浅析安徽金寨县汞洞冲地区角砾岩地质特征

浅析安徽金寨县汞洞冲地区角砾岩地质特征

薛全君

内蒙古有色地质矿业（集团）609有限责任公司，内蒙古自治区乌兰察布市012000

摘要：文章对安徽金寨县汞洞冲地区角砾岩地质特征进行分析，主要从区域地质特征、角砾岩地质特征对成岩背景进行分析，结合角砾岩筒内部结构-成矿构造特征对岩石类型及其空间分布、角砾岩体垂向变化、角砾岩筒的垂向结构模型进行分析评价，认为该地区角砾岩构造形态复杂，岩石中矿物质含量较高，其可能是该地区矿床成因的有利矿源来源。有进一步地质勘查的必要。

关键词：汞洞冲角砾岩，地质特征，矿源

1地质概况

研究区地处安徽省大别山北麓，北西向金寨-鲜花岭构造岩浆岩带内，位于北西向金寨断裂带和北东向古碑-熬药尖断裂交汇部位，海拔高程150-550米之间，总体属于低山区。南部为响洪甸水库，中部为薄刀岭山脊，北部是熬药尖山峰，工作区内分布有山间盆地。区内交通便利，有县级公路与312国道相接，北接六安市区和金寨县城，往东可到霍山县城。

1.1地层

区内地层简单，主要为新元古界-下古生界佛子岭岩群浅变质岩系和中生界白垩系上统的火山岩地层。

新元古界-下古生代佛子岭岩群：区内仅出露佛子岭岩群中的潘家岭岩组，岩性以云母石英片岩为主，少量石英岩。该岩组岩石总体走向为NWW向，向SSW缓倾，倾角一般在5-30°。岩层内普遍发育早期紧密平卧褶皱及后期叠加褶皱，并因后期滑覆作用形成一系列平行或微交片理的滑覆断层。

中生界白垩系上统毛火山岩：自下而上发育有黄石滩组、白云庵组和响洪甸组火山岩。

其中黄石滩组厚度170-610 m，下部以安山质角砾凝灰岩、安山质夹凝灰质砂岩为主，上部为粗安质凝灰熔岩和熔结凝灰岩。白云庵组东西两部存在差别，东部厚度565-711 m，下部为石英安山质凝灰岩、凝灰质砂砾岩，中部为石英安山质、英安质火山岩，上部为石英安山质、英安质角砾凝灰熔岩及凝灰熔岩；西部厚度323-1500 m，下部为英安质凝灰岩、集块角砾凝灰岩、英安岩，中部为流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩及凝灰质粉砂岩，上部为石英粗面质熔结凝灰岩、凝灰岩。响洪甸组厚度240-320 m，下部为集块状白榴石玄武岩、白榴石岩、碧玄岩夹凝灰质砂岩，上部为含白榴石碱性长石粗面质、碱玄质、响岩质熔岩、凝灰岩。

1.2构造

鲜花岭地区位于十八盘-三合复式叠加向斜构造北翼，总体为一向南缓倾斜的单斜构造，区内无根褶皱、韧脆性变形形成的膝折构造较为发育。

区内断裂构造主要有北西向、北东向和近南北向三组。

北西向断裂构造：形成较早，具有多期次活动的特点，是区内重要的控矿构造。该组断裂早期表现为压扭性，晚期为张性。常发育顺层糜棱岩化、韧脆性破裂劈理带、碎裂岩化及角砾岩化，结构面上擦痕明显，多表现为左行特征。断裂面一般较平直，延伸稳定，走向300-326°，倾向南西，倾角40°-80°。

其中研究区西南侧从响洪甸库区通过的金寨断裂是区内导岩导矿构造带，也是北淮阳地区重要的区域性导岩导矿构造。该断裂为超壳断裂，经历了多期构造演化，在与北东向断裂交汇处，往往表现为地球物理场的扭折带和岩浆岩区。

北东向断裂构造：形成较晚，是北西向派生构造，断裂面不平直，一般延伸不远，其倾向北西，倾角较陡。早期以张性为主，晚期表现为左形平移。多数情况下发育构造角砾岩，局部见劈理化带，石英脉等脉岩也常沿北东向展布。北东向构造是在区内的代表断层有：和尚冲断层、戈家冲断层、马冲断层、孙冲断层、大湾冲断层等。

上述两组构造的交汇部位，常出现构造角砾岩和超浅成侵入体，硅化、黄铁矿化蚀变普遍，以往资料中显示的重砂、物化探异常也多与这些部位吻合。

近南北向断裂：地貌表现明显，常形成大的沟谷，延长一般1-3公里，压性为主，东倾，推测产状较缓，此类断层有杨冲断层、曹冲断层、黄冲断层。

1.3岩浆岩

白垩纪火山岩自下而上依次发育黄石滩组、白云庵组和响洪甸组火山岩。其中黄石滩组厚度170-610 m，下部以安山质角砾凝灰岩、安山质夹凝灰质砂岩为主，上部为粗安质凝灰熔岩和熔结凝灰岩。白云庵组东西两部存在差别，东部厚度565-711 m，下部为石英安山质凝灰岩、凝灰质砂砾岩，中部为石英安山质、英安质火山岩，上部为石英安山质、英安质角砾凝灰熔岩及凝灰熔岩；西部厚度323-1500 m，下部为英安质凝灰岩、集块角砾凝灰岩、英安岩，中部为流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩及凝灰质粉砂岩，上部为石英粗面质熔结凝灰岩、凝灰岩。响洪甸组厚度240-320 m，下部为集块状白榴石玄武岩、白榴石岩、碧玄岩夹凝灰质砂岩，上部为含白榴石碱性长石粗面质、碱玄质、响岩质熔岩、凝灰岩。

鲍冲岩体分布在汞洞冲研究区外围的西北部，为区内最大的侵入岩体。该岩体的岩性主体为闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩，物探显示该岩体具有一定的磁异常，但目前尚未发现明显的矿化及成因联系。

图1 鲜花岭地区岩浆岩镜下照片

A、鲍冲岩体，石英闪长岩；B、西冲闪长玢岩；C、黄石滩组石英安山质凝灰岩；D、响洪甸组响岩，六边形霞石晶体；E、F 孙冲石英正长斑岩；G、响洪甸组内霓辉正长岩，正长石呈放射状；H和I、响洪甸组内霓辉正长岩。

2角砾岩地质特征

岩石角砾成份上部为白云石英片岩，下部以二云石英片岩为主，灰绿-灰白色，棱角状，砾径1-50厘米，无分选性，排列无序。金属硫化物与石英、方解石、白云石等脉石矿物组成胶结物，含量15-20%，基底式-孔隙式胶结，因角砾间的空隙发育，胶结物多表现为自形晶，其中方铅矿晶粒在1厘米左右，石英晶柱最长可达20厘米，角砾岩体与围岩云母石英片岩的界线截然，岩层总体呈北东走向，倾向变化较大，倾角一般较缓。

矿体产状与角砾岩体基本一致，控制长度达210米，矿体在浅部厚大，向深部出现分枝、变薄，矿体在横切面上呈半环状，纵切面上呈倒U型，控制最大厚度达230米，最小16米，平均近100米。整个角砾岩体内部未见明显的蚀变现象，反映含矿热液以充填形式成矿。

岩石的矿物组分：岩石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，少量黄铜矿等；脉石矿物主要为石英、方解石、白云母等。岩石以中-粗粒它形、半自形粒状结构为主，次为包含结构、固溶体结构；浸染状、脉状及团块状构造为主，其中脉状、团块状岩石较富。

研究区内早期实施的普查评价中所提交的岩石内矿石品位为：Pb1.83%，最高达29.3%；Zn平均1.25%，最高达14.7%；Cu平均0.07%，最高为1.28%，Au平均为0.31g/t，最高达9.6g/t；Ag平均品位为34.5g/t，最高达374.7g/t。但根据目前矿山开采实践资料，矿化主要发生在岩筒中上部块状角砾岩体中，铅锌矿斑杂状分布于角砾之间的胶结物中，贫化与富集具有很大的随机性，没有明显的空间分布规律，开采显示的品位普遍高于详查时计算的平均品位2-3倍以上，Pb+Zn>8%。

3角砾岩筒内部结构-成矿构造研究

汞洞冲铅锌矿受控于筒状角砾岩体，但其成因一直存在不同认识，普遍认为是汞洞冲角砾岩是产于两组断裂交汇处的断层角砾岩。为此，查明该容矿角砾岩的成因不仅有助于界定汞洞冲铅锌矿的成因，而且对区域找矿尤其是对确定正确的找矿标志尤为重要。

该角砾岩体呈近于直立的筒状体产于平缓的佛子岭岩群中，前人按脉状矿体的连接思路在该角砾岩体的中上部圈定了一系列梳状矿脉，但开采实践并非如此，矿化主要发生在岩筒中上部块状角砾岩体中，铅锌矿斑杂状分布于网状胶结物中，与石英、方解石共生，是同一成矿流体的卸载物，但贫化与富集具有很大的随机性，空间上没有明显的富集规律，即成矿物质与石英、方解石一样，均为胶结物，总体呈网状分布，与角砾岩体是同一地质作用的产物。

通过对汞洞冲角砾岩体认真观察，依据构造意义的差异，将角砾岩体分解为四类构造-岩石单元。

3.1岩石类型及其空间分布

块状角砾岩：位于角砾岩筒中上部，由角砾和胶结物两部分组成。角砾大小3-100cm，一般30-60cm，断面形态为多边形，以三角形、四边形为主，少量五边形； 边界平直，棱角分明；角砾内部相对完整，未见多次破碎的复合角砾。但边部广泛见有V型纹和V型脉。

板状碎裂岩：主要分布在块状角砾岩体深部和凹凸不平的接触带外侧围岩中，前者在岩心中显示垂向深度数百米，伴生有与其产状平行的脉状角砾岩；后者厚度数米。此外，在块状角砾岩体的顶部也分布有板状碎裂岩。

脉状角砾岩：产于块状角砾岩下部、边凹部、正顶部。常位于板状碎裂岩中，多数与劈理面平行，也有部分斜交。形态：脉状、透镜状、囊状。边界不规则，表明两侧没有强烈的剪切滑移。产状：走向不一，通常近于直立，厚度一般10-50cm，长度不详，采场露头大于十米。

层状角砾岩：位于角砾岩筒边部围岩中。围岩岩性为相对完整的中薄层状石英岩夹少量薄层白云母石英片岩、白云母片岩，片理稳定，其中的中层状石英岩有时发育有不同程度的碎裂化，形成可拼合的角砾岩和碎裂岩，裂隙面被自形的铅锌矿-石英充填，外形呈顺层的透镜状、囊状；片岩中可见有“顺层充填的”短小无根含岩石英脉，总体仍保留层状构造。

3.2角砾岩体垂向变化

对研究区不同标高的采场进行了系统观察。对比的三段标高分别为：100-200米（露天）、-85米和-165米。

角砾岩体的变形特征：近地表处的块状角砾岩中的角砾砾径一般在分米级，大小相对均匀，表现为近等轴状多面体；胶结物厚度一般在3-5厘米，形成贯通性脉体，以石英为主，结晶粗大，达厘米级。

-85米处角砾砾径分为两类，一类粗大，分米级，外形与浅表显著不同，一般表现为长条状，且内部片理有不同程度的揉皱，同时常见有顺片理灌入的石英细脉，表明在破碎之前已发育了明显的塑性变形和热液充填作用；另一类细小，厘米级，分布于前者的砾间，与胶结物含量相近，以方解石为主，结晶变细。前者镶嵌在后者之中，如同斑状结构。这种具有不同变形属性的两类角砾的并存现象，反映该处经历了早期的伴有热液活动的塑性变形和晚期的强烈气液活动的脆性隐爆作用。

-165米处角砾岩化程度降低，浅部厚大的角砾岩体逐渐分化成数个小角砾岩体，在这些角砾岩化地段，角砾相对变小，以厘米级为主，大小相对均匀，胶结物含量降低，以方解石为主，结晶细小。

角砾岩体两侧围岩的变性特征：-85米处，角砾岩体两侧围岩因岩层不同表现出不同的变形，软弱层中表现为顺层滑脱，形成顺层千枚理化带，在薄层状刚性层中表现为不规则板理化或透镜化，而厚层刚性层则表现为陡立的裂隙化，在这些顺层滑脱背景上常见有滑脱断层，靠近角砾岩体产状较陡，远处则逐渐变缓，反映隆升滑脱程度具有空间上的不均匀性。

-165米处采场中，刚性层内滑劈理发育，形成具有S-C组构外貌的相互叠置的细小透镜体，而软弱层则表现为片岩带，且有一定的揉皱外貌，反应越向深处岩层塑性变形特征愈加明显。

上述角砾岩体及其两侧围岩的变形特征显示，早期变形以塑性为主，形成缓倾-中等倾斜的顺层滑劈理和顺劈理充填的石英细脉以及高角度滑脱断层；晚期以脆性为主，形成大小不等的气液角砾岩体。

蚀变特征：浅表处，表现为硅化、绢云母化以及碳酸盐化，同时伴有硫化物矿化。-85米处早期表现为绿泥石化-硅化，以贯入方式充填在破碎带和滑劈理内，晚期气爆阶段表现为脉状胶结物中对称分布的绢云母化-硅化-硫化物矿化+少量。-165米处表现为片岩的揉皱虚脱空间充填的细脉状钾长石化和硅化，晚期气爆阶段则表现为对称分布的绢云母化-碳酸盐化-硅化-少量斑块状硫化物矿化。

上述特征表明气液隐爆之前深部经历了塑性滑脱和高温蚀变阶段。在塑性滑脱阶段，形成了垂向高度达数百米不规则的柱状滑脱带。滑劈理产状显示从中心向周边滑脱，且越靠近中心倾角越大；其滑脱强弱与岩层的能干性有明显的对应关系，软弱层中表现为密集的千枚理，薄层刚性层中表现为S-C特征的滑劈理化、厚呈刚性层表现为透镜化。且与向深部滑脱强度越大，同时还出现多条高角度滑脱断层。滑脱带内岩石重结晶现象明显，新生的石英、绢云母等蚀变矿物优选方位与滑脱劈理产状一致，同时顺先存面理和新生滑劈理表现出有规律的细脉充填现象，即上部石英为主夹少量方解石，向下逐渐变为以片状方解石为主夹少量石英，深部则在石英细脉边部出现绿泥石、钾长石蚀变晕。这种变形与蚀变之间的有规律伴生现象表明，两者是同一地质作用的派生产物，即富含成矿物质的热流体不断聚集并向上顶托的结果。-85米采场中，早期蚀变组合为绿泥石+石英；-165米采场中，早期蚀变组合为钾长石+石英

图2 不同标高采场中的蚀变

3.3角砾岩筒的垂向结构模型

气液角砾岩筒是深部热流体聚集到内压力大于主要“屏盖围岩”强度和围岩静压力之和后的隐爆产物。因此，在高温热流体聚集过程中，必将造成围岩不同程度的隆升变形，进而“屏盖围岩”破裂隐爆，热流体释放，流体腔坍塌。为建立这一过程的构造模型，必须从更大范围内详细观察有关构造形迹。

即高温热流体向上聚集过程中，刚性的“屏盖围岩”因顶托而穹状隆升，软弱层发生滑脱。在地下深处，静岩压力较大，虽然刚性层抗张强度小于气液内压力时发生破裂，热流体继续上移，但不会发生隐爆；当热流体进入地壳浅表处，一旦“屏盖围岩”强度和围岩静压力之和小于热流体内压力时，必将造成“屏盖围岩”大范围破裂隐爆，同时热流体大量释放，穹状流体腔随之坍塌。为建立这一过程的构造模型，必须从更大范围内详细寻找有关构造形迹。

初步观察表明，汞洞冲角砾岩筒上部发育有滑脱构造、地垒式缓倾正断层、张裂脉及其蚀变晕、富泥质角砾岩脉、地堑式正断层，等构造蚀变形迹，证实了角砾岩筒上部围岩经历了隆升阶段的滑脱，隐爆阶段的富气酸性淋滤和坍塌阶段的断陷这样一个完整的演化过程。因此，上部围岩的形变与蚀变与下部隐伏的隐爆角砾岩筒为同一地质作用的不同表现形式。结合不同标高的破碎蚀变特征，初步将汞洞冲角砾岩筒划分为四个构造系统：顶部隆升坍塌系统，上部隐爆系统，下部劈理拓展系统。考虑到深部存在的隐伏岩体，因此可以划分为四部分

各部分主要构造-岩石单元有：

顶部隆升-坍塌系统：大面积硅化褪色区，短轴背斜/片理缓倾区，软弱层中的滑塌构造，缓倾地垒式正断层，高角度地堑式正断层，富泥化等蚀变矿物的角砾岩脉，张裂脉及其蚀变晕。

上部隐爆角砾岩系统：由块状角砾岩、脉状角砾岩、板状碎裂岩、层状角砾岩组成，是成矿的主要空间。

下部柱状劈理拓展系统：由透镜化变质砂岩、滑劈理化片岩、高角度滑脱断层以及少量细小角砾岩脉组成。

底部岩浆出溶系统：汞洞冲研究区勘查深部已达近800米，但尚未出现有关岩体。

上述顶部隆升-坍塌系统和上部隐爆角砾岩系统以及下部柱状劈理拓展系统三大系统已经工程勘查和采矿实践所证实，而底部岩浆出溶系统是一种理性推测。

参考文献

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作者简介：薛全君，男（1970.11-）汉族，内蒙古兴和县人，大学本科，高级工程师，主要从事矿产地质工作。