受单一断裂控制的隐爆岩则呈墙状(堡子湾)或透镜状(支家地)等。分布面积零点几到一点几平方公里，延深达数百米。

2　隐爆方式及隐爆角砾岩的分类
　　综合我局对耿庄隐爆岩^［2］、支家地隐爆岩^［3］和堡子湾隐爆岩(冶勘三局地勘院：山西省阳高县堡子湾金矿0～11线补充地质勘探报告，1988年)的研究成果，可对隐爆作用的形式和隐爆角砾岩类型归纳如下：
　　1.隐蔽爆破的主要形式是气爆和浆爆，其次是热液注入。所谓气爆是当岩浆侵入到近地表一定深度时，由于压力降低，岩浆柱前锋聚集的挥发性气体陡然膨胀导致的爆破作用。所谓浆爆是在岩浆柱前锋部分凝固的情况下，由于内部岩浆压力的增大或某种诱导因素(导岩断裂活动，岩浆壳冷凝收缩破裂等)导致的岩浆爆炸式的迅速上侵作用。气爆和浆爆完成后，隐爆岩的主体已经形成。热液注入是在隐爆岩主体形成之后，由于岩浆期后热液(其中含大量天水)的聚集，使已形成的角砾岩局部成为一种热的“泥石流”状态，流态泥石沿隙贯入已形成的各种角砾岩和围岩中固结成岩，或是含有少量细粒岩石碎屑的稀流体侵入裂隙和孔隙发育的角砾岩而使之发生改造的作用。
　　2.隐爆角砾岩可按其生成方式分为5种类型：
　　(1)围岩震碎角砾岩(简称震碎角砾岩)　由气爆或浆爆形成。分布于隐爆岩的边部，宽数米到数十米，连续或不连续分布。震碎带与末震碎围岩界线清楚或呈过渡关系。角砾成分单一，取决于围岩的岩性。角砾形态不规则，砾径在1米以下。胶结物为与角砾同成分的岩尘，或后期被硅质或钙质交代。虽遭受后期隐爆作用的影响，但仍可看出角砾之间有一定的可拼接关系。
　　(2)顶部岩层崩坍角砾岩(简称崩坍角砾岩)　可由气爆或浆爆引起，也可由于岩浆冷凝收缩，形成硐室，由顶盖岩层重力坍塌而形成。崩坍角砾岩分布于紧靠震碎带内侧的隐爆岩上部，角砾成分取决于隐爆岩筒顶部岩层的岩石类型，角砾大小悬殊，大者为几十米厚的岩块，小者仅肉眼可辨。角砾呈棱角状，无分选性。胶结物为成分复杂的岩尘或泥质。成岩程度一般较差。
　　(3)熔浆角砾岩　即在浆爆过程中由岩浆胶结岩浆凝块或其它碎屑物质形成的角砾岩。紧靠浅成斑岩岩体分布，也可单独呈岩枝插入震碎带、崩坍带或围岩中。其中角砾成分以斑岩为主；边部含有较多其他成分的角砾。砾径较均匀，多在3～8cm之间，很少超过10cm。角砾呈次圆状、滚圆状及棱角状。胶结物为花岗质熔浆，呈细粒状或隐晶状结构。其外貌的显著特点是色浅、坚实。由于岩浆的同化混染作用，边部颜色和成分趋于复杂而难以辨认。
　　(4)热液贯入角砾岩　由流态泥石注入其它岩石裂隙形成的角砾岩。呈脉状或不规则状贯入上述三种角砾岩、斑岩及围岩中。与周围岩石界线清楚，但参差不齐。一般厚几十厘米至几米。角砾成分复杂，与周围岩石明显不同。砾径为数厘米，多数圆度好。胶结物常为泥质物或岩屑等。
　　(5)热液混杂角砾岩　为被携带少量细岩屑的热液改造的前述各种角砾岩。沿前三种角砾岩中的后期次级裂隙发育地段及多隙疏松的崩坍角砾岩的某些地段发生，呈按一定方向延伸的似脉状体或不规则状体。角砾与胶结物特征取决于被热液混杂的原岩，但也有少数为热液带入的细砂及岩粉。
　　热液贯入角砾岩和热液混杂角砾岩常具成矿热液活动的某些前期特征，如早期蚀变和含硫化物较多等。
　　3.对不同的隐爆岩而言，隐爆作用可以是多阶段的，也可以是单阶段的；可以是多种形式的，也可以只有一种形式。相应地，各类型隐爆角砾岩在不同隐爆岩中发育程度也不尽相同。耿庄隐爆岩三种隐爆方式兼而有之，形成全部5种角砾岩(表1)，而支家地隐爆岩则只有浆爆一种方式，仅形成震碎角砾岩和熔浆角砾岩。

图1　耿庄隐爆岩形态的平面(a)和剖面(b)示意图
Fig.1　Plane and section sketch of the closely exploded rock at Gengzhuang village
1.第四系黄土　2.河床现代冲积层　3.太古宙花岗岩　4.花岗闪长岩　5.花岗闪长斑岩　6.震碎角砾岩
7.崩坍角砾岩　8.熔浆角砾岩　9.贯入或热液混杂角砾岩　10.崩坍岩块　11.矿体　12.断层　13.坑道

图2　支家地隐爆岩筒平面图(a)和剖面图(b)
Fig.2　Plane and section sketch of the close exploding pipe at zhijiadi village
1.石英斑岩　2.石英斑岩震碎角砾岩　3.熔浆角砾岩　4.火山碎屑岩震碎角砾岩
5.上侏罗统张家口组火山角砾岩、集块岩　6.长城系高于庄组白云岩　7.断层　8.矿体

3　关于隐爆岩鉴别的探讨
　　鉴别隐爆岩并非易事，最易与之混淆的是颈相火山爆发(角砾)岩。
　　由于隐爆作用发生在地下，因而隐爆岩是在一种相对封闭的系统中形成的，它与火山爆发岩筒形成时的完全开放的系统在物理化学和物质动态方面均有显著的差别(表2)。这种特定环境造成隐爆岩的一系列地质特点可作为鉴别隐爆岩的依据：
3.1　浅成侵入岩特征
　　(1)浅成侵入岩外貌　隐爆岩中的浅成侵入岩具有一般侵入斑岩的外貌特征，如颜色均匀，矿物成份变化不大，基本不含围岩成份，斑状结构和少见各种流动构造等。因而在外观上易与和火山岩极为相似的火山颈相爆发熔岩相区别。

4　晋东北隐爆岩的金银成矿意义
　　笔者在晋东北次火山岩型金银矿的研究中发现各中生代岩浆岩集中分布区(岩浆岩田)各类火成岩形成的时序关系是壳源型花岗岩(S型)早于过渡同熔型花岗岩(Ⅰ型)；火山岩早于侵入岩；深-中深成侵入岩早于次火山岩。在与金银成矿的关系上，壳源型花岗岩阶段和火山岩阶段不成矿，深-中深成侵入岩成矿强度弱，而各类次火山岩和隐爆岩与成矿有密切的关系。比较各类矿床构造的成矿规模，最佳的是隐爆角砾岩，全部形成中、大型矿床；其次是沿先有火山颈侵入的复式岩株，可形成大、中、小型矿床；受单一岩性斑岩接触带和围岩中断裂系统控制的矿床常为小型矿床，浅成斑岩本身(狭义斑岩型矿床)不构成金、银工业矿体，但可形成斑岩型Cu、Mo矿床(后峪)。
　　从控矿的角度看，隐爆岩筒控制矿床的产出位置，本身是一种矿床构造，即与之有关的矿体主要分布于隐爆岩范围内，少数矿体可分布于或插入外接触带中。控制矿体的构造主要是由于导岩、控岩断裂频繁活动和次火山岩侵入形成的次级断裂和裂隙等，其次是熔浆角砾岩与其他角砾岩的接触带。隐爆岩内的次级裂隙和断裂一般规模不大，延长较大者为100～200m，其产状变化与隐爆岩筒的边缘或隐爆岩的总体走向相协调。在耿庄，矿体的走向自北而南按NE—E—NW的趋势变化，与隐爆岩筒西部边缘的变化相吻合。在支家地和堡子湾，矿体的产状无论在倾向上，还是走向上与熔浆角砾岩，进而与整个隐爆岩筒相一致。
　　除了构造断裂和裂隙之外，隐爆角砾岩的疏松程度和物质成份对矿体的分布、厚度和形态也有一定的影响。在耿庄，矿体主要分布于结构疏松的崩坍角砾岩带内，而在致密坚硬的爆破角砾岩中则很少有矿体分布，在控矿裂隙通过碳酸盐岩坍塌岩块或碳酸盐岩角砾集中的地段，矿体厚度变大，品位提高。在时间上，矿物的沉淀总体在隐爆作用完成之后。在耿庄，岩浆期后的热液活动可依序划分为3个阶段：第一是热液角砾岩贯入或热液混杂阶段，第二是碳化阶段，第三是成矿阶段。第一阶段，成矿物质未发生沉淀，但已有微弱碳化作用，第二阶段，以碳化作用为主，成矿物质已有少量沉淀，表现在碳化岩石常含0.n×10^-6级的金矿化；第三阶段，成矿物质大量沉淀，形成工业矿体。
　　隐爆岩之所以成为最佳矿床构造的原因在于：首先隐爆作用一般在岩浆活动的较晚阶段发生，在时间上处于岩浆热液集中的时期，因而浅成斑岩常是含矿热液的主要来源；隐爆岩在相对封闭的系统下产生，成矿溶液易于集中而不致分散，其三，隐爆岩所伴随的各种角砾岩及围岩中与火山构造有关的断裂作为一种构造薄弱部位，形成一定规模的容矿空间，因而对成矿极为有利。