辽宁瓦房店罗家沟角砾岩地质特征及成因探究

康 宁，韩阳光，李金虎，万方来，王怀楚，李东红

（辽宁省第六地质大队，辽宁 大连 116200）

辽宁瓦房店罗家沟角砾岩地质特征及成因探究

康 宁，韩阳光，李金虎，万方来，王怀楚，李东红

（辽宁省第六地质大队，辽宁 大连 116200）

辽宁省瓦房店地区发育各类金伯利岩脉、岩管及角砾岩，是我国重要的金刚石产地。罗家沟角砾岩位于该区域的金刚石Ⅰ矿带内，出露规模大，岩石成分复杂多样，是区域内典型的角砾岩体。本文通过野外地质调查及钻探工程，探究了该角砾岩的形态规模及深部产出形态，探明其延深超过1 000 m，呈株状产出且有多个分支。结合区域地质背景及前人资料，笔者认为该角砾岩属于隐爆型角砾岩，其形成经历了初期岩浆沿裂隙上升—中期地下隐爆—后期改造、熔蚀、剥蚀三个阶段。

罗家沟角砾岩；金伯利岩；隐爆型角砾岩；金刚石

辽宁省瓦房店地区位于辽东半岛西侧，该区域内发育各类金伯利岩脉、岩管，是我国重要的金刚石产区[1]，区内已发现1号、30号、50号金伯利岩管等多个大中型金伯利岩型金刚石矿床及金伯利岩脉，这些金伯利岩体在区域上由北向南组成三条北东东走向金刚石成矿带[2-4]。

罗家沟角砾岩位于其中I矿带内，出露规模大，角砾成分复杂，是区域范围内角砾岩体的典型代表。辽宁省第六地质大队先后于1977-1980年对该角砾岩进行了普查工作，初步探明其地表及浅部形态，对其岩石特征进行初步研究并对其含矿性进行评价，然而由于缺乏对-600 m标高以下深度的钻孔控制，岩体深部规模、形态仍未掌握，其成因仍有待研究[5]。本文通过大比例尺的详细野外地质填图和深部钻探工程，结合前人资料，进一步探明罗家沟角砾岩的形态规模，揭露其深部延伸情况，对其岩石类型进行详细划分，并对其成因进行更深入的研究。

1 地质概况

罗家沟角砾岩位于辽东半岛西部，大地构造位置位于胶辽台隆复州台陷复州-大连凹陷东缘[6-9]。基底为太古界鞍山群的混合花岗岩、钠长角闪岩及片麻岩。其上覆盖着三个构造层：下为中、新元古界构造层，厚1 000～1 500 m，由砾岩、砂岩、页岩及石灰岩所组成；中为古生界构造层，由寒武系、奥陶系石灰岩和石炭系、二叠系石灰岩、砂岩、页岩夹煤层组成，厚数十至数百米，仅分布于复州湾一带；上为中生界构造层，以砂、砾岩为主，夹页岩及薄煤层，仅分布于断陷盆地内。凹陷区盖层呈北北东向复向斜。缺失晚奥陶世、志留纪、泥盆纪、早石炭世等地层。本区在加里东和华力西期发生过频繁的升降运动，伴随着上升运动，发生了金伯利岩侵入[10-11]。

2 角砾岩地质特征

2.1 形态及规模

野外地质填图结果表明，罗家沟角砾岩体呈NE60°～SW240°方向展布，长1 800 m，宽150～300 m，平均宽度为250 m，出露面积约50万m2。其地表形态东宽西窄，形似棒槌状。岩体北侧边界地表走向为55°～70°，倾向南东，倾角50°～70°，南侧边界地表走向为北东60°～70°，倾向北西，局部倾向南东，倾角55°～85°，两侧边界产状向深部逐渐变陡。最新钻孔资料表明，ZK1611孔1 000 m深处虽尚未完全穿透岩体，但岩芯可见到围岩与角砾岩体交替出现，因此其深部应为株状形态，有多个分支（见图1、图2）。

图1 罗家沟角砾岩地质图

图2 罗家沟角砾岩钻孔剖面图

2.2 角砾岩岩性特征

根据角砾岩形成环境，罗家沟角砾岩可分为震碎塌陷角砾岩及爆发角砾岩，二者主要区别在于角砾的磨圆度不同。

2.2.1 震碎塌陷角砾岩

震碎塌陷角砾岩，角砾呈棱角状，根据胶结状态，其又可分为震碎角砾岩及塌陷角砾岩。震碎角砾岩位于岩体顶部和两侧，角砾岩成分单一，棱角大小不等，基本没有位移，是围岩震碎的岩石；塌陷角砾岩为顶部岩层塌陷的岩体，角砾成分单一，呈棱角状，大小不等，一般5～50 mm，局部为量级较大的岩层，有30～60 m3，呈浮礁于岩筒内，胶结物为本身岩层、粉末及少量铁质裂隙充填。

2.2.2 爆发角砾岩

爆发角砾岩的角砾磨圆度通常呈次圆状-圆状，该类角砾岩是罗家沟角砾岩体的主要组成部分。根据其粒度大小，又可划分为四种类型。

（1）细粒流纹质角砾岩。黄褐～灰褐色，碎屑结构，角砾状构造，角砾成分复杂，主要为石英砂岩、粉砂岩、页岩、泥灰岩，其中石英砂岩占角砾30%～40%，砾径2～10 mm，个别有20～30 mm现象，角砾含量占50%～60%，棱角状或次棱角状，个别椭圆状，极少为球状，并具流线层理构造特点，胶结物经化学分析和岩矿鉴定为流纹质硅质及少量围岩岩屑粉末胶结。

（2）中细粒流纹质角砾岩。黄褐色～浅灰褐色，碎屑结构，角砾状构造，角砾成分主要为粉砂岩，其次是石英砂岩、页岩及少量泥灰岩，角砾大小不等，砾径为2～30 mm，一般细砾较多，并见有石英、钾长石晶屑，含量60%～70%，磨圆度为次棱角状～半浑圆状，胶结物为岩屑粉末及流纹质，结构较松散，与细粒角砾岩成分差异不大，为渐变关系，主要分布罗家沟南侧一带。

（3）中粗砾流纹质角砾岩。碎屑状结构，角砾状构造，角砾成分复杂，为石英砂岩、粉砂岩、页岩、灰岩及混合花岗岩、片麻岩，角砾呈棱角状，砾径10～50 mm，含量占50%～70%，见有钾长石晶屑及碳酸盐脉穿插，胶结物为硅质、流纹质、铁质，角砾组成致密坚硬，不易风化。

（4）粗砾流纹质角砾岩。灰～灰褐色，碎屑状结构，角砾状构造，角砾呈分有岩屑或晶屑，主要为泥灰岩，结晶灰岩，鲕粒状灰岩，其次为石英砂岩、粉砂岩、页岩等，角砾大小不等，一般为50～70 mm，含量50%～60%，部分为30～50 mm，胶结物为流纹质、硅质及铁质胶结，主要分布在罗沟西南端。

3 角砾岩体成因探讨

罗家沟角砾岩岩体规模及延深较大，与围岩成侵入接触，近岩体的围岩产生裂隙化；岩体内残留有顶盖层的巨大崩落塌陷体。角砾岩体成分复杂，角砾大小不一，形态各异，分布杂乱无章，胶结物多为酸性熔浆物质，其次为凝灰质及少量的岩屑、晶屑。岩体东部，地表可见到明显的流动构造，角砾具方向性，局部胶结物呈定向流纹褶状构造和微球状构造。由此可见，角砾岩体具有隐爆成因特点，而非火山喷发及沉积成因。

地质历史时期，罗家沟地区岩浆活动频繁[12-13]。燕山期，首先有小规模酸性熔浆沿北东向断裂侵入，形成流纹斑岩，随后规模较大的酸性熔浆沿该断裂上升，因盖层所阻而停留，在封闭环境下，岩浆中富含挥发分的汽水热液不断积蓄，温压急剧上升，体积不断膨胀，能量逐渐加大。当内压超过外压产生较大压力差时，引起能量突然释放，但因盖层太厚，仍无力冲出地表，造成深部隐爆，此时热能迅速转化为机械能，使围岩破碎，一部分坠入熔浆体内。由于下部的岩浆不断地活化上涌，挥发分物质由液态转为气态，造成了多次隐爆，围岩的碎块、碎屑及晶屑不断发生移动，遭受磨蚀及熔蚀，使部分碎屑、角砾成为浑圆状及椭圆状，局部出现流纹状构造。当熔浆中的挥发分不断消耗直至失去爆破能力时，角砾、碎屑基本停止移动，熔浆也逐渐冷却，开始胶结碎屑及角砾，角砾岩体基本形成。此时局部仍有岩浆活动，并沿裂隙形成流纹岩脉，残余的挥发性气水液流，对局部尚未完全固结的碎屑、角砾继续作用，使彼此摩擦、碰撞、破碎而形成细小的碎屑物质，并沿薄弱地段（裂隙）侵入，形成细粒侵入型角砾岩细脉。最后有少量闪长玢岩携带有矿水溶液，沿裂隙沉淀形成局部微弱矿化。

综上所述，罗家沟角砾岩是由于酸性熔浆侵入、隐爆伴随围岩破碎、塌陷、改造、位移、凝固、胶结而形成的一种复杂地质体，其形成经历了初期岩浆沿裂隙上升—中期地下隐爆—后期改造、熔蚀、剥蚀三个阶段。

4 结论

（1）角砾岩体呈NE-SW向展布，地表形态东宽西窄，边界产状向深部逐渐变陡，延深超过1 000 m，深部形态为株状，有多个分支。

（2）根据罗家沟角砾岩的岩性特征，将其划分为震碎塌陷角砾岩及爆发角砾岩，前者可划分为震碎角砾岩和塌陷角砾岩，后者又可划分为细粒流纹质角砾岩、中细粒流纹质角砾岩、中粗砾流纹质角砾岩、粗砾流纹质角砾岩。

（3）罗家沟角砾岩是由于酸性熔浆侵入、隐爆伴随围岩破碎、塌陷、改造、位移、凝固、胶结而形成的一种复杂地质体，其形成经历了初期岩浆沿裂隙上升—中期地下隐爆—后期改造、熔蚀、剥蚀三个阶段。

1 付海涛.辽宁省瓦房店地区金刚石原生矿找矿信息研究[J].地质找矿论丛，2005，20（4）：281-285.

2 齐玉兴，施中爽，韩柱国.辽宁金刚石矿找矿与勘查[J].辽宁地质，1998，（2）：111-125.

3 杨占兴，王彬娜.辽宁瓦房店30号金伯利岩管地球化学特征及金刚石矿床成因[J].世界地质，2016，35（2）：378-386.

4 王振德，郭国荣.辽宁瓦房店50号岩管金刚石包体特征[J].辽宁地质，1994，（3）：263-274.

5 辽宁省第六地质大队.复县罗家沟角砾岩初步评价报告书[R].大连：辽宁省第六地质大队，1977.

6 辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

7 王东方.辽东地块的构造分解[J].辽宁地质，1992，（2）：44-54.

8 乔秀夫，张安棣.华北块体、胶辽朝块体与郯庐断裂[J].中国地质，2002，29（4）：337-345.

9 赵光慧，邵会文.从板块理论看辽宁大地构造轮廓[J].防灾减灾学报，1999，（1）：29-36.

10 陈荣度.辽东裂谷的地质构造演化[J].地质通报，1990，（4）：306-315.

11 陈树良，郇彦清，邴志波.辽东地区古元古代侵入岩特征及构造岩浆大陆动力学演化[J].辽宁地质，2001，（1）：43-51.

12 王文清，曲亚军.辽东古元古宙金矿地质特征及成矿模式[J].辽宁地质，2000，（3）：161-172.

13 杨进辉，吴福元，Simon A Wilde，等.辽东半岛中生代岩浆活动与华北陆块去克拉通化[J].矿物岩石地球化学通报，2008，27（1）：153-154.

Geological Characteristics and Genesis of Luojiagou Breccia in Wafangdian, Liaoning

Kang Ning, Han Yangguang, Li Jinhu, Wan Fanglai, Wang Huaichu, Li Donghong
(Sixth Geological Team of Liaoning Provience, Dalian 116200, China)

The development of various kimberlite veins, rock and breccia in the Wafangdian area of Liaoning Province is an important diamond origin in China.Luojiagou breccia is located in the area of the diamond Ⅰ belt, exposed large scale, complex and diverse rock composition, is a typical breccia in the region.In this paper, the morphological scale and deep form of the breccia are explored by field geological survey and drilling engineering, and the extension of the breccia is more than 1 000 m.Combined with the regional geological background and predecessors' data, the author thinks that the breccia belongs to the cryptoexplosive breccia, and its formation has experienced three stages: the initial magma rising along the fissure - medium underground underground explosion - late transformation, erosion and erosion.

Luojiagou Breccia; kimberlite; cryptoexplosive breccia; diamond

P618.51

A

1008-9500(2017)10-0115-03

2017-08-10

康宁（1978-），男，辽宁大连人，中级工程师，从事金刚石普查与勘探工作。