李玉成　賈立芹　趙書梅　王俊革　張良良

(河北省地礦局第一地質(zhì)大隊)

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太行山南段洪山火山機構(gòu)巖相學特征*

李玉成賈立芹趙書梅王俊革張良良

(河北省地礦局第一地質(zhì)大隊)

近年來，在太行山南段洪山堿性巖體組成的火山機構(gòu)及其附近發(fā)現(xiàn)了數(shù)條金礦化成礦帶和部分銅礦化點，已有研究成果和勘查資料均表明，區(qū)域已發(fā)現(xiàn)的金、銅礦化均與洪山火山結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。在詳細野外觀察的基礎(chǔ)上，對組成洪山火山機構(gòu)的巖相進行了劃分，對各巖相的空間分布、巖石組成特征進行了深入分析，對于區(qū)內(nèi)尋找礦化富集區(qū)域、總結(jié)礦化規(guī)律具有重要的理論和實踐價值。

火山機構(gòu)堿性正長巖巖相學特征空間分布巖石特征礦化規(guī)律

近年來，在前人研究及勘探成果的基礎(chǔ)上，河北省地礦局第一地質(zhì)大隊對太行山南段以堿性正長巖-粗面巖類巖石組合為主的洪山火山機構(gòu)中的金、銅礦化體進行了勘查評價?？辈榻Y(jié)果顯示在火山機構(gòu)淺部的火山碎屑巖金礦化發(fā)育，目前在火山機構(gòu)北側(cè)的婁里地區(qū)已初步圈出4條含金礦化蝕變帶，蝕變帶中巖性以粗面質(zhì)含角礫凝灰?guī)r或粗面質(zhì)角礫凝灰熔巖為主，蝕變帶中巖石較破碎、片理發(fā)育，蝕變帶受構(gòu)造控制明顯。在火山機構(gòu)中部發(fā)現(xiàn)了含銅正長斑巖體、粗面斑巖枝、銅礦化角礫巖筒，且在深部發(fā)現(xiàn)了與正長斑巖有關(guān)的鉬礦化帶?？辈榻Y(jié)果初步顯示，區(qū)內(nèi)礦化具有明顯的水平分帶和垂直分帶特征，具備斑巖型Cu-Mo礦床成礦特征。已有勘查資料表明該區(qū)具備形成斑巖型Au-Cu礦化的成礦條件，成礦潛力較大[1-5]。上述金、銅礦化體的發(fā)育均與洪山火山機構(gòu)關(guān)系密切，因此，對洪山火山機構(gòu)的巖相學特征進行深入研究對于指導區(qū)內(nèi)后期尋找金、銅礦化地段以及總結(jié)區(qū)域礦化規(guī)律大有幫助。

1　洪山火山機構(gòu)概況

洪山火山機構(gòu)位于河北省邯鄲市北東永年縣和武安市交界處的康宿一帶，火山機構(gòu)內(nèi)巖石組成以正長巖-粗面巖類堿性為主，出露面積約46km2?；鹕綑C構(gòu)以洪山主峰為中心，組成包括婁里塌陷破火山口、李溝破火山口及其火山通道、洪山主峰隱爆角礫巖筒及洪山寺隱爆帶?；鹕綑C構(gòu)主體NW走向，向SE側(cè)伏。火山機構(gòu)及其外圍斷裂構(gòu)造主要呈環(huán)狀、放射狀等構(gòu)造形式(圖1)，其西半部受紫山—鼓山斷裂帶的切割已不可見，東半部主要由一系列呈NWW向延伸的脈狀巖石構(gòu)成，具有擴展巖墻式侵位機制。組成火山機構(gòu)的堿性雜巖體侵位于太古代—古生代地層中。洪山堿性雜巖體中與Cu-Au-Mo礦產(chǎn)有關(guān)的微量元素豐度較高，且有濃集趨勢，是銅金多金屬的有利成礦部位。在巖體外接觸帶附近的南田及臺口一帶具有與燕山期閃長巖類巖石有關(guān)的邯邢式鐵礦，以及產(chǎn)于石炭系地層中的煤及其受變質(zhì)形成的石墨礦。

2　巖相特征

洪山火山機構(gòu)巖漿活動頻繁，巖性較復(fù)雜，常見的巖石類型主要有粗粒黑云母輝石正長巖、粗粒霓輝堿長正長巖、中粒黑云母角閃(輝石)正長巖、細粒斑狀霓輝正長巖、石英堿長正長巖及細粒正長花崗巖等。該類巖石為燕山期多階段、多次火山活動噴溢和侵入的產(chǎn)物，火山活動造就了區(qū)內(nèi)與銅及其多金屬礦密切相關(guān)的次火山巖(含銅粗面斑巖)，淺成—超淺成含銅正長斑巖體既為含礦母巖，又為近礦圍巖。

2.1巖漿巖階段劃分

洪山古火山機構(gòu)的燕山期巖漿具多階段、多次噴溢和侵入特點。以往1∶5萬區(qū)調(diào)報告依據(jù)巖石年齡測定結(jié)果將其形成年齡確定為(110～120±)Ma，但經(jīng)近期取樣測試為(120～135±)Ma，經(jīng)研究比對，結(jié)合區(qū)內(nèi)不同巖體的巖石組合、接觸關(guān)系，認為洪山堿性雜巖體的形成經(jīng)歷了3個階段：第1階段巖漿活動以堿性火山巖噴發(fā)、熔巖噴溢和堿性次火山巖的侵入為主；第2階段為輝石正長巖類的侵入；第3階段為堿性正長巖類的侵入、超淺成巖侵入及其后隱爆角礫巖的形成，最后到巖漿期后的脈巖活動告終。

圖1　太行山南段區(qū)域地質(zhì)概況

2.2巖相分帶及其特征

由洪山火山機構(gòu)剝蝕后的巖相圖(圖2)可知，區(qū)內(nèi)巖石為不同期次巖漿侵入的產(chǎn)物，侵入巖總體具有按粒度(粗、中、細粒)、斑狀結(jié)構(gòu)的特點，具有水平分相特征。中心相為洪山主峰一帶晚期粗粒正長巖，過渡相為中粒及中粒斑狀正長巖，邊緣相為火山機構(gòu)邊部早期細粒黑云輝石正長巖，同時還分布有早期次火山巖黑云輝石粗面斑巖以及粗斑正長巖與巨粒正長巖組成的疊加相。

2.2.1早期侵入相

早期侵入相以中淺成為主，分布于洪山火山機構(gòu)周圍以及火山機構(gòu)內(nèi)婁里東—東南部，洪山火山機構(gòu)中的侵入巖與其呈侵入接觸關(guān)系，西北部深部揭露與二長巖呈侵入接觸，主要為閃長巖(δ)、閃長玢巖、斜長玢巖、黑云正長輝石巖(ξψβ)、黑云輝石正長巖(ξφβ)。輝長巖類(斑狀橄欖輝長巖、淺色輝長巖)多以捕擄體形式出現(xiàn)。黑云正長輝石巖出露面積較大，分布于婁里南部，航磁異常分布特征顯示其在地下深處向南大范圍延伸，呈大巖基狀，在探槽中可見其呈透鏡狀捕虜體被包裹于凝灰熔巖中。由于暗色礦物(黑云母和輝石)含量可達30%～40%，巖石較深，呈黑灰色，為洪山火山機構(gòu)早期侵入的偏基性之堿性巖石，多處可見其呈橢圓狀捕虜體被凝灰熔巖包裹，由此可知，洪山火山機構(gòu)深部具有早期侵入的偏基性—基性巖類。

2.2.2噴溢相(K1L)

噴溢相(K1L)主要表現(xiàn)為白堊系婁里組火山碎屑巖地層，區(qū)內(nèi)出露面積較小，分布于火山機構(gòu)南北兩側(cè)，即永年縣婁里村和武安市康宿村附近，由粗面質(zhì)、粗安質(zhì)火山碎屑巖組成，地層組成上具有多旋回噴溢特征，產(chǎn)狀多為205°∠40°，由角礫凝灰熔巖、粗面巖、粗面質(zhì)凝灰?guī)r(τtf)、晶屑凝灰?guī)r(tf)、黑云輝石粗面巖(τφβ)、粗面角礫凝灰熔巖(τbtl)、粗安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及角礫凝灰?guī)r，以及火山角礫巖、集塊巖等組成，很少見外來混入物?；鹕綆r具有一定的產(chǎn)狀，多自火山噴發(fā)中心呈環(huán)狀分布，或內(nèi)傾或外傾。由于后期又受到區(qū)域構(gòu)造作用的影響、改造，產(chǎn)狀復(fù)雜多變。婁里金礦便產(chǎn)于噴溢相(K1L)火山巖地層角礫凝灰熔巖的火山構(gòu)造及構(gòu)造片理化巖帶中。

2.2.3次火山巖相

(1)潛粗面巖。巖石多呈灰—黑灰色，以脈狀、不規(guī)則狀侵入于凝灰熔巖等巖石中，為一種具侵入特征的粗面巖，細粒致密堅硬，節(jié)理發(fā)育，可見其邊緣具有冷凝邊。巖石由鉀長石及少量黑云母組成，粒徑0.1～1.1mm，其中鉀長石呈半自形板條狀，略顯平行排列趨勢，構(gòu)成粗面結(jié)構(gòu)。

(2)黑云輝石粗面斑巖。主要分布于洪山火山機構(gòu)北部高窯—李溝村一帶，主要由1套顆粒較粗的黑云輝石粗面斑巖組成，與火山巖地層呈侵入接觸關(guān)系。

(3)含銅粗面斑巖。分布于婁里火山通道內(nèi)，巖石呈灰白色，以脈狀、不規(guī)則狀侵入于凝灰熔巖等巖石中，為一種具侵入特征的巖石，細粒致密堅硬，節(jié)理發(fā)育，細粒隱晶，偶見鉀長石斑晶，基質(zhì)礦物成分為鉀長石，粒徑0.1～0.5mm，塊狀構(gòu)造。巖石中可見細粒黃銅礦呈2～3mm大小的集合體散布于巖石中，Cu品位0.28%，巖石強烈硅化，塊狀構(gòu)造。

(4)晚期隱爆角礫巖。洪山主峰東北部角礫巖總體呈NEE向的橢圓形筒狀角礫巖筒展布，角礫巖帶及其周邊孔雀石化礦化普遍。洪山寺廟一帶隱爆角礫巖呈帶狀，角礫巖帶兩側(cè)孔雀石化發(fā)育，角礫巖帶偶見星點狀黃銅、黃鐵礦化，邊部正長斑巖的基質(zhì)中見密集的黃銅、黃鐵礦化。

2.2.4中心侵入相(晚期侵入相)

中心侵入相(晚期侵入相)主要分布于洪山溝—紅山主峰一帶，為中淺成和超淺成侵入體，是洪山火山機構(gòu)的主要組成部分，為堿性正長巖、霓輝正長巖、霓石正長巖、正長巖、斑狀正長巖、正長斑巖等。與次火山巖同一個巖漿源，形成時間較晚，活動時間較長，表現(xiàn)出巖石由細粒到巨粒均有出露。巖體呈NWW向帶狀分布，具有南北似對稱分相的特點，即中間粗向兩側(cè)變細。

第3階段早期侵入的黑云輝石粗面斑巖次火山巖相在洪山機構(gòu)中北部呈NNW向分布，面積較大。但由于多階段、多次侵入的結(jié)果，區(qū)內(nèi)正長巖的分布具有粗細穿插侵入的特點：①粗粒、細粒正長巖局部界線不清晰，有漸變過渡現(xiàn)象；②有粗粒正長巖侵入早期斑狀細粒正長巖現(xiàn)象，呈脈狀侵入；③有粗粒正長巖包裹細粒正長巖現(xiàn)象；④有脈狀細晶正長巖沿中—粗粒正長巖節(jié)理侵入現(xiàn)象。

正長巖(χξ)淺肉紅色、灰白色、褐黃色，巨粒、粗粒、細粒結(jié)構(gòu)均有，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，根據(jù)粒度的不同可進一步細分為：①粗粒堿性正長巖(cχξ)，粒度5～10mm，正長石晶體最長大于5cm；②中粒正長巖(mχξ)，粒度5～2mm；③細粒正長巖(fχξ)，粒度2～0.2mm。正長巖(χξ)主要礦物為正長石(條紋鉀長石)，少量磁鐵礦、黃鐵礦、絹云母、氧化鐵等，局部有絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、鈉化、硅化等，是賦存金銅多金屬礦產(chǎn)的主要巖石之一。正長巖(χξ)侵入于黑云輝石正長巖中，主要分布于洪山溝等地。

2.2.5淺成—超淺成相

(1)正長斑巖(ξπ)。洪山古火山機構(gòu)內(nèi)正長斑巖分布較廣泛，多呈脈狀，小巖株狀、串珠狀分布，或受EW向擠壓應(yīng)力所形成的X形斷裂裂隙控制而呈X形。因其斑巖的斑晶大小不一，可見有粗斑正長斑巖、中斑正長斑巖、細粒正長斑巖。粗斑正長斑巖斑晶以鉀長石為主，多見堿性條紋長石，斑晶大者2cm，一般3～10mm；細粒正長斑巖斑晶較小，肉眼不易鑒別，主要為堿性輝石及鉀長石，地表易高嶺土化，巖石呈灰白色，也有蝕變?yōu)閳杂布毩A性正長斑巖。

(2)含黃銅、黃鐵正長斑巖。含黃銅礦、黃鐵礦細粒正長斑巖侵入于婁里火山口南東側(cè)寄生火山口中，具有較明顯的細脈浸染狀黃銅、黃鐵礦化，其巖相學特征為灰白色、淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)半自形粒狀微晶結(jié)構(gòu)。斑晶由鉀長石、斜長石、少量輝石假象及黑云母組成，粒徑一般0.4～1.6mm，基質(zhì)由鉀長石、鈄長石、黑云母組成，粒徑一般0.02～0.2mm，不透明礦物由黃鐵礦(5%)、黃銅礦(0.5%～1%)、磁鐵礦假象、藍輝銅礦、銅藍、褐鐵礦組成。巖石具有輕微絹云母化、硅化、綠泥石化。

2.2.6巖漿期后脈巖

巖漿期后脈巖由石英脈、燧石巖脈、長英質(zhì)巖脈、次生石英巖脈、細晶巖脈、偉晶巖脈、煌斑巖脈等分別穿插于上述各類巖石中。石英脈主要穿插于雜巖體南部正長巖中，燧石巖脈穿插于雜巖體北部凝灰?guī)r中。婁里一帶的正長斑巖脈主要分布于金礦化蝕變帶內(nèi)及附近，規(guī)模大小不一，長度一般可達數(shù)十米至100余m，寬多為1～2m，礦化蝕變帶中的正長斑巖脈最寬達15m，長300余m，其形成與金礦化同期或略早，與金成礦關(guān)系極為密切。巖石呈淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)細晶—粗面結(jié)構(gòu)，斑晶主要為鉀長石，粒徑一般7～10mm，大者可達20mm，鉀長石呈半自形板狀。基質(zhì)由鉀長石及少量黑云母組成，粒徑一般0.05～0.4mm，其中鉀長石呈半自形板狀，略顯平行排列的趨勢，構(gòu)成粗面結(jié)構(gòu)。次生石英巖脈呈不規(guī)則脈狀分布于預(yù)查區(qū)北部，巖石呈粉白—淺肉紅色，致密堅硬，敲之發(fā)出清脆響聲，其為中—酸性次火山巖，在火山硫質(zhì)噴氣和熱液的影晌下，經(jīng)交代蝕變作用所形成的一種高硅化的變質(zhì)巖石，巖石由硅質(zhì)、不透明礦物及少量絹云母組成，硅質(zhì)大部分為隱晶狀玉髓，部分為他形粒狀—近半自形柱狀，粒徑一般小于0.15mm，含量可達90%，絹云母呈微磷塊狀，顆粒細小，主要分布于微粒狀石英集合體內(nèi)。巖石中金屬礦物有黃鐵礦，銅黃色，半自形立方體，粒徑0.01～0.6mm，含量達3%，次有鋯石、重晶石、鎂鈦礦、磁鐵礦等。

3　結(jié)　論

(1)洪山火山機構(gòu)屬于中生代火山活動及巖漿活動的產(chǎn)物，其形成時代為早白堊世(110～135Ma)。堿性正長巖-粗面巖類巖石為主要巖石組合特征，具有多階段、多期次噴溢侵入的特點。洪山堿性雜巖體的形成經(jīng)歷了3個階段，早期以噴發(fā)為主，形成的巖石類型主要為堿性火山巖噴發(fā)巖和熔巖；中間階段以輝石正長巖類侵入為主；晚期階段以堿性正長巖類侵入為主。

(2)侵入巖總體具有水平分相特征，中心相為洪山主峰一帶晚期粗粒正長巖，過渡相為中粒及中粒斑狀正長巖，邊緣相為火山機構(gòu)邊部早期細粒黑云輝石正長巖。

(3)洪山巖體的中心巖體頂部雖然具有一定的剝蝕深度，可見粗粒正長巖、中粒正長巖及邊部正長巖，但礦化隱爆角礫巖筒則剛顯露，含銅斑巖體的發(fā)現(xiàn)，預(yù)示該區(qū)具有較好的找礦前景，同時也是找礦的有利靶區(qū)。在各類地質(zhì)資料不斷積累的條件下，應(yīng)加強該方面的綜合研究，可將漿巖體深部、巖體周邊接觸帶附近、火山筒下部及其邊部作為優(yōu)選靶區(qū)。

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[5]萬天豐.中國大地構(gòu)造學[M].北京：地質(zhì)出版社，2011.

2015-12-17)

*河北省國土資源廳基金項目(編號：2012997039，2014129497)。

李玉成(1967—)，男，高級工程師，056001 河北省邯鄲市陵園路92號。