淺談斷層角礫巖的識(shí)別及其找礦意義

劉澤東 郭亞華

1.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院；2.云南省地質(zhì)調(diào)查院

本文首先描述了斷層角礫巖的特征及其與其他角礫巖的區(qū)別，然后重點(diǎn)論述了斷層角礫巖與成礦的關(guān)系。

1 概述

我們?cè)诘刭|(zhì)研究與礦產(chǎn)勘查過(guò)程中，常常會(huì)遇到各種各樣的角礫巖和礫巖。這些角礫巖和礫巖具有不同的形成方式，其地質(zhì)意義與找礦意義各不相同。斷層角礫巖保持著原巖的特點(diǎn)，膠結(jié)物一般為磨碎的巖屑、巖粉以及巖石壓溶物質(zhì)和外源物質(zhì)。角礫形狀多不規(guī)則，大小不一，雜亂無(wú)定向。角礫巖中的角礫粒徑一般在2mm 以上。棱角也可以被磨蝕而成透鏡狀、橢圓狀，角礫可以成雁列等型式定向排列。膠結(jié)物有時(shí)也圍繞角礫顯示定向構(gòu)造，甚至發(fā)育劈理。底礫巖、層間礫巖、巖溶角礫巖和火山角礫巖等與斷層角礫巖外表相似，且由于各類角礫巖因區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)、熱液疊加及表生改造，面目全非。因此，要正確識(shí)別角礫巖類型，不是一件容易的事?？梢哉f(shuō)，準(zhǔn)確地辨別出不同成因的角礫巖（礫巖）是一個(gè)訓(xùn)練有素的地學(xué)工作者不可或缺的基本功。

2 斷層角礫巖的特征及與其他角礫巖的區(qū)別

（一）定義 指在應(yīng)力作用（斷層作用）下，斷層的兩個(gè)端盤(pán)移動(dòng)時(shí)，上、下倆盤(pán)之間的巖石不斷的被糅合，原巖破碎成角礫狀，其礫石空隙間被水沖刷干凈后被破碎細(xì)屑充填膠結(jié)或有部分外來(lái)物質(zhì)膠結(jié)的巖石。一般認(rèn)為：角礫碎屑含量大于30%的稱為斷層角礫巖，而碎屑含量小于30%的則稱為斷層泥。它是動(dòng)力變質(zhì)巖中碎裂程度中等的巖石。構(gòu)造角礫巖在斷層破碎帶廣泛分布。其厚度取決于破碎的強(qiáng)度。有時(shí)可厚達(dá)數(shù)百米，延伸數(shù)十至數(shù)百km。

斷層角礫巖是保持原巖特點(diǎn)的巖石碎塊組成的斷層巖。角礫膠結(jié)物為磨碎的巖屑、巖粉以及巖石壓溶物質(zhì)和外源物質(zhì)。斷層角礫巖中的角礫形狀多不規(guī)則，大小不一，雜亂無(wú)定向。角礫巖中的角礫一般在2mm 以上。斷層角礫巖中角礫的棱角也可以被磨蝕而成透鏡狀、橢圓狀，角礫可以成雁列等型式定向排列。膠結(jié)物有時(shí)也圍繞角礫顯示定向構(gòu)造，甚至發(fā)育劈理。

（二）斷層角礫巖的辨識(shí)特征

1.斷層角礫巖為構(gòu)造巖，分布具有一定局限性，一般呈切層分布；

2.分為斷層兩側(cè)巖石，膠結(jié)物為巖粉、斷層泥和熱液物質(zhì)，如硅質(zhì)、鐵質(zhì)、鈣質(zhì)等；

3.具有動(dòng)力變質(zhì)現(xiàn)象，如構(gòu)造透鏡體、擠壓片理、斷層褶皺等；

4.呈線狀，沿?cái)鄬用娑ㄏ蚍植寂c斷裂分布相一致；

5.斷層角礫巖往往與斷層泥、斷層泥礫巖、碎粉巖、碎斑巖、碎裂巖等形成一個(gè)完整的分帶序列，離斷層面愈近角礫愈細(xì)；

6.是尋找熱液礦床的標(biāo)志。

（三）斷層角礫巖與其他角礫巖的區(qū)分

1.斷層角礫巖與沉積型礫巖的區(qū)別

斷層角礫巖屬于構(gòu)造巖，成分為斷層兩側(cè)的巖石，往往與斷層泥、斷層泥礫巖、碎粉巖、碎斑巖、碎裂巖等形成一個(gè)完整的分帶系列，分布相對(duì)底礫巖比較局限一般切層分布呈線狀、沿?cái)鄬用娑ㄏ蚍植?，并且斷層角礫巖離斷裂面愈近角礫愈細(xì)。斷層角礫巖是尋找熱液礦床的標(biāo)志。沉積型礫巖有：底礫巖（basal conglomerate）、層間角礫巖（Intraformational breccia）、層內(nèi)礫巖、濱岸礫巖（Shore conglomerate）、河成礫巖（alluvial conglomerate）、洪積礫巖（Pluvial conglomerate）、冰磧礫巖（Tillite）、滑塌角礫巖（Slump breccia），它們屬于沉積巖，是不整合面之上發(fā)育的主要巖石類型。

（1）底礫巖：是風(fēng)化帶粗碎屑?xì)埛e物在發(fā)生水進(jìn)時(shí)接近原地沉積的產(chǎn)物（湯良杰等，2002），是判斷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和區(qū)域不整合存在的重要標(biāo)志，具有下伏老巖層的礫石和碎屑，成分復(fù)雜，但以以復(fù)成分礫巖硅質(zhì)礫為主，顆粒較粗，礫石分選磨圓較差，分布連續(xù)，厚度適中，孔滲性好，為“暢通型”殘積層（艾華國(guó)等，1996），是流體運(yùn)移的良好通道。該套礫巖的發(fā)育與形成不整合面時(shí)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、應(yīng)力作用方式、古氣候、古地形及暴露時(shí)間有關(guān)（劉波等，1997）；分布面積不大，但較穩(wěn)定，可產(chǎn)沙金、金紅石鈦鐵礦、鋯英砂等重砂礦床。因不整合面常常為構(gòu)造薄弱面，可為斷層及熱液作用所利用，故底礫巖往往疊加有構(gòu)造角礫巖、熱液角礫巖等，大大增加了底礫巖辨識(shí)的難度。

（2）層間角礫巖（Intraformational breccia）層內(nèi)礫巖在準(zhǔn)同生期尚處在半固結(jié)狀態(tài)時(shí)，經(jīng)侵蝕破碎和再沉積而成的礫石沉積物，再經(jīng)成巖作用而成的礫巖，屬于內(nèi)碎屑，故又稱為同生礫巖。礫石成分單一，未經(jīng)搬運(yùn)或搬運(yùn)距離很短，只有輕微磨損，并一般限于單一的沉積環(huán)境內(nèi)，厚度通常幾厘米，最大可到1～2m。層內(nèi)礫巖在碳酸鹽巖中分布普遍，如我國(guó)北方寒武系和奧陶系中的竹葉狀礫屑石灰?guī)r；四川侏羅系劍門(mén)組河流串溝砂壩沉積中，就有以泥巖礫石為主形成的層內(nèi)礫巖；在砂巖內(nèi)的泥頁(yè)巖碎屑也是很常見(jiàn)的。但不指示沉積作用上有任何大的間斷。因形成是邊破壞邊沉積的破壞產(chǎn)物能見(jiàn)到明顯的正旋回，北京西山黑龍?zhí)?、郝家坊一帶在下二疊統(tǒng)上楊家屯煤系中，有七層隧石中礫巖，它與砂巖、粘土巖組合成七個(gè)正旋回，巖性自下而上由粗變細(xì)，呈規(guī)律性重復(fù)出現(xiàn)。

同生角礫巖伴隨同生斷層（生長(zhǎng)斷層）而形成，分布局限，是尋找噴流沉積礦床的典型標(biāo)志。包括濱岸礫巖、河成礫巖、

（3）洪積礫巖（Pluvial conglomerate）：山區(qū)洪流在流出山間峽谷進(jìn)入平原時(shí)，流速驟減，致使帶出的碎屑物質(zhì)快速堆積而成。沿山麓分布，厚度巨大，與砂巖、泥巖一起構(gòu)成磨拉石建造。其特點(diǎn)為礫石較粗大，分選很差，磨圓度低，雜基成分常與礫石成分相似，并多具泥質(zhì)；膠結(jié)物多為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)。洪積礫巖在許多地區(qū)表現(xiàn)為具有磨拉石沉積特征的巨厚的巖屑礫巖。山東蒙陰、泗水一帶下第三系官莊組官上段為巨厚礫巖沉積，通稱為官莊礫巖。

（4）冰磧礫巖（Tillite）：我國(guó)峽東地區(qū)震旦系南陀組為暗綠、灰綠色冰磧礫巖和泥巖，無(wú)層理，質(zhì)松軟，厚90～150m。其中礫石礫徑一般5～25m，個(gè)別可達(dá)1m，分選性差。礫石成分復(fù)雜，有石英巖、石灰?guī)r、片巖、片麻巖、花崗巖、砂巖和礫巖等。雜基成分主要是黏土、粉砂和砂；礫石大都呈棱角—次棱角狀，表面可見(jiàn)冰川擦痕和冰蝕凹坑，其為典型的冰川角礫巖。

與濱海（湖）礫巖相比，具有較多細(xì)粒填隙物。礫石多呈棱角狀，部分碎屑常見(jiàn)幾個(gè)磨平面，常見(jiàn)的多面體礫石、五角礫石和熨斗狀礫石，表面常有丁字形擦痕。層理不清，常呈塊狀；排列極為紊亂，最大扁平面的傾角很大，甚至直立。

（5）滑塌角礫巖（Slump breccia）：地形陡峻地區(qū)的邊界地帶，常常由于某種地質(zhì)營(yíng)力作用發(fā)生崩塌，或沿斜坡發(fā)生地滑，以而形成滑塌角礫巖。

此類礫巖的特點(diǎn)是棱角狀角礫和磨圓礫石可同時(shí)存在，分選性很差，礫石大小極不一致，雖分布很局限，卻有特殊的地質(zhì)意義。

2.斷層角礫巖與巖溶角礫巖的區(qū)別

巖溶角礫巖（karst breccia）（崩塌角礫巖、洞穴角礫巖）：碳酸鹽巖因溶解而形成溶洞，溶洞頂壁崩落而形成石灰質(zhì)、白云質(zhì)角礫堆積，進(jìn)而被碳酸鹽粉屑、鈣質(zhì)或紅土所膠結(jié)所致。又稱溶洞角礫巖、喀斯特角礫巖，分布局限，角礫成分單一，屬原地來(lái)源；分選極差，圓度較差，基質(zhì)為富含泥質(zhì)的碳酸鹽。

辨識(shí)特點(diǎn)是：角礫大小相差懸珠、棱角清晰，多為石灰?guī)r、白云巖碎塊。填隙物為碳酸鹽粉屑、紅粘土，孔隙中常有方解石結(jié)晶。巖溶角礫巖常為鉛鋅礦富集之場(chǎng)所，是尋找富鉛鋅礦、銻礦等的找礦標(biāo)志。

火山角礫巖（lava breccia）：乃2mm～64mm 之間的火山碎屑物（巖屑、漿屑，占整個(gè)巖石體積的30%以上）被細(xì)小碎屑（火山灰、玻屑）膠結(jié)所形成的巖石。堆積不顯層理，分選差，皆由火山物質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)緊密，礫塊與膠結(jié)物之間無(wú)明顯之界限。

火山角礫巖是尋找火山機(jī)構(gòu)及受火山構(gòu)造控制的礦床的找礦標(biāo)志，其本身因滲透性好，常常為容礦圍巖。

3.斷層角礫巖與熱液爆角礫巖的區(qū)別

熱液爆破角礫巖（The hydrothermal cryptoexplosion breccia）（熱液角礫巖、礦液致裂角礫巖）：角礫巖筒可分為淺成-半淺成角礫巖筒、破火山口角礫巖筒、熱液爆發(fā)角礫巖筒和斷裂構(gòu)造角礫巖筒。（王少懷，裴榮富，2008）

熱液爆破角礫巖的辨識(shí)特征：①常具有圓形、橢圓形或?qū)拵钚螒B(tài)（即爆破角礫巖筒），與斷層角礫巖的線性形態(tài)不同；②圍繞熱液爆破中心，呈環(huán)帶分布爆破巖粉帶，爆破角礫巖，震碎巖，震裂巖；③爆破角礫巖的角礫常常為圍巖物質(zhì)，膠結(jié)物為熱液物質(zhì)，角礫邊緣具有熱液蝕變邊（退色邊），角礫具有可拼合特征；④由爆破中心向外，熱液蝕變漸次減弱，最終過(guò)渡為穿孔蝕變斑；⑤是尋找金礦、銀礦、銅礦等的良好找礦標(biāo)志。

4.斷層角礫巖與巖漿爆破角礫巖的區(qū)別

巖漿爆破角礫巖（Magmatic cryptoexplosion breccia）（巖漿隱爆角礫巖）：隱爆角礫巖具有超淺成巖和火山巖過(guò)渡的特征，是較為特殊的次火山巖類（周濟(jì)元等，1998）

巖漿爆破角礫巖的辨識(shí)特征：①爆破角礫巖的角礫成分較復(fù)雜，一般為圍巖及巖漿所帶來(lái)的深部巖屑，膠結(jié)物為細(xì)粒巖漿物質(zhì)，蝕變強(qiáng)烈，角礫邊緣具有熱液蝕變邊（退色邊），角礫具有可拼合特征；②常常具有圓形、橢圓形或?qū)拵钚螒B(tài)（即爆破角礫巖筒），有時(shí)可形成爆破角礫巖墻，刺入圍巖中；③圍繞巖漿爆破中心，呈環(huán)帶分布爆破巖粉帶，爆破角礫巖，震碎巖，震裂巖；④由爆破中心向外或由上至下，熱液蝕變漸次減弱，最終過(guò)渡為穿孔蝕變斑；⑤是尋找金礦、銀礦、銅（鉬）礦等的良好找礦標(biāo)志。國(guó)內(nèi)外很多金、銀、鈾、鎢錫礦床及斑巖型銅金鉬礦床等都與隱爆角礫巖有緊密的內(nèi)在聯(lián)系（王勝權(quán)和劉學(xué)武，2009；田磊等，2011；章邦桐等，2001；Somarin，2009；Franchinieta1，2011；Fanetal，2011；Liangetal，2009；Frikkenetal，2005；Pinaetal，2006）。

表1 不同成因的角礫巖的特征比較

表2 不同成因的角礫巖的特征比較

觀察要仔細(xì)，不要被表面現(xiàn)象所迷惑。角礫的形態(tài)特征，角礫和膠結(jié)物的成分，角礫的分布與排列，角礫巖與周圍巖石的關(guān)系，這是正確辨識(shí)角礫巖的關(guān)鍵。

3 斷層角礫巖與成礦的聯(lián)系

構(gòu)造是控制礦床形成和分布的重要因素之一，就構(gòu)造在成礦過(guò)程中的作用而言，可以分為導(dǎo)礦、散礦和容礦構(gòu)造，它們對(duì)成礦物質(zhì)的集散起著不同的作用。不同級(jí)別、不同規(guī)模的構(gòu)造，對(duì)成礦起著不同的控制作用，它們分別控制了礦帶、礦田、礦床以及礦體的產(chǎn)出和展布。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是趨使地殼物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的主導(dǎo)因素，對(duì)內(nèi)生成礦作用而言，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地殼內(nèi)成礦物質(zhì)的遷移，同時(shí)也給礦液運(yùn)移提供了通道和聚集的場(chǎng)所，對(duì)外生成礦作用而言各類凹陷盆地是成礦物質(zhì)的停積場(chǎng)所，而隆起剝蝕區(qū)側(cè)提供物質(zhì)來(lái)源，從而決定了礦化的空間分布。

在野外環(huán)境中，確定了斷層角礫巖，就能順著找到大的斷層，而大的構(gòu)造必有成礦的可能，因此斷層角礫巖在地質(zhì)找礦中十分重要。斷層的在礦床形成中起到了通道和儲(chǔ)存空間的作用，斷層角礫巖主要的找礦方向是熱液礦床，含礦熱液通過(guò)把深部的礦質(zhì)或分散在巖石中的成礦元素溶解、萃取至初步富集，再攜帶到一定的部位，通過(guò)充填、交代等方式，把礦質(zhì)沉積，集中形成礦床。

研究斷層構(gòu)造與氣水熱液礦床的形成過(guò)程和分布規(guī)律，對(duì)成礦作用，構(gòu)造裂隙對(duì)熱液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀意義最大，具有提高找礦勘探工作成效的重大意義。因此，研究熱液礦床非常重視構(gòu)造的控制因素。氣水熱液礦床受構(gòu)造控礦作用明顯（遷移通道和成礦場(chǎng)所兩重性），成礦方式主要是充填和交代作用，礦種類型包含了多數(shù)金屬盒非金屬礦床，斷層構(gòu)造的空間形態(tài)控制著礦體的形態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

在野外的環(huán)境中區(qū)別出斷層角礫巖，觀察要仔細(xì)，不要被表面現(xiàn)象所迷惑。一定要結(jié)合各類巖石的不同處鑒別，同時(shí)也要注意各類巖石的相似處、易混淆的地方。主要從角礫的大小、成分及膠結(jié)物的成分、分布、產(chǎn)出形態(tài)等方面著手，角礫的形態(tài)特征，角礫和膠結(jié)物的成分，角礫的分布與排列，角礫巖與周圍巖石的關(guān)系，是正確辨識(shí)角礫巖的關(guān)鍵。根據(jù)特征對(duì)號(hào)入座，鑒定出為何種角礫巖?？偟慕Y(jié)論

（一）謹(jǐn)記如何在眾多的角礫巖中區(qū)別出斷層角礫巖，分清其與底礫巖、層間礫巖、巖溶角礫巖、火山角礫巖、熱液爆角礫巖、巖漿爆破角礫巖差異特點(diǎn)。

（二）根據(jù)斷層角礫巖研究周邊環(huán)境構(gòu)造，結(jié)合構(gòu)造與礦體成礦特性的聯(lián)系尋找熱液礦床。