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赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区隐爆角砾岩成因机制及其成矿意义
李梦静1,2,3，黄小龙1,2，孙德明4，于洋1,2，张馨文1,2,3
1 中国科学院广州地球化学研究所，深地过程与战略矿产资源全国重点实验室
2 中国科学院深地科学卓越创新中心
3 中国科学院大学
4 江西省地质局第三地质大队
第一作者：李梦静，博士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业。
通信作者：黄小龙，研究员，博士生导师，从事岩石地球化学研究。
导读：
隐爆角砾岩是金、铜、钨、钼、铀等矿产的重要赋存类型，也是钨锡多金属矿床的重要找矿标志之一。近年来，在赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区发现了世界级超大型钨矿床。该矿床的矿化类型以细脉浸染型白钨矿为主，同时发育石英大脉型黑钨矿和隐爆角砾岩型钨（铜、钼）矿等多种矿化类型，其成矿作用与区内燕山期花岗岩密切相关。目前，学术界对矿区隐爆角砾岩高度关注，世界级超大型钨矿床的成矿作用是否与隐爆角砾岩有关，已成为研究焦点。
本研究通过系统的野外地质调查与岩相学观察，结合前人研究成果，发现石门寺隐爆角砾岩具有显著的分带特征：角砾岩由小块状岩石角砾与胶结物混杂构成，自矿体中心向边部，角砾粒度呈现由小变大的趋势，胶结物脉宽则逐渐减小并充填于围岩裂隙中。
研究表明，石门寺隐爆角砾岩的形成主要受岩浆-气液爆破作用控制，其角砾岩筒的形态特征及角砾与胶结物的组成明显区别于断裂构造形成的构造角砾岩。研究区圈闭的围岩条件、持续的岩浆活动、深大断裂构造以及大气降水的参与，是隐爆作用发生的关键控制因素。隐爆作用导致围岩（晋宁期花岗岩）产生大量裂隙，为后期含矿岩浆热液与大气降水热液的运移、交代、混合以及矿质卸载与沉淀提供了有利的构造空间。据此，本研究建立了大湖塘石门寺矿区隐爆角砾岩型成矿模式。
研究认为，隐爆作用不仅改变了成矿环境，还是同一矿区发育多种矿体类型的重要控制因素，对大湖塘超大型钨多金属矿床的形成具有重要地质意义。研究成果深化了对大湖塘钨多金属矿集区成矿作用的认识，为区域找矿勘查及矿床学研究提供了重要参考。
项目资助：国家自然科学基金项目(42330305)和中国科学院广州地球化学研究所所长基金(2022SZJJZD-02)联合资助。
说明：参考文献以原文为准，本推文未作详细标注。
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0 引言
1 地质背景
1.1 区域地质特征
1.2 石门寺矿区地质特征
2 石门寺隐爆角砾岩特征
2.1 隐爆角砾岩特征
2.2 隐爆角砾岩与构造角砾岩的差异
3 石门寺隐爆角砾岩成因及其成矿意义
3.1 石门寺隐爆角砾岩成岩与成矿时代
3.2 石门寺隐爆角砾岩成因机制
3.3 石门寺隐爆角砾岩矿化过程
4 隐爆作用对成矿的贡献
5 主要认识
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0 引言
隐爆角砾岩主要形成于浅成至超浅成地质背景(深度范围0.5～3km)，其成因机制与岩浆-热液系统的爆破作用密切相关。当岩浆顶部岩层压力超过岩浆-热液爆破应力时，即发生隐爆作用，形成此类特殊岩石(章增凤，1991；刘家远等，1991；喻亨祥等，1999)。作为重要的容矿构造和找矿标志，隐爆角砾岩与多种金属矿床的形成具有密切的成因联系，包括Au、Cu、Mo、W、Sn、Pb、Zn、U以及稀土等矿床(何雨明和杨牧，2011；陈云杰等，2012；陈超，2018)。近年来，随着找矿勘探工作的深入和理论研究的进展，全球范围内已发现多个大型-超大型隐爆角砾岩型矿床，对其成因机制的研究也取得很大进展。
隐爆角砾岩矿床既可形成独立超大型矿床，也可作为伴生矿床赋存于斑岩型、热液脉型及其他岩浆热液型矿床中。典型实例包括美国GoldenSunlight矿床、澳大利亚Kidston矿床以及中国祈雨沟矿床，其金储量均超过50吨，属超大型矿床范畴(BakerandAndrew，1991；Spryetal.，1996；Xiongetal.，2019)。此外，美国PeaRidgeIOA矿床中的隐爆角砾岩型稀土矿床及内蒙古东珺铅锌银矿床属伴生矿床(Aleinikoffetal.，2016；Xieetal.，2021)。隐爆角砾岩形成于浅成环境，是由隐蔽爆破作用形成的一组角砾状岩石组合，主要发育于侵入岩体顶部，其成因多与长英质岩浆作用密切相关(刘家远，1982；卿敏和韩先菊，2002；Solomovichetal.，2012；于文佳等，2017)。值得注意的是，碳酸岩和镁铁质侵入体亦可形成规模可观的隐爆角砾岩型矿床，如四川德昌大陆槽稀土矿床和西班牙Aguablance的Ni-Cu-PEG矿床(Tornosetal.，2006；Liuetal.，2015；刘琰等，2017)。该类矿床普遍具有规模大、矿化密集、开采便利等特征，具有较高的经济价值，其独特的成矿特征及在勘查找矿中的重要作用日益受到学界关注。
我国的钨矿资源丰富，钨储量位居世界首位。华南地区是全球著名的大花岗岩省之一，也是全球最大的钨矿产地，其成矿作用主要与广泛分布的中生代花岗质岩浆活动密切相关，尤其南岭地区是我国重要的有色金属聚集地及钨矿成矿区。南岭地区钨矿成矿时代主要集中在中生代，以大规模的石英脉型黑钨矿闻名于世，具有钨锡共生的特点(毛景文等，1999，2007；华仁民等，2007，2010；王登红等，2012；蒋少涌等，2020)。赣南地区是我国钨矿的发祥地，钨矿资源储量巨大，被誉为“赣南钨都”。近年来，在赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区发现了世界级超大型钨矿，打破了江西省原有的“南钨北铜”和“赣南钨都”的传统格局。大湖塘钨矿具有“钨铜共生”、“上钨下铜钼”的成矿特征；矿区发育的多阶段燕山期花岗岩与成矿作用密切相关，矿化类型以细脉浸染型白钨矿为主，兼有石英大脉型黑钨矿和隐爆角砾岩型钨(铜、钼)矿等多种矿化类型，矿体环绕燕山期花岗岩体顶部及外接触带形成“多位一体”的钨(铜、钼)矿床(项新葵等，2012b，2013b；蒋少涌等，2015；余振东等，2021)。因此，在矿床类型方面，大湖塘钨矿除了石英大脉型黑钨矿外，还存在蚀变花岗岩型和热液隐爆角砾岩型钨多金属矿体，引起众多学者的高度关注(王登红等，2012；Maoetal.，2013；蒋少涌等，2015)。
自大湖塘钨矿发现以来，不少学者对其矿床地质特征、岩浆年代学、成矿年代学、成矿地质背景、岩浆-流体系统及成矿物质来源等方面开展了系统研究，并取得了显著进展。然而，针对该矿区隐爆角砾岩型矿体的研究报道较少，其隐爆构造特征及其成矿意义尚未得到充分阐释。作为全球重要的钨矿床之一，大湖塘矿区具有巨大的钨铜钼金属储量，其中隐爆角砾岩型矿化作为大湖塘钨矿重要的矿化类型，可能是该区形成世界级超大型钨矿的关键因素之一，其隐爆作用对钨铜钼多金属成矿过程可能具有重要贡献。基于隐爆角砾岩型矿床的特殊成矿意义，本研究在系统整理前人研究成果的基础上，结合野外地质调查与岩相学观察，对大湖塘石门寺隐爆角砾岩型矿体的隐爆特征进行详细研究，深入探讨其成岩成矿机制，以期为全面理解大湖塘矿集区钨铜钼多金属超常富集过程提供重要信息。
1 地质背景
1.1 区域地质特征
华南板块是由扬子板块与华夏板块在新元古代时期沿江南造山带发生陆-陆碰撞而形成的构造单元，其北部以秦岭-大别造山带为界与华北板块相隔(图1)。江南造山带横跨浙江西北部、安徽南部、江西西部、北部和东北部、湖南大部分地区、广西北部以及贵州东南部等地。该造山带主要由中-新元古代弱变质、强变形的巨厚浅变质岩系以及新元古代花岗岩和少量铁镁质岩构成。前人研究表明，江南造山带作为扬子地块的东南边缘，东南以江山-绍兴深断裂为界，西北以九江-石台断裂为界(Wangetal.，2017；Fengetal.，2018)。江南造山带内的九岭岩体是中国南方规模最大的复合花岗质杂岩体。此外，华南地区中生代岩浆活动强烈，主要包括燕山早期和燕山晚期两个主要的花岗质岩浆活动事件，并伴生了大量金属矿床(ZhouandLi，2000)。
图1 江西大湖塘钨多金属矿区地质图(据韩丽等，2016修改)
大湖塘钨多金属矿集区地处赣西北武宁县、靖安县与修水县三县交界地带，其大地构造位置位于扬子板块东南缘江南造山带东段(项新葵等，2013b;HuangandJiang，2014)。该矿集区隶属于赣北九岭成矿带东部，处于钦杭成矿带东段北侧(Zhangetal.，2015)，北与长江中下游成矿带的九瑞铜多金属矿集区毗邻(蒋少涌等，2015)。区内陆层发育不全，除第四纪残坡积层外，仅在狮尾洞矿床南部分布少量新元古界双桥山群浅变质岩系，该岩系为一套巨厚的绿片岩相浅变质浊流沉积，以变质细砂岩为主，次为千枚岩和板岩。区内岩浆活动频繁，晋宁期黑云母花岗闪长岩大面积出露，呈岩基产出；燕山期中细粒黑云母花岗岩、白云母花岗岩及花岗斑岩等则以小岩株、岩瘤或岩墙(脉)形式产出(林黎等，2006;黄兰椿和蒋少涌，2012，2013；项新葵等，2013b)，侵入于新元古界双桥山群浅变质岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩中(图1)。
大湖塘钨多金属矿集区从北到南可以划分为北区石门寺矿区、中区平苗-一矿带-大岭上-东陡崖矿区以及南区狮尾洞矿区。其中，石门寺矿区以其显著的成矿规模、典型的矿床类型和丰富的成矿岩体，成为该多金属矿集区最具代表性的矿床之一。2010～2011年，江西省地质矿产勘查开发局916地质队在该区域开展了系统性矿产勘查工作，累计完成钻探进尺6.39万米。勘查结果显示，该矿区已探明钨资源储量74万吨、铜40万吨、钼2.8万吨，是全球第四大钨矿床，也是大湖塘钨多金属矿集区中储量最丰富、规模最大的矿床(项新葵等，2013a；蒋少涌等，2015)。基于上述特征，本研究选取石门寺矿区隐爆角砾岩型矿体作为研究对象，深入剖析隐爆现象。
1.2 石门寺矿区地质特征
石门寺矿床位于大湖塘的北区，区内仅出露第四纪残坡积层，其不整合覆盖于新元古代黑云母花岗闪长岩和中生代晚期花岗岩之上(图2a；项新葵等，2013b)。
图2 大湖塘石门寺矿区地质简图(a)、NW-SE向(b)和NE-SW向(c)勘探剖面略图(底图据项新葵等，2012b，2013b，2015b)
石门寺矿区构造特征显著，主要发育韧性剪切带和断裂构造系统。研究表明，新元古代黑云母花岗闪长岩中发育一组走向NEE、倾向SSE的区域性韧性剪切带，其空间展布范围广泛，向东延伸至新安里钨矿，向西延伸至田埠里和宋家坪一带，总延伸长度超过25km。该韧性剪切带具有明显的构造分带，由两侧向中心依次发育糜棱岩化黑云母花岗闪长岩、糜棱岩、千枚糜棱岩和糜棱片岩，并在燕山期构造热事件中演化为硅化破碎带。这些剪切带延伸较深，且富含裂隙，对矿区燕山期花岗岩侵入作用及矿体的空间分布具有重要的控制作用(项新葵等，2012a；SunandChen，2017)。
石门寺矿区主要发育NW向断裂，其次为NEE向和NNE向断裂，其中大部分断裂延伸长度超过200m，局部可达千米级(图2a)。研究表明，矿区中部的Fs20断裂具有显著的控岩控矿特征，热液隐爆角砾岩主要沿该断裂分布，而矿区的细粒黑云母花岗岩和花岗岩斑岩分布也受控于Fs20，主要分布于该断裂的南侧。且靠近Fs20断裂处，矿脉呈现密集发育特征，随着距离的增加逐渐变得稀疏，部分矿脉在Fs20断裂附近表现出明显的厚度变化，显示出被断裂切断后在邻近部位加厚的特征(项新葵等，2012b；项新葵等，2013b；蒋少涌等，2015；SunandChen，2017)。
石门寺矿区岩浆岩广泛发育，主要包含晋宁期和燕山期侵入岩。其中，晋宁期黑云母花岗闪长岩在区域内广泛分布，构成主要的赋矿围岩。燕山期花岗岩包括似斑状黑云母花岗岩、细粒花岗岩及花岗斑岩脉，其中黑云母花岗岩占主导地位，其被细粒花岗岩侵入，而花岗斑岩脉则代表了该期岩浆活动的最晚阶段产物(Weietal.，2018)。研究表明，钨矿化作用主要发育于中生代晚期花岗岩群与新元古代花岗闪长岩岩基之间的侵入接触带上(Maoetal.，2013；HuangandJiang，2014)。
石门寺矿区矿化类型多样。基于矿体空间分布、形态特征、产状要素、矿物组合与矿石组构、矿化分带规律以及近矿围岩蚀变等特征，矿区矿化类型可分为：细脉浸染型、石英大脉型和隐爆角砾岩型(项新葵等，2012b，2013b；Yeetal.，2016；SunandChen，2017)。
(1)细脉浸染型矿体：该矿体以隐爆角砾岩筒为中心分布，发育于矿区周边似斑状黑云母花岗岩岩株与黑云母花岗闪长岩岩基的内外接触带，其中以外接触带的白钨矿化最为显著。矿体呈厚大似层状产出，具有明显的垂直矿化分带特征。钨品位在似斑状黑云母花岗岩边缘最大，并随远离接触带而逐渐降低，而铜品位则呈现相反的变化趋势。研究表明，钨品位与石英脉的发育程度呈正相关关系，具体表现为细脉密度越高、蚀变程度越强，则钨品位越高。该类型矿体的矿物组合相对简单，主要矿石矿物有白钨矿、黑钨矿和黄铜矿，局部可见辉钼矿、磁黄铁矿、毒砂、斑铜矿、闪锌矿、黄铁矿、硫砷铜矿和砷黝铜矿等。脉石矿物以石英为主，其次为云母、长石和白云石等。
(2)热液隐爆角砾岩型矿体：该矿体主要分布于矿区中心区域，其空间展布特征表现为从似斑状黑云母花岗岩岩株顶部穿过接触面侵入至黑云母花岗闪长岩岩基内部，形成直立且形态极不规则的筒状矿体。该类型矿石主要由角砾和长英质胶结物构成，其中含矿矿物充填于裂隙中，并交代了长英质胶结物中的早期热液相，最终形成块状及角砾状钨铜钼矿石。热液隐爆角砾岩矿体矿物组合相对复杂：矿石矿物以黑钨矿、白钨矿、黄铜矿、辉钼矿和斑铜矿为主，次为锡矿、闪锌矿、锡石、磁黄铁矿、黄铁矿和毒砂；脉石矿物则以石英和长石为主，白云母、萤石、电气石和方解石次之。
(3)石英大脉型矿体：该矿体在平面和剖面上分布广泛，主要集中分布于石门寺中部约0.8km2范围内。该类型矿体穿切矿区所有岩石单元及前述两类矿体，表现出明显的穿切关系。矿脉形态规则，边界清晰，多相互平行展布(图2c)。矿体规模较大，连续长度普遍介于120～200m之间，平均宽度为20～40cm。与其他两类矿体相比，石英脉矿体具有更高的厚度一致性，且W、Cu品位显著提升。矿石矿物空间分布不均，其中黑钨矿富集部位主要集中于矿脉分支、交叉及挤压部位。矿物组成相对简单，以粗粒黑钨矿和块状石英为主，矿石矿物主要包括黑钨矿和少量白钨矿，局部可见辉钼矿和黄铜矿；脉石矿物则以石英、白云母和方解石为主。
2 石门寺隐爆角砾岩特征
2.1 隐爆角砾岩特征
研究区隐爆角砾岩型矿体主要赋存于似斑状黑云母花岗岩与黑云母花岗斑岩顶部接触带，局部延伸至晋宁期黑云母花岗闪长岩岩基内部。基于前人钻孔剖面资料分析，隐爆角砾岩出露面积达80000m2，其垂向展布范围超过500m，海拔高程介于580～1146m之间。矿体产状相对平缓，形态较为复杂，整体呈筒状产出，顶部大，外围的围岩中发育较多的角砾岩分支，随着深度增加，矿体规模逐渐减小并最终尖灭(图2b)。
研究区隐爆角砾岩型矿体主要由多期次、岩性多样的角砾堆积构成，以石英质胶结为主。角砾成分以燕山期似斑状黑云母花岗岩为主，次为晋宁期黑云母花岗闪长岩。角砾形态大小不一，以棱角状和次棱角状为主，次圆状少见，分选差。角砾呈现明显位移，部分角砾具可拼合性(图3b)。胶结物包括硅质流体和岩浆碎屑，其中以硅质流体为主，主要成分为石英。地表露头可见石英脉体与角砾之间存在穿插切割关系，指示至少经历了两期破碎作用(图3c)。胶结物形态多样，包括脉状、网格状、网脉状及锯齿状等(图3c、d)。
图3 大湖塘石门寺矿区隐爆角砾岩野外照片
(a)隐爆角砾岩露头；(b)具可拼性角砾；(c)隐爆角砾岩中的石英胶结物相互穿插；(d)网格状细脉；(e)震裂的花岗闪长岩围岩中的胶结物为石英和花岗岩碎屑；(f)胶结物中的似斑状花岗岩角砾；(g)隐爆角砾岩中的黑钨矿、黄铜矿共生；(h)隐爆角砾岩胶结物中的斑铜矿、辉钼矿。矿物代号：Mo.辉钼矿；Bn.斑铜矿。
爆破产生的机械能从矿体中心向围岩呈递减趋势，在水平面上隐爆角砾岩体表现出明显的分带特征。在中心带主要由硅质岩脉与破碎的隐爆角砾混杂构成。从岩体中心至边缘，角砾粒径逐渐变大，由岩屑状、小块状(图3a、b)逐渐过渡至直径超过30cm的巨粒状(图3f)，而石英脉宽度则由大变小。统计表明，宽度大于20cm的石英脉较为稀少，而4～12cm宽的石英脉在破碎带中心区域分布广泛且数量众多(图3c)，1～2cm的细脉则主要分布于岩体与围岩接触带附近，并多侵入花岗闪长岩中(图3d、e)。在外围带，主要发育隐爆作用形成的裂隙系统。晋宁期花岗闪长岩在隐蔽爆破释放的巨大能量作用下发生破裂，随着远离隐爆角砾岩体中心，岩石破碎程度逐渐降低，部分角砾甚至未发生明显位移(图3e)。裂隙中主要充填含白钨矿的石英细脉或网脉，其密集程度和宽度均呈现较大变化，且随着与隐爆角砾岩体中心距离的增加，脉体宽度逐渐减小。
岩体中心胶结物主要为石英及少量细粒熔浆碎屑(图4a)。黑云母花岗闪长岩角砾中的石英斑晶普遍呈现撕裂状及锯齿状，其裂纹系统高度发育且具可拼合性(图4b)。云英岩化花岗闪长岩中萤石含量高，石英颗粒呈破碎状，其裂隙中普遍充填有云母类矿物(图4e)。此外，在部分破碎的长石及石英裂隙中，可观察到富含Fe、Cu、W等金属元素的不规则矿物充填物(图4g、h)。
图4 大湖塘石门寺矿区隐爆角砾岩显微镜下照片和背散射电子(BSE)图像
(a)石英和岩浆碎屑胶结物；(b)碎裂的石英斑晶；(c)胶结物中的黄铜矿及斑铜矿；(d)黑钨矿与金红石共生；(e)云英岩化；(f)黄铜矿与萤石共生；(g)含Fe-Cu-Mo等金属元素的不规则矿物充填；(h)含Cr-Fe-Cu-W等金属元素不规则矿物充填。矿物代号：Ccp.黄铜矿；Bn.斑铜矿；Py.黄铁矿；Mo.辉钼矿；Ms.白云母；Ann.铁云母；Q.石英；Ap.磷灰石；Fl.萤石；Rt.金红石。
热液隐爆角砾岩型矿体具有复杂的矿物组合特征，主要金属矿物包括白钨矿、黑钨矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿，次要矿物为黄锡矿、锡石和闪锌矿等。矿石构造以角砾状、网脉状和细脉浸染状为主。显微结构分析表明，黑钨矿主要呈自形片状、短柱状和针状稀疏分布于热液隐爆角砾岩强蚀变形成的云英岩中(图4d)，或以粒状集合体形式充填于长英质胶结物裂隙内，常与黄铜矿、辉钼矿共生(图3g)。黄铜矿多呈它形粒状集合体产出，通常与黑钨矿、斑铜矿、锡石、闪锌矿及其他硫化物共同赋存于胶结物中(图4c、f)。辉钼矿呈特征性铅灰色，主要分布于胶结物与云英岩内(图3h)。白钨矿则以微细粒形式充填于热液隐爆角砾岩的角砾和胶结物裂隙中，形成典型的白钨矿微细脉(图3e)。
热液隐爆角砾岩型矿体普遍发育强烈的钾长石化和云英岩化蚀变。其中，钾长石化主要表现为长英质胶结物中广泛发育粉红色钾长石，这些钾长石主要赋存于似斑状黑云母花岗岩及黑云母花岗闪长岩角砾的边缘(图3f)，并在较小角砾周围形成典型的钾长石环带构造。在热液隐爆角砾岩体边缘部位，云英岩化强烈。该类型矿体具有明显的逆向矿化分带特征，自岩体上部向下，钨锡品位逐渐降低，而铜钼品位则呈现递增趋势(项新葵等，2013b)。
2.2 隐爆角砾岩与构造角砾岩的差异
石门寺矿区隐爆角砾岩体主要沿Fs20断裂带展布，呈山谷地貌发育特征，岩体破碎程度较高，易与构造角砾岩相混淆。隐爆角砾岩的形成机制具有独特性，其并非单一岩性，是由岩浆爆炸作用形成的一套具有成因联系的岩石组合。通过岩体形态学特征、角砾成分组成、角砾几何形态以及胶结物成分等综合指标，可对其进行准确识别与分类。
(1)岩体形态特征：构造作用形成的构造角砾岩或断层岩因构造应变局部化作用，通常呈现带状或线性分布特征。然而，石门寺矿区由隐爆作用形成的角砾岩体则表现出独特的筒状形态，其规模随深度增加逐渐变小，且与围岩呈明显的侵入接触关系(图3a)。
(2)角砾成分：构造角砾岩主要由原岩破碎形成，而研究区隐爆角砾岩的角砾成分主要与围岩(黑云母花岗闪长岩)一致，同时还包含早期侵入岩(似斑状黑云母花岗岩、花岗斑岩)成分(图3e、f)。
(3)角砾形态特征与位移：构造角砾岩主要形成于断层作用，其角砾粒径普遍小于隐爆角砾岩，具有典型的碎裂结构和糜棱结构，角砾以棱角状和眼球状为主，浑圆状较为罕见。相比之下，隐爆角砾岩大小不一，且具有明显的位移，角砾多呈棱角状，在侵入角砾岩体中，则多呈半浑圆状至浑圆状(图3a、f)。
(4)胶结物成分：构造角砾岩的胶结物主要来源于破碎细屑及部分外来物质，而隐爆角砾岩的胶结物则以气成热液矿化产物和同源熔浆物质为主，同时存在同成分胶结物(图3e)。
根据角砾岩的上述特征，可证明其为隐爆成因，可与构造角砾岩相区分。
3 石门寺隐爆角砾岩成因及其成矿意义
3.1 石门寺隐爆角砾岩成岩与成矿时代
成岩时代与矿化时代的一致性是岩浆-矿化耦合的基本依据(王玉往等，2012)。年代学研究显示，石门寺矿区成岩年龄集中于149～143Ma，而成矿年龄则分布于149～138Ma之间(表1、2)，时间上的高度吻合性指示同期岩浆活动对成矿作用具有显著贡献。
表1 石门寺矿区燕山期花岗岩成岩年龄数据
表2 石门寺矿区成矿年龄数据
石门寺矿区主要出露燕山期似斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩及花岗斑岩，成岩时代分别为147～153Ma、138～146Ma和142～146Ma(Maoetal.，2015；项新葵等，2015b；叶海敏等，2016；Fanetal.，2019)。矿区主要发育浸染型、隐爆角砾岩型和石英大脉型矿体。从空间分布特征来看，隐爆角砾岩型矿体主要赋存于矿区中部，位于似斑状黑云母花岗岩与黑云母花岗斑岩顶部，其分布受岩株顶部构造控制(图2b、c)。Fanetal.(2019)通过对隐爆角砾岩胶结物中白云母进行Ar-Ar定年，获得年龄为142±0.6Ma，与黑云母花岗斑岩年龄相近，据此推断隐爆作用与黑云母花岗斑岩密切相关。然而，Songetal.(2018a)对大湖塘中区西陡崖隐爆角砾岩型矿体中热液黑云母巨晶进行Ar-Ar定年分析，获得年龄为149.2±1.1Ma，与似斑状黑云母花岗岩年龄一致，表明在149～147Ma期间，似斑状花岗岩浆侵位引发了强烈的热液隐爆作用，并叠加了后期的岩浆热液活动与矿化作用。野外地质调查显示，隐爆角砾中包含晋宁期黑云母花岗闪长岩、似斑状黑云母花岗岩和黑云母花岗斑岩等多种岩石类型，长英质流体穿插并切割熔浆流体，指示至少存在两次破碎作用。同时，地表可见细粒黑云母花岗岩零星侵入于似斑状黑云母花岗岩及热液隐爆角砾岩中(项新葵等，2012b)。此外，在岩浆持续上升过程中，若多次达到隐爆发生的临界条件，将导致多次隐爆作用的发生(王照波，2001)。实际地质证据表明，大湖塘矿区至少经历了两次隐爆作用，多期次的隐爆作用导致岩体破碎程度加剧，为后期矿化叠加提供了有利条件。
3.2 石门寺隐爆角砾岩成因机制
隐爆角砾岩的形成主要受控于加热流体或气体的快速释放过程。这些加热流体或气体的来源具有多样性，主要包括岩浆热液、岩浆加热的地下水以及岩浆水与地下水的混合体系(Sillitoe，1985)，其中以岩浆气液的隐蔽爆破作用最为显著。基于前人研究成果(刘家远，1982；章增凤，1991；黄定华等，1997;王照波，2001；卿敏和韩先菊，2002；宋保昌等，2002;蒋禺恒等，2019)，隐爆角砾岩的演化过程如下：在岩浆由深部向浅部侵位过程中，因压力与温度的骤降而发生减压排气作用，导致大量挥发分的释放。特别是在岩浆结晶分异晚期，富含挥发分的流体大量出溶并在圈闭环境中持续积累。当流体压力超过围岩抗压强度与岩石静压之和时，即发生隐蔽爆破作用，围岩因受冲击而破碎，形成大量爆破裂隙。随后，岩浆排出的流体沿裂隙注入，对不同类型的角砾岩进行交代并产生流化作用。大气降水的注入导致岩体顶部发生瞬时减压，促使更多流体从岩浆中排出。巨大的压力梯度引发流体减压沸腾，挥发分带走大量热量导致温度降低，成矿物质随之沉淀，最终形成角砾岩型矿体。此外，压力的瞬时释放可能导致破碎围岩的再次凝结愈合，形成新的圈闭空间，使气体和挥发分重新聚集形成高压体系并产生再次隐爆，最终形成具有多阶段爆破成矿特征的隐爆角砾岩型矿床。在重力作用下，角砾岩筒顶部常发育含大块岩石的坍塌角砾岩。因此，一个理想的隐爆角砾岩筒自下而上可划分为：岩浆气液聚集带、隐爆-交代角砾岩带、隐爆角砾岩带、坍塌角砾岩带和爆破破碎带，并发育自下而上的围岩裂隙系统。
本文通过考察区内隐爆角砾岩的地质特征、区域构造和岩浆演化特征，结合前人对隐爆角砾岩形成机制的研究认识，进一步探讨石门寺隐爆角砾岩的形成机制。
岩浆的高动能、富水特征及挥发分含量是诱发隐爆作用的关键内在因素(刘家远，1982；张西社等，2015)。燕山中期华南大陆大规模、多期次的岩浆活动为区域成岩成矿作用提供了充足的热动力条件和物质基础(项新葵等，2012b)。隐爆角砾岩为封闭条件下的瞬时隐爆，其发生前通常需要经历显著的增压阶段，因此低渗透性岩石与局部构造圈闭是必要的先决条件(章增凤，1991；Zhangetal.，2020)。在九岭矿集区，加里东期与印支期构造运动表现不明显，未出现显著的造山活动。自九岭岩基形成至燕山早期，区域变形程度较低，构造断裂发育不充分，其中晋宁晚期黑云母花岗闪长岩具有致密结构和低吸水率特征(项新葵等，2012a，2012b)，为成矿流体提供了良好的圈闭环境，有效构成了气、液流体的天然屏障。当富挥发分流体侵入不透水岩层时，因气体的急剧释放导致压力骤升，从而易于诱发隐爆作用。断裂构造活动的脉动性和振荡性是触发隐蔽爆破的重要外部诱因(张西社等，2015)，区内发育的燕山期断裂系统为深部流体运移提供了有效通道(项新葵等，2013b)，其中热液隐爆角砾岩主要沿规模最大的Fs20断裂贯入。地下水与岩浆热液的混合作用引发的地下水爆破是近地表围岩形成气喷角砾岩的主要机制(郝金月等，2021)。石门寺隐爆角砾岩型钨矿的流体包裹体研究表明，成矿流体演化过程中发生了岩浆热液与大气降水的混合作用以及流体沸腾现象(阮昆等，2015)，这很可能导致了围岩的震碎、破裂以及含矿金属的沉淀。
3.3 石门寺隐爆角砾岩矿化过程
根据石门寺矿床三种主要成矿类型的特征，项新葵等(2011，2013b，2015a)提出“一区三型”成矿模式，认为石门寺矿区为同一性质的成矿流体在不同环境下的反应产物，温度、压力差及其他因素的叠加影响，将导致钨和其他成矿介质卸载沉淀的速度各有快慢、成矿作用持续的时间各有长短。隐爆作用的发生，导致了成矿环境的改变，亦将影响石门寺矿床三类矿体的形成；结合前人对石门寺成矿流体演化及成矿过程的研究认识(项新葵等，2013b，2015a；阮昆等，2015；Songetal.，2018b)，本文初步建立石门寺隐爆角砾岩型矿体的成矿模式(图5)。
图5 大湖塘石门寺矿区隐爆角砾岩型成矿模式图
隐爆角砾岩的形成过程主要受深部岩浆活动控制，其不仅提供了成矿物质来源，同时也作为重要的热源供给。富含挥发分的岩浆热液沿构造断裂带在岩体顶部持续聚集，最终在薄弱部位发生隐爆作用。成矿热液通过裂隙系统向地表运移或渗入围岩，富挥发分的高温热液流体在脉侧诱发强烈的云英岩化蚀变。在此过程中，裂隙系统与孔隙度显著增加，导致流体压力骤降、pH值升高以及氧逸度提升，促使成矿流体中的WO42-与Fe2+、Mn2+等金属阳离子结合，形成黑钨矿(阮昆等，2015)。随着云英岩化作用的持续进行，原始致密的黑云母花岗闪长岩遭受热液蚀变，长石类矿物分解释放大量Ca2+(王辉等，2015；项新葵等，2015a)，这些Ca2+与HF、CO2等酸性组分结合，形成萤石和方解石沉淀。流体pH值持续升高，由中性偏酸性向偏碱性演化，随着成矿流体沿裂隙迁移并进一步冷却降压，热液中的WO42-与大量Ca2+结合，在裂隙中形成大规模白钨矿化，最终形成细脉浸染状白钨矿体(Songetal.，2018b)。大气降水的混入导致体系温度降低、pH值升高、氧逸度提升，晚期成矿流体中的Cu-Cl络合物、H2MoO4/MoO42-络合物、Zn-Cl络合物等失稳解离，在适宜的物理化学条件下与H2S结合，形成大量黄铜矿、辉钼矿、闪锌矿等多金属硫化物(Songetal.，2018b)。角砾岩的成岩成矿作用可能代表同一地质过程的不同阶段产物(刘家远等，1991)，具有多幕式、多阶段特征。晚期隐爆作用破坏了早期形成的矿体，导致流体系统中p-T-fO2发生剧烈变化，并反复进行，从而阻碍了矿物的持续沉淀(Zhangetal.，2020)。然而，这种作用有利于围岩和岩体顶部脆性破碎以及后期矿化的叠加，例如在石门寺隐爆角砾岩筒外围，致密的晋宁期花岗闪长岩发育大量裂隙，靠近隐爆角砾岩的石英矿脉厚度显著增加，后期的钨铜钼矿化均沿前期隐爆形成的热液通道发生矿化叠加。
4 隐爆作用对成矿的贡献
隐爆作用沿先存断裂上升并发生圈闭和爆破，多次隐爆作用导致岩体自身破碎，为成矿元素的沉淀提供了有利空间，同时促进围岩裂隙发育，显著提高了围岩的孔隙度和连通性，为矿液的运移和富集创造了有利条件(于文佳等，2017；谢巧勤等，2020;李瑞鹏等，2021)。隐爆过程不仅作用于浅层围岩，也作用于部分结晶与冷凝的失水岩浆(黄定华等，1997)，因此区内隐爆角砾岩中燕山期似斑状黑云母花岗岩、黑云母花岗斑岩(同源角砾)与晋宁期黑云母花岗闪长岩(他源角砾)存在共生现象。石门寺隐爆角砾岩作为铜、钼矿的主要赋存矿体，已达到大型规模。隐爆角砾岩体及其附近断裂发育，石英大脉型矿体主要分布于隐爆角砾岩筒四周，隐爆作用使致密围岩破碎产生裂隙，进一步扩大了原有断裂的规模和破碎程度。细脉浸染状矿体以隐爆角砾岩为中心，在致密且断裂不发育的围岩(黑云母花岗闪长岩)中观察到大量裂隙，这些裂隙发育地段形成了细脉浸染型白钨矿，达到可同时进行露天和地下开采的超大型规模。此外，体积巨大且含钙量高的晋宁期黑云母花岗闪长岩为大规模白钨矿化提供了充足的钙源(项新葵等，2015a；Fanetal.，2019)，隐爆作用导致致密花岗闪长岩发生碎裂，促进了气液的渗透循环，增强了流体与岩石之间的相互作用，为金属矿化提供了有利条件。
隐爆作用的地表浅成特征及其多次活动导致隐爆作用，使得其温度与压力急剧下降，这一过程对构建复杂的成矿环境、促进成矿热液运移以及形成多样化的矿种类型具有重要的地质意义。石门寺矿区发育的细脉浸染型、热液隐爆角砾岩型和石英大脉型三种钨矿体，尽管在形态特征和产状上表现出显著差异，但其矿物组合具有高度一致性。研究表明，这些矿体很可能是同源成矿流体在不同物理化学条件下的产物，其中压力梯度、温度场及其他地质因素的叠加效应导致钨及其他成矿介质的卸载沉淀速率和成矿作用持续时间的显著差异(项新葵等，2015a)。具体而言，成矿热液沿隐爆角砾岩及其外缘震碎角砾岩的空隙系统和微裂隙网络进行渗透和浸染交代，形成了细脉浸染型钨矿体；而在矿区中部隐爆角砾岩中，成矿物质快速沉淀充填，形成了钨(铜、钼)集合体和石英大脉型黑钨矿体。由此可见，同源成矿流体在相同区域的不同地质环境(开放或封闭系统)控制下，最终形成了三种不同类型钨矿体共生的独特成矿格局。
5 主要认识
(1)大湖塘石门寺隐爆角砾岩体呈现典型的筒状、锥状，具有显著的角砾状结构。该岩体从矿体中心至围岩表现出明显的分带现象：矿体中心部位主要由细粒角砾与胶结物混杂构成，随着向岩体边部过渡，角砾粒径呈现逐渐增大的趋势，而胶结物宽度则呈递减趋势，并表现出向围岩侵入的特征。通过角砾形态及胶结物特征分析，可与构造角砾岩进行有效区分。
(2)大湖塘石门寺矿区的成矿作用主要受控于燕山期多期次岩浆活动、围岩圈闭条件、深大断裂系统发育以及大气降水补给等关键地质因素。这些因素的协同作用为隐爆作用的发生提供了必要条件。研究表明，隐爆作用导致成矿环境的改变是该区域形成多类型矿体的主导控制因素。
(3)隐爆作用导致了一系列节理和裂隙系统的形成，这些构造特征为后期热液运移和成矿作用提供了重要的网络通道和容矿空间，对大湖塘超大型钨矿床的形成起到了关键性的控制作用。
致谢：中国科学院广州地球化学研究所李武显研究员和一位匿名审稿人对本文提出了宝贵的修改意见，谨致谢忱！