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地球矿产资源及其形成作用(18)
2022-01-26 | 阅:  转:  |  分享 
  
地球矿产资源及其形成作用(18)

胡经国



第二节矿田构造的特点及作用

一、矿田构造的特点

㈠、控矿构造是矿田构造的主体

作为矿田构造的主体,控矿构造是指含矿的或是曾经有含矿流体通过的构造。它们都接受过矿质及成矿流体的利用或改造(含矿流体与构造发生相互作用),是“物化”了的构造。

㈡、含矿流体作用可诱导出新的构造型式

在含矿流体作用下,可诱导出一部分新的构造型式。例如,气化流体的沸腾、隐蔽爆发等可产生新的角砾岩和水力破裂构造。

㈢、矿田构造活动的多期次性

矿田构造活动的多期次性突出。

㈣、矿田地质作用的组成部分

矿田构造是整个矿田地质作用的一个组成部分。

二、矿田构造的重要性与作用

㈠、矿田构造的重要性

构造对矿床的形成起着十分重要的作用。它既是控制成矿的动力、矿液通道、矿石堆积场地,因而影响矿体的形态和产状;同时又是在矿体形成以后,决定矿体是否改造变形以及保存状况的基本因素。因此,研究矿田构造,无论在新区找寻未知矿床,还是在已知矿床外围或深部找寻隐伏矿床,都具有实际意义。研究矿田构造,还有助于了解形成矿床的地质作用。矿田构造学是矿床地质学的重要分支,又是矿山地质学的重要研究内容。

㈡、矿田构造的作用

1、控矿构造按作用分类

地质构造对成矿的控制作用是多方面的。成矿物质通过流体运动而迁移和富集,而流体运动则要借助于构造通道。根据控矿构造在矿液流动和矿质堆积中所起的作用,一般将控矿构造分为导矿构造、配矿构造和容矿构造三种类型。

2、导矿构造

导矿构造是指运送含矿流体介质(包括岩浆、热液和渗透入地下的大气降水等)进入矿化地带的构造通道。常见的导矿构造有区域性断裂(包括深断裂)。在大型褶皱发育地区,一些陡倾的透水性强的岩层或岩系也可以作为矿液运移的主要构造通道。导矿构造本身一般不产生和赋存矿床。矿床的赋存位置取决于配矿构造和容矿构造。

3、配矿构造

配矿构造是指连接导矿构造与容矿构造的中间性构造通道。与导矿构造连接的断裂或透水性岩层,常常是将矿液运入矿田范围的配矿构造。在实际工作中,由于控矿构造是多级别的和互相交错的,因而在某些成矿地带不易区别导矿构造和配矿构造。在这种情况下,可将二者统称为运矿构造,也有的统称为导矿构造。

4、容矿构造

⑴、容矿构造的概念

容矿构造是指赋存矿体的构造。它直接控制矿体的形态、产状,并且在某些情况下影响矿体的内部结构特点。容矿构造是矿田构造研究的重要内容,是矿床构造研究的主要对象。

⑵、容矿构造按性质分类

按性质,容矿构造大体上可分为以下7种类型:

①、褶皱构造

褶皱构造如:褶曲层间剥离构造中的矿体;褶曲转折端的矿体;背斜倾伏端的矿体;底辟褶皱中的矿体。

②、断裂构造

断裂构造如:断裂分支处的矿体;断裂弯曲部位的矿体;两组或两组以上断裂交叉处的矿体。

③、裂隙构造

裂隙构造例如:单一裂隙中的矿体;复合裂隙中的矿体;羽状裂隙中的矿体,网状裂隙带中的矿体。

④、侵入岩体构造

侵入岩体构造如:岩体原生裂隙中的矿体;岩体接触带中的矿体;围岩捕虏体中的矿体。

⑤、火山构造

火山构造如:火山颈中的矿体;火山穹隆中的矿体;爆发角砾岩筒中的矿体;环状、锥状和放射性裂隙中矿体。

⑥、层状及层控构造

层状及层控构造如:有利岩层中的矿体;不透水屏蔽层之下的矿体;断裂与有利岩层交接处的矿体;不整合与假整合面中的矿体;岩溶洞穴中的矿体;碳酸盐岩礁相中的矿体。

⑦、复合构造

复合构造如:断裂交切背斜处的矿体;岩体接触带与有利岩层交接处的矿体;断裂裂隙与岩体交接处的矿体;断裂裂隙与有利岩层交错处的矿体等。

第三节构造作用与成矿作用发展阶段

构造控矿作用和矿床的形成,或者说构造作用与成矿作用,一般都经历了一定的发展过程。根据构造作用与成矿作用的时间先后关系,可将其发展过程划分为成矿前构造、成矿期构造和成矿后构造三个发展阶段。

一、成矿前构造

成矿前构造是指成矿作用发生以前已经存在的构造要素。它是控制矿田、矿床和矿体的空间位置和产出特征的基本因素。对于沉积矿床来讲,成矿前构造主要是指控制含矿盆地的性质、范围和边界条件的断裂构造。对内生矿床来说,成矿前构造种类繁多,包括前面提到的褶皱、断裂、裂隙、劈理、片理、侵入岩体构造、火山构造和重力构造等。

二、成矿期构造

㈠、成矿期构造及其多阶段性

成矿期构造是指成矿作用过程中发生的构造作用(构造活动)。一个矿床的形成需经过漫长的过程,常常表现为多阶段性。成矿期构造也常常具有多阶段性。这在气化热液矿床中表现明显。

㈡、成矿期构造多阶段性对成矿作用的影响

成矿期构造的多次活动,影响矿液呈脉动式运动,使矿石沉淀具有断续性质,造成矿体内部结构的复杂性。当多阶段矿化反复地发生在同一断裂裂隙中时,矿质特别富集,可以形成富矿体。因此,研究成矿期构造对于认识矿床形成过程以及找矿具有重要的意义。

对于沉积矿床来讲,同生构造直接影响矿石的堆积。例如,在一些沉积赤铁矿床中,同生褶皱的发育,促使向斜中形成较厚的矿层,而在背斜部位矿层就较薄。对于内生矿床而言,成矿期的褶皱作用往往不明显,而断裂裂隙构造则是主要的。

㈢、辨别成矿期断裂构造的主要标志

辨别成矿期断裂构造的主要标志有:

1、在同一矿体内有不同阶段的矿石的交错现象,或者存在多种矿石结构构造;

2、高温矿物组合与低温矿物组合重叠产出;

3、早阶段的矿石破碎并且被晚阶段矿石所胶结(角砾状构造等);

4、存在对称条带构造(近脉壁矿物生成早,而向中心则晚)。

三、成矿后构造

㈠、成矿后构造及其对已成矿体的影响

成矿后构造是指在成矿作用结束以后发生的构造作用(构造活动)。成矿后构造作用对于已形成的矿体,可使其改造、变形甚至破坏。这就必然增加找矿、勘探和采矿工作的难度。例如,成矿后的褶皱构造可以使沉积矿床和沉积变质矿床的矿体形态、产状发生明显变化。成矿后的断裂构造可以使矿体错断或搓碎。受错动或破碎的矿体在近地表或露出地表时,还易遭受风化作用和侵蚀作用。因此,研究成矿后构造的性质、强度和运动方向,对找矿和采矿工作是很有意义的。

㈡、辨别成矿后断裂的主要标志

辨别成矿后断裂的主要标志有:

1、错断

在矿体的断层泥中常有被搓碎的矿石碎块。

2、错动痕迹

在被错动的矿体内可见断层滑动镜面、断层泥或擦痕。

3、氧化现象或沉淀矿物

在矿体的错动部分和裂隙发育部位表生氧化现象(如含铁硫化物的褐铁矿化,含铜矿物的孔雀石化等)比较明显,或充填有从地下水中沉淀出来的矿物(如石膏脉等)。

4、成矿后断裂裂隙

切穿矿体的岩墙所充填的断裂裂隙应为成矿后断裂裂隙。

第四节矿田构造研究历史

古代矿工们早就从实践中认识到地质构造因素对矿体形态和产状的控制作用,并且学会利用一些明显的构造形迹(断层、裂隙、破碎带、接触带等)作为探矿的标志。但是,现代的矿田构造研究是随着采矿事业的发展和地质科学的进步,从20世纪初期才开始的。翟裕生先生对矿田构造研究进行了归纳,提出该研究领域大体上经历了以下3个发展阶段。

一、第一阶段

20世纪前半叶,矿田构造研究内容着重于单个构造要素对成矿的控制,如褶皱控矿、断裂控矿、裂隙控矿、侵入体接触带控矿等;着重研究构造对矿体形状、产状和空间分布的影响。这些研究基本是描述性和实测性的。在此基础上,也探讨了裂隙多次张开所引起的矿脉生成的多阶段性,围岩性质对构造、矿化类型的影响,矿化与岩墙的关系等,并且提出了成矿前、成矿期和成矿后构造等概念,分别研讨了其控矿作用。

前苏联学者开展了较为系统的矿田构造研究工作。早在20世纪30年代,就确定了矿田构造学科的研究和发展方向,并且先后在高等学校中开设了矿田构造课程,划分了矿田构造、矿床构造的成因类型,为矿田构造这个方向的研究工作打下了一定的基础。

在同一时期,美国的一些地质学家也发表了关于构造与矿床的关系的专著。这些研究工作主要是针对内生矿床的,煤田地质构造和油田构造因其特殊性而属于专门的研究范畴。

二、第二阶段

在第二次世界大战以后,随着经济的恢复和发展,对矿产的需求量与日俱增,人们进一步认识到研究矿床学包括矿田构造的必要性。大约从20世纪50年代起,矿田构造研究工作广泛深入地开展开来。

前苏联在内生金属矿田构造和矿床构造的研究方面,长期处于世界先进行列。这个阶段的主要特点是:在研究单个构造要素控矿的基础上,注意研究构造体系或者构造组合的控岩控矿作用;注意研究矿田构造与区域构造的相互关系,以便在更广阔的范围内研究矿床形成的地质构造背景。前苏联学者在20世纪50-60年代,曾经对矿田构造与区域构造的关系、矿床的时空分布与不同成因构造类型的关系、矿田和矿床地质制图的专门方法、特殊类型矿田构造等4个方面进行了较为全面的研究工作。

在此阶段,欧美一些国家相继开展了对矿田构造的综合研究。他们用力学原理分析构造成因,进行模拟实验,以查明构造的形成机理及其对矿化的控制作用。在矿田构造与区域构造方面,地质力学中关于构造体系控岩控矿的研究曾经起到明显的推动和促进作用。

三、第三阶段

从20世纪70年代以来,人们在实践中认识到,要找寻隐伏矿床,只研究构造要素和构造体系已经不够了。因为,单就构造本身而言,很多构造条件,如断裂的分支和交叉部位,背斜倾伏端,不同构造体系的复合部位等,都是有利成矿的。但是,并不是上述的每种构造条件都能成矿。找矿结果表明,真正含矿的构造只占全部构造形迹很小的一部分。因此,在研究工作中要把成矿的物质条件和构造条件结合起来,即将构造和矿床成因、构造应力场与地球化学场、成岩成矿过程中物质的迁移和聚集、构造应力场的形成演化历史结合起来进行研究,以便深入探索构造活动与成矿作用之间的内在联系,深入认识矿床的形成环境和形成机理。

上述3个阶段的划分是大体的,是由浅入深、由局部到全局的,是由单个构造控矿-构造体系控矿-成矿物质和成矿构造的结合研究。

四、当前阶段

当前,矿田构造研究工作已经进入到这3个基本方面密切结合、平行前进的阶段。单个构造和构造体系的成矿机理仍然在深入研究的过程中。新的控矿构造类型和构造体系形式也时有发现。构造地球化学等研究方向,正在努力开拓。在矿田构造的含义中,既包括构造形迹和岩石组构特征,又包括控矿构造的形成机制和发展历史。





2020年3月31日编写于重庆

2022年1月26日修改于重庆

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(本文系胡经国图书...原创)