金矿成矿过程中构造应力场转变(吕古贤等,2001)

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吕古贤，林文蔚，郭 涛，等 K 地学前缘 （D.;3, H4(-:4- ’;0:3(-;2） =%%# ， B（> ）
图 ! 焦家金矿 " #$%’()* ! +,- &./ 01 23.3(23(4.5 23678 01 90(:3 ;-5.3(:) 30 23;-22 1(-57， " #$% & (: <(.09(. )057 7-/02(3
， 然而大量的野外证据和实验研究表
［&， .］ 明 ， 工业矿化富集主要是在一种应力较为松弛
的环境下进行， 矿化作用和张剪性破裂有着密切的 关系， 这就为研究构造应力场的成矿提出了新的问
时期或处于不同构造部位的岩石变形特征的转化似 ［,］ 题， 即热液矿床成矿过程中构造应力场转变问题。 乎对成矿影响更大 。由于不同时期、 不同构造部 ［+］ 构造应力场的转变包括主应力方位的变化及差异应 位构造应力参数及岩石渗透率 的变化， 导致含矿 力值大小的变化。 矿床地质学家和地球化学家注意到这个问题之 后对它开展了研究。赵伦山、 吴悦斌等 （!//&） 从水 热液物理化学场结构的差异， 形成不同的构造物理 化学参量急变的界面， 从而发生含金矿化热液的蚀
对于构造应力场与矿化作用之间的关系， 长期 以来人们多注意压性、 压剪性构造体制的成矿作用， 认为成矿作用与大规模剪切带的挤压应力、 应变作 用有 关
［!， "］
加以探讨。 过去人们只研究不同地壳构造层次的构造叠加 作用， 以及岩石随温度、 压力等条件的变化而由韧性 向脆性变形之间的转换， 而对同一构造层次不同时 期、 不同构造部位岩石的应变、 应力特征涉及较少。 其实在成矿作用过程中， 这种同一构造层次在不同
［>， 7?］ 岩相形迹” 。
焦家金矿田的几个典型矿床及黄埠岭金矿的蚀 变成矿构造研究， 热液交代蚀变和矿化期构造应力 场研究与对比， 均表明在交代蚀变矿化的过程中构 造应力场发生了最大压应力方向近于正交的转变和 应力值由强到弱的转化。 热液金矿床的蚀变分带是伴随成岩成矿过程的 产物， 一般矿床蚀变岩研究多侧重于室内对岩石、 矿
［"］
胶东玲珑 焦家式金矿构造控矿与 热液蚀变矿化特征
型金矿以细脉浸染状交代蚀变矿石为主， 第 !、 #成 矿阶段表现更明显一些； 而张扭性脆性变形空间中 交代充填石英脉矿石更发育一些， 第 ’、 ( 成矿阶段 为主。各种矿石构造表明 （图 !） ， 工业矿化富集主 要是在一种应力较低， 偏于构造松弛的剪张环境中 发生的。这种地质构造特征可以从应力场的转化与 热液浓缩 稀释作用来加以认识。
#—绢英岩化斜长角闪岩； =—黄铁绢英岩； !—红化花岗岩； >—黑云母片麻岩； ?—焦家断裂； @—矿体； A—采空区； B—勘探线及穿脉； $—应力图解
带呈 CCD 走向不均匀分布。 !" # 蚀变交代作用早期的构造变形岩相形迹特征 焦家金矿位于 CD 走向的焦家断裂及其下盘次 级分支断裂带内。含矿岩块上盘与胶东变质岩呈断 层接触。矿脉围岩是黄铁绢英岩化的似片麻状花岗 岩。 在焦家金矿 " #$% & 中段进行了 # E # %%% 构造 变形岩相形迹填图! 。用这样的详细实测资料， 较 合理地把不同成岩阶段、 不同蚀变矿化阶段保留下 来的构造岩石单元区分开来， 为研究其构造动力学 环境奠定了地质基础。通过大比例尺构造变形岩相 ， 发现： （ #） 花岗岩成矿期的 形迹填图与研究 （图 !） 构 造 与 胶 东 基 底 构 造 协 调， 其构造总体表现为 反映区域主压应力 CFFGHDD 或近 DF 向似片麻理， 方向是 HCGCCD 方向。 （ =） 水岩交代作用期的构造
第 % 卷第 . 期 "$$! 年 !$ 月
地学前缘 （中国地质大学， 北京）
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［/， !$］ 化学研究为基础 ， 提出成矿过程中构造应力场
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吕古贤，林文蔚，郭 涛，等 A 地学前缘 （B4:02 -1*/=1/ ):6=0*/:;） #CC! ， @（( ）
近于正交的转化和热液流体浓缩作用的内外耦合响 应， 是热液金属矿床工业矿化形成的基本特征。
代过程分为两个成矿期、 $ % & 个成矿阶段。两个成 矿期为流体 水 岩交代作用期和热液作用成矿期。 热液作用成矿期包括 （!） 金 粗粒黄铁矿 石英阶段； （#） 金 细粒黄铁矿 黄铜矿 石英阶段； （’） 金 银 多
7—滦家河二长花岗岩； !—玲珑黑云母花岗岩； 8—强变形蚀变岩； 9—变形蚀变岩； :—弱变形蚀变岩； ;—片麻理产状； <—叶理产状； =—断裂及产状； >—岩性界线； 7?—岩相界线； 77—主井和风井
物及其地球化学变化的研究。而我们不仅把蚀变岩
!
交代蚀变矿化过程构造应力场的转 化
作为研究组成成分的标志， 而且把它们作为同热液 作用期的构造和应力的野外踪迹， 称之为 “构造变形
!
金属硫化物 石英阶段； （(） 碳酸盐 石英阶段。 ［!’］ 胶东金矿主要工业储量产在石英脉型 （玲珑式） 一般说来 ， 压扭性韧性剪切带内碎裂蚀变岩 和碎裂蚀变岩型 （焦家式） 金矿床中。这两种矿化形 式是具同一成矿物质来源、 在同一成矿地质背景主 要由局部不同构造环境造成不同成矿物理化学条件 而产生的， 是同一矿床类型中的矿化亚类别， 被统称 之为 “玲珑 焦家式” 金矿— — —胶东变质岩区内中生 代交代重熔花岗岩岩浆期后剪切带型石英脉 黄铁 绢英质碎裂蚀变岩型热液金矿床
［#>］ 家断裂下盘， 以节理、 裂隙测量分析为手段 对它
的成矿期构造应力场进行了研究。为了更准确地区
主要选择能反映主压应力方向的张裂 与中生代新华夏系一致， 表现为 CD、 CCD 或近于 HC 分成矿阶段， 节理进行统计测量。根据成矿期 方向展布的蚀变交代叶理、 细纹理。说明该时期的 性质明显的裂隙、 在 矿 山 % &，" =% &， 构造应力场最大主压应力方向有 DF 向， CFFGCF 含脉节 理 形 成 的 先 后 顺 序， 方向， 且以 CF 方向占明显主导作用。这一期构造 不仅控制了交代岩石的分布， 也控制着矿化岩带的 展布延伸。 !" ! 含金硫化物沉淀成矿阶段的构造特征 对焦家金矿区开采中段的矿化节理裂隙的系统
金矿成矿过程中构造应力场转变 与热液浓缩 稀释作用
吕古贤!， 林文蔚"， 郭 涛! ， 殷秀兰!， 舒 斌!， 郭初笋!
（!# 中国地质科学院 地质力学研究所， 北京 !$$$%!； 北京 !$$$&’） "# 中国地质科学院 矿床资源研究所，
摘
要： 在大量野外地质观测和室内测试分析研究基础上， 进一步证实热液金矿工业矿化富集大多数
我们把反映该类矿床成矿过程的岩石组合称之
［>， 7?］ 为矿源岩系 ， 将矿源岩系的变形岩相形迹作为
大比例尺填图图例， 完成了玲珑矿田阜山金矿区 7 @ （图 !） 。通过这一研究可以把成岩 ! ??? 地质填图 期与成矿期， 及成矿期不同成矿阶段的构造岩石单 元在实地上区分开。该图明显表明， 花岗岩成岩期 主压剪构造面呈 ABB 向均匀延展， 而蚀变成矿
丁益民、 朱大岗、 张成江、 鲁 ! 参加野外地质填图的还有邓军、 安怀、 修淑芝和徐刚等。
" @% &， " $% & 和 " #=% & 中段的 =! 线、 =? 线 =A 线 的剪切带内部分别测量并统计了成矿早期阶段石英
。
［!!， !#］
该类矿床有相同的热液蚀变类型
， 热液交
图 ! 胶东金矿典型矿石构造素描图
（据张韫璞等， ； （据张韫璞等， ； 石英脉与 !"@@） !"@@） !黄铁绢英脉金矿石 "黄铁矿石英脉矿石 #绢英岩化花岗岩 细脉浸染状黄铁矿石， 含硫化物方解石脉组成岩石； $网脉状含金石英脉钻孔岩芯； %细脉浸染状黄铁绢英岩矿石； & 块状 细脉状含金石英脉 角砾状含金黄 铁绢英质蚀变岩； 后期含金黄铁矿石英晶洞发 ’层状黄铁绢英岩中发育的含金石英晶洞脉； (黄铁绢英岩呈角砾状产于层状蚀变岩中， 构造 育； )含金黄铁绢英岩及石英脉，受构造作用影响呈角砾状结构、
［’］ 变与矿化作用 。
致爆裂成矿思路出发做了大量实际工作。然而， 矿 带矿床明显的大量线性展布说明要从更宽广的方面
收稿日期： 修订日期： "$$$ !! $/； "$$! $’ ". 基金项目： 国家攀登计划 （!///$.&"!.） ； 国家计委 科技 找矿 项目 ； 国家攀登项目 （/,2预2&/） ； 国家科委基础研究特别支 （01/.’!!$） 持项目 （ 30/.2%&） ； 国土资源部基础项目 （//"$"’） 作者简介： 吕古贤 （!/./— ） ， 男， 博士， 研究员， 博士生导师， 区 测找矿专业， 主要从事地质力学、 矿田构造研究， 近年主要深入于 构造物理化学的理论与应用研究工作。
， 近 DF 向的占 =@ * =I ， 近 HC 统计分析表明 （图 >） 向 的 占 #!J #I ， CD 向 的 占 >AJBI ， CF 向 的 占 其中 CD 向占绝对优势。再从磁组构结果来 #!J#I ， 看， 近 DF 向 的 占 #>J!I ，近 CCFGHC 向 的 占 其中 CCF 方向起着主导作 !!J=I ， CD 向的占 =?I ， 用。导致这种现象产生的原因， 除了采用方法及测 量、 分析误差外， 可能它们分别代表了成矿期不同矿 化阶段的应力变化。也就是说在工业矿石沉淀阶 段， 构造应力场主压应力方位有一个逐渐偏转的过 程， 由早期的近 CFGHD 向挤压逐渐变为 CD 向挤压， 反映出早期断裂活动以逆冲为主， 晚期则有回落下 滑。 望儿山金矿处于焦家金矿区的东部， 发育在焦