唐麗艷
[摘要]區(qū)域構(gòu)造是控制成礦的基本要素,成礦是一種復雜的地質(zhì)作用。構(gòu)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(gòu)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(zhì)作用……各類地質(zhì)作用,文中簡略敘述了構(gòu)造成礦研究的歷史,論述了大型構(gòu)造與成礦的關(guān)系,提出構(gòu)造動力體制轉(zhuǎn)換是引發(fā)成礦作用的一種重要機制,總結(jié)提出構(gòu)造研究的一些思路。
[關(guān)鍵詞]區(qū)域構(gòu)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(zhì)構(gòu)造有不同的級別和層次,從顯微構(gòu)造直到全球構(gòu)造,它們影響成礦的范圍,并且研究意義各不相同構(gòu)造尺度成礦構(gòu)造級別礦化單元研究應用目的微型構(gòu)造顯微成礦構(gòu)造礦石、礦物選礦、冶煉中小型構(gòu)造礦田礦床構(gòu)造礦田、礦床、礦體找礦、勘探、采礦大型構(gòu)造區(qū)域成礦構(gòu)造成礦區(qū)(帶)區(qū)域成礦與預測大地構(gòu)造大區(qū)域成礦構(gòu)造成礦域資源潛力評價全球構(gòu)造全球成礦構(gòu)造全球成礦域全球成礦分析。
1大型構(gòu)造與成礦
大型構(gòu)造通常是指規(guī)模達數(shù)百千米級的地質(zhì)構(gòu)造。一般而言,大型構(gòu)造不是一個單一的構(gòu)造形跡,而是由與其拌生的或派生的一系列構(gòu)造要素組合成的。常見的大型構(gòu)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(diào)整的隆升和沉降,其間可以有各種過渡或轉(zhuǎn)化型式。與同類型的小型構(gòu)造相比,大型構(gòu)造不僅是地殼或巖石圈受力變形的產(chǎn)物,而且它的形成和演化控制著與其有關(guān)的沉積、巖漿、變質(zhì)等作用。大型構(gòu)造如裂谷、推覆構(gòu)造、剪切帶構(gòu)造等都是巖石圈動力作用的產(chǎn)物。大型構(gòu)造的控礦作用主要表現(xiàn)在:(1)大型構(gòu)造可為礦源場、中介場和儲礦場的有機聯(lián)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(gòu)造的長期性、脈動性和繼承性,有利于成礦物質(zhì)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(wěn)定的熱液對流系統(tǒng),支持這種系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的巨大巖石裂隙網(wǎng)絡(luò)帶,只有在大型構(gòu)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(gòu)造因其貫通性而能連通位于不同深度和不同地質(zhì)體內(nèi)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(zhì)、揮發(fā)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(gòu)造在源(控制巖石建造的形成的分布)、運(連通、驅(qū)動含礦流體)、儲(提供多樣的成礦環(huán)境)等方面控制了礦床的產(chǎn)生。另外,其控礦作用還可表現(xiàn)為一些超大型礦床主要分布于一定的成礦構(gòu)造環(huán)境中,而同一構(gòu)造環(huán)境對不同類型成礦系統(tǒng)的作用不同。近年來,由于深部探測技術(shù)的發(fā)展,主要是地球物理探測、地幔巖包體研究和區(qū)域地球化學以及一些碰撞造山帶的研究,提供了有關(guān)殼幔組成和結(jié)構(gòu)的豐富信息,相應地促進了對深部構(gòu)造、深部作用與成礦關(guān)系的研究,提出了地幔柱與成礦,巖石圈中地質(zhì)、地球物理,地球化學突變帶對成礦區(qū)帶的制約等觀點,并有將巖石圈演化、構(gòu)造—巖漿活動、元素轉(zhuǎn)移與成礦作用從宏觀上與動力學過程聯(lián)接起來的研究趨勢。
2構(gòu)造體動力學體制轉(zhuǎn)換與成礦
不同環(huán)境、不同尺度、不同形式的成礦參數(shù)的臨界轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換的多種參數(shù)中,構(gòu)造應力場的轉(zhuǎn)換可能起著根本的作用。這是因為,構(gòu)造不僅僅是局部的控礦因素,它還能從大區(qū)域上控制或影響各類地質(zhì)作用(巖漿活動、沉積作用、流體作用、變質(zhì)作用……)。構(gòu)造動力轉(zhuǎn)換也常能誘發(fā)突發(fā)地質(zhì)事件(火山爆發(fā)、構(gòu)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(zhì)與流體非常規(guī)運動、多組分和多過程耦合等),而這些突發(fā)事件又能構(gòu)成有利成礦的環(huán)境和條件。構(gòu)造動力體制轉(zhuǎn)換是自然界的普遍現(xiàn)象,表現(xiàn)為不同環(huán)境和不同尺度,顯示出自相似性。
(1)全球尺度的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換:古陸開合-散聚是構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的一種形式,據(jù)統(tǒng)計,古大陸匯合的末期到裂解初期這個轉(zhuǎn)換時期是大陸上成礦的高峰朋。
(2)區(qū)域尺度的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換:典型的例子如侏羅紀與白堊紀時華北陸塊發(fā)生構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換,即由NWW~SEE擠壓轉(zhuǎn)為NE~SW向擠壓,并隨之產(chǎn)生巖漿活動并伴隨大規(guī)模的成礦作用。
(3)礦田-礦床尺度的構(gòu)造轉(zhuǎn)換:如含礦剪切帶中張剪斷裂發(fā)生時的礦石堆積,含礦褶皺,如背斜脊部由擠壓向拉張的轉(zhuǎn)換時段,因虹吸作用導致的礦液注入與礦質(zhì)堆積等。
(4)露頭尺度的構(gòu)造轉(zhuǎn)換:巖層內(nèi)部的引張裂隙發(fā)生時,溶有巖層自身物質(zhì)的流體迅速進入裂隙中,并沉淀出過飽和物質(zhì)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(gòu)造體系中包含有多種次一級的構(gòu)造。在構(gòu)造動力體制的臨界轉(zhuǎn)換過程中,有時大尺度構(gòu)造的整體動力性質(zhì)與次級構(gòu)造的局部動力性質(zhì)不一致,這種局部的異常經(jīng)常能構(gòu)成礦床形成的有利條件。在拉張構(gòu)造場如裂谷中,其內(nèi)封閉或半封閉的次級盆地可構(gòu)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(cè)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(gòu)造動力環(huán)境下,由于局部應力場轉(zhuǎn)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(gòu)造,沿此斷裂通道有深部巖漿向上侵位,并可能構(gòu)成相應的巖漿-熱液成礦系統(tǒng)。
3成礦構(gòu)造研究思路
由礦床礦田構(gòu)造→區(qū)域構(gòu)造大型構(gòu)造→全球成礦構(gòu)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(gòu)造研究以具體事物為主,大地構(gòu)造控礦和全球構(gòu)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(nèi)容看,由單個構(gòu)造控礦→綜合構(gòu)造控礦→構(gòu)造成礦研究(構(gòu)造地球化學為基礎(chǔ))→成礦構(gòu)造動力學研究,應處理好物質(zhì)與運動的關(guān)系。礦床常出現(xiàn)在幾種基本控礦因素耦合(一起出現(xiàn))的部位:(1)礦源區(qū)(成礦物質(zhì)基礎(chǔ));(2)構(gòu)造、流體、熱能及物理化學空間等促成礦質(zhì)匯聚的多種要素。
因此,成礦構(gòu)造與區(qū)域地球化學、地質(zhì)流體研究相結(jié)合將是正確的方向。從構(gòu)造成礦作用看,邊緣成礦、界面成礦、交會成礦、轉(zhuǎn)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(gòu)造部位有利于基本控礦因素的同時出現(xiàn)和耦合作用;亦有利于實現(xiàn)各種控礦參量由漸變到突變的轉(zhuǎn)換,從而導致原有物理化學平衡態(tài)的失穩(wěn),促使成礦物質(zhì)的大量堆積。將構(gòu)造成礦與構(gòu)造破礦研究相結(jié)合。礦床形成后,在以后的地質(zhì)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(gòu)造運動控制的。從歷史演化觀出發(fā),將礦床的形成、變化、破壞或保存、產(chǎn)出現(xiàn)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(gòu)造研究的回顧與展望[J].地質(zhì)論評,2002,48(2):158-167.
[2] 翟裕生.成礦構(gòu)造研究的回顧與展望[J].地質(zhì)論評,2002,48(2):140-146.
[3] 翟裕生,張湖,宋鴻林等.大型構(gòu)造與超大型礦床[M].北京:地質(zhì)出版社,1997,1-180.
[4] 翟裕生,林新多.礦田構(gòu)造學[M].北京:地質(zhì)出版社,1993,1-214.