辽宁瓦房店地区隐伏金伯利岩体地质特征
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摘 要 辽宁地质六队从上世纪80年代至今在辽宁瓦房店地区先后发现4个金伯利隐伏岩体，其中30-2号隐伏岩体是一处大型金刚石原生矿床。2009年在“瓦房店地区金刚石隐伏矿体”普查项目勘察中又在110号岩管基岩下方找到隐伏金伯利岩体，估算地质资源储量约21万克拉，所以研究隐伏金伯利岩体、寻找隐伏矿体可能是未来金刚石找矿的方向。
关键词 瓦房店地区；理想成矿模式；赋存规律；找矿标志
中图分类号P62 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）89-0125-03
1辽宁瓦房店地区金伯利岩体分布
辽宁瓦房店地区金伯利岩岩区，位于华北地台辽东台隆的南端复州凹陷内，北北东向金州断裂贯穿全区，并把区内划分为截然不同的东西两部分，东部区为新金凸起，为古老变质岩系和燕山期花岗岩（γ2 5）；西部区为复州凹陷，分布上元古界以来一套沉积盖层，金伯利岩产于凹陷东北部的盖层之中，见图1。
1.第四系；2.侏罗系；3.石岩系；4.奥陶系；5.寒武系；6.震旦系；7.前震旦系；8.混合岩；9.混合岩花岗岩；10.花岗（斑）岩；11.石英闪长岩；12.闪长（玢）岩；13.辉绿岩；14.金伯利岩；15.褶皱轴；16东西向构造；17.南北向构造；18.北东向构造；19.北西向旋扭构造；20.北北东向构造；21.北西向构造
区内主要由上元古界青白口系、震旦系、古生界寒武系奥陶系、中新生界侏罗系和第四系地层组成，地层大体从北东到南西方向，由老到新呈一单斜岩层分布，产状平缓，局部中间有小的平缓的背向斜产出，如著名的头道沟矿区为一等轴平缓向斜。区内除控矿的北东东向、北北东、北东向构造外，还有近东西向、北西向、北北西向构造，上述断裂构造在长期地质过程中相互作用和制约。区内除金伯利岩外，还有偏碱性、基性、中酸性脉岩和各种小侵入体。瓦房店地区金伯利岩田面积大约1200平方公里，区内共112个金伯利岩体，24个为岩管，其余为岩脉，根据金伯利岩体的产出及展布方向划分三个金伯利岩带，见图2。Ⅰ矿带南起石灰窑子1、2号岩管，向北东东、方屯、涝田沟、二道沟、徐屯一带长28公里，宽2～3公里。带内有30号岩管、42号岩管。Ⅱ矿带位于矿田中部，西起小关里经头道沟、吴店一带长15公里，宽2公里，带内有著名的50号岩管。Ⅲ矿带位于矿田的南部，从大高屯到满洲转长6公里，宽1公里。三个矿带与北东向断裂交汇部位，为金伯利岩爆发中心，多有岩管群的产出，也是隐伏金伯利岩体赋存部位，如Ⅰ矿带涝田沟地区有30、34、38、110等岩管产出，有2个隐伏岩体，Ⅱ矿带的头道沟矿区是北东东向矿带与北东向交汇部位产出有50号、51-68-71号岩管。而50号岩管南东侧的隐伏岩管分别产在北东向断裂的上盘。
2隐伏金伯利岩体一般概念
隐伏金伯利岩体是指目前在风化剥蚀基准面以下，上顶有沉积岩岩层覆盖而未出露地表的金伯利岩体，本区实际上为半隐伏岩体，既地表有出露的岩体，而在其下方有较大的膨大金伯利岩体，它与地表岩体相连，是同一构造控制的，是一个岩体的组成部分。
2.1隐伏岩体的分布及地质特征
目前瓦房店地区共发现4个金伯利岩隐伏岩体：1）Ⅰ矿带西端的石灰窑子矿区1号岩管，下方膨大体；2）Ⅰ矿带中段涝田沟矿区30号岩管下方30-2号隐伏矿体；3）2009年发现的110号岩管东侧隐伏岩体；4）Ⅱ矿带中段的头道沟矿区50号岩管南东侧下方50-2号隐伏矿体。
这些隐伏矿体均产在地表已知岩体构造破碎带、蚀变带南东方向下方位，呈各种形态，规模大小不一，岩性均为金伯利凝灰角砾岩。由于成因类型不同，控矿构造性质各异，所以隐伏岩体的形态亦千姿百态。
2.2 隐伏岩体岩石特征
瓦房店地区金伯利岩的岩石类型主要有三种：斑状金伯利岩、含围岩角砾（碎屑）岩和金伯利凝灰角砾岩。因本区的隐伏金伯利岩体均与地表金伯利岩管（脉）相连，是一个岩体的组成部分，只是侵位深度不同。根据深部钻孔资料表明，隐伏金伯利岩岩石类型基本与地表金伯利岩岩石类型基本相同。
2.3隐伏金伯利岩主要矿物特征
金伯利岩的矿物组合非常复杂，按其成因分类有原生矿物、热液蚀变矿物和捕掳晶矿物，而原生矿物组合比较稳定，主要造岩矿物有橄榄石和金云母；副矿物有：镁铝榴石、铬铁矿、铬透辉石、钛铁矿等，前二者也为金刚石主要指示矿物
2.3.1镁铝榴石
镁铝榴石在金伯利岩中呈斑晶产出，晶体呈椭圆状、球状、棱角状、碎块状嵌布于显微斑晶的细粒基质之中，其含量与含矿性相关，富含矿金伯利岩含量2.756g/T～13.455g/T；中等含矿含量为0.015g/T～1.11g/T，贫矿含量2g/T～21g/T。镁铝榴石颜色可划为两大系列：紫色系列和橙色系列。
2.3.2铬铁矿（铬尖晶石类）
铬尖晶石类矿物是金伯利岩最常见的副矿物，也是金刚石最主要的指示矿物，本区含量可达4.7g/T～8.29g/T，是镁铝榴石含量的10～200倍，由于含量多，物理化学性质稳定，颗粒大所以是瓦房店地区寻找金伯利岩最重要的指示矿物。
铬铁矿主要呈粗晶（斑晶）产出，大小一般在1～5mm，最大者达15mm，受熔蚀作用后呈浑圆和次浑圆状，表面粗糙不平，发育有麻点熔蚀和熔蚀沟。基质中的铬铁矿大小0.05mm～0.1mm，呈自形、半自形，表面光亮，大部分是完整的八面体和歪八面体晶形，其八面体晶为三角形、四边形、五边形和六边形。
2.4隐伏岩体化学成分特征
化学成分如下特点：
1）岩石化学成分中，SiO2含量为不饱和或强烈不饱和（SiO2平均33.78%），K2O>Na2O，Al2O3>K2O，Al2O3
2）一般SiO2与MgO的比例接近，当碳酸盐化时，SiO2和MgO含量减少，而被CaO和CO2取代，一般情况下SiO2和MgO二者的减少量基本相同；
3）碱金属K2O和Na2O含量与超基性岩相比，K2O偏高（1.04%），Na2O偏低（0.13%），其中K2O主要是岩浆活动形成金云母，故金云母含量多寡是由元素变化决定的，然而Na2O的含量却是比较稳定，在一般金伯利岩中的K2O含量是Na2O的几倍，即K2O/Na2O>1是金伯利岩的化学成分显著特点；
4）挥发组分（尤其H2O和CO2）丰富，它比超基性岩，基性岩高出几倍，也是造成金伯利岩强烈蚀变的重要原因；
5）金伯利岩中各氧化物成分可分碱性组分和超基性组分两组，碱性组分为K2O，Na2O，P2O5，TiO2，Al2O3等，超基性组分为NiO，Cr2O3，MgO等，这各组内的各氧化物含量变化均为正消长关系。
2.5瓦房店地区隐伏岩体（假想）成因机制
2.5.1理想岩管成因模式
英国地质学家霍桑建立的完整金伯利岩管是有三个相组成，即火山口相、火山道相和根部相，分别为喷出相、爆破相和浅成侵入相，见下图。
1）火山口相金伯利岩系由火山碎屑岩、外力碎屑岩和火山熔岩组成，是开放式喷发成因，目前世界上只有坦桑尼亚姆瓦札依岩管和博茨瓦纳奥拉帕岩管2个岩管有火山口相存在；
2）火山道相金伯利岩主要由爆发成因的金伯利凝灰角砾岩、角砾岩和角砾凝灰岩组成，是岩浆多期侵入爆发的主通道，具有复合岩相特点。根据对瓦房店地区金伯利岩管剥蚀深度研究结果与对比表明，本区出露地表的金伯利岩体为火山道相下部和根部相过渡部位，或根部相上部；
3）根部相（浅成侵入相）火山道相向下逐步收窄逐渐变成根部带，主要由斑状金伯利岩、含围岩角砾斑状金伯利岩组成，因严格受构造控制，其形态规模变得十分复杂，成盲岩床、岩墙、岩株等。
2.5.2假想岩管成因机制
地质学家用水岩浆爆发火山作用模式来阐述金伯利岩管的成因机制，将形成过程分为三个阶段，见下图。
1）胚胎岩管发育阶段
当金伯利岩浆上升到地壳部位时，首先会形成岩管的胚芽，并沿裂隙的结构走向扩展，对围岩施加剪切与顶蚀影响。随着岩浆的不断上涌，在形成胚胎岩管之后，很快又被后续上侵的岩浆所取代。岩浆前峰在新的高位形成新的胚芽，在新岩浆的后续上涌过程中，在主升道两侧留下了部分前期形成的胚胎岩管，呈隐伏的岩床岩株及膨大体。
2）液化阶段
金伯利岩浆上升到距地表0.5km左右，与地下水相互作用，使高温岩浆与封闭的地下水相互作用，促使系统压力增加，发生岩浆水体连续或间歇性的爆发，空间不断的扩展延深。
3）水火山改道及喷发阶段
在金伯利岩浆的不断上侵过程中，与地下水混合形成高温高压的水蒸气爆发，这个阶段有可能隐爆。只有不断爆发造成上顶围岩破碎，地下水不断向下移动，使火山道不断加深，最终喷出地表，形成完整的金伯利岩管，最后在地下2km～2.5km处爆破。
2.5.3隐伏爆发理想模式
部分地质学家认为，在一些情况下金伯利岩筒不能直接喷出地表，隐伏爆发的可能性较大。对于金伯利角砾岩充填的岩筒而言，“喷发相”特征较少，因此将其视为金伯利岩浆作用下底辟褶皱发展时形成的构造。对于隐伏金伯利岩管的形成过程而言，分为两种：一是岩浆对围岩的主动机械作用；二是岩浆上升柱体顶部爆破过程。如下图所示。
两个过程有如下地层特点：
1）金伯利岩浆柱状体上升强烈作用使上顶岩层穹窿状，凭借穹窿顶部裂隙使岩浆柱以脉冲式升降。进入岩浆中的碎块被流动的岩浆带到深入，使高位地层岩石变成岩管深入的捕掳体；
2）金伯利岩浆凭借巨大的机械力使岩浆进入穹窿岩层中的裂隙，形成金伯利岩脉。在金伯利岩浆及其挥发组分的作用下，使上顶发生蚀变，汽化液化作用，金伯利岩物质潜移默化的进入到地层之中（这也可能引起汇水区内的金刚石指示矿物砂异常）。因此，对于一个隐爆中心而言，可能存在一个有一定范围水系重砂异常区与物化探异常晕。
隐伏金伯利岩体是埋在基岩以下若干米，但由于其化学成分、物理性质、成因类型等特殊因素，在其周围仍然可形成重砂异常，物化探异常和晕，有独特的明显的找矿标志，所以建议新一轮的勘察应以综合手段进行圈定，验证则以钻探为主，重点寻找那些埋在基岩下的隐伏矿。
参考文献
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