豫西熊耳群火山巖中杏仁體研究及其意義

唐洪敏，王娜，王永亮

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100）

研究區(qū)地處豫西淺山丘陵區(qū)的宜陽縣境內(nèi)，位于洛陽市以西25km處，東西長57.5km，南北寬50km，總面積1 670km2，境內(nèi)交通發(fā)達(dá)。焦枝鐵路洛宜支線直抵城郊，宜故、鄭盧兩公路分別沿洛河兩岸縱貫東西，南閻公路橫跨縣境南北，另有數(shù)十條鄉(xiāng)村公路與全縣各地相通。區(qū)內(nèi)火山活動早期為NEE向裂隙式噴溢，中期演化為中心式噴發(fā)、伴有裂隙式噴發(fā),晚期為中心式噴發(fā)[1]。

1 熊耳群巖石學(xué)特征

熊耳群火山巖以中基性火山巖(玄武安山巖和安山巖)為主，巖石結(jié)晶程度、斑晶比例與大小、杏仁體含量(一般>5%)與大小各不相同。斑晶主要為斜長石和少量輝石，與大陸拉斑玄武質(zhì)巖石非常相似?；|(zhì)的主要成分為微晶斜長石和火山玻璃，次為輝石，偶見角閃石、黑云母微晶；基質(zhì)常見玻晶交織結(jié)構(gòu)(微晶含量多于玻璃)、玻基交織結(jié)構(gòu)(玻璃多于微晶)、雛晶束狀結(jié)構(gòu)、球粒-隱晶球粒結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)、似填間結(jié)構(gòu)、中空骸晶結(jié)構(gòu)等。斑晶中斜長石幾乎已全部鈉黝簾石化；基質(zhì)中的斜長石微晶90%是鈉長石，而呈次火山相-侵人相并發(fā)育柱狀節(jié)理(陸相環(huán)境)的中基性巖的基質(zhì)則為中長石-拉長石[2]。

熊耳群中酸性火山巖約占25%，主要為英安巖-流紋巖，是雞蛋坪組的主要巖石類型，在許山組和馬家河組有少量產(chǎn)出。具斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、流動構(gòu)造、石泡構(gòu)造、珍珠構(gòu)造等。常見的斑晶礦物是鉀長石、鈉長石或更長石、石英，個(gè)別巖石中可見蝕變較弱的角閃石、黑云母?；|(zhì)礦物主要由鉀長石、鈉長石或鈉更長石和石英組成。基質(zhì)主要為霏細(xì)結(jié)構(gòu)和顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，其次為文象結(jié)構(gòu)、球粒-隱晶球粒結(jié)構(gòu)和鱗片假象結(jié)構(gòu)。

2 熊耳群火山巖系中的杏仁體

華北板塊南緣中元古界熊耳群火山巖冷凝后留下的氣孔被火山期后熱液礦物所充填，形成成分復(fù)雜的杏仁體。這種杏仁體普遍存在于熱液型銅、鉛、鋅、金、銀多金屬礦床(點(diǎn))的近礦圍巖中，特征明顯，有的甚至形成杏仁狀礦化，與成礦關(guān)系密切，是一種重要的找礦標(biāo)志[3]。前人多關(guān)注構(gòu)造控礦，而對杏仁體與礦化的關(guān)系研究甚少。

2.1 杏仁體分布

杏仁體普遍存在于已知多金屬礦集區(qū)內(nèi)賦礦熊耳群中基性火山熔巖中。在同一熔巖單層內(nèi)，常因杏仁體含量及形態(tài)的不同而出現(xiàn)成層現(xiàn)象。即中、下部不含或少含圓形小杏仁體，向上杏仁體逐漸增多且演變?yōu)殚L軸方向垂直或基本垂直于熔巖層面的橢圓形杏仁體。頂部的杏仁體大且多，形態(tài)復(fù)雜：這種現(xiàn)象無疑與熊耳群火山熔巖噴出地表后冷凝過程中的氣體逸出作用及火山活動后期的火山熱液流體作用有關(guān)[4]。巖相學(xué)研究表明，杏仁體內(nèi)部充填、交代成因的熱液流體礦物含量極高，假相結(jié)構(gòu)十分發(fā)育，鉀長化石、綠泥化石普遍，熱液沉積活動現(xiàn)象十分明顯。

2.2 杏仁體形態(tài)特點(diǎn)

杏仁體在賦礦熊耳群中基性火山熔巖中的含量變化很大，一般在10%～20%左右，少數(shù)巖石中小于5%或大于40%。其大小不一，一般在數(shù)毫米范圍內(nèi)，大者可達(dá)5～7cm?？傮w來說，杏仁體以其成分、形態(tài)、大小的復(fù)雜多變?yōu)樘卣鳎词谷庋巯挛匆娦尤鼠w的巖石，在顯微鏡下也常可看到5%左右的顯微杏仁體。按杏仁體形態(tài)來說，有球狀、橢球狀、透鏡狀、倒滴水狀等不規(guī)則形態(tài)。在河南確山、舞陽和馬超營斷裂附近及陜西東部地區(qū)，由于受變形作用影響，杏仁體常被壓扁或拉長，相互之間由復(fù)雜的絲狀、管狀或樹枝狀等變形杏仁體相連接。

2.3 杏仁體內(nèi)部構(gòu)造

①皮殼狀杏仁構(gòu)造。熱液沉積充填物呈同心環(huán)狀分布或呈葡萄狀外形，各環(huán)與氣孔輪廓平行度較好。②梳狀、射束狀杏仁構(gòu)造。前者組成杏仁體邊部的梳狀礦物，與氣孔壁垂直；后者是早期扇形射束狀、柱狀或纖維狀的熱液沉積集合體，在氣孔內(nèi)分布的對稱性較差，這在以綠泥石為主要組成物的杏仁體中多見。③晶簇狀杏仁構(gòu)造熱液沉積充填礦物的結(jié)晶程度良好，一般僅限于氣孔的邊部，中心是空的。這種杏仁體往往很大，直徑達(dá)數(shù)厘米。④其他形式的杏仁構(gòu)造。熱液沉積充填物常呈半充填狀成層分布，所構(gòu)成的層面與杏仁體內(nèi)部層面近于平行。在杏仁體周圍常可見到熊耳群火山活動后期或火山活動間歇期熱液流體活動所保留下來的蝕變暈圈結(jié)構(gòu)，一般由熱液沉積礦物集合體構(gòu)成。蝕變暈圈結(jié)構(gòu)是成礦熱液流體在杏仁體內(nèi)部空間運(yùn)移、擴(kuò)散、滲透、沉積或交代，使杏仁體內(nèi)部早期形成的礦物發(fā)生蝕變后所保留下來的熱液流體運(yùn)移跡象[5]。

杏仁體內(nèi)的熱水沉積礦物集合體一般由石英、鉀長石、綠泥石、綠簾石、螢石、電氣石、鈉長石、絹云母、黑云母、方解石、葡萄石等非金屬礦物組成。另外，在許多杏仁體中還可見到黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬礦物。

2.4 杏仁體鏡下特征（圖1~12）

圖1 ：長條狀的為長石，稍短的為輝石，顏色黃綠色的為綠泥石，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為長石和輝石，基質(zhì)為隱晶質(zhì)，其中輝石部分為綠泥石化；

圖2 ：在鈣質(zhì)的方解石上可發(fā)現(xiàn)長石晶形（發(fā)亮巖石基體殘留長石），可推測為玄武巖原地蝕變；

圖3.圖上可發(fā)現(xiàn)黃褐色的為綠泥石，外部為鈣質(zhì)方解石，在綠泥石之間有一條縫隙，后期新鮮的鈣質(zhì)通過縫隙進(jìn)入核部，形成純凈的鈣質(zhì)方解石

圖4 ：中間核部為方解石，其外圍為綠泥石，最外部為鈣質(zhì)方解石，由鈣質(zhì)和鐵鎂質(zhì)綠泥石推測其為輝石蝕變而成；

圖5 ：最外部為鈣質(zhì)方解石，向內(nèi)為綠色一層為綠泥石，再向內(nèi)為硅質(zhì)石英。微晶（石英）具櫛狀結(jié)構(gòu)，并可發(fā)現(xiàn)同心環(huán)狀；

圖6 ：對比上圖可發(fā)現(xiàn)核部的石英晶體由外向里越來越大，可推測發(fā)生在溫度恒定的環(huán)境下。

2.5 杏仁體研究的意義

1）熊耳群中基性火山熔巖中普遍存在的杏仁體是在火山活動的后期或火山活動的間歇期，由火山活動所提供的熱水流體在中基性火山熔巖冷凝后留下的氣孔內(nèi)沉積所形成的[6]。

圖7 與圖8可清晰發(fā)現(xiàn)石英晶體上的同心環(huán)狀，微晶具櫛狀結(jié)構(gòu)，且由此推測該結(jié)構(gòu)由外向里生長；

圖9 ：為硅質(zhì)+綠泥石+硅質(zhì)組合形式了；反映了高溫蝕變中，鈣質(zhì)被硅質(zhì)替代，結(jié)晶較好

圖10 ：為綠泥石+硅質(zhì)組合形式；反映了高溫蝕變中，鈣質(zhì)被硅質(zhì)替代，結(jié)晶較好。

圖11 與圖12可發(fā)現(xiàn)在持續(xù)高溫情況下的熱液蝕變作用，SiO2結(jié)晶較緩慢，結(jié)晶程度好。在外圍可發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)狀綠泥石。

2）杏仁體內(nèi)部富含石英、鉀長石、綠泥石、綠簾石、螢石、方解石、沸石等礦物和黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、鈦鐵礦等金屬礦物。

3）杏仁體周邊具有明顯的熱液蝕變暈圈結(jié)構(gòu)，是火山期后熱液活動及熱液蝕變的標(biāo)志。

4）杏仁體內(nèi)部黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、鈦鐵礦等金屬礦物的形成機(jī)制與熊耳群火山巖系內(nèi)銅、鉛、鋅、金、銀等多金屬礦床的成礦地質(zhì)作用密切相關(guān)[7]。

5）杏仁體內(nèi)部金屬礦化極其普遍，少數(shù)杏仁體甚至獨(dú)立成礦的實(shí)例表明：杏仁體及其中的金屬礦化研究對區(qū)域找礦預(yù)測具有指導(dǎo)意義，不僅要重視構(gòu)造控礦，而且要注意杏仁體與礦化關(guān)系的研究[8]。

3 結(jié)論

通過對熊耳群火山巖中杏仁體的觀察研究，發(fā)現(xiàn)了在火山巖中杏仁體的三種組合形式，分別為鈣質(zhì)+綠泥石+鈣質(zhì)、綠泥石+櫛狀結(jié)構(gòu)硅質(zhì)、硅質(zhì)+綠泥石+硅質(zhì)，由此反映了在玄武巖蝕變過程中，首先形成鈣質(zhì)+綠泥石，隨著蝕變的進(jìn)行，出現(xiàn)了鈣質(zhì)+綠泥石+櫛狀結(jié)構(gòu)硅質(zhì)組合形式，由于溫度的升高，蝕變進(jìn)一步加劇，其中的鈣質(zhì)被替換為硅質(zhì)，構(gòu)成了硅質(zhì)+綠泥石+硅質(zhì)。高溫環(huán)境使得硅質(zhì)在長時(shí)間熱液蝕變后形成結(jié)晶成都良好的石英。

而深入研究杏仁體的各種地質(zhì)特征及形成機(jī)制，對于正確認(rèn)識熊耳群火山巖系內(nèi)已知礦床的成因及確定今后有效的找礦勘查方向具有重要意義。

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