Question

破火山口控矿作用

Answer 1

由于破火山口的形成多经历长期复杂的地质作用过程，断裂的产生以及大规模火山喷发、次火山岩的侵入等多次交替进行，导致多种成矿构造的形成和成矿作用的发生。因此，在含矿破火山口中矿体常成簇成群产出。破火山口构造是控制矿田产出的重要控矿构造之一。产在破火山构造中的矿床主要有铜、金、银、铍、铀、稀有金属碳酸盐和其他金属的矿床。火山通道、次火山岩体岩墙、爆发岩筒和各种断裂构造对矿床和矿体均有控制作用。在大多数情况下，矿床或矿体既产在火山口内的火山通道构造中也产在破火山口构造特有的环状、圆锥状、辐射状断裂带、岩墙及次火山岩构造中。

图12.12 墨西哥皮拉莱斯铜矿床略图

(据陈国达)

1—安山岩、英安岩质角砾岩；2—安山岩质角砾岩；3—二长岩；4—基性岩墙；5—矿体；6—断裂

在无环状和辐射状的筒状火山通道里常充填凝灰岩及凝灰岩和熔岩角砾岩。沿火山通道边缘发育具有环状断面的圆柱状、筒状矿化角砾岩矿体与脉状矿体。矿体多分布在靠近破火山口的地方和破火山口内，赋存在岩墙中的最大的矿脉位于破火山口附近，即矿脉发育于控制破火山口位置、最早形成的断裂中，在破火山口附近断裂交叉结和断裂切过岩墙处形成矿柱。在破火山口内的断裂交叉结上也广泛发育矿脉、矿脉带和矿柱，筒状矿体产在火山颈中。如墨西哥皮拉莱斯铜—电气石矿床(图12.12)；火山通道中巢状矿体，如美国霍普纳瓦哈铀矿(图12.13)。

在其环状、锥状、辐射状断裂的筒状火山通道中(图12.10)常充填混合物。在通道内常见环状侵入体接触带中交代矿体，例如，墨西哥阿古奇列萤石—硅铍石矿床；通道内柱状碳酸盐矿体、辐射状、锥状矿体，例如，瑞典阿耳诺稀有金属碳酸盐矿床；具环状断口矿化角砾岩筒状矿体及巢状和不规则矿体，例如，智利布雷登铜矿(图12.14)。

在火山形成过程中，由于岩浆柱或者岩浆蒸气柱作用，下面集中应力超过岩石机械强度使圆锥面发生裂口，与此同时由于膨胀形成了放射状断裂裂隙(图12.15)，接踵而来的是随着地壳筒状地段的下沉而发生拉伸形成环状断裂，受这些断裂控制的矿体多为脉状，在断裂交叉点常形成圆柱状和柱状矿体。

美国科罗拉多锡尔弗顿金—银多金属矿田，产在破火山口构造中，矿床构造和矿体形态多样。直径13km的陷落破火山口中发育一系列环状、锥状及辐射状断裂和裂隙(图12.16)。曾发生多阶段(四大阶段，七个亚阶段)矿化，矿化具明显分带性，从内到外为：

图12.13 由于破火山口而变得很复杂的火山机构中的铀—铜矿聚集示意图

(据A.列别捷夫—津诺维耶夫)

1—火山机构周围的粗古流纹斑岩；2—流纹斑岩的熔岩、角砾岩；3—裂隙状流纹斑岩；4—微花岗岩脉；5—断裂；6—矿体

图12.14 埃尔特尼恩特矿区平面图（左）、剖面图（右）

(据埃尔曼)

1—矿体边界；2—角砾岩；3—煌斑岩边界；4—布雷登建造；5—安粗岩；6—英安斑岩；7—石英闪长岩；8—下福雷洛尼斯建造

Ⅰ带：位于环状断裂带，矿化受侵入体构造控制，形成第一阶段含黄铁矿和方铅矿的柱状铜——银矿床。

Ⅱ带：矿化受辐射状同心环状及不规则系统的断裂网控制，形成了第1～3阶段黄铁矿脉、铅—锌—铜石英脉、含金石英脉型矿床。

Ⅲ带：矿化受辐射状断裂控制，形成第2～4阶段的锌—铅—铜石英脉、铅—银石英脉、金—银石英脉型矿床及不含矿的石英和萤石层。

图12.15 圆锥状和环状断裂的形成

(据E.安德森)

Z/a—沿Z轴位移；X/a—沿X轴拉伸。箭头—轴心压力方向

图12.16 锡尔弗顿的含矿破火山口构造

(据埃尔曼)

1—前寒武纪岩石(侵入岩、沉积岩和变质岩)；2—古生代和中生代沉积岩层；3—古近纪侵入岩；4—古、新近纪火山构造；5—新近纪侵入岩；6—大断层，包括矿化断层；7—小断层、大裂隙、岩墙和矿脉

Ⅳ带：最外带，保留最大的辐射状断裂，并容矿，形成第3阶段的含石英和碳酸盐的金—银矿并产出第4阶段不含矿的石英的萤石层。

从环状构造带向外，由偏高温矿物组合向中低温矿物组合过渡，随裂隙的不断张开依次向外推进。破火山口周围的环状断裂及次火山岩岩体可能是成矿溶液的运移通道。

如果沿破火山口环状、锥状、辐射状构造中充填岩墙，在剥蚀较深的地区，它们以中心型杂岩形式出现，对某些岩浆矿床来说，环状、锥状、辐射状岩墙本身就是矿体。富含稀有、稀土、磷灰石—磁铁矿的碳酸盐型矿床。例如，瑞典阿尔诺岛碳酸盐矿床，内带为浅色富含碳酸盐和磷灰石岩石；中带为富含霞石和钠质正长石的浅色岩石，外带为富含辉石和黑榴石暗色霞石岩石。碳酸盐和其他类型岩墙充填于辐射状，从中心撒开的环状、和倾向中心的环状裂隙中(图12.17)。是活动性较高，富含矿化剂的碳酸盐岩浆贯入凝固而成。

图12.17 阿尔诺碳酸岩矿床地质图

(据埃尔曼)

1—重晶石；2—黑云方解碳酸岩；3—磷霞岩、霓霞岩、正霞正长岩、流霞正长岩；4—霞霓钠辉岩、暗霞正长岩、钛铁正长岩、钛铁霞辉岩；5—暗色霞石正长岩的长霓岩；6—浅色霞石正长岩的长霞岩；7—正长岩的长霓岩；8—热变质长霓岩；9—热动力变质的长霞岩；10—混合岩；11—位于波罗的海下面的矿床中心部分