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區域構造與成礦淺析

2014-07-07 02:51唐麗艷
地球 2014年7期
關鍵詞:控制

唐麗艷

[摘要]區域構造是控制成礦的基本要素,成礦是一種復雜的地質作用。構造不僅控制礦床形成,同時它在很大程度上也影響著礦床的破壞與保存。構造不僅僅是局部的控礦因素,它還能控制或影響巖漿活動、沉積作用、流體作用、變質作用……各類地質作用,文中簡略敘述了構造成礦研究的歷史,論述了大型構造與成礦的關系,提出構造動力體制轉換是引發成礦作用的一種重要機制,總結提出構造研究的一些思路。

[關鍵詞]區域構造 控制 成礦作用

[中圖分類號] P612 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-7-4-1

地質構造有不同的級別和層次,從顯微構造直到全球構造,它們影響成礦的范圍,并且研究意義各不相同構造尺度成礦構造級別礦化單元研究應用目的微型構造顯微成礦構造礦石、礦物選礦、冶煉中小型構造礦田礦床構造礦田、礦床、礦體找礦、勘探、采礦大型構造區域成礦構造成礦區(帶)區域成礦與預測大地構造大區域成礦構造成礦域資源潛力評價全球構造全球成礦構造全球成礦域全球成礦分析。

1大型構造與成礦

大型構造通常是指規模達數百千米級的地質構造。一般而言,大型構造不是一個單一的構造形跡,而是由與其拌生的或派生的一系列構造要素組合成的。常見的大型構造可按其所反映的地殼變形場分為五大類端元:即反映地殼水平運動的伸展、收縮和走滑,反映垂向調整的隆升和沉降,其間可以有各種過渡或轉化型式。與同類型的小型構造相比,大型構造不僅是地殼或巖石圈受力變形的產物,而且它的形成和演化控制著與其有關的沉積、巖漿、變質等作用。大型構造如裂谷、推覆構造、剪切帶構造等都是巖石圈動力作用的產物。大型構造的控礦作用主要表現在:(1)大型構造可為礦源場、中介場和儲礦場的有機聯通提供有利條件。例如,深源的含礦流體可以大斷裂為通道而到達地殼淺表,并在該大斷裂的次級斷裂裂隙中堆積成礦;(2)大型構造的長期性、脈動性和繼承性,有利于成礦物質的反復疊加富集,使它們匯聚在同一有限空間,這種多重富集作用有利于形成超大型礦床;(3)一些礦床尤其是大型礦床,其形成需要巨大、穩定的熱液對流系統,支持這種系統正常運轉的巨大巖石裂隙網絡帶,只有在大型構造的熱動力作用下才能形成,如超大型斑巖銅、鉬礦床;(4)大型構造因其貫通性而能連通位于不同深度和不同地質體內的不同類型的流體,并導致它們的混合,這有利于匯集成礦所需的礦質、揮發分和形成必要的地球化學障,因而有利于礦床的形成。

大型構造在源(控制巖石建造的形成的分布)、運(連通、驅動含礦流體)、儲(提供多樣的成礦環境)等方面控制了礦床的產生。另外,其控礦作用還可表現為一些超大型礦床主要分布于一定的成礦構造環境中,而同一構造環境對不同類型成礦系統的作用不同。近年來,由于深部探測技術的發展,主要是地球物理探測、地幔巖包體研究和區域地球化學以及一些碰撞造山帶的研究,提供了有關殼幔組成和結構的豐富信息,相應地促進了對深部構造、深部作用與成礦關系的研究,提出了地幔柱與成礦,巖石圈中地質、地球物理,地球化學突變帶對成礦區帶的制約等觀點,并有將巖石圈演化、構造—巖漿活動、元素轉移與成礦作用從宏觀上與動力學過程聯接起來的研究趨勢。

2構造體動力學體制轉換與成礦

不同環境、不同尺度、不同形式的成礦參數的臨界轉換,常是很多礦床形成的基本條件,對很多礦床的成礦條件和作用過程的研究顯示,在制約成礦臨界轉換的多種參數中,構造應力場的轉換可能起著根本的作用。這是因為,構造不僅僅是局部的控礦因素,它還能從大區域上控制或影響各類地質作用(巖漿活動、沉積作用、流體作用、變質作用……)。構造動力轉換也常能誘發突發地質事件(火山爆發、構造地震、流體沸騰與噴溢、流體混合等突(災)變作用、能量釋放、礦質與流體非常規運動、多組分和多過程耦合等),而這些突發事件又能構成有利成礦的環境和條件。構造動力體制轉換是自然界的普遍現象,表現為不同環境和不同尺度,顯示出自相似性。

(1)全球尺度的構造體制轉換:古陸開合-散聚是構造體制轉換的一種形式,據統計,古大陸匯合的末期到裂解初期這個轉換時期是大陸上成礦的高峰朋。

(2)區域尺度的構造體制轉換:典型的例子如侏羅紀與白堊紀時華北陸塊發生構造體制轉換,即由NWW~SEE擠壓轉為NE~SW向擠壓,并隨之產生巖漿活動并伴隨大規模的成礦作用。

(3)礦田-礦床尺度的構造轉換:如含礦剪切帶中張剪斷裂發生時的礦石堆積,含礦褶皺,如背斜脊部由擠壓向拉張的轉換時段,因虹吸作用導致的礦液注入與礦質堆積等。

(4)露頭尺度的構造轉換:巖層內部的引張裂隙發生時,溶有巖層自身物質的流體迅速進入裂隙中,并沉淀出過飽和物質形成小型脈體(阿爾卑斯型脈)。例如石英砂巖層中的水晶脈,碳酸鹽巖層中的冰洲石脈。較大尺度的構造體系中包含有多種次一級的構造。在構造動力體制的臨界轉換過程中,有時大尺度構造的整體動力性質與次級構造的局部動力性質不一致,這種局部的異常經常能構成礦床形成的有利條件。在拉張構造場如裂谷中,其內封閉或半封閉的次級盆地可構成有利的成礦場所,形成SEDEX(沉積噴流)型礦床或VMS(火山巖型塊狀硫化物)型礦床的堆積,例如,南秦嶺中泥盆世西成碳酸鹽巖臺地中的廠壩—李家溝鉛-鋅礦床就位于該盆地西側的次級洼地中。再從更大尺度看,在大洋板塊向大陸俯沖帶的擠壓構造動力環境下,由于局部應力場轉換,由陡傾斜板片和緩平板片間裂開造成的板片窗,是一種局部的剪張構造,沿此斷裂通道有深部巖漿向上侵位,并可能構成相應的巖漿-熱液成礦系統。

3成礦構造研究思路

由礦床礦田構造→區域構造大型構造→全球成礦構造,是一個由小到大,由局部到整體、由整體到局部的逐步實踐和反復認識過程。礦床、礦田構造研究以具體事物為主,大地構造控礦和全球構造控礦研究的綜合性和復雜性更明顯。兩方面的研究是互為補充,相互滲透的。從研究內容看,由單個構造控礦→綜合構造控礦→構造成礦研究(構造地球化學為基礎)→成礦構造動力學研究,應處理好物質與運動的關系。礦床常出現在幾種基本控礦因素耦合(一起出現)的部位:(1)礦源區(成礦物質基礎);(2)構造、流體、熱能及物理化學空間等促成礦質匯聚的多種要素。

因此,成礦構造與區域地球化學、地質流體研究相結合將是正確的方向。從構造成礦作用看,邊緣成礦、界面成礦、交會成礦、轉變成礦是幾種基本的成礦機制。所以在這些局部的時空域中有利于成礦,原因是在這些特定構造部位有利于基本控礦因素的同時出現和耦合作用;亦有利于實現各種控礦參量由漸變到突變的轉換,從而導致原有物理化學平衡態的失穩,促使成礦物質的大量堆積。將構造成礦與構造破礦研究相結合。礦床形成后,在以后的地質演化中能否保存以及保存在何處,取決于多種因素,但主要是受構造運動控制的。從歷史演化觀出發,將礦床的形成、變化、破壞或保存、產出現狀來綜合研究,有利于建立起對礦床的認識,以具體幫助勘查工作。

參考文獻

[1]宋鴻林 五十年來中國小型構造研究的回顧與展望[J].地質論評,2002,48(2):158-167.

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