断裂构造地球化学的研究进展和发展方向

荪① 在研究两广地区中生代变质作用时首次提出了“ 断裂变质 作用” 的 概念。７ ０ 年代末， 涂光 炽川在 研究华南花岗 岩成因时． 提出了 “ 断裂重 熔成因” 的论点。 近一二十年来， 断裂构造地球 化学的 研究成果不断涌现。断裂构造地 球化学之所以 引起人们广泛的兴趣的原因是： （ １ ） 作为
此 外， 断裂构造地球化学 在地震预报 、 深部地质 、 水文地质、 工程地质和矿山生产等领域也 得到了较广泛的应用② ③。
１ 研究进展
１） （ 运用地球化学异常资 料， 作为识别断裂存在的标志： 根据线状地球化学异常 作为判断 断裂存在的 辅助标志已 在区 域地球化 学调查工 作中 得到 广泛应用 ） ． １ Ｃ ４ ） ， 并进一步提出了地球
断裂构造地球化学的研究进展和发展方向
钱建平
（ 桂林工学 院， 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
关 健 词 断 裂 构 造 地 球 化学 构 造 成 矿 作用
礴 送
在构造地球化学领域， 断裂构造地球化学也许是最先引起人们注意的一个方面 ， 也是讨论 最多的一个方面 。 早在 ６ ０ 年代初期 ， 李四光就提到压性断裂常见有石英和方解 石团块 ［ Ｃ １ ７ ， 莫往
（ ６ ） 提出了断裂构造的分带性， 总结了断裂带元素的稳定性序列： 孙岩［ ’ ］ 〕 将江西７ ： 余压性
构 姑： 断裂带 由中心 向两侧 大致 分为 ４个带 ； 磨砾岩 断层泥砾带 ； 糜棱岩一 挤压 片理 带 ； 较化 岩 一
透镜体带； 碎裂岩一 密集裂隙带。 并总结了 造岩元素的稳定性序列为Ｓ ｉ ， Ｆ ｅ ， Ｍ ｇ ， Ｍ ｎ ， Ａｌ ， Ｃ ａ Ｎ ａ ， Ｋ。 张治挑［ １ ３ 〕 将陕西 一些压扭性断 裂带由中 心向 两侧大致分为； 硅质糜 梭岩，片 月 厄 岩‘碎 变片岩一 ， 片岩几个带。 其造岩元素的稳定序列为Ｓ ｉ ， Ｆ ｅ ， Ｍ ｇ ， Ｃ ａ ， Ａ ｌ ， Ｋ ， Ｎ ａ 。 吕 培基对； ｆ 庐断裂 Ｍｎ ， Ａｌ 带南段断层岩研究后得出。 由超糜棱岩￣原岩． 造岩元素的稳定性序列为Ｓ ｉ ， Ｆ ＇ ｅ ， Ｍｇ ，
Ｎ ａ ， Ｋ．郝雅 等［ ３ ５ 」 对东秦岭蛇 尾张德沟韧性 剪切带 研究表 明， 由超糜梭 岩，糜棱 岩－ 卜 初糜梭
岩， 造岩 元素的稳定性序列为 Ｃ ａ ， Ｍ ｎ ， Ｔ ｉ ， Ｓ ｉ ， Ｍｇ ， Ｆ ｅ ， Ａ ｌ ， Ｋ ， Ｎ ａ 。作者［ ［ １ ６ 〕 对广西徽阳履 Ｆ 酸盐岩 层滑断裂研究表明， 由 中心向 两侧， 由劈理带（ 钙质糜棱岩） 一层纹状重结晶方解石带（ 钙质片 岩） ￣原岩（ 泥晶灰岩） ； 造岩元素的 稳定 性序列为Ｆ ｅ ＇ 十 、 Ｓ ｉ ， Ａ ｌ ， Ｍ ｎ ， Ｆ ｅ ＂ ， Ｍ ｇ ， Ｃ ａ ， Ｃ Ｏ 犷。 在断裂
源 层中 成矿元素析出； 剥离断层控制了 上下两盘不同的热液循环系 统， 为成矿提供了良 好的物 理化学环境； 剥离断 层的 构造裂隙系 统为成矿提供了良 好的容 矿空间 Ｃ ２ ６ － ２ Ｂ ］
孙岩［ ２ ９ 』 对苏皖南部上古生界 的层滑 断裂与层控矿床研 究后提出 了层 滑断裂发育 的三 个 阶段（ 层滑阶段 、 逆 冲阶段和再 活动阶段） 和成矿作用 的三种类 型（ 岩板屏 蔽滑动作用 、 构造 混 杂成岩作用和动力热液变质作用） 。 作者在研究了黔西北威宁一水城铅锌矿带 的动力成矿作用后提 出了“ 构 造动力热 流泵 ” 的 成矿模式 。其基本内容是 ， 燕 山运动使本区遭受强烈挤压而摺皱隆起甚 至倒 转， 并形成一系列 区域性纵断层 。富铅锌的碎屑岩在遭受强烈变形 的同时也使铅锌的赋存状态发生改变 尔后 在 区域伸展 的构造背景下 ， 导致 以辉绿岩为代表的基性岩浆上侵， 在构造变形能转变而来的热 能 和基性 岩浆的热能 双重 作用及 纵断层扩容减压的泵吸作用下 ， 基 底碎屑岩 中富铅 锌的热流 体上升， 而上覆地层中冷流体下降 ， 构成循环系统 ， 成矿 流体不断与赋矿层位发 生水 一岩相互 作用 ， 造成铅锌矿石的沉 淀和富集 。 （ ９ ） 断裂构造地球化 学模拟实验 研究 成果： 对不同 矿区的Ｈ ｇ ， Ｓ ｂ ， Ｕ， Ａｕ ， Ｐ ｂ ， Ｚ ｎ ， Ｓ等矿种 的构造地球化学模 拟实验 均证实 ， 在一定的温度和压力下 ， 上述成矿元素均能发生 明显的活化
析。
（ ８ ） 断裂成矿作用受到高度重视 ： 剪切带成矿作用 已受到普遍重视。其基本 观点是成矿物 质来 自围岩 ； 成矿作用与剪切变形一 变质作用同时或基本 同时 ； 成矿作用包括动力分异作用、 动 力变质热 液作用 和剪切重熔岩浆热液作用 ； 成矿时间 主要发生在韧 一 脆性转 化阶段 ； 成矿部 位
不 同 的 元 素 富 集 。 如 果 我 们 掌 握 了 成 矿 作 用 的 演 化 规 律 ， 即 可 根 据 断 裂 地 球 化 学 特 征 沐 分 不 同
阶段的断裂 ， 进而查 明矿 田断裂构造 的发 展演化 规律； 反之 ， 在查明构造 发展演化规ｔ ． 的前提 下， 亦 可根据 不同阶段断裂构 造的矿化特征确定 成矿作用 的演化规律 。
（ ７ ） 初步阐述了 断裂带的构造地球化学作用： 孙岩［ １ ４ 』 对大余压性断裂带 地球化学研究后 提出了 动力分异作用、 动热变质作用、 氧化还 原作用、 水解和 脱水作用四 种类型。 尔后又进 一步 指出 动力分异一 化合亲和 作用、 前进变质 一 退化变质作用、 还原一 氧化作用、 脱水一 水解作用等是断 裂带中 化学元素分散和富集、 运动和 迁移的主导制约因素， 亦可谓断裂构造地球化学作用的 基 本类型。 张治挑） 〕 着重讨论了 压扭性断 裂带中的动力 分异和动力化 合作用， 并认为 断裂带除 了 得到普遍重视的物质成分带 人外， 更为重要的是物 质成分的 带出 和重组。 邱元禧讨论了 断裂
发生在韧性和脆韧性剪切带内［ ２ １ － ２ ｓ ］ 。 这些特征表明， 剪切带成矿作用是一 种典型的断裂 构造
地球化学作用 。 剥离断层及其成矿作用也是国内外地质工作者关注 的一个热点 。其基本观点是地壳伸 展 减薄 ， 地慢上隆， 有利于深部岩浆或流体上升． 带来成矿物质， 剥离断层的改造作用亦可导致矿
究有助于说明断裂形成的历史和断裂在成矿过程中的作用。 李东旭等［ ［ １ ２ 」 对内 蒙古白乃 庙矿田
怪生成矿构造 地球化学研 究也指 出由东西向构造￣南 北向构造，北 东向构造 的发展伴随有
Ｃ ｕ － Ｍ ｏ ， Ｐ ｂ － Ｚ ｎ ， Ａ 。 三 种 矿 化 作 用 。 章 崇 真 ［ ６ ７ 认 为 ， 在 一 个 矿 田 范 围 内 ， 不 同 阶 段 的 断 雄 中 应 有
变质作用 的影响 因素 ， 并将断裂变质作用分为断陷变质作用 、 断裂热动力变质 、 断裂超变质作
用、 韧性断 裂变 质作用和脆性断裂变质作用。 作者／ Ｉ ６ 」 认为， 在碳酸盐岩层滑断 裂构 造地 球化学 系 统中， 影响 构造地球化学作用的基本因素是原岩的 物理化学性质、 应力、 温度和流体， 构造地 球化学作用的类型主要有动力 分异、 压溶和氧化还原 作用。 段嘉瑞等提出了韧 性剪切带中的 构 造化学作用主 要有应力腐蚀 作用、 构造分异与分凝作用、 应力作用下的离子和分子扩散作用、 压溶作用。其 他学者［ ７ ９ ． ２ ０ ］ 对断裂带的动力分异作用和动力变质作用也进行了 较为深入的分
转移， 可产生混合岩化。 王京彬［ ［ １ ， 」 通过对广济一六万大山断裂带的观察， 认为Ｒ ． Ｈ ． ｆ ｉ ｂ ： ； ｏ ｎ的
・３ ４ Ｆ．
断 层垂直分带双模式［ １ ８ 」 可发展为断 层垂 直分带三 模式： 上部碎裂岩带为碎裂一 元素沉淀带， 形
成与断裂 变质热液有 关的矿产 （ Ａ ｕ ， Ｆ ｅ ， Ｃ ｕ ， Ｐ ｂ ， Ｚ ｎ ， Ｕ 等） ； 中部 糜棱岩带 为韧性变形一 变质 分 异型矿床 （ Ｆ ｅ ） ； 下部混合岩带 为超塑性 流动一 混合岩化带 ， 形成与混合 岩化有关 的亲 氧元素 矿 床（ Ｎ ｂ ， Ｔ ａ ， Ｗ， Ｓ ｎ等） 。
．３ ４７ ．
（ ３断裂性 质及产状形态 变化对成 矿物理 化学环境的影响 ： 压性断裂常属于封闭 形成硫化物矿床 ； 张性断裂属 于开放系统 ， 易形成氧化物矿床 ； 而压扭性和张扭性 断男
பைடு நூலகம்
成以 硫化物为主 夹有 氧化物和以 氧化物为主夹有硫化物的矿床 Ｃ ［ ｅ ｌ 钢陵地区平行于甲 的压性断裂主要控制硫化铁型矿 化和磁铁矿一 硫化 铁型矿化； 垂直于摺皱轴向的张性
的钨锡含量往往高于其它断裂。对个旧矿 区马拉格矿 田的研究也得到相似的结论１ ７ １
Ｃ籍琴 ｝ ＋ ． ７ ｒ ． ￥ ｉ ｌ ｄ ｝ ｉ 嘿｀ ｝ ｈ ｈ ＞ ！ Ｒ Ｘ ｋ １ ｝ Ｌ ｝ ． ｝ Ｆ ｝ ＂ ４ ； ｆ ５ 黯黯 ｉ ｉ ． ｔ ｋ Ｌ ＃ ｝ ｝ ＇ ． １ ３ Ｆ １ ９ Ａ ６ Ｒ ３ １ ｝ ． 球 化 学 专 业 委 员 。 全 国第 二届 构造地 球化 学学术 讨论会论文
断裂带一 ，背斜典部 的层 间断裂带￣ 背斜轴部的横张断裂带 ， 矿化类型 由钨锡石英 脉 石英脉型￣钨铁角砾石英脉型 ， 硫化物不断减少 ， 氧化 物增 多， 黑钨矿成分亦发生相应 胶东西北部一带焦家式金矿床受控于缓倾缓压扭 性断裂带， 以塑性变形为主 ， 形成细Ｈ 化类 型； 玲 珑式金 矿床 受控 于陡倾 斜张扭 性断裂 带， 以脆性变形 为主 ， 形成 充填石
化学异常特征线、 构造地球化学分 区线 、 构造地球化学梯度带和构造地 球化学结的概念 ， 作为 识别断裂及其交汇部位的标志川。
（ ２ ） 通过侧量断裂的含矿性， 筛 分与成矿有关的断裂： 章祟真１ ｅ １ 指出， 与无矿断裂中相比， 与成矿有关的断裂其成 矿元素明显富 集。 矿田 断裂构造地球化学 研究可以 查明断 裂构造与 成 矿的 关系， 确定与成矿有关的断裂， 指 导矿床的 普查评价和寻找隐伏 矿床（ 体） 。对广 西珊 瑚锡 矿研究表明， 尽管不同方向的断裂成矿元素组合较相似， 但元素的含量却显著不同， 容矿断裂
化 〔 １ ０ ，
（ ４ ； 根据不 同阶段断裂 体系地球化 学特征， 阐明矿区构 造一 成矿 作用的发 展演化 Ｍ． 贡 多宾等［ １ １ 〕 指 出， 哈普切兰金矿 区由近东西 断裂体系￣北 西断裂体系一北 东断 构造发展过程 ， 矿 化作用相应地表现 为金矿化￣锡矿化￣其它类型的矿化 。他们认为 ， 这一研
断裂 构造研究 的一个 重要 方面， 断裂构造地球化学的研究有助 于阐明断裂的形成机制和发 展
演化历史。 （ ２ ） 断 裂成岩成矿作用的研究可以阐明 某些岩 石和 矿床的成因 （ ３ ） 断 裂构造地球
化学是一种重要的找矿手段， 对阐明构造控矿规律 ， 进行地质找矿和盲矿 预测发挥了有效 的作
用。
带的垂向分带 上， 张治挑认为 ， 不 同深度的构造 岩化学成分的变化 具有不同的特点 ， ｔ Ｇ 部岩石
化学成分强烈变 异， Ｓ ｉ 相对聚集， Ｎ ａ 明显带出， Ｋ有带人趋势； 中深部岩石化学成分弓 丢 化相对
减弱 ， Ｎ、 有增高趋势 ； 深部岩石化学成分分异有 所增强 ， Ｓ ｉ ， Ｋ， Ｎａ 成为活动组 分， 在目 亏 裂带 内
（ ６ 〕 根据断裂构造岩的 物质成分 变化， 张治挑［ １ ３ 〕 将断裂带分为４ 类： 矿物成分和不学成分 基本未变化 ； 有外来成分加人 ； 在硅酸盐类断裂带由于某些成分的带出导致另一些 成；相对 富
集； 断裂带两侧分别为硅酸盐类和碳酸盐类 岩石 ， 断裂带具有两侧化学成分而形 成钙Ｉ硅 酸盐 新矿物 并将后两类分别称为动力分异和动力化合 类型。
摘要 汇编．１ ９ ８ ９ － 中 国矿物 岩石地 球化学 学 会元索 地球 化学 专业委 员会 等 全 国第 三届 构造 地球 化学 学术 讨论 会论 文摘 要汇 编
１ ９９ ２．
③ ④
编． １ ９ ８ ３ ．
中国矿物岩石地球化学学会元索地球化学区峨地球化学专业委员会等． 全国构造地珠化学座谈讨论会论文摘要汇
要控制镜 （ 赤） 铁矿 型矿化、 镜（ 赤） 铁矿一 黄铁矿 型矿化、 硫酸盐一 黄铁矿型矿化 ； 扭压 要控制硫化铁 型矿化 ， 矿化规模 小； 扭张性断裂也主要控制硫化铁型矿化 ， 但矿 化规模
断 裂不间 部位， 矿体厚度和 矿物组合不同 Ｃ ｓ ｌ 。 在广西珊瑚锡矿区， 由 东向西， 由向 斜奚召