新疆鄯善县阿奇山地区火山机构特征

彭玉旋，夏 冬，王君良，杨 屹，辛 江

（1.新疆矿产实验研究所，新疆乌鲁木齐830000；2.中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083；3.新疆地质调查院，新疆乌鲁木齐830000）

阿奇山地区位于东天山造山带西南缘，主要出露地层为石炭纪火山岩。区内新发现的阿奇山铅锌（铜）矿床已达大型规模。本文针对区内确定的5个火山机构进行解剖，旨在了解火山机构与成矿的关系。

1 地质背景

研究区位于觉罗塔格晚古生代沟弧带（Ⅱ）西段，北部与哈尔里克—大南湖古生代复合岛弧带（Ⅱ）相邻，南贴巴伦台—星星峡离散地体（Ⅱ），见图1。

2 火山机构特征

本次工作共确定火山机构5个，分别为环形山火山机构、蝙蝠山火山机构、望远峰火山机构、帘石山火山机构和小东山火山机构。各火山机构特征阐述如下。

2.1 环形山火山机构

环形山火山机构以灰绿色安山岩为主，山体分布呈环状，具有较好的火山口特征，且安山质岩石具有较好的磁性，对铁矿的形成具有一定的潜力。

2.2 蝙蝠山火山机构

蝙蝠山火山机构面积约20km2，具有较好的火山岩相分带。火山口相为灰绿色火山角砾岩，角砾成分复杂，以红色泥质角砾为主，含少量生物碎屑灰岩角砾。角砾大小不一，从毫米级到米级均有分布。红色泥质角砾与灰绿色安山质成分具有一定的反应边，红色向外逐渐变化为白色，直至成为灰绿色。其他安山岩角砾、英安岩角砾均见反应边，但没有红色泥岩明显，说明红色泥岩可能还未固结，仅为红色软泥。并揭示该安山质角砾岩基质温度较高，对角砾形成烘烤，推测该岩石为火山口相熔岩包裹大量围岩角砾，形成角砾岩。再者，该角砾岩中角砾含量较高，且部分角砾具有一定磨圆，说明熔岩与角砾接触时间较长，可能揭示火山喷发持续较长时间。

安山质火山角砾岩外围为安山岩、安山质角砾岩、集块岩等互层。可见岩与安山质熔结角砾岩互层产出，安山质熔结角砾岩中角砾成分主要为安山岩，粒径约5～10cm不等，在安山质熔结角砾岩下部还可见侵入角砾岩，角砾成分和基质成分完全一样，但蚀变程度有所差别，所以为侵入角砾岩。在侵入角砾岩中还可见到绿帘石呈包体产出，具有一定的磨圆度。安山岩上部层位的第一层集块岩集块粒径较大，从厘米级到几十米级变化，可生物碎屑灰岩集块宽约数十米，灰岩中包裹多种火山岩角砾，说明生物碎屑灰岩被包裹进去之前还未完全固结，或者生物碎屑灰岩被成为集块岩之后在高温下发生溶解，产生塑性流变，将安山岩作为角砾再次包裹。大量具有流动构造的灰岩，将安山岩角砾包裹其中，但是集块成分相对简单，主要为灰岩和安山岩。安山岩中还可见到花岗岩包体，说明此次安山质火山喷发的基底性质属于大陆地壳成分，并且火山角砾岩中角砾成分主要为红色泥质成分，说明安山岩喷发环境可能为陆相环境。安山岩中可见到大量放射状、锥状绿帘石脉，可能是火山喷发过程中形成的张性裂隙，导致大量绿帘石脉充填其中。蝙蝠山火山机构的安山岩和熔结角砾岩、集块岩均北倾，而张性绿帘石脉南倾，并且根据火山集块岩粒径变化，也推测火山口位于安山质火山角砾岩区域。所以，蝙蝠山火山机构的火山喷发方向为西北方向。蝙蝠山主要岩性为灰绿色安山质岩石，均具有较好的磁性，该区域具有寻找磁铁矿矿石的良好前景。

2.3 帘石山火山机构

帘石山火山机构主要因普遍发育的绿帘石化而得名，面积约3km2。通过路线地质调查和剖面实测，确定帘石山火山机构中心相为灰绿色安山玢岩，以斜长石和角闪石斑晶为主，含有磁铁矿颗粒。安山玢岩南为南倾的玄武质熔结凝灰岩，紧邻安山玢岩和最上部层位较为疏松，中部层位可见假流纹构造，为典型熔结凝灰岩或熔结角砾岩。其上部层为黑色杏仁状玄武岩，杏仁构造发育，主要被方解石和石英充填，并具有一定的定向性，指示火山喷发方向为正南方向，火山口位置也正好与安山玢岩位置吻合。

玄武岩上部为安山质凝灰岩胶结的集块岩，集块岩之上可见安山质凝灰岩。综上所述，该火山口首先喷发为玄武岩，再喷发安山岩。火山口相西南侧可见集块岩和正常沉积砂岩，地层中可以见到大量放射状安山玢岩、花岗斑岩岩墙；火山口西侧和东侧均可以见到放射状、锥状安山玢岩、英安斑岩岩墙，代表火山喷发时产生的张性裂隙被充填，且锥状裂隙形成于火山形成时期。帘石山火山机构西侧为蝙蝠山火山机构中的安山质火山角砾岩，而安山玢岩呈锥状岩墙侵入其中，说明帘石山火山机构形成稍晚于蝙蝠山火山机构，且具有两期火山作用。另外，帘石山火山机构中杏仁状玄武岩中包含大量花岗岩包体，说明喷发基底性质为陆壳。玄武岩包含巨量的杏仁构造，且具有“红顶绿底”的玄武岩分层，说明帘石山玄武岩的喷发环境为陆相玄武岩，并非海相。在安山玢岩与玄武岩接触部位，可见大量岩石较为破碎，疑为隐爆角砾岩，而玄武岩和安山玢岩中均具有较好的磁性，结合该区域大比例尺化探扫描成果，帘石山火山机构的火山口具有较好的铜异常，说明帘石山火山机构具有形成铁、铜矿化的潜力。

2.4 望远峰火山机构

望远峰火山机构分布面积较小，可能是蝙蝠山火山机构的东延部分。火山口相岩石为灰绿色角砾安山玢岩，安山玢岩上部紧接着为正常沉积的粉砂岩与泥灰岩互层，火山口东北侧为成分极其复杂的复成分集块岩，具有一定的层理构造。集块岩中集块成分复杂，含灰岩集块、安山岩集块、安山质凝灰岩集块等，还含大量海百合茎化石。根据集块岩与火山口相对位置判断，火山喷发方向为东北侧。火山机构安山玢岩上部层位的粉砂岩、泥灰岩可见软沉积变形，说明当时的沉积环境极其动荡，并非稳定的沉积环境。在粉砂岩、泥灰岩中含有大量黄铁矿化、闪锌矿化，可能是望远峰火山机构喷发之后期的热液对围岩进行交代形成，望远峰火山机构具有一定的铅锌成矿潜力。

2.5 小东山火山机构

小东山火山机构因山体北侧为浅色英安质熔结凝灰岩，南侧为黑色玄武岩，从东西两侧看，呈一阴一阳，所以称之为阴阳山，后更名为小东山，其包含安山岩、安山玢岩、花岗斑岩、英安质熔结凝灰岩、玄武岩和硅化灰岩与砂岩，地层整体南倾。花岗斑岩中具有较为强烈的黄铁矿化，安山岩和玄武岩中含有磁铁矿颗粒。砂岩与灰岩互层中可见到大量绿帘石角砾，并具有一定的定向性。

小东山东侧可见熔结角砾岩（或者熔结集块岩），且东侧紧邻熔结角砾岩可见到走向垂直地层的安山玢岩，花岗斑岩主体向西延伸约2km，且小东山西侧约500m处花岗斑岩脉与英安质熔结凝灰岩最宽，灰岩成层性较差，呈团块状出现，推测火山口位于小东山西侧约500m处。而小东山玄武岩仅分布在小东山南侧，东西向延伸较差，玄武岩南侧为玄武安山岩，另外小东山东侧可以见到南北向的安山玢岩，与地层产状垂直，推测小东山东侧安山玢岩处存在一火山口，以玄武质、安山质岩石为主。玄武岩中可以见到珠滴状的绿帘石黄铁矿化包体，且还含有大量黄铁矿矿化，说明该玄武岩上升过程中捕获了大量成矿流体。小东山南侧开始出现正常沉积的沉积砾岩，角砾成分以生物碎屑灰岩和安山岩为主，地层近乎直立。在该沉积岩中发育东西向的灰绿色安山玢岩，其中角闪石斑晶中可见晶形完好的磁铁矿颗粒。而安山玢岩呈线性分布，且其附近未见集块岩和粒径较大的角砾岩，推测火山岩喷发机制为裂隙式喷发，并非中心式爆发。安山玢岩南侧分布大量紫红色英安岩和紫红色英安角砾岩，英安质角砾岩南面为斑晶粗大的英安斑岩，说明该处存在一紫红色英安岩火山口，呈东西向线性分布，延伸仅500m，角砾含量高，角砾粒径粗，说明仍为中心式爆发。

小东山火山机构分布面积仅3.5km2，其中包含玄武岩-安山岩-英安岩火山机构，且各火山口位置相距甚近，并与南侧阿其克库都克主断裂方向平行，说明该区火山岩形成主要受南侧阿其克库都克断裂活动控制。并且形成于拉张环境，可能是板块俯冲碰撞之后，造山带垮塌（拆沉作用）导致软流圈物质上涌，致使软流圈地幔、下地壳、中地壳、上地壳迅速熔融，形成基性-酸性岩浆同时上涌，出现小东山短距离内多种火山同时作用。而火山作用后期，花岗斑岩、安山玢岩、英安斑岩等浅层侵入岩将火山口堵住，大量成矿流体未能从火山口处逃逸，而是顺着火山口北侧的早石炭系雅满苏组地层贯入，导致火山口北侧雅满苏组地层浅部形成浸染状闪锌矿化，根据该认识，与花岗斑岩紧邻的雅满苏组地层深部将会出现品位较高的矿石。并在与安山玢岩和玄武岩分布区域，寻找磁铁矿矿石具有一定的前景。该火山岩形成于拉张环境，含有大量深部物质上涌，对寻找T i、Ni、Co、Cu等类型矿床具有一定的资源前景。