老撾爬奔金礦床角礫巖型金礦體成因探討

王杰亭，劉爭，韓志偉，盧邦飛，穆順要，盧俊華

（1.天津華勘老撾礦業(yè)有限公司,天津300170；2.內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司，呼和浩特市010010）

老撾爬奔金礦處于云南“三江”（怒江、瀾滄江、金沙江）成礦帶，位于老撾瑯勃拉邦省巴烏縣爬奔村一帶，目前礦區(qū)本部發(fā)現(xiàn)4條金礦體，外圍發(fā)現(xiàn)一條金礦體，均產(chǎn)于北西向構(gòu)造帶中，賦礦圍巖為二疊紀(jì)灰?guī)r。爬奔金礦據(jù)目前勘探工作程度，金資源量可達(dá)到大型金礦床。前人認(rèn)為該區(qū)角礫巖型金礦是先期存在構(gòu)造角礫巖，之后含礦熱液充填，形成角礫巖型礦體，隨著采掘巷道對礦體的不斷揭露，筆者一方面通過仔細(xì)觀察角礫巖型礦體和蝕變巖型礦體空間關(guān)系、賦礦角礫特征及微觀構(gòu)造、膠結(jié)物特征，另一方面對比前人對熱液爆破角礫巖的總結(jié)認(rèn)識，認(rèn)為爬奔金礦角礫巖型金礦體角礫是由于熱液爆破所致，并非構(gòu)造成因。

1 區(qū)域成礦構(gòu)造背景

爬奔金礦處于云南“三江”（怒江、瀾滄江、金沙江）成礦帶往南延伸部分，在大地構(gòu)造位置上，爬奔金礦位于豐沙里-帕府（泰國）中生代拗陷帶（Ⅱ）與瑯勃拉邦-梨府（泰國）華力西褶皺帶（Ⅲ）的交接部位，在瑯勃拉邦斷裂帶（F2）附近（圖1），成礦條件極為有利[2]。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層主要有石炭系、二疊系、三疊系及第四系（圖2）；金礦賦存于二疊紀(jì)灰?guī)r中；地層由新到老特征如下：

1.第四系（Q）：殘坡積、沖積、洪積物，主要為砂礫、紅土，分布于勘查區(qū)溝谷及低洼地帶。

2.中-上三疊統(tǒng)（T2-3）：主要分布于工作區(qū)東部，由礫巖、角礫巖、砂巖、粉砂巖、粘土巖等組成，厚度大于300 m。與下伏地層下石炭統(tǒng)碎屑巖不整合接觸、與石炭-下二疊統(tǒng)灰?guī)r呈斷層接觸關(guān)系。

圖1 爬奔金礦區(qū)域大地構(gòu)造背景圖（引自李方夏等，1995[1]）Fig.1 Regional structure setting map of the Phapon gold mine（From Li fangxia et al.,1995[1]）

3.中二疊統(tǒng)（P2）：位于工作區(qū)西部，占工作區(qū)面積的20%，主要由安山巖及安山質(zhì)凝灰?guī)r等組成[1]。

4.石炭-下二疊統(tǒng)（C-P1）：呈不規(guī)則透鏡狀沿勘查區(qū)中部的北東向韌脆性剪切帶（F5）兩側(cè)分布，約占全區(qū)面積的7%。為一套海相碳酸鹽巖，由淺灰色厚層-巨厚層灰?guī)r組成，厚度大于500m。是區(qū)內(nèi)主要賦礦圍巖，控制金礦化的空間展布，各重點(diǎn)工作區(qū)均有出露。與上覆地層斷層接觸，與下伏地層整合接觸[1]。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)發(fā)育北東向、北西向兩組斷裂。北東向斷裂為主斷裂，北西向斷裂為其派生次級斷裂，同時北西向斷裂是主要的控礦構(gòu)造[2]（圖2）。

2.3 巖漿活動

勘查區(qū)剪切帶西側(cè)大面積出露噴溢相火山巖地層，巖石主要為安山巖、輝石安山巖、輝長巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r等，呈灰色-灰綠色，隱晶質(zhì)[2]。在L2-3中部槽探中發(fā)現(xiàn)矽卡巖帶和球形風(fēng)化的閃長巖轉(zhuǎn)石，北部槽探中發(fā)現(xiàn)一小的強(qiáng)風(fēng)化的花崗閃長巖巖珠；L5區(qū)及其北部槽探中揭露出矽卡巖及閃長巖巖脈[1，4]。

圖2 爬奔金礦區(qū)地質(zhì)簡圖（引自史老虎等，2016[3]）Fig.2 Geological map of the Phapon gold mine（from Shi Laohu et al.,2016[3]）

3 礦體特征

爬奔金礦礦床類型為中低溫?zé)嵋撼涮?交代礦床，受構(gòu)造控礦明顯，主要產(chǎn)在走向北西，傾向南西的構(gòu)造帶中，礦體多呈脈狀[5]。0線以南礦體走向約340°，0線以北礦體走向約350°，傾角55 ～ 65°之間。爬奔金礦礦體沿走向和傾向整體穩(wěn)定，局部變化大，存在分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象，礦體與圍巖界線基本明顯。礦（化）體類型主要有角礫巖型、“紅化”蝕變巖型。角礫巖型金礦體斷續(xù)分布于紅化蝕變巖型金礦體中（圖3）。

“紅化”蝕變成因是灰?guī)r被含鐵熱液交代、浸染后呈弱紅色-紅色蝕變巖，故稱為“紅化”蝕變巖。紅化蝕變巖中紅化呈彌散狀、具透入性，手標(biāo)本上觀察不到明顯的礦物顆粒；在顯微鏡下，紅化蝕變巖中發(fā)育菱鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦，其中菱鐵礦交代方解石、又被更晚期的方解石交代，后期氧化后多發(fā)育褐鐵礦暗色邊緣；Fe主要呈菱鐵礦化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、鐵機(jī)械混入物形式產(chǎn)出。

角礫巖型金礦體在空間上與紅化蝕變巖型金礦體、圍巖整體呈突變接觸，局部呈漸變過渡，紅化蝕變巖型金礦體與圍巖漸變過渡，界線基本明顯（圖4）。

網(wǎng)脈狀蝕變巖型礦體均厚約3 m，礦體同上下盤圍巖界線整體較為明顯，局部逐漸過渡。主要蝕變?yōu)榧t化蝕變、碳酸鹽化蝕變，蝕變不均一；巖石中見網(wǎng)脈狀方解石脈微裂隙（圖5）。該類型礦石品位普遍偏低。

4 賦礦角礫狀巖石的基本特征

4.1 呈囊狀產(chǎn)出

據(jù)對爬奔金礦探礦穿脈、沿脈、人行通風(fēng)井及采場所揭露角礫巖型金礦體的觀察，角礫巖型金礦體最寬約14 m，走向延長約25m，傾向延長約40m，平面上呈紡錘狀、不規(guī)則狀，空間形態(tài)呈囊狀，具向南東側(cè)伏特征。

圖3 737中段角礫巖型與蝕變巖型金礦體平面分布示意圖Fig.3 The distribution plan of breccia-type and altered rock-type gold ore body on 737 m level

圖4 “紅化”蝕變角礫巖型金礦體與下盤圍巖界線Fig.4 The boundary between altered breccia type gold deposits and footwall wall rocks

圖5 網(wǎng)脈狀蝕變巖型金礦體Fig.5 Altered rock-type gold ore body with reticulate veine

4.2 角礫巖的巖相學(xué)特征及與構(gòu)造角礫巖的區(qū)別

角礫巖型金礦體角礫主要由紅褐色、粉紅色“紅化”蝕變灰?guī)r角礫、灰色灰?guī)r角礫、少量白色方解石脈角礫及局部見黑色含碳質(zhì)角礫組成；角礫礫徑0.2～1 m不等，呈次棱角狀-半磨圓狀，中心部位角礫位移較邊部大，角礫具可拼性，角礫蝕變不均一；角礫結(jié)構(gòu)基質(zhì)支撐到角礫支撐均有，角礫含量約70%，基質(zhì)由砂級-粉砂級的晶屑、巖屑組成，主要有含金的硅質(zhì)、鐵質(zhì)和鈣質(zhì)，硅質(zhì)以極細(xì)的蛋白石、玉髓出現(xiàn)，基質(zhì)含量約20%；膠結(jié)物主要為與熱液相關(guān)的充填物，0.03～1.0 mm不等（圖7）。該類型礦石品位普遍較高，膠結(jié)物品位較角礫品位高。

綜上所述，角礫巖型金礦體角礫外貌上類似于張性構(gòu)造角礫巖，但與張性構(gòu)造角礫巖不同，首先表現(xiàn)在角礫分布不均，角礫不嚴(yán)格按照斷層分布延伸，寬約14 m的斷層角礫巖帶在走向的延長僅有25 m；角礫巖產(chǎn)出圍巖沒有變形；角礫內(nèi)部未見斷層角礫巖中的顯微構(gòu)造；膠結(jié)物出現(xiàn)較多熱液礦物，而不是交代原始膠結(jié)物[6]；角礫具有可拼性的原地破裂特點(diǎn)；角礫巖內(nèi)部發(fā)育較多的網(wǎng)脈狀熱液脈體，其幾何形態(tài)上為剪切脈、張性脈、彎曲樹枝狀脈，主脈末端可見分叉形成的細(xì)脈，有學(xué)者認(rèn)為這些脈體是熱液流體活動的遺跡，裂隙的形成與流體活動密切相關(guān)[6-7]。

圖6 爬奔金礦角礫巖型金礦體縱投影示意圖Fig.6 The distribution of breccia-type gold ore body on geological section

圖7 強(qiáng)蝕變熱液爆破角礫巖（737中段南3穿）Fig.7 Altered breccia which is casused by hydrothermal blasting

4.3 角礫巖的礦化蝕變過程

爬奔金礦床角礫巖的礦化蝕變主要有兩期，第一期是角礫巖形成前的礦化蝕變，第二期是角礫巖形成后的礦化蝕變。角礫巖形成之前，隨著含礦流體壓力逐漸增加，致使周邊巖石產(chǎn)生微裂隙，此時含礦熱液沿構(gòu)造微裂隙運(yùn)移，通過擴(kuò)散和交代作用形成弱礦化蝕變巖；第二期是隨著含礦流體壓力增加到足以沖破阻塞時，出現(xiàn)水壓破裂，形成角礫巖，角礫巖在含礦流體的作用下，再次進(jìn)行交代蝕變，形成高品位礦石。

4.4 角礫成因分析

前期工作人員認(rèn)為爬奔金礦角礫巖型礦體是由于區(qū)域應(yīng)力場中巖石發(fā)生斷裂變形，形成破碎角礫巖帶，為后期含礦熱液運(yùn)移、定位提供了空間。研究表明，地殼內(nèi)流體活動可控制著巖石的構(gòu)造變形[8]。液壓致裂作用是流體影響和控制巖石變形的重要方面之一。

筆者通過對爬奔金礦的初步研究，根據(jù)賦礦角礫巖的分布、圍巖特征、巖石學(xué)特征、微構(gòu)造特征等方面來分析，認(rèn)為爬奔金礦角礫巖型金礦體與蝕變巖型金礦體的形成不是簡單的受傳統(tǒng)意義上的控礦構(gòu)造所控制，而是由“控礦構(gòu)造”和“礦控構(gòu)造”共同作用的結(jié)果。先期存在的北西向構(gòu)造帶，即控礦構(gòu)造，含礦流體在構(gòu)造尖滅閉合部位受到阻塞，當(dāng)含礦流體壓力增加到足以沖破阻塞時，出現(xiàn)水壓破裂，形成賦礦角礫巖，即所謂的“礦控構(gòu)造”。同時在構(gòu)造帶較穩(wěn)固部位，形成網(wǎng)脈狀微裂隙，隨著含礦流體的滲入及交代作用的影響形成網(wǎng)脈狀蝕變巖型金礦體。結(jié)合角礫巖型金礦體特征，對其形成過程做了如下分析：

液壓致裂的力學(xué)機(jī)制已有許多學(xué)者加以研究，認(rèn)為液壓致裂發(fā)生的條件是P1=σ3+Rt,即當(dāng)流體壓力P1超過最小主應(yīng)力σ3和巖石內(nèi)聚力最薄弱的巖石抗張強(qiáng)度Rt之和時，便會發(fā)生液壓致裂[4]。圍巖會產(chǎn)生大量裂隙，當(dāng)這些裂隙變得互相連通，出溶流體形成的流體會在構(gòu)造或水壓泵送力的驅(qū)動下向上運(yùn)移，并在向上運(yùn)移的過程中發(fā)生膨脹，當(dāng)流體通過的路徑伴隨有體積損失（熱液溶解或流體源回撤）或已經(jīng)存在自由空間（區(qū)域伸展或構(gòu)造）時，巖石碎屑會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而形成熱液角礫巖[9，10]。

在熱液角礫巖系統(tǒng)內(nèi)，流體介質(zhì)的向上運(yùn)動，會攜帶部分小顆粒、低密度碎屑向上運(yùn)動，導(dǎo)致不同成分、大小不一的角礫發(fā)生混合，同時使部分角礫呈現(xiàn)出棱角-半磨圓現(xiàn)象，在流體運(yùn)移的過程中絕大部分破碎角礫的運(yùn)移相對較小，一般具可拼性。流體的運(yùn)動使巖石不斷產(chǎn)生破裂，并向淺部方向增殖，這些破裂成為金沉淀的場所[8]。由于裂隙的擴(kuò)張和延伸是驟然發(fā)生的，裂隙的瞬時擴(kuò)容，使富含金組分的含礦熱液前鋒的壓力陡然下降，促使熱液快速吸入裂隙中，進(jìn)一步交代圍巖，隨著含礦熱液的能量、壓力的釋放，流體溫度降低，粘度變小，物化條件改變，并以膠結(jié)物的形式充填在角礫的裂隙中，金也伴隨著沉淀下來[11]。

5 結(jié)論

（1）爬奔金礦賦礦角礫屬于熱液爆破作用成因。該成因是含礦熱液-巖石系統(tǒng)在高流體壓力和低構(gòu)造應(yīng)力體制下，發(fā)生液壓致裂作用的產(chǎn)物。

（2）熱液爆破角礫特征不同于構(gòu)造角礫，主要有如下特征：1）角礫呈囊狀產(chǎn)出；2）角礫巖產(chǎn)出圍巖沒有變形；3）角礫內(nèi)部未見斷層角礫巖中的顯微構(gòu)造；4）膠結(jié)物出現(xiàn)較多熱液礦物充填產(chǎn)出，而不是交代原始膠結(jié)物[4]；5）角礫具有可拼性的原地破裂特點(diǎn)；6）角礫巖內(nèi)部發(fā)育較多的網(wǎng)脈狀熱液脈體。該認(rèn)識對后期找礦有重大指導(dǎo)性意義。

（3）爬奔金礦角礫巖型金礦與網(wǎng)脈狀蝕變巖型金礦位于同一條礦脈，其成因都與含礦流體爆裂作用相關(guān)，在構(gòu)造帶軟弱部位形成角礫巖型金礦，而在構(gòu)造帶穩(wěn)固部位形成網(wǎng)脈狀蝕變巖型金礦體。角礫巖型金礦體品位高于網(wǎng)脈狀蝕變巖型金礦體。

爬奔金礦賦礦角礫熱液爆破作用成因的提出，是筆者實(shí)地觀察和查閱文獻(xiàn)后提出的新認(rèn)識，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)背景，其可能的成因機(jī)制是由深部火山隱爆作用所致。

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