构造变形序次

发布网友 发布时间：2022-05-31 08:51

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热心网友 时间：2023-10-12 00:29

矿田构造的重要任务之一是理清矿区的构造变形序次，以及各期次构造变形对成矿作用赋存空间的利、害关系。传统的构造解析方法往往将不同变形事件看作是一次独立的构造变形事件，具有独立的动力来源、驱动机制和变形样式。在透岩浆流体成矿理论框架下，流体超压被赋予了十分重要的意义，通常是决定性的。如上所述，由于流体压力的反复释放和积累，同一矿区不同期次的构造变形可能存在着某种内在联系。因此，从实际观察来分析不同期次变形作用之间的关系是重要的。

大庙铁矿传统上被认为是矿浆成因，与斜长岩杂岩体的岩浆分异作用有关。新的证据不支持大庙斜长岩杂岩体的各组成单元为同源岩浆演化产物的认识 ( 李国兴等，2007) ，也不支持大庙式铁矿的矿浆成因说 ( 孙静等，2009) 。斜长岩至少比苏长岩多经历了两次构造变形，表明后者是在斜长岩冷却固结之后侵位的。大庙式铁矿的形成与苏长质岩浆密切相关，但含矿物质不是来自于苏长质岩浆的分异作用，而是同时侵位的透岩浆流体。含矿岩浆-流体混合物在地壳深部的排气作用导致了成矿物质在苏长岩中的富集，也导致了浅部脉状矿体上磷下铁的特点，主要矿体隐藏在斜长岩之下的苏长岩中。因此，大庙铁矿田仍具有巨大的找矿潜力 ( 孙静等，2009) 。

新的观察表明，在赋存于斜长岩的脉状矿体中，可以观察到已经强烈蚀变的构造片岩块体被没有经受任何变形改造的矿石胶结。构造片岩的原岩为斜长岩，表明成矿作用之前斜长岩已经遭受了强烈的构造变形，且变形作用以挤压或挤压剪切为特征，其碎斑结构可能就是在这次构造变形过程中形成的。此后，受到某种拉张应力 ( 如岩浆侵位压力和流体膨胀力) 的影响，成矿物质沿着先期形成的构造裂隙充填形成矿脉或含矿岩脉。因此，成矿物质不仅可以沿着构造片理轻易剥离构造片岩，而且可以沿着岩石圈伸展时期形成的不规则裂隙倒灌进入斜长岩中。这一时期，斜长岩已经具备了极高的渗透率，流体可以轻易渗透通过斜长岩，甚至斜长石解理中也充满了含矿流体，因而导致斜长岩的广泛蚀变。相对贫挥发分的苏长岩岩浆也可以引起斜长岩的烘烤变质作用，但远没有矿脉引起的接触变质作用强烈。成矿作用发生以后，斜长岩至少还经历过一期挤压构造变形，因为斜长岩及其中赋存的矿脉都受到了挤压变形作用的影响。

图 5 -28 地震震群的 Hill 网模型这是 Hill 于1977 年提出的模型: 由三轴应力场中发育的相互联系的剪切、伸展和伸展-剪切裂隙构成。该图解表示的是伸展正断层应力* ( 竖直看) 、挤压逆冲断层* ( 侧面看) 和走滑* ( 平面看)

由此可见，与成矿作用有关的斜长岩变形事件至少有 3 次: 挤压→伸展→挤压。尽管笔者不清楚发生这 3 次变形的确切时间，其变形次序却是可靠的。与前文的应力场分析结合起来，这种构造变形可能是成矿期构造活动的普遍规律。如图 5 -29a 所示，在熔浆-流体流的垂直应力作用下，超压导致了上覆块体的隆升。如果上覆块体在接受超压影响之前已经遭受过断裂切割，先存断裂系统将对新生断裂系统有重大影响。因此，裂隙系统可能不会是像图 5 -28 所表现的裂隙网络，而是像图 5 -29a 那样被分割成许多的小块体。如果这些小块体的规模是均一的，由于中心小块体受力最大，理论上其隆升的高度也应当最大。这样，形成了一个上盘上升、下盘相对下降的对称叠瓦式断裂系统。需要注意的是，从运动学来说，每一条断层都是逆断层，从断裂性质来说则是张性断层。这种断层与一般的逆断层性质不同，可称其为伸展逆断层，因为断层上下两盘是因为拉张而发生错位的。在这种条件下，构造裂隙很容易成为流体流的通道和成矿物质充填的空间。

但是，流体的损失意味着流体超压的释放，当深部能量不足时，原来被顶起的块体将发生陷落。在这种情况下，虽然块体间的运动界面依旧，但其性质已经发生转换，成为上盘下降、下盘上升 ( 图 5 -29b) 。与图 5 - 29a 所表现的情况相反，每一条断层都是正断层，从断裂性质来说则是挤压断层。这种断层也与一般的正断层性质不同，可称其为挤压正断层，因为断层上下两盘是因为挤压而发生错位的。成矿作用的瞬时性表明其流体超压的瞬时释放，图 5 -29 所表示的构造变形序次应当具有普适性。但是，应当注意，图 5 -29 只表现了局部应力场的作用，区域应力场或远场应力场被忽略。如果同时考虑远场应力场的影响，情况会复杂得多。然而，实际观察似乎表明，大多数成矿作用都是发生在远场应力场很弱的时期，或者构造应力场转换时期。据此，成矿期的构造变形应当主要受近场应力场的控制。如果是这样，本节所阐述的内容就应当具有普适性。

图 5 -29 流体超压的盈亏导致的断裂性质转换