论文推介 | 水力压裂构造及其识别标志：以相山铀矿田为例

水力压裂是整个地壳岩石圈范围内一种重要的变形破裂方式，也是一些金属、非金属矿床的成矿动力学机制。相山铀矿田发育大量水力压裂构造，且与铀矿成矿物质的活化、迁移和沉淀富集有关。本文以相山矿田为例，通过野外调研，包括邹家山采场残留矿体的补充观察，对充填于控矿裂隙中的夹持体进行了采样分析和镜下鉴定，疏理了水力压裂构造的主要特点，即：水力压裂构造具有规模不大，以张性破裂为主，呈弧形、分叉形态，发育热液隐爆角砾岩筒、热液隐爆角砾岩脉、热液脉体等特点。通过与应力致裂构造的对比分析，凝炼出了水力压裂构造两个主要识别标志，即：弧形或分叉的裂隙形态和热液隐爆角砾岩；此外，热液脉体和对称的蚀变分带可作为辅助识别标志。文中还对热液隐爆角砾岩与岩浆隐爆角砾岩进行了对比。

图1 水力压裂裂隙形态

a. 呈弧形分布的水力压裂裂隙，其中有细热液隐爆角砾岩充填；b. 近于平行分布的微细水力压裂裂隙，有分叉现象；c. 树枝分叉状的水力压裂裂隙；d. 折线型的水力压裂裂隙

由于受力环境不同，水力压裂构造与应力致裂构造在产出形态方面有所不同，从而可疏理出水力压裂构造的识别标志。规模较小、直线形态是水力压裂构造的特点之一，但不是水力压构造的识别标志，因为应力致裂构造，有的规模也较小，有的也呈直线形态。而弧形或分叉的树杈状形态，则往往可作为水力压裂构造的识别标志，这种分叉形态与“入”字型构造是不相同的，它没有主次之分，不是受断层错动而派生的构造组合，它没有呈规模较大的线性展布的主断层，它的规模多数只有数十米，故它是一个特征性标志。

水力压裂构造内部，常发现有热液隐爆角砾岩的夹持体（脉状、筒状、透镜状），反过来，有热液隐爆角砾岩夹持体的构造，常常是水力压裂构造，热液隐爆角砾岩即是水力压裂构造的特征标志之一，这种热液隐爆角砾岩，是通常所称的隐爆角砾岩的一种类型，胶结物全为热液矿物（图2a、图2b），不是岩浆如浆屑、玻屑等，也不是更细的围岩碾碎物，有时可见流动构造，角砾多为围岩的碎屑，但有时也有下部围岩的碎屑，角砾多有溶蚀交代现象。

水力压裂过程中，水（热液）的作用举足轻重。水力压裂裂隙往往有热液脉体的充填，如多金属矿脉、碳酸盐脉、萤石脉、绿泥石脉、水云母脉等，这些热液脉体规模可能不是很大，但这些热液脉体，一旦在特定构造环境中发育，则代表了水力压裂构造的存在，是水力压裂构造的辅助识别标志。水力压裂构造是流体超压而促发的，流体对岩石的作用是不可避免的，流体作用常沿水力压裂裂隙两侧形成对称的热液蚀变分带现象，而这种对称的热液蚀变分带，与热液脉体相似，可作为水力压裂构造的辅助识别标志。

图2 隐爆角砾岩及热液脉体照片

a. 热液隐爆角砾岩岩心; b. 热液隐爆角砾岩反射光相片，乳白色者为其它热液矿物; c. 热液隐爆角砾岩角砾边部有疏状微晶石英边; d. 碎斑熔岩中长石斑晶的石英珠边结构; e. 岩浆隐爆角砾岩中的流动构造（碎斑熔岩）; f. 热液隐爆角砾岩中流动构造（富矿石）; g. 充填于水力压裂裂隙中的铅锌矿脉; h. 充填于水力压裂裂隙中的萤石脉Breccia. 角砾或碎屑; Chl. 绿泥石；Pl. 斜长石; Kfs. 钾长石; Qtz. 石英; Cal. 方解石

相山铀矿是含铀热液在一定的环境条件下，铀发生沉淀富集的结果；这种“一定的环境条件”，就是超压流体的存在，并引发了岩石的破裂，发生了隐爆作用。如果没有超压流体（热液）存在这一先决条件，要形成相山铀矿床几乎是不可能的。那么超压流体引起的水力压裂构造有哪些特点和标志呢？本次研究得出如下结论。

（1） 水力压裂构造不同于动力作用形成的构造，它是在超压流体（水）的作用下形成的构造形迹，是相山矿田铀矿化的重要成矿构造。

（2） 水力压裂构造的一般特点是，规模较小，以张性破裂为主，局部区域有优势方位，形态有直线型、弧型、分叉树枝型等，经常见热液隐爆角砾岩脉，有时见热液隐爆角砾岩筒，常见热液脉体和大致对称的热液蚀变分带现象。

（3） 水力压裂构造识别标志主要有两个方面，第一是直接识别标志包括弧形或分叉的裂隙形态和热液隐爆角砾岩；第二是辅助标志包括热液脉体和对称的热液蚀变分带现象。