角砾岩(砾岩)的辨识及其找矿意义

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我们在地质研究与矿产勘查过程中,常常会遇到各种各样的角砾岩和砾岩。这些角砾岩和砾岩具有不同的的形成方式,其地质意义与找矿意义各不相同。
因此,准确地辨别出不同成因的角砾岩(砾岩)是一个训练有素的地学工作者不可或缺的基本功。
    角砾岩(砾岩):由粒径>2mm的圆状、次圆状、棱角状岩石碎屑(砾石)经胶结而成。角砾岩能很好地反映母岩成分和性质,它与母岩关系密切。可用它判断构造运动、古海、湖岸的位置及古河流的流向。砾石是天然的铺路材料和水泥拌料,某些砾岩常与铀、金、金刚石、铜等共生,是良好的找矿标志。
    按砾石的圆度分为砾岩和角砾岩:
    砾岩:圆状、次圆状的砾石含量>50%的岩石;
    角砾岩:棱角状和次棱角状砾石含量>50%的岩石。

按砾径的大小可分为:
    巨砾岩:砾石直径>256mm;
    粗砾岩: 砾石直径为64~256mm;
    中砾岩: 砾石直径为4~64mm;
    细砾岩: 砾石直径为2~4mm。
    按砾石成分分为单成分砾岩和复成分砾岩。
    单成分砾岩:砾石成分单一,多为稳定的岩屑和重矿物,其中某种成分的砾石占75%以上,如石英岩质砾岩,燧石砾岩及石英砾岩等;
    复成分砾岩:砾石成分复杂,各种成分的砾石含量都不超过50%,通常分选较差、圆度不高,砾石抗风化能力也较弱,多为洪积产物。
    根据在剖面上的位置分为:


    底砾岩:因位于海浸层序底部而得名,代表一个长期的沉积间断之后所开始的新的沉积,与下伏岩层呈不整合或假整合接触。

底砾岩的特点是:分布面积不大但较稳定,砾石磨圆度高、分选性好,成熟度高,粒度由下至上逐渐变细等,代表长期侵蚀间断的产物,是判断构造运动和区域不整合存在的重要标志。
辨识标志是:1)具有下伏老岩层的砾石和碎屑;2)砾石分选性和磨圆度高,成分较杂,但以硅质砾为主;3)下伏岩层的顶部有风化壳和粘土层或黄褐色氧化层;4)其胶结物的时代才能代表底砾岩的形成时代;5)可产有砂金、金红石、钛铁矿、锆英砂等重砂矿床。
注意:因不整合面常常为构造薄弱面,可为断层及热液作用所利用,故底砾岩往往叠加有构造角砾岩、热液角砾岩等,大大增加了底砾岩辨识的难度。这就需要我们练就一双慧眼,去伪存真。

    层间砾岩:因位于连续沉积的地层内部而得名,其上下无沉积间断,胶结物与砾石岩性常常相同。通常是当地岩石边冲刷、边沉积形成的。也可以在成岩阶段,由于胶体脱水,体积收缩,岩石碎裂成角砾,再被胶结,则可产生成岩角砾岩(砾岩)。在动荡不安的沉积环境或同生断层中,可形成同生角砾岩,角砾与胶结物的成分相同。

同生角砾岩伴随同生断层(生长断层)而形成,分布局限,是寻找喷流沉积矿床的典型标志。
    根据岩石成因分为:


    滨岸砾岩:主要形成于滨海地区和滨湖地区,它是由河流携入的砾石或沿岸岩石崩塌下来的碎块经波浪和河流反复改造而成。
    河成砾岩:山区河流与平原河流形成的砾岩称为河成砾岩,多由岩屑砾岩构成。砾石的平均粒径比海相砾石大,但砾石分选性差。
    冰碛砾岩:砾石以粉砂和泥级碎屑为主,砾级碎屑含量—般占5-30%,分选差,粒径大小不一。冰碛岩的辨识特征是:砾石形状奇特,形成所谓五角砾石或熨斗状砾石,表面有丁字形擦痕。


    岩溶角砾岩(崩塌角砾岩、洞穴角砾岩):碳酸盐岩因溶解而形成溶洞,溶洞顶壁崩落而形成石灰质、白云质角砾堆积,进而被钙质或红土所胶结所致。

辨识特点是:角砾大小相差悬珠、棱角清晰,多为石灰岩、白云岩碎块。填隙物为碳酸盐粉屑、红粘土,孔隙中常有方解石结晶。岩溶角砾岩常为铅锌矿富集之场所,是寻找富铅锌矿、锑矿等的找矿标志。

火山角砾岩:乃2—64mm之间的火山碎屑物(岩屑、浆屑,占整个岩石体积的30%以上)被细小碎屑(火山灰、玻屑)胶结所形成的岩石。所含之熔岩碎屑远较凝灰岩者为多,但玻璃质细片及晶屑较少。有些火山角砾岩有多量之火山岩渣,砾块多具稜角,直径约十至三十公分居多,堆积不显层理,分选差,皆由火山物质胶结,一部分集块岩之胶结紧密,砾块与胶结物之间无明显之界限。火山角砾岩可分布在离火山口不远的火山斜坡上,时间上往往形成在喷发旋回的开始阶段,集块岩堆积之后。火山角砾岩是寻找火山机构及受火山构造控制的矿床的找矿标志,其本身因渗透性好,常常为容矿围岩。

     断层角砾岩或构造角砾岩:指在应力作用(断层作用)下,原岩破碎成角砾状,被破碎细屑充填胶结或有部分外来物质胶结的岩石。一般认为:角砾碎屑含量大于30%的称为断层角砾岩,而碎屑含量小于30%的则称为断层泥。它是动力变质岩中碎裂程度中等的岩石。构造角砾岩在断层破碎带广泛分布。其厚度取决于破碎的强度。有时可厚达数百米,延伸数十至数百公里。

断层角砾岩的辨识特征:1)角砾成分为断层两侧岩石,胶结物为岩粉、断层泥和热液物质,如硅质、铁质、钙质等;2)具有动力变质现象,如构造透镜体、挤压片理、断层褶皱等;3)呈线状,与断裂分布相一致;4)断层角砾岩往往与断层泥、断层泥砾岩、碎粉岩、碎斑岩、碎裂岩等形成一个完整的分带序列;5)是寻找热液矿床的标志。

    热液爆破角砾岩(热液角砾岩、矿液致裂角砾岩):如果热液压力大于上覆岩层的静压力,挥发份灾变性逃逸,体积急剧膨胀,使围岩发生热液爆破而形成的角砾岩,被称为热液爆破角砾岩(热液角砾岩、矿液致裂角砾岩)。

热液爆破角砾岩的辨识特征:1)常常具有圆形、椭圆形或宽带状形态(即爆破角砾岩筒),与断层角砾岩的线性形态不同;2)围绕热液爆破中心,呈环带分布爆破岩粉带,爆破角砾岩,震碎岩,震裂岩;3)爆破角砾岩的角砾常常为围岩物质,胶结物为热液物质,角砾边缘具有热液蚀变边(退色边),角砾具有可拼合特征;4)由爆破中心向外,热液蚀变渐次减弱,最终过渡为穿孔蚀变斑;5)是寻找金矿、银矿、铜矿等的良好找矿标志。

    岩浆爆破角砾岩(岩浆隐爆角砾岩):在浅成或超浅成环境中,在岩浆顶部岩层压力大于岩浆爆破应力条件下所发生的爆破或火山活动,或称潜火山活动(隐爆)。岩浆隐爆作用发生最直接的因素是受热的多源流体或气体,岩浆隐蔽爆破主要作用方式是气爆和浆爆,其次是热液注入。通常气爆发生于早期,浆爆较晚,,而热液注入最晚。浅成-超浅成中酸性斑岩体是隐爆角砾岩形成的决定性因素。其成因与热液爆破角砾岩相似。

岩浆爆破角砾岩的辨识特征:1)爆破角砾岩的角砾成分较复杂,一般为围岩及岩浆所带来的深部岩屑,胶结物为细粒岩浆物质,蚀变强烈,角砾边缘具有热液蚀变边(退色边),角砾具有可拼合特征;2)常常具有圆形、椭圆形或宽带状形态(即爆破角砾岩筒),有时可形成爆破角砾岩墙,刺入围岩中;3)围绕岩浆爆破中心,呈环带分布爆破岩粉带,爆破角砾岩,震碎岩,震裂岩;4)由爆破中心向外或由上至下,热液蚀变渐次减弱,最终过渡为穿孔蚀变斑;5)是寻找金矿、银矿、铜(钼)矿等的良好找矿标志。

由于各类角砾岩因区域变质、动力变质、热液叠加及表生改造,面目全非。因此,要正确识别角砾岩类型,不是一件容易的事!
切记:观察要仔细,不要被表面现象所迷惑!角砾的形态特征,角砾和胶结物的成分,角砾的分布与排列,角砾岩与周围岩石的关系,是正确辨识角砾岩的关键!

不同成因的角砾岩的特征比较
类型       角砾成分                         角砾大小
断层角砾岩  较杂,断层两侧不同岩层的岩石角砾 不均,离断裂面愈近角砾愈细
同生角砾岩  较单一,与所在岩层的岩性基本相同 较 均
火山角砾岩  较杂,但一般均属火山岩角砾       不均
类型       分布              产出形态        胶结物质

断层角砾岩 沿断层面定向分布    切层(体)产出  钙质硅质铁质断层泥胶结
同生角砾岩  平行层面与层理一致有层理          与砾岩层的岩性相同
火山角砾岩  基本与层面一致     有层理          凝灰质

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