现代成矿理论成矿理论进展课件

第四章成矿理论进展第一节地槽与成矿一、地槽概念与特征二、地槽与成矿关系第二节地台与成矿一、地台概念与特征二、地台与成矿关系三、地槽与地台的转化及成矿第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征二、地洼与成矿关系第四节地质力学及成矿一、地质力学概念与特征二、地质力学理论体系三、地质力学与成矿第四章成矿理论进展第一节地槽与成矿1第一节地槽与成矿地槽-地台说，是最早的传统大地构造学说。它把地壳划分为地槽和地台两种基本构造单元。地槽的概念，由美国地质学家霍尔1859年提出的，是指地壳中或地壳间狭长的沉降和沉积海槽，又称拗陷地带或地向斜，译为地槽。地槽后来遭受了强烈的褶皱变形、岩浆侵人和变质作用，在地形地貌上，通常成为山系出现，呈狭长的形态，认为山脉是在地壳的巨大拗陷中形成的。地槽，有巨大的沉积厚度，岩性岩相变化大，而且复杂，多期多次的剧烈的构造变动，使地槽具有十分复杂的构造样式。地槽前期以下降为主，形成一套海相沉积（火山）岩系，后期则褶皱上升，形成褶皱山系。地槽的概念，与摺皱岩石构成的巨型山脉的形成，或造山运动相联系。第一节地槽与成矿地槽-地台说，是最早的传统大地构造学说。2第一节地槽与成矿地槽，可进一步分为优地槽和冒地槽。优地槽，在大洋内侧，位于洋壳或过渡壳之上，具强烈的火山活动，由巨厚的经过构造变动的硬砂岩和火山岩岩系组成。冒地槽。在大洋外侧，位于靠近大陆一侧的陆壳或过渡壳之上，缺乏或少有火山活动，由相对来说没有变形的浅水碎屑岩和碳酸盐岩组成。位于大陆之间的地槽和地槽褶皱带，又称之为陆间地槽活动带，是未发育成巨型大洋盆的大洋裂谷带之上的。现在的大洋裂谷带，就是优地槽的发源地带，大洋裂谷发展成大洋盆(大洋地台)后，在与大陆邻接的部位形成大洋边缘活动带，即地糟带和地糟褶皱带。第一节地槽与成矿地槽，可进一步分为优地槽和冒地槽。优地槽3第一节地槽与成矿地壳-上地幔活动带(地槽或地槽活动带)，划分为两类:-1）大洋活动带包括大洋边缘活动带(大西洋型和太平洋型);典型的优地槽，一般发源于大洋裂谷带，并经历了由大洋裂谷活动带向大洋边缘活动带的发展过程;当大洋裂谷发育不成熟时，则形成陆间地槽活动带。-2)大陆活动带包括大陆裂谷带和大洋边缘活动带。地槽，由下沉而转为上升，经过褶皱变质，逐渐变成稳定的陆台。在地壳演化的不同地质时期内，都有一部分地槽向陆台转变。因而，地槽的面积就逐渐缩小，陆台的面积逐渐扩大。在太古代一元古代，地壳普遍处于不稳定的地槽状态，造山运动比较频繁，地表还没有广阔的大陆，到元古代中期，开始出现广大的相对稳定地区，逐渐转化为古陆台。第一节地槽与成矿地壳-上地幔活动带(地槽或地槽活动带)4第一节地槽与成矿山脉形成以及造山作用的地槽思想，可以部分地解释造山带和相邻的地台或地盾中的地质作用。

地槽理论在提出后的百年间，经历了复杂的演变，随着地质知识的积累与研究方法的改善，也得到进一步发展与完善。地槽理论认为，地壳以垂直运动(升降运动，振荡运动)为主。第一节地槽与成矿山脉形成以及造山作用的地槽思想，可以部分5第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系在板块问世之前，在北美和欧洲，一直认为金属省和成矿省主要与火成岩，尤其是侵人岩有关。当时的岩浆热液成矿理论占支配地位。因此。还很难把成矿作用与地槽构造环境联系在一起。这主要是因为，大多数地槽模式是由地层学家们提出的，岩浆作用，特别是深成岩浆侵位作用，远没有沉积作用重要;另一方面，人们认为了解大的构造环境，不如了解与矿床主岩所反映的局部环境，对指导寻找新的矿床意义更大。许多经济地质学家，不习惯于从全球角度思考问题。在20世纪60年代和70年代初期，与地槽有关的金属省和成矿省的分布，逐渐引起人们的重视。与欧洲相比，前苏联地质学家更注意成矿作用与地槽构造环境和地槽演化关系。以苏联学者毕利宾为代表，认为大多数内生矿床，与地槽活动带发展的不同阶段，存在着一定的联系。将地槽的演化及有关成矿作用，分为三个主要阶段。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系在板块问世之前，在北美6第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（1）早期阶段:地槽模式的初期阶段，地槽剧烈下沉，堆积巨厚的沉积-火山岩系，中心部分海底火山喷发强烈，生成细碧角斑岩系、火山-碳酸盐沉积岩系和火山-硅质沉积岩系等，有关的典型矿床为含铜黄铁矿。继而在地槽边缘地带发生褶皱断裂，沿断裂有超基性和基性岩浆侵人，形成铂-铬、铜-镍和钒钛磁针铁矿矿床，进而有派生的斜长花岗岩和正长岩，并伴有矽卡岩型铁铜矿床。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（1）早期阶段:地槽模7第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（2）中期阶段:地槽演化的中期造山阶段，为主要摺皱阶段，轴部因花岗岩类岩侵入而隆起，边缘部分相对下降，有关的矿化包括以下两个方面:①产于碳酸岩层与中酸性花岗岩接触带，主要为矽卡岩型白钨矿，热液型金（含金石英脉）、铜、铝矿以及铅锌矿。②产于铝硅酸岩中的花岗岩，有伟晶岩型和云英岩型的钨、锡、钽、锂、铍矿床;外生矿床，有可燃性有机岩建造，如煤、含油层和油页岩等。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（2）中期阶段:地槽演8第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（3）晚期阶段:晚造山或后造山阶段，以断裂作用和沉积作用，以及含有与强烈热液蚀变有关的铜-钼-金矿床的花岗闪长岩和石英二长岩的侵位为特征标志。主要褶皱作用结束，并逐步向年轻地台转化。在边缘和结合部位，断块构造发育，伴有小型侵入体及热液型锡、金、银、汞、锑、砷等矿床。此外，还有安山岩-英安岩有关的火山-热液矿床，沉积建造有杂色岩建造(粘土、细砂岩、砂岩的杂色互层带)，与之伴生的有铁、铜、钒、铀矿床;膏盐建造（有时伴有油、气）;煤、石油和天然气等。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（3）晚期阶段:晚造山9第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系随着地槽趋向结束，大部分地区已转化为年轻地台，经常有铅、锌、萤石及重晶石等热液层状矿床的形成。毕利宾学派，强调了矿床与侵入岩的关系，以及侵入岩与地槽演化阶段的关系，这将大大有助于了解矿床的成因。其主要特点是，根据地槽的发展历史，讨论矿床的形成规律。认为地槽活动带转化为褶皱系统的过程中，一定具有上述阶段性发展的特点，依次形成了具有一定成分和一定构造的构造-岩浆带，进而使各类型内生矿床，不仅具有形成先后的规律性，而且具有带状分布的规律性。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系随着地槽趋向结束，大部10第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系地槽褶皱带，不只经历过一个造山旋回，而经常是多旋回的。因此，地槽与成矿的关系具有多旋回性的。我国著名地质学家黄汲清院士，以天山、祁连山、秦岭等地槽褶皱带为例，初步建立了地槽发展的多旋回模式。多旋回成矿作用的观点，有助于掌握石油和铁矿等矿产的时空分布规律。与板块构造假说相比，地槽假说能够更合理解释某些矿床类型与特定的岩系类型的关系。地槽假说可以与板块构造说结合起来，板块构造说能够解决地槽说难以解决的问题。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系地槽褶皱带，不只经历过11第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，也称陆台，是奥地利地质学家休斯1885年提出的。地台代表地壳上比较稳定的地块，其轮廓呈浑圆状，在现代地形上一般表现为丘陵起伏的波状平原、低山绵延的大片高原或微倾的大陆架浅海地区。除幅度不大的整体升降运动外，构造运动、岩浆活动、变质作用等都不如地槽强烈。地台是古老地槽发展转化的结果，是又一种重要的大地构造单元。世界上主要的古老地台有中朝地台、西伯利亚地台、俄罗斯地台、印度地台、非洲地台、北美地台、巴西(南美〕地台和澳洲地台。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，也称陆台，是奥12第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，一般是指古地台，古地台又称克拉通。古地台，是指基底属前寒武纪的地台。年轻地台，则是指基底自古生代以后变为稳定而形成的地台。地台基底，是指地台的基础。地台盖层，则是指地台的上构造层。地台区，是指地壳上一些地区长期保持稳定状态，其上全部或局部复盖了地台沉积物的地区。准地台，为升降运动幅度较大的地台型构造单元，其基底硬化程度一般较低，盖层厚度较正地台为大。台隆，为地台或准地台上的隆起。台拗，为地台或准地台上的拗陷。地轴，则为地台边缘活动性很大的线状隆起带，如内蒙地轴。台缘拗陷，为地台或准地台边缘的线状拗陷带。中间地块，是指在地台崩溃保留下来的地台碎块。台褶带，是指地台盖层褶皱带。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，一般是指古地台，13第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，又称稳定区，是地壳和上地幔构造相对比较均一，壳、幔物质运动相对比较缓慢的地区。上地幔顶部无异常地段，壳、幔之间可以清楚划分，上地慢低速层埋藏深、厚度薄甚至不明显。地台具有双层结构，下部为基底，上部为盖层，两者之间为角度不整合所分隔。基底经历了地槽发展的阶段，即地台的前身就是地槽。盖层属于地台阶段的产物，其沉积物不厚，构造运动不强，因此厚度与岩相稳定。也很少变质。地台的概念虽然是休斯提出的，但关于地台的系统理论及构造单元等，则是俄国学者详细研究了俄罗斯地台之后才逐渐形成的。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，又称稳定区，是地14第二节地台与成矿一、地台概念与特征地壳-上地幔稳定区(地台)，划分为两类:①大陆稳定区，即具陆壳的地台，如中朝准地台和北美地台;②大洋稳定区(或大洋盆地)，即具洋壳的地台，一般只是一个地史构造单元，如西太平洋中生代以来发展起来的大洋地台。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地壳-上地幔稳定区(地15第二节地台与成矿二、地台与成矿关系每个地台，基本上都由三类岩石组成:①变质基底;②沉积岩盖层;③地台阶段形成的岩浆岩(侵入岩和火山岩)。每类岩石，有其特有的矿床类型。在变质岩基底中，含有丰富的沉积变质矿床(如变质磷矿)，火山沉积变质矿床(如铁矿)和岩浆变质矿床。其中铁、锰、金、铀、铜、锌等，占有极重要的地位。在地台断裂阶段，有超基性岩、基性、碱性，以及酸性岩浆侵入活动。与碱性岩有关的，有磷灰石-霞石矿床和含铌钽的烧绿石矿床;与超基性-碱性岩有关的，有碳酸岩型铌-稀土矿床和与金伯利岩有关的金刚石矿床。一般认为，这些矿床与延伸到上地幔的深大断裂带有密切关系，成矿物质来源于上地慢。第二节地台与成矿二、地台与成矿关系每个地台，基本上都由三16第二节地台与成矿二、地台与成矿关系在地台沉陷区的沉积盖层中，能形成各种沉积矿产。在潮湿气候条件下，海进时期可形成沉积铁、锰、磷、铝矿床。在泻湖和内陆湖泊中，形成煤、油页岩和石油等矿床。在干燥气候条件下，在海退时期的泻湖或内陆盆地，常形成盐类矿床和含铜砂岩矿床。总之，地台区不仅有大量的铁、锰、磷、铝、煤、石油等重要的沉积矿产，而且在其沉积盖层下面，尚储存有丰富的变质矿床和内生矿床，包括黑色金属、有色金属和稀有分散元素等矿床，资源潜力很大。随着探矿采矿技术的进步，对于地台区埋藏较深矿床，就有了探寻和开发的可能。但总的说来，当前对地台区的成矿特点研究得还不够充分。第二节地台与成矿二、地台与成矿关系在地台沉陷区的沉积盖层17第二节地台与成矿二、槽台转化与成矿关系地槽和地台，可以互相转化。大陆和大洋，也可以互相转化。地槽转化为地台的过程，其实质就是洋壳转化为陆壳的过程;地台转化为地槽的过程，又是陆壳转化为洋壳的过程。地槽与地台的互相转化方式，有突变式与过渡式。稳定的地台，可以产生大陆裂谷(陆间地槽)，大陆裂谷又可以发展成为大洋裂谷，而大洋裂谷，再进一步演化，发展成为大洋盆(大洋地台)，之后在与大陆邻接的部分，形成大洋边缘活动带-地槽带和地槽褶皱带。当大陆与大洋呈太平洋式接触时，在大陆边缘形成大陆边缘活动带。第二节地台与成矿二、槽台转化与成矿关系地槽和地台，可以互18第二节地台与成矿二、槽台转化与成矿关系地槽(活动带)和地台(稳定区)可以相互转化。由活动带-地槽转化为稳定区-地台的过程，其实质是壳、幔构造均一的过程，物质运动由活跃日趋缓慢的过程;反之，由稳定区-地台向活动带-地槽的转化，则是壳、幔构造由均一变得不均一，物质运动由缓慢到活跃的过程。这种活动带与稳定区的转化，伴随不同的构造、岩浆、变质、沉积等地质作用和相应的成矿地质作用，产生不同类型构造环境的各种矿床的叠加。第二节地台与成矿二、槽台转化与成矿关系地槽(活动带)和地19第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼学说，是继地槽-地台学说之后，由我国著名地质学家陈国达院士等创建的一套地壳演化理论。地洼(区)，又称地台活化(区)，是大陆地壳的第三种大地构造单元，它是地台区继续发展强烈活化转化而成的。它一面继承了地台的某些内容，并以之作为发育的基础;另一方面又增添了自己独有的构造层及其他特征，并表现新的活动形式。地台活化，是指一个地区成为地台，经历了一个相对稳定的发展时期后，又获得超过一般地台所应有的活动性，因此，地台形成之后并非僵化不变，而是在不断发展变化。第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼学说，是继地槽-地20第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼的发现与阐述，揭示地壳演化并不是由地槽转化为地台而告终，它是由稳定的地台又转变为新的活动区-地洼。地洼表现为，沉积很厚的陆相盆地、与地槽相反的强烈岩浆活动系列(中酸性-碱性-基性超基性)和短线状褶皱断裂等。地洼继承了组成地槽与地台的构造层，即地槽为一层，地台为两层，而地洼为三层。地洼区的主要标志，是一种特有的陆相山间盆地(包括陆相火山盆地)及盆地之间的隆起地带(地穹)。在亚洲大陆东部，地洼区广泛分布。第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼的发现与阐述，揭示21第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼学说认为，地壳由活动转为“稳定”，但其发展并没有终止，它还将以螺旋式的发展而转化为新的活动区，这种各地不齐一的互相转化、互相交替更迭，继续向前发展，称之为地壳动“定”转化递进律。这种发展的基本原因是，地球物质既互相排斥，又互相吸引的，为垂向热对流模式的结果，称其为(热对流)聚散交替说。我国地壳发展，在中生代之前，与槽台说相一致，而在印支运动或燕山运动之后，地壳又转为十分强烈的活动期，长时期以水平运动为主导，转化为地洼。第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征地洼学说认为，地壳由活22第三节地洼与成矿二、地洼与成矿地洼理论的地壳演化动“定”转化、螺旋式发展的递进律，引申出一种新的大地构造成矿类型-地洼型。揭示成矿的递进性、综合性和多因性，扩大了找矿线索与领域，对煤、石油、金属矿、盐、石育矿的寻找及地震地质、水文地质和工程地质等均有实用价值。不同构造单元，都具有矿产专属性，地洼区无论矿种、矿床类型，还是产出方式等方面，都有自己的特色。如中国东部矿种很多，为中、新生代地洼区富碱岩浆活动的产物。比如，世界上80%的钨，产于中生代地洼区;85%钼，产于中、新生代;50%锡，产于中生代末期;铁、金、金刚石、汞等，也是地佳区重要矿种。第三节地洼与成矿二、地洼与成矿地洼理论的地壳演化动“定”23第三节地洼与成矿二、地洼与成矿从矿床成因上说，最突出的是接触交代型的金属矿床发育，如我国邯郸式、大冶式铁矿床，也产于地洼区。按照槽台说，火山岩型矿床，应只见于地槽海相的，时代不晚于石炭纪，但在中国东部，发现很多有工业价值的火山岩矿床，其特点是产于中、新生代陆相中。我国石油，不仅找到台湾地槽型的、大庆地台型的。而且还找到大港和胜利等地洼型的。地洼区。是继地槽区和地台区之后的构造系。它继承其前身的矿产，形成了矿床叠加。因而，地洼区具有多成矿阶段、多成因类型、多物质来源的特色。如我国弓长岭铁矿，最初为地槽型沉积矿床，随后经多次构造、岩浆和变质作用等，成矿物质叠加。第三节地洼与成矿二、地洼与成矿从矿床成因上说，最突出的是24第三节地洼与成矿二、地洼与成矿地洼，继承其前身构造层，以及自身的构造层含有分散的成矿元素，在地洼型构造变动、岩浆活动和变质作用影响下而富集成矿。多因复成、加工再造矿床，是地洼区矿床产出的特点之一。在成矿方面，地洼区有自己的特色。就矿种而言，铋、钼、铜、铅、锌、锑、硼、锂等，以及镉、嫁、锗、妮、钽、钍、铀、铍、硒、钇等十分重要;铁、金较为多见，氟、钡、汞可以富集;金刚石也是重要矿种之一;煤、石油、石膏、盐等分布广泛。从矿床类型看，斑岩型铜、钼、金矿床，矽卡岩型铁铜矿床，低温热液萤石矿床，地下水热液多金属矿床等，在内生成矿作用中比较典型。第三节地洼与成矿二、地洼与成矿地洼，继承其前身构造层，以25第三节地洼与成矿二、地洼与成矿对外生矿床来说，产于巨型盆地中的石油天然气矿床，产于红层盆地(类磨拉式粗屑红层建造)中的膏盐和铜、铀矿床，以及上叠陆源盆地中的煤田，都是比较典型的。根据我国著名地质学家陈国达院士等的研究，地球上的任何一个构造单元，既有自己的专属性矿产组合，又可继承历代前身的矿产的残留部分，累积一起，就形成了矿床叠加现象。在地壳发展史中，出现顺序愈晚的构造单元，’自自前身继承下来的矿产大地构造类型愈多，种类愈复杂，从而形成了成矿递进性和多阶段性。地洼区是现知出现最晚的一种构造单元，矿床叠加现象特别显著，因此它里面所蕴藏的矿一产最为综合多样。以铁矿为例，在我国东部地洼区内，既存在地槽(及前地槽)阶段所成的沉积变质型，及火山沉积变质型矿床，又赋存有地台阶段所成的风化淋滤型矿床，沉积型矿床，以及同基性岩浆侵人或喷出活动有关的矿床。第三节地洼与成矿二、地洼与成矿对外生矿床来说，产于巨型盆26第三节地洼与成矿二、地洼与成矿此外，还可找到地洼阶段产生的火山岩型矿床及与岩浆侵人有关的各类矿床，以及沉积型矿床，风化淋滤型矿床等。在我国境内，地洼区分布广泛，矿产资源十分丰富，潜力大。在地洼区内的矿床，由于经历过多次大地构造发展阶段的多种成矿作用，其矿床形成往往具有“三多”的特点:多成矿阶段、多物质来源、多成因类型。它们往往由于先后多次成矿作用的改造和叠加，形成了多成因复式矿床。例如，内蒙古白云鄂博铁矿，原为地槽型沉积变质铁矿，以后又经海西期含碱质高的岩浆改造叠加，形成了富含稀土的多成因复式矿床。因此，地洼区及其矿床特点的研究，对于类似这样的矿床成因与找矿方向问题，具有重要意义。第三节地洼与成矿二、地洼与成矿此外，还可找到地洼阶段产生27第四节地质力学与成矿一、地质力学概念与基本特征地质力学，是建立在地质学和力学基础上的一门边缘学科。运用力学的观点和方法，我国著名地质学家李四光教授等人，分析世界和亚洲的地质资料，发现在大陆上存在着各种地质构造型式。由于这些型式在不同地区迭次出现，反映了受力性质和方向。因此，寻找它们的内在联系，可以建立不同的构造体系。地质力学着重研究地壳岩石的摺皱、断裂、变质作用和矿物相变等变形，强调力的作用所造成的形变或改造。关于地壳运动的起源和动力来源，地质力学理论认为地壳运动的主要矛盾是地球自转速度的变化，地壳运动的动力来源是重力控制下地球自转的惯性离心力。力学构造分析方法，是一种利用力学的原理，分析区域地质构造成因和发展的方法，是李四光教授首创的方法。这种方法认为，岩石中保存下来的各种地质现象，都是地壳运动遗留下来的痕迹，在野外观察构造形迹，依据这些痕迹进行分析和归纳，追溯地壳运动的方式与过程等。第四节地质力学与成矿一、地质力学概念与基本特征地质力学，28第四节地质力学与成矿一、地质力学概念与基本特征地质力学的研究步骤或序次如下:（1）鉴定每一种地质构造形迹的力学性质;（2）辨别各种地质构造形迹的序次与等级;（3）确定构造体系的存在和它们的范围;（4）划分(巨型)构造体系，鉴定构造型式;（5）分析不同构造体系的联合和复合关系;（6）探讨岩石力学性质和各种类型构造体系的应力活动方式;（7）进行必要的模拟试验。第四节地质力学与成矿一、地质力学概念与基本特征地质力学的29第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系(一)构造形迹的力学性质构造形迹，是指当地壳运动中地应力作用超过一定的强度，岩块或地块发生形变产生的各种变动踪迹，如褶皱、断裂、劈理等永久变形构造形象为构造形迹。其规律可以大到展布于地壳上的山脉，也可以小到矿物晶格位移，都反映地壳运动的结果。结构要素，是指表征地壳各部分的岩层、岩体原来形成时的构造形象和由于形变而产生的变动的踪迹，即原生的和次生的构造迹象。如岩层的层理、不整合面、节理、断层、摺皱、劈理等。结构面，是指用来表示结构要索在三度空间方位的平面或曲面。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系(一)构造形迹的30第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系1.结构面的力学性质分类从力学的角度来看，应力可以分为挤压应力(压应力)、拉伸应力〔张应力)和剪切应力(扭应力)。由于不同的应力作用，形成不同力学性质结构面，按力学性质结构面可以划分以下儿种。（1）压性结构面或挤压面:反映岩层、岩体压缩形变，其走向与压应力作用方向垂直。如逆断层面、褶皱轴面、部分节理面、片理面等。（2）张性结构面或张裂面:为破裂面，其走向与张应力作用方向垂直或者与压应力作用方向平行。如正断层面、张节理面等。（3）扭性结构面或扭裂面:为剪切破裂面，其走向与压应力或与张应力作用方向斜交。往往以不同方向的两组出现，一组比较发育。如某些平移断层、扭节理面、破劈理面等。又有压性兼扭性结构面或压扭面和张性兼扭性结构面或张扭面。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系1.结构面的力学31第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2.结构面的力学性质鉴定主要是依据不同方式应力作用所形成结构面标志特征来鉴定。（1）断裂面的产状形态特征:如呈波状弯曲面、平直、光滑面、粗糙不平或参差不齐面、断裂面陡缓和两侧地层的错动等。（2）断裂面两侧岩石的特征:如断裂面上擦痕与阶步，断层泥、断层角砾岩或糜棱岩等构造岩特点，以及片理化发育等。（3）断裂面两侧的派生构造特征:如牵引褶皱、羽状裂隙、旋扭构造等。（4）断裂面的组合特征:如同序次的断裂与褶皱组合和同序次断裂组合等。（5）断裂面充填矿脉和岩脉特征:如矿脉和岩脉产状是连续弯曲或继续追踪，或是平直延伸或是雁形斜列。（6）标志性褶皱轴面特征，主要是褶皱轴面和轴线产状特征。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2.结构面的力学32第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系（二）构造形迹的序次同一次构造运动.先后产生的各种不同大小和不同力学性质的构造形迹，并非孤立存在的，它们之间都是具有成生联系的。地块或岩块，在同一方式动力持续作用期间。当早期构造形迹出现后，由于边界条件改变，在局部应力作用下，产生新的构造形迹，它们在成生上有着先后发生顺序，并.巨有依次控制的一连串现象，称之为构造形迹的序次。比如，局部的构造形迹与较大构造形迹有着密切的联系，局部构造形迹发生在较大构造的两侧或者一侧的岩块中，而远离则逐渐消失。这些不同力学性质和大小不一的局部构造形迹，都严格地按照一定方向出现，并有规律地和较大的构造形迹组合在一起。生成较晚的构造形迹，是受生成较早的构造形迹的控制。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系（二）构造形迹的33第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系（三）构造体系1.构造体系基本概念、类型和时期1）构造体系的概念构造体系，是由许多不同力学性质、不同形态、不同序次和不同等级，但具有成生联系的各项结构要素所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。成生联系，是指一个地区中同一方式的动力作用形成的各种构造形迹的内在联系。构造带，是指具有成生联系的不同力学性质、不同形态、不同规律、不同序次的各种构造形迹所构成的带。在构造带与构造带之间，有时还存在着构造变动微弱、构造形迹较少、并具有一定形状的地块。这些地块和围绕着它们的构造带，形成一个有成生联系的总体。由于在地壳上所处的部位不同，岩石的物理性质和边界条件的差异，区域应力场也不一样，具有成生联系的构造形迹所组成的构造带及其所夹地块的排列形式并不总是相同的，构成了很多类型的构造体系。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系（三）构造体系34第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系每一种类型构造体系，具有共同的外表形态和独有的特征，即标准型。有些构造体系的主要特征彼此近似，符合这种或那种标准型式，把这种标准型称之为构造型式。例如，构造形迹组合排列，总体象个“山”字的，称之为山字型构造体系;组合排列总体象个“多”字的，称之为多字型构造体系。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系每一种类型构造体35第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2)构造体系的类型地壳上的构造体系类型很多，但由于一个构造体系的组成往往是较为复杂的，一般是经历多次的地壳运动影响，有些还较难于确定，主要包括纬向构造体系、经向构造体系、扭动构造体系，其中扭动构造体系有以下几种类型:（1）直扭构造体系类型:①多字型构造;②山字型构造;③棋盘格式构造;④人字型构造;（2）旋扭构造体系类型:①帚状构造;②莲花状构造或环状构造;③连环状构造;④“S”状构造和反“S”状构造;⑤涡轮状或辐射状构造;⑥歹字型构造。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2)构造体系的类36第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系构造体系的规模大小，展布的范围差别很大，划分出巨型、大型、中型、小型不同等级的构造体系。例如，巨型欧亚山字型构造体系，跨欧亚两洲;小型构造体系，则涉及很小的范围，其至在一个自然露头，或一块手标本上。从地壳运动来看，巨型或大型构造体系，是全球或区域运动的结果，而中、小型构造体系，则是局部运动的产物。构造体系的构造成分，都有一定的展布范围，向地壳深处延伸有一定的深度。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系构造体系的规模大37第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系3)构造体系的时期各个地质历史时期，都有各种类型的构造体系所产生，地质力学理论所提的构造体系，多是指燕山运动以来逐步发展起来的构造体系，燕山运动以前所形成原构造体系，一般称为古构造体系。古构造体系的鉴定，十分困难.有待进一步研究。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系3)构造体系的时38第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系

2.纬向构造体系纬向构造体系，又称东西复杂构造带，包括若干巨型复杂的东西构造带，在地壳上分布广泛，规模宏伟，延长可达几千公里，影响深度达莫霍面，具有全球性;纬向构造体系主体构造，主要表现为走向东西的强烈挤压带，主要是由走向的巨型隆起带、沉降带、复式褶皱带、挤压断裂带、变质带和岩浆岩带等组成，同时有张性断裂与它直交，共扼两组扭性断裂与它斜交。斜交的两组扭性断裂，走向北东，多表现为左型斜列，其西北盘向西南扭动，东南盘向东南扭动;另一组扭性断裂走向北西，多表现为右型斜列，其东北盘向东南扭动，西南盘向西北扭动。东西向压性构造形迹和南北向张性构造形迹，大致位于两组扭性断裂的平分线上。一般情况下，两组扭性断裂所交锐角，是朝着挤压方向。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2.纬向构造体39第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系南北向张性断裂和共轭的两组(北东、北西)扭性断裂，均反映南北向挤压的构造应力场。它们均为纬向构造带的第一序次构造形迹，也是确定纬向构造带的依据。这些张性断裂和扭性断裂，又可能存在着其派生的低序次构造形迹。纬向构造体系，又都伴随有大规模的平移断层，反映东西构造带除受强烈南北挤压外，还具有东西向平移特征，而且在赤道附近表现最为强烈，向两极方向逐渐变弱。巨型纬向构造体带，可以发育在陆地和洋底，环绕地球组成带状构造，而且往往出现在一定的纬度上，并在中纬度地区比较集中，表现出明显的分带性和等距性特点。巨型纬向构造体系，往往具有长期的发展历史，都经历了复杂、反复多次的地壳运动，而每条东西复杂构造带，发育历史又不完全相同，总的趋势是北部的东西构造带形成时间早，向南逐渐变晚。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系南北向张性断裂和40第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系我国著名地质学家李四光，认为纬向带的产生是南北挤压作用的结果。这种经向惯性离心力，来源于地球自转角速度的变化。当地球自转加快时，产生的惯性离心力的切线方向分力，由两极指向赤道;若地球自转变慢，则相反。这两种情况引起的组成地壳的物质，由两极向赤道或由赤道向两极的运动，引起南北经向挤压作用，形成纬向构造带。而在中纬度地区，经向惯性离心力最大，挤压作用也最为强烈。在地球自转角速度变化情况下，沿地球自转方向产生纬向惯性离心力，使已经形成的纬向构造带沿着东西方向滑移，形成东西向平移断层。而在惯性力最大的赤道附近，平移明显强烈。我国境内广泛发育纬向构造带，由北向南，发育阴山一天山构造带、秦岭一昆仑构造带和南岭构造带等三条明显的东西向分布的巨型纬向构造带。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系我国著名地质学家41第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系3.经向构造体系经向构造体系，又称南北构造带，总体走向与地球经向平行，主体由走向近南北且不属于其他构造体系组成成分的挤压带，包括褶皱带、压性断裂和挤压构造岩块等，以及与挤压带大致成直角相交的张性断裂和介于两者间的两级扭性断裂，显示东西方向挤压的区域构造应力。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系3.经向构造体系42第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系两组扭性断裂，一组走向近北西，其北东盘向东北方向运动，东南盘向西南方向运动;另一组走向近西北，其东北盘向西北方向运动，西南盘向东南方向运动。经向构造体系与纬向构造体系相类似，大小不等，多经历了长期多次的活动和各种构造、变质、沉积和岩浆作用，但其规模远不及纬向构造带。经向构造带是东西向挤压的结果。当地球自转速率加快，由线加速度引起纬向惯性离心力，在该力作用下形成经向构造带。由于地壳各部分与下部粘结程度的不同，当地球自转加快，纬向惯性离心力的作用使与下部粘结不紧的部分由东向西推挤，在它有西侧形成挤压，东侧产生拉伸。当地球自转变慢时，与下部粘结不紧的部分由西向东推挤，在它的东侧形成挤压，西侧产生拉伸，从而形成了经向挤压带或经向张裂带。如我国滇缅南北构造带、川滇南北构造带、默桂南北构造带、湘桂南北构造带、贺兰山南北构造带、吕梁一太行南北构造带等。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系两组扭性断裂，一43第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系4.扭动构造体系地壳上，除地球自转引起的巨型纬向和经向构造体系外，还有许多由区域性构造运动形成的构造体系，或由于地壳地块或岩块经扭动作用形成的各种构造型式，如多字型构造。1)多字型构造的组成与特征多字型构造，又称雁行式或斜列式构造，是由走向相互平行的褶皱(短轴背向斜、盆地或槽地、隆起带和拗陷)、压性和压扭性断裂等挤压带，及与挤压带大致成直角的相互平行的张性或张扭性断裂组成，两者相互交叉，构造多字图像。组成雁行排列的压性构造形迹，可以是压性断层和褶皱，更为多见的是以张性断裂组成的小规模的雁行构造。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系4.扭动构造体系44第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系多字型的雁行式构造形迹的排列方式，分为左行斜列和右行斜列。由压性构造形迹组成的多字型，为左行斜列，由张性构造形迹组成的多字型，为右行斜列，又称为反多字型构造。多字型雁行式构造，规模大小不同，大者延展几百公里，小者可为手标本大小。多字型雁行构造不同力学性质结构面的应力分布和结构面的雁行排列，反映其所在地区经过直线扭动作用。多字型构造中相互平行成群的挤压面或挤压带，是与其走向成直角的压应力作用产生的，其张裂面或张裂带则是由于与张裂面走向垂直的张应力作用的产物。当力偶反时针直线扭动时，产生的压性构造形迹呈左行斜列，张性断裂构造形迹呈右行斜列;在力偶顺时针直线扭动时，产生的压性构造形迹则呈右行斜列，张性断裂构造形迹呈左行斜列。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系多字型的雁行式构45第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2)中国新华夏构造体系我国巨型或大型的多字型构造发育，其中以广泛分布东部地区的新华夏构造体系和华夏构造体系为代表，也是亚洲独特的构造形象。新华夏构造体系，又称新华夏系，是由几条呈北北东方向延伸的隆起带和沉降带所构成的。在隆起带和沉降带之中发育一系列走向北北东的褶皱、压性或压扭性断裂，和与其成直角的张性或张扭性断裂，及两组斜交扭性断裂。压性或压扭性构造形迹，有时成明显的雁行排列。在两组扭性断裂中，一组扭性断裂的走向是北东东，其北盘向北东运动，南盘向南西运动，具有压扭性特征，又称之为泰山式;另一组扭性断裂的走向北北西，其东盘向北西运动，西盘向南东运动，具有张扭性特征，称之为大义山式。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系2)中国新华夏构46第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系上述第一序次构造的配置型式特征，确定了新华夏系形变图像，反映了北西西-南东东向挤压应力、北北东-南南西向拉伸应力、介于两者间的两组扭应力的作用，说明新华夏系的形成是由于亚洲大陆相对往南、太平洋相对往北，亚洲大陆相对太平洋发生了南北向直线扭动所致。新华夏构造体系，是由呈北北东方向延伸的三个隆起带和相对应的三个沉降带所构成。新华夏构造体系的最东的一个隆起带，又称第一隆起带，由千岛群岛、日本群岛、琉球群岛、台湾岛诸山脉构成。在此隆起带以西，是鄂霍次克海、日本海、黄海、东海、南海的沉降带，也称第一沉降带。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系上述第一序次构造47第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系再往西为第二隆起带，为朱格尔山脉、锡霍尔达阿岭、张广才岭、老爷岭、长白山脉、狼林山脉和由辽东半岛穿过胶东半岛直到中国东南部的武夷山等摺皱山脉组成的第二个巨大的隆起带口其西侧又出现了一系列走向北北东的沉降带，如黑龙江下游流域、松辽平原、渤海、华北平原、江汉平原等构造盆地，甚至越过南岭而延伸到北部湾的第二沉积带。由于受强大的东西向构造带的影响，第二沉降帝的上述盆地，相对略微向东或向西错动。第三隆起带，北起大兴安岭山脉，经太行山脉，南到贵州高原东部。在第三隆起带以西为第三沉降带，由北往南为呼仑贝尔-巴音和硕盆地、陕甘宁盆地和四川盆地。新华夏构造体系三个隆起带和三个沉降带，一方面大致成平行展布，与此同时在被纬向构造带分开的各部分又彼此错开，形成雁行排列。每一段在与东西构造带相接近的部位，又极明显的呈现北段往东北，南段往西南方向逐渐变弯曲的现象，形成弧形构造。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系再往西为第二隆起48第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系这些隆起带和沉降带，愈靠近太平洋方向，火成岩的活动愈加强烈，酸性和基性岩浆喷发和侵入活动频繁，也见超基性岩体的侵入。新华夏构造体系的一级隆起带和沉降带，在剖面上表现为东边陡西边缓，反映往东推挤的地层，呈波浪式的推移，前进的方向总是波形较陡的方向。该构造体系主要是中、新生代以来形成的，从其构造变动、岩浆活动和沉积作用分析，西部开始形成时间比东部相对要早。东部濒太平洋新华夏构造体系，现在还有活动，继承了中、新生代以来华北地区作为亚洲大陆的组成成分，继续遭受着大规模的水平扭动。例如，河北邢台-河间、渤海、唐山等地震发生，明显的反映了新华夏系的构造活动。第四节地质力学与成矿二、地质力学理论体系这些隆起带和沉降49第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(一)概述运用地质力学观点和方法，依据构造休系的特征和规律，可以指导认识成矿规律，进行找矿。例如，在我国石油普查勘探中，运用地质力学理论方法，分析我国地质构造特点，在我国东部地区新华夏构造体系的儿个巨型沉降地带，找到了大油田，结束了“中国贫油论”和使用洋油的时代。在金属和非金属矿产地质方面，地质力学认为矿产的赋存受双重条件控制，其一是成矿条件，其二是分布规律。成矿条件主要决定于有关岩体和岩层的岩性，和它们成生时的环境，以及它们之间的相互关系。矿产分布规律，一部分和成生条件有关，但主要受构造形迹的展布规律即构造体系控制。构造体系，有时也影响成生条件。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(一)概述50第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿基于上述认识，地质力学认为大型构造(一级构造)，对矿产具有战略性控制，而低级构造(二、三、四级构造)，则是有战术性控制。近些年来，地质力学又总结出多级控矿，复合控矿、构造等距控矿、不同力学性质结构面控矿等一系列经验。我国运用地质力学构造体系控矿理沦，取得了很大成绩。矿产的分布，明显受着构造等级控制，在构造序次和等级相对应的情况下，一般说来，一级构造控制着成矿带的分布，二、三级构造控制着矿田、矿床的分布。不同序次的构造形迹，对矿产的控制作用，往往是不同的。高序次构造，往往控制着成矿带的展布，而低序次构造，则经常是矿体赋存部位。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿基于上述认识，地质51第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿因此，研究和划分构造形迹的不同序次，对找矿勘探具有重要实际意义。比如沉积矿产，我国东部煤田的分布，受着北北东向新华夏一级隆起带的控制，但含煤盆地是呈北东向斜列展布，受斜列式低序次构造控制。又如内生矿产，某矿区东西向断裂带中的北西向张扭性断裂，控制矿带展布，而矿体呈南北向赋存于北西向张扭性断裂的张性羽裂中;再如某矿区矿体，往往赋存于逆断层上盘的次级张裂，及其与逆断层接合部位。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿因此，研究和划分构52第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿（二）多字型构造与成矿多字型构造的不同级别和序次，对矿产起着不同的控制作用。例如，中国东部大陆及沿海地区的新华夏构造体系的一级构造，控制着石油和煤的成矿带分布;而新华夏系的二、三级构造、甚至更低级别与序次构造，则严格控制着石油和煤的矿田及矿床的具体定位。根据储油构造和煤盆地呈多字型雁行排列特征，发现和找到了许多新的油田和煤田。中国东部的新华夏构造体系，活动强烈，为内生矿产的形成提供了有利条件。例如，福建、江西、湘黔、山西、山东、东北地区铜、金、铁、铅锌多金属等矿产展布，均受新华夏系一级构造控制。某些多字型构造，是由两组交叉断裂组成，一组是挤压性断裂，一般具有封闭性，阻止油气逃逸或堵塞地下水活动;另一组为张性断裂，一般导致油气或地下水沿裂隙流动或逃逸。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿（二）多字型构造与53第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(三)山字型构造与成矿山字型构造，是扭动构造体系中一种比较复杂的扭动构造型式，因平面组合形态象古“山”字而得名。山字型构造，由前弧、反射弧、脊柱和马蹄形盾地各部分组成。在山字型构造的前弧弧顶和反射弧弧顶，是弯曲度最大的部位，放射状张性断裂十分发育，岩体或矿脉经常沿断裂充填，往往是内生矿产富集部位。例如，淮阳山字型、武都山字型，其前弧弧顶控制着铁、铜等多金属及其他矿产的分布。在脊柱和前弧两翼，也是内生矿产富集的有利地带。祁吕一贺兰山字型的盾地，又控制着煤田和石油的分布，在其两翼呈雁行排列的中新生代槽地，是石油和天然气赋存的有利地段。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(三)山字型构造与54第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(四)入字型构造与成矿主干断层发生错动，在其一侧或两侧派生形成低序次分支构造(断裂或拖褶皱)，两者呈锐角相交，构成“入”字形象，称之为入字型构造。入字型构造，常对岩浆岩及其伴生矿产，具有多级控制作用。主干断层，通常构造岩浆与矿液通道，分支构造及其与主干断层交汇部位，通常是岩浆侵位和矿体富集定位的有利部位。例如，某区区内含矿的基性、超基性岩体，主要沿北东方向的主干断层呈带状分布，控制着含矿岩体的总体分布，或含矿岩浆岩带的分布，构成构造-岩浆-矿床成矿带;而岩浆岩带中的含矿岩体，则主要位于分支断裂构造部位。分支断裂构造，控制了岩体和矿床或矿体的具体定位。前者是导矿构造，后者是储矿构造。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(四)入字型构造与55第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(五)帚状构造与成矿帚状构造，是最发育的一种旋扭构造，由弧形旋回面砥柱组成，旋回面围绕着砥柱或旋涡的一端呈收敛，而远离的一端呈撒开状，形状似扫帚，故称之为帚状构造。弧形旋回面。可以是一系列褶皱或其他压扭性断裂组成，也可以是一系列张扭性断裂面。帚状构造对内生金属矿产具有控制作用。在帚状构造近收敛部位，是成矿的有利场所、远离收敛部位，矿化减弱。例如，辽宁绥中燕山期花岗岩中的压扭性帚状构造，控制着铜矿的成生。脉状铜矿，明显受压扭性弧形裂面控制，在收敛部位的1/3-2/3地段，矿脉多、厚度大、质量好，而远离部位，矿化减弱。对于油气等外生矿产，旋扭构造的旋涡、旋扭构造中的短轴背斜，弯窿以及封闭性良好的压扭性断裂，旋扭构造的撒开部位，应力强度较弱，易于油气的储聚，是良好的储油部位。如湖北某地旋扭构造，对油田具有明显的控制作用，在旋扭构造的旋涡附近，控制了中、新生代沉积物厚达4000余米，为油气的生成提供了良好条件;由于局部的旋扭作用，油气运移到旋扭构造旋回层的短轴背斜内储存，形成了良好的油气田。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿(五)帚状构造与成56第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿在地震地质方面，地质力学理论的应用，为地震预报开辟了新的途径。地震是一种地质现象，是现代地壳运动的表现。地震的震源位置，绝大多数位于某些地质构造带上，特别是断裂带上，地震活动明显受活动构造体系控制。因此，查明活动构造体系，这是地震预报的一项十分重要的基础工作。地质力学理论在我国地震预报方面做出了巨大贡献。在地下水勘探、地热开发和工程地区稳定性评价等方面，应用地质力学方法取得了可喜的成果。纬向构造带，由于其规模大，切割地壳深，活动历史长十分有利于矿产的形成。从我国几条主要纬向构造带控制矿产的情况看，它们是贵重金属和分散元素矿产、重金属和多金属富集地带，对于找寻这些矿产具有战略指导意义。第四节地质力学与成矿三、地质力学与成矿在地震地质方面，地57第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析（一）矿床地质特狂甘带省玛曲县格尔坷金矿，又称大水金矿，是我国大型金矿床之一。该金矿床属于川甘陕“金三角“矿集区的一个组成部分，其严格受不同级别与序次的构造和闪长岩的控制，构成典型的构造-闪长岩体-金矿体“三位一体”。金矿床位于格尔括合石英闪长岩体南侧的枝岔状闪长岩小岩枝、岩脉、岩墙成群密集发育地带，总体呈北西向带状展布。已知金矿体和矿化体，均分布在闪长岩体基础带附近，严格受闪长岩体的控制，对于4个闪长岩小岩枝、岩脉和岩墙群，发育4个金矿体群或4个矿段，金矿体95个。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析（一58第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-1格尔珂金矿床地质简图1-白垩系；2-三叠系中统；3-三叠系下统；4-石英闪长岩；5-闪长岩脉；6-方解石脉；7-地质界线；8-地层产状；9-断层；10-金矿体第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图459第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析金矿体的规模大小和产状，严格受枝岔状闪长岩小岩技、岩脉的规模和接触带形态产状的控侧。金矿体多呈脉状和透镜状产出，走向近NS向和NW向，倾角45°-80°，矿体长20-280m，厚0.66-26.39m。金品位为（1.0-62.16）×10-6，平均为11.70×10-6，以Au20-1矿体最大。成群分布布的枝权状闪长岩脉，普遍蚀变与矿化，岩体本身构成金矿石。矿石类型，主要为闪长岩型、破碎蚀变岩型、似碧玉岩型、赤铁矿化硅化灰岩型和爆破角砾岩型。沿闪长岩接触带或岩体顶部，普遍大理岩化，近矿围岩蚀变强烈，主要为硅化-似碧岩化、黄铁矿化-褐铁矿化-赤铁矿化、碳酸盐化，其次为高岭土化、绿泥石化、绢云母化等。与金成矿关系最为密切的是硅化-似碧岩化和黄铁矿化褐铁矿化-赤铁矿化。隐爆角砾岩和构造角砾岩，也主要产在枝岔状闪长岩接触带附近，并强烈蚀变与矿化。矿石构造，有浸染状、块状、脉状和角砾状等。矿石结构，有自形、半自形粒状结构和交代结构及碎裂结构。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、含铁砷黝铜矿、赤铁矿、褐铁矿、蓝铜矿、孔雀石、磁黄铁矿和自然金等;非金属矿物主要为玉髓状石英、方解石、白云石和绢云母等。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析金矿60第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-2格尔坷金矿床区域构造应力分析简图1.背斜轴;2.剪应力方向;3.应变切面;4.金矿床;5.主应力方向第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图461第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析（二）断裂构造-闪长岩-金矿体“三位一体”1.区域不同级别与序次褶皱、断裂构造对成矿的控制格尔坷金矿床、忠曲金矿床等，集中分布在西秦岭复背斜构造的西部，西倾山背斜倾伏端和背斜轴S型转折地带翼部层间断裂构造带中（图4-1，4-2）。白龙江逆冲推覆构造带的前缘，受弧型构造体系（玛曲-南坪逆冲带）控制的玛曲一南坪一文县金矿带，分布有忠曲、贡北、格尔托、格尔坷、拉尔玛、邓莫、巴西、马脑壳、联合村、石鸡坝等大中小型金矿床及众多金矿化点（图4-1，4-2）。又如，近南北向的眠江逆冲构造带，控制了东北寨、桥桥上、哲波山、朗盖等金矿床。区域断裂构造、闪长岩体、金矿床“三位一体”的时空分布规律指示不同级别与序次的断裂构造，控制了闪长岩体和金矿体空间产出。区域断裂构造，主要有NWW-EW向压剪性断裂、近SN向(NNW和NNE向)张裂性断裂、NEE及NE向扭性断裂。各组断裂，均表现出多期次、继承性活动的特点。通域断裂构造，对闪长岩体和金矿床、矿体的控制作用，表现在以下几个方面。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析（二62第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析从宏观区域上，NWW-EW向断裂构造，是西秦岭地区的主于格架构造，构成了区域各III-IV级大地构造单元的分界断裂，控制了各次级构造单元的复杂演化。WW-EW向压剪性主干断裂带，具有重要的导岩、导矿和配矿的构造作用，控制了构造岩浆成矿带的区域空间展布（图4-1）。例如，格尔坷、贡北、忠曲及格尔托等矿床(点)，总体呈串珠状，沿北西西向断裂构造带断续分布，与呈串珠状分布的闪长岩体，构造典型的构造岩浆成矿带（图4-1）。近SN向（NNW和NNE向）张裂性断裂、NEE向扭性断裂，主要为伴随区域构造发展演化而派生出的低序次级构造，为控岩、控矿和容矿断裂构造，直接控制了构造岩浆成矿带内各闪长岩体、金矿床和矿体的具体产出空间位置（图4-1）。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析从宏63第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在格尔坷一带，岩浆岩相对较为发育，主要为燕山期陆内造山阶段侵位的中酸性岩类，多呈规模不大的小岩株，侵位于石炭一三叠系的灰岩地层中，并有大量闪长岩、闪长纷岩和花岗闪长岩等中酸性岩脉，沿北西向断裂及两组断裂交叉复合部位，呈规模不等的杂岩墙产出。代表性岩体，有格尔括合岩体、忠曲岩体、忠格扎拉岩体。岩石类型，主要为花岗闪长斑岩、闪长扮岩、闪长岩、石英闪长岩、二长斑岩等。空间上，沿北西西向区域性断裂构造带，呈串珠状分布，形成北西西向区域构造岩浆带。闪长岩岩枝和杂岩墙，普遍热液蚀变与矿化，局部构成金矿体。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在格64第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析2.矿区控岩控矿断裂构造“断裂构造-闪长岩体-金矿体三位一体”如图4-1,2,3,4,5,6所示，格尔括合岩体和格尔坷金矿，明显受断裂构造控制，矿区主要发育F3、F4、F5断裂构造。从格尔坷矿区东部高地观察，矿区F3、F4、F5断裂地貌标志十分明显，或山谷或硅化和碳酸盐化断裂破碎带，为突起的地貌形态。F3和F4断裂，均向南倾，倾角基本一致。F5断裂，似乎切割格尔括合岩体。因此，格尔坷矿区主要断裂构造，以地形地貌(沟谷)、断裂破碎带和晚期伟晶状方解石脉、岩脉及矿体为标志。这些断裂构造，是区域控岩控矿构造岩浆成矿带的一个重要组成部分，具有区域对比性和多期活动的特点。通常发育一系列派生构造，据此可以判断裂构造的性质。从远处观察，格尔括合岩体东北侧具有明显的环形构造特征。在岩体内部，广泛发育一组近南北向节理和劈理。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析2.65第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析F1断裂构造特征明显，主要发育于侏罗纪与三叠纪地层接触部位的三叠纪白云岩之中，表现为:①宽数米的构造角砾岩带:角砾成分主要为白云岩，棱角较明显，角砾大小1-3cm不等，多为方解石或钙质胶结，在地形上多呈陡壁突出地表;②劈理化带:角砾岩不发育地段，表现为白云岩强烈劈理化，劈理厚度1-3cm不等，形成似薄层状白云岩;③靠近断裂破碎带，白云质灰岩、白云岩，显示一定程度的重结晶作用。该断裂构造带构造角砾岩、挤压劈理化带等构造标志特征，与矿区其他断裂构造特征基本一致。在侏罗纪砾岩层中，该断裂构造主要表现与主断裂产状基本一致的一组劈理。矿区追踪张节理相当发育，主要为两组共轭解理演化的产物，从几毫米的细脉，到几十米宽的岩脉，可能是该区重要的一种构造类型。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析F166第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-3格尔坷金矿床区域构造岩浆矿化带应力分析简图1.主应变轴线;2.次级应变轴线;3.应力方向;4.局部应变集中区第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图467第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-4格尔坷金矿床100-110线晚期石英闪长岩脉应力分析简图第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图468第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在矿区南西侧，贯穿矿区的晚期伟晶状方解石大脉，及其下盘断裂破碎带，发育一系列派生或伴生构造，主要表现为不同时期的碳酸盐脉，其沿主断裂破碎带旁侧次级派生张裂隙充填。根据其与主断裂面的夹角大小(锐角)，指示断裂的性质和运动方向，对研究矿区成矿断裂构造活动和应力场，具有重要意义。比如，在20-1金矿体采场，方解石大脉有几条几米宽的方解石脉组成，见有伴生构造(小方解石脉)，据此判断该断裂破碎带具有逆冲特征。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在矿69第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-5格尔坷金矿应力分析简图1.主追踪张裂轴线，2.次级张裂隙;3剪切应力方向;4.拉张区闪长岩脉岩枝、方解石脉、金矿体集中区第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图470第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图4-6格尔坷金矿区方解石脉应力分析简图上图为方解石脉分布；下图为应力分析:1.主追踪张裂轴线;2.次级张裂原;3.剪切应力方向;4.拉张区闪长岩脉岩枝、方解石脉、金矿体集中区第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析图471第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在格尔坷矿区格尔括合岩体南侧，不同规模大小的岩脉，在空间上相互贯通，组成复杂的岩脉群或形态复杂的岩枝。在垂向上，岩脉与深部北西西向主岩体，构成复杂树枝状岩体形态产状特征。这主要与区域北西西向断裂构造、岩体侵人顶托作用，引起的近南北向断裂构造(放射状构造)和追踪张性断裂构造的复合作用有关。这种复合作用，导致矿区北西西向岩脉或岩枝的成群分布，垂向和水平方向上的复杂形态产状特征，并与深部岩体贯通。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析在格72第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析多样式的容矿构造，决定了矿体产出空间形态的复杂性，及矿体规模大小的多变性。沿断裂破碎带和闪长岩脉接触带，产出的矿体多为大脉状，产状相对稳定，规模相对较大。如格尔坷金矿Au-20号矿体，忠曲金矿的Au-1和Au-2号矿体。在两组或多组断裂构造交叉复合处，往往形成囊状、枝叉状矿体，规模大小不等。如格尔托金矿的①号矿体，为一小矿瘤，系矿液沿NWW向与近SN向断裂交叉复合处，交代充填而成。贡北金矿的主矿体，明显受NWW向与NEE向两组断裂联合控制，总体呈一条近东西向展布的大脉。由闪长岩体顶部隐爆机构控制的矿体，产状复杂，多呈规模不大的筒状或漏斗状和不规则墙状或细条状产出。如格尔坷金矿IDS线山顶处的Au23号矿体，90-94线间的⑨、⑩号矿体等。第四节地质力学与成矿四、甘肃格尔珂金矿床构造应力分析多样73第四章成矿理论进展第一节地槽与成矿一、地槽概念与特征二、地槽与成矿关系第二节地台与成矿一、地台概念与特征二、地台与成矿关系三、地槽与地台的转化及成矿第三节地洼与成矿一、地洼概念与特征二、地洼与成矿关系第四节地质力学及成矿一、地质力学概念与特征二、地质力学理论体系三、地质力学与成矿第四章成矿理论进展第一节地槽与成矿74第一节地槽与成矿地槽-地台说，是最早的传统大地构造学说。它把地壳划分为地槽和地台两种基本构造单元。地槽的概念，由美国地质学家霍尔1859年提出的，是指地壳中或地壳间狭长的沉降和沉积海槽，又称拗陷地带或地向斜，译为地槽。地槽后来遭受了强烈的褶皱变形、岩浆侵人和变质作用，在地形地貌上，通常成为山系出现，呈狭长的形态，认为山脉是在地壳的巨大拗陷中形成的。地槽，有巨大的沉积厚度，岩性岩相变化大，而且复杂，多期多次的剧烈的构造变动，使地槽具有十分复杂的构造样式。地槽前期以下降为主，形成一套海相沉积（火山）岩系，后期则褶皱上升，形成褶皱山系。地槽的概念，与摺皱岩石构成的巨型山脉的形成，或造山运动相联系。第一节地槽与成矿地槽-地台说，是最早的传统大地构造学说。75第一节地槽与成矿地槽，可进一步分为优地槽和冒地槽。优地槽，在大洋内侧，位于洋壳或过渡壳之上，具强烈的火山活动，由巨厚的经过构造变动的硬砂岩和火山岩岩系组成。冒地槽。在大洋外侧，位于靠近大陆一侧的陆壳或过渡壳之上，缺乏或少有火山活动，由相对来说没有变形的浅水碎屑岩和碳酸盐岩组成。位于大陆之间的地槽和地槽褶皱带，又称之为陆间地槽活动带，是未发育成巨型大洋盆的大洋裂谷带之上的。现在的大洋裂谷带，就是优地槽的发源地带，大洋裂谷发展成大洋盆(大洋地台)后，在与大陆邻接的部位形成大洋边缘活动带，即地糟带和地糟褶皱带。第一节地槽与成矿地槽，可进一步分为优地槽和冒地槽。优地槽76第一节地槽与成矿地壳-上地幔活动带(地槽或地槽活动带)，划分为两类:-1）大洋活动带包括大洋边缘活动带(大西洋型和太平洋型);典型的优地槽，一般发源于大洋裂谷带，并经历了由大洋裂谷活动带向大洋边缘活动带的发展过程;当大洋裂谷发育不成熟时，则形成陆间地槽活动带。-2)大陆活动带包括大陆裂谷带和大洋边缘活动带。地槽，由下沉而转为上升，经过褶皱变质，逐渐变成稳定的陆台。在地壳演化的不同地质时期内，都有一部分地槽向陆台转变。因而，地槽的面积就逐渐缩小，陆台的面积逐渐扩大。在太古代一元古代，地壳普遍处于不稳定的地槽状态，造山运动比较频繁，地表还没有广阔的大陆，到元古代中期，开始出现广大的相对稳定地区，逐渐转化为古陆台。第一节地槽与成矿地壳-上地幔活动带(地槽或地槽活动带)77第一节地槽与成矿山脉形成以及造山作用的地槽思想，可以部分地解释造山带和相邻的地台或地盾中的地质作用。

地槽理论在提出后的百年间，经历了复杂的演变，随着地质知识的积累与研究方法的改善，也得到进一步发展与完善。地槽理论认为，地壳以垂直运动(升降运动，振荡运动)为主。第一节地槽与成矿山脉形成以及造山作用的地槽思想，可以部分78第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系在板块问世之前，在北美和欧洲，一直认为金属省和成矿省主要与火成岩，尤其是侵人岩有关。当时的岩浆热液成矿理论占支配地位。因此。还很难把成矿作用与地槽构造环境联系在一起。这主要是因为，大多数地槽模式是由地层学家们提出的，岩浆作用，特别是深成岩浆侵位作用，远没有沉积作用重要;另一方面，人们认为了解大的构造环境，不如了解与矿床主岩所反映的局部环境，对指导寻找新的矿床意义更大。许多经济地质学家，不习惯于从全球角度思考问题。在20世纪60年代和70年代初期，与地槽有关的金属省和成矿省的分布，逐渐引起人们的重视。与欧洲相比，前苏联地质学家更注意成矿作用与地槽构造环境和地槽演化关系。以苏联学者毕利宾为代表，认为大多数内生矿床，与地槽活动带发展的不同阶段，存在着一定的联系。将地槽的演化及有关成矿作用，分为三个主要阶段。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系在板块问世之前，在北美79第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（1）早期阶段:地槽模式的初期阶段，地槽剧烈下沉，堆积巨厚的沉积-火山岩系，中心部分海底火山喷发强烈，生成细碧角斑岩系、火山-碳酸盐沉积岩系和火山-硅质沉积岩系等，有关的典型矿床为含铜黄铁矿。继而在地槽边缘地带发生褶皱断裂，沿断裂有超基性和基性岩浆侵人，形成铂-铬、铜-镍和钒钛磁针铁矿矿床，进而有派生的斜长花岗岩和正长岩，并伴有矽卡岩型铁铜矿床。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（1）早期阶段:地槽模80第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（2）中期阶段:地槽演化的中期造山阶段，为主要摺皱阶段，轴部因花岗岩类岩侵入而隆起，边缘部分相对下降，有关的矿化包括以下两个方面:①产于碳酸岩层与中酸性花岗岩接触带，主要为矽卡岩型白钨矿，热液型金（含金石英脉）、铜、铝矿以及铅锌矿。②产于铝硅酸岩中的花岗岩，有伟晶岩型和云英岩型的钨、锡、钽、锂、铍矿床;外生矿床，有可燃性有机岩建造，如煤、含油层和油页岩等。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（2）中期阶段:地槽演81第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（3）晚期阶段:晚造山或后造山阶段，以断裂作用和沉积作用，以及含有与强烈热液蚀变有关的铜-钼-金矿床的花岗闪长岩和石英二长岩的侵位为特征标志。主要褶皱作用结束，并逐步向年轻地台转化。在边缘和结合部位，断块构造发育，伴有小型侵入体及热液型锡、金、银、汞、锑、砷等矿床。此外，还有安山岩-英安岩有关的火山-热液矿床，沉积建造有杂色岩建造(粘土、细砂岩、砂岩的杂色互层带)，与之伴生的有铁、铜、钒、铀矿床;膏盐建造（有时伴有油、气）;煤、石油和天然气等。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系（3）晚期阶段:晚造山82第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系随着地槽趋向结束，大部分地区已转化为年轻地台，经常有铅、锌、萤石及重晶石等热液层状矿床的形成。毕利宾学派，强调了矿床与侵入岩的关系，以及侵入岩与地槽演化阶段的关系，这将大大有助于了解矿床的成因。其主要特点是，根据地槽的发展历史，讨论矿床的形成规律。认为地槽活动带转化为褶皱系统的过程中，一定具有上述阶段性发展的特点，依次形成了具有一定成分和一定构造的构造-岩浆带，进而使各类型内生矿床，不仅具有形成先后的规律性，而且具有带状分布的规律性。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系随着地槽趋向结束，大部83第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系地槽褶皱带，不只经历过一个造山旋回，而经常是多旋回的。因此，地槽与成矿的关系具有多旋回性的。我国著名地质学家黄汲清院士，以天山、祁连山、秦岭等地槽褶皱带为例，初步建立了地槽发展的多旋回模式。多旋回成矿作用的观点，有助于掌握石油和铁矿等矿产的时空分布规律。与板块构造假说相比，地槽假说能够更合理解释某些矿床类型与特定的岩系类型的关系。地槽假说可以与板块构造说结合起来，板块构造说能够解决地槽说难以解决的问题。第一节地槽与成矿二、地槽与成矿关系地槽褶皱带，不只经历过84第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，也称陆台，是奥地利地质学家休斯1885年提出的。地台代表地壳上比较稳定的地块，其轮廓呈浑圆状，在现代地形上一般表现为丘陵起伏的波状平原、低山绵延的大片高原或微倾的大陆架浅海地区。除幅度不大的整体升降运动外，构造运动、岩浆活动、变质作用等都不如地槽强烈。地台是古老地槽发展转化的结果，是又一种重要的大地构造单元。世界上主要的古老地台有中朝地台、西伯利亚地台、俄罗斯地台、印度地台、非洲地台、北美地台、巴西(南美〕地台和澳洲地台。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，也称陆台，是奥85第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，一般是指古地台，古地台又称克拉通。古地台，是指基底属前寒武纪的地台。年轻地台，则是指基底自古生代以后变为稳定而形成的地台。地台基底，是指地台的基础。地台盖层，则是指地台的上构造层。地台区，是指地壳上一些地区长期保持稳定状态，其上全部或局部复盖了地台沉积物的地区。准地台，为升降运动幅度较大的地台型构造单元，其基底硬化程度一般较低，盖层厚度较正地台为大。台隆，为地台或准地台上的隆起。台拗，为地台或准地台上的拗陷。地轴，则为地台边缘活动性很大的线状隆起带，如内蒙地轴。台缘拗陷，为地台或准地台边缘的线状拗陷带。中间地块，是指在地台崩溃保留下来的地台碎块。台褶带，是指地台盖层褶皱带。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，一般是指古地台，86第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，又称稳定区，是地壳和上地幔构造相对比较均一，壳、幔物质运动相对比较缓慢的地区。上地幔顶部无异常地段，壳、幔之间可以清楚划分，上地慢低速层埋藏深、厚度薄甚至不明显。地台具有双层结构，下部为基底，上部为盖层，两者之间为角度不整合所分隔。基底经历了地槽发展的阶段，即地台的前身就是地槽。盖层属于地台阶段的产物，其沉积物不厚，构造运动不强，因此厚度与岩相稳定。也很少变质。地台的概念虽然是休斯提出的，但关于地台的系统理论及构造单元等，则是俄国学者详细研究了俄罗斯地台之后才逐渐形成的。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地台，又称稳定区，是地87第二节地台与成矿一、地台概念与特征地壳-上地幔稳定区(地台)，划分为两类:①大陆稳定区，即具陆壳的地台，如中朝准地台和北美地台;②大洋稳定区(或大洋盆地)，即具洋壳的地台，一般只是一个地史构造单元，如西太平洋中生代以来发展起来的大洋地台。第二节地台与成矿一、地台概念与特征地壳-上地幔稳定区(地88第二节地台与成矿二、地台与成矿关系每个地台，基本上都由三类岩石组成:①变质基底;②沉积岩盖层;③地台阶段形成的岩浆岩(侵入岩和火山岩)。每类岩石，有其特有的矿床类型。在变质岩基底中，含有丰富的沉积变质矿床(如变质磷矿)，火山沉积变质矿床(如铁矿)和岩浆变质矿床。其中铁、锰、金、铀、铜、锌等，占有极重要的地位。在地台断裂阶段，有超基性岩、基性、碱性，以及酸性岩浆侵入活动。与碱性岩有关的，有磷灰石-霞石矿床和含铌钽的烧绿