构造-流体-蚀变矿化网络模式浅析(申玉科,吕古贤,李颖,王超

1、矿物学报年构造一流体一蚀变矿化网络模式浅析申玉科，吕古贤，李颖，王超凡（中国地质科学院地质力学研究所；中国地质大学地球科学与资源学院构造、流体、蚀变矿化是成矿作用过程中相互联系的有机整体（翟裕生等，），它们之间相互作用，共同构成构造流体一蚀变矿化网络。构造控制了流体的运移方式、速率和方向，且为蚀变矿化提供有效的空间和部位；流体是携带成矿物质与能量的重要媒介，是促成构造活动、蚀变矿化的物质保证；蚀变矿化是构造、流体相互作用的结果。断裂构造对成矿流体的控制构造控制流体成生与运移构造和流体是构造一流体一蚀变矿化网络中重要的控制因素，二者既相互作用和又相互联系。构造是驱动和输导流体运移的动力源泉，又是

2、导致流体中矿质堆积的必要条件（翟裕生等，）。构造应力作用可以引发岩石矿物发生各种物理及化学变化释放出岩石矿物中的结晶水、晶间水和裂隙水（解习农等，；等，；，），形成构造流体（，）。断裂构造带是流体的主要输导系统（解习农，），是成矿流体运移的通道和矿床定位的有利场所（【启等，）。断裂构造及剪切带为流体活动提供了空间（等，；等，），构造变形可导致岩石中赋存的流体发生迁移并进入构造带。在蚀变矿化过程中，富含成矿物质的地质流体在由深部向上运移到断裂构造的发育部位，会引起流体流速改变，同时流体与围岩之间的相互作用不仅导致流体成分的变化而且可引起值等其它物理化学条件的变化，改变流体内物质平衡条件，导致成矿

3、物质发作舂简介：申玉科，男，年生，工程师，博士，从事区域成矿研究：咖生沉淀、富集成矿。构造应力场控制成矿流体空间分布构造在时间和空间上的发展及其应力场演化直接控制矿体空间分布，构造应力控制着裂隙的闭合与开启。构造应力场是成矿流体运移的主要动力（王铁军，册），当垂直于裂隙面的压应力较弱而平行于裂隙面的挤压应力较强时，裂隙开启，成矿流体进入裂隙，并带入成矿物质，形成矿体。而在流体内压不足以克服构造面上压应力时，裂隙处于闭合状态，难以形成流体运移通道，不易形成工业矿体。燕山早期胶东西北部构造应力场为向挤压，发育一系列向逆冲断裂；中晚期（主成矿期）最大主压应力方向转为向，与早期构造应力场近于正交，致使

4、逆断层向正断层转化，在向构造带内形成较大的张剪性构造空间，有利于成矿热液的运移和成矿作用的发生。因而，胶东西北部断裂构造的多次活动，是造成成矿作用叠加与成矿场空间转移的主导因素。在区域动力系统从韧性向脆性转换期间，成矿构造环境由封闭体系转为开放体系，就会引起成矿流体和成矿物质从分散状态向聚集状态转化。流体影响构造的产生与发育地质流体是地球物质组成部分，是构造一流体蚀变矿化网络中最为活跃的因素，它将地球内部各个系统相互联系在一起。对成矿作用而言，它既能汲取、溶解、包含各类成矿物质，又能把成矿物质输导到有利的构造一岩石空间而富集成矿（翟裕生，）。成矿流体与变形岩石间物质迁移和能量交换的反馈耦合，改

5、变了原岩的化学成分，导致系统结构的不均一性（邓军等，），成增刊矿物学报矿流体携带成矿组分沿孔隙或裂隙介质运移、聚集、沉淀、成矿的过程中与围岩进行着复杂的相互作用。流体不仅能携带成矿物质，对成矿物质起到运移的目的，同时对断裂构造及岩石的力学性质产生影响。大量资料证明（【豫等，；等，；等，）在断裂剪切构造带中存在着大量的超高压流体，由于构造环境的改变，如断层的切入，可引发瞬间突发式运动，破坏其临近的岩石，产生水致断裂、角砾岩等构造型式。流体在迁移与运移过程中，由于温度和压力的变化对其周围岩石产生软化和致裂作用，也会加速构造活动的进程，其作用方式主要表现在：（）高压流体对围岩产生压裂和爆裂。水压致裂

6、理论（等，）认为：岩石中存在大量的裂隙和节理，当裂隙内流体的内压小于围岩的最小压应力时，岩石不发生破裂，而一旦流体压力高于围岩的最小应力值时，在裂隙的尖端就会形成张应力集中，裂隙将迅速地扩展和生长。地咒深部的高压流体不仅可以导致断层的形成（等）并且可导致岩石中先存断裂的张开（等，）成为流体的运移的通道。当地球内部高压流体的压力突然发生变化时，气液流体将发生爆炸，形成爆发角砾岩或侵入角砾岩（等，）。（）地球深部的高温流体运移到地壳上部，由于温压条件的改变，将释放出大量的热能，软化周围的岩石，导致岩石变形作用的发生。（）流体作为润滑剂可降低岩石矿物颗粒闻的摩擦系数，利于矿物颗粒的粒间滑移，促进岩石

7、的韧性变形和剪切带发展（，），流体的参与使构造作用更易于发生。同时，流体在发生相变过程中，体积改变产生的构造应力可以导致岩石破裂，如岩浆的结晶过程（，）及液态水的结冰固化都将导致系统的体积膨胀，产生构造应力，形成断裂和节理。另外，流体与围岩矿物之间发生的相互作用和变质反应，是热、应力、化学和流体之间的耦合（钟增球等，），它们共同作用引起围岩矿物成分的变化，形成易于变形的片状或细粒状矿物，增强岩石的韧性和塑性。断裂构造控制蚀变矿化蚀变矿化类型胶东西北部发育的多金属硫化物石英充填脉型矿化与碎裂蚀变岩型矿化，尽管两者在结构、构造、矿化规模和矿物组成等方面存在较大差异，但它们却是同一含矿热液沿断裂及裂

8、隙发生运移、充填和交代的结果形成统一的构造一流体蚀变矿化网络。热液成矿作用过程中，断裂构造的空间状态是决定两种不同类型矿化在矿石结构、构造、矿体规模、矿化连续性和稳定性等多方面产生差异的根本原因。断裂构造内空间状态可分为两种类型：连通弥散空间和连续自由空间（邓军等，）。成矿热液携带的成矿物质进入连续自由空间并沉积聚集则形成含金多金属硫化物石英脉矿体；当进入连通弥散空间，成矿热液中的物质成分就会与其中岩石碎屑发生强烈的交代作用而形成蚀变岩型矿化（邓军，）。然而，无论是蚀变岩型矿化还是石英脉型矿化都是同期成矿热液沿不同类型断裂构造运移时产生蚀变和充填的结果。两类矿化类型的空间分布与断裂性质有密切的

9、关系（邓军等，）。蚀变岩型主要受控于高级别的缓倾角断裂带，如三山岛、黄掖、招平断裂带。以压性或压扭性为主，构造裂隙发育和密集，具有较强的渗透能力；在这种条件下，成矿热液的渗透范围大，产生的蚀变带宽度及蚀变强度都较大。石英脉型矿化主要受控于低级别陡倾角断裂带，如玲珑矿田发育的张剪性裂隙，焦家主断裂带下盘的次级裂隙等。断裂带以脆性变形为主，发育各种碎裂岩类，断裂性质多属张性或张扭性，成矿物化环境为较开放的热力系统。热液向两侧渗透能力较前者差，常形成规模较小且两侧对称的蚀变带，成矿物质以充填方式沉淀固结。断裂构造运动往往与矿液活动具有同步性。成矿时，断裂两盘的相对运动情况对其空间状态影响较大。两盘相

10、对的切向位移在断裂中常常形成连通弥散空间，发生蚀变岩型矿化，而局部扭张空间可能被部分充填，形成上部连续自由空间，下部连通弥散空间，热液作用后，上部形成充填脉型，下部则形成蚀变岩型矿化。如果断裂两盘是反向张开，则可以在整个断裂中形成连通自由空矿物学报年问，同时也存在其中碎屑物向下塌落集中现象，表现为上部充填脉型、下部为蚀变型的矿化模式。断裂构造岩强度取决于其力学性质及构造运动历史，丽成矿时的断裂运动状态则决定于当时的构造特征及应力场性质。在不同断裂中，空间状态可以有较大的差异，即使在同一条断裂的不同部位其空间状态也不尽相同。在胶东西北部金矿集中区不存在没有石英脉型金矿体的构造蚀变岩型矿化，也不存

11、在无构造蚀变岩的石英脉型矿体。如平度市大庄子金矿控矿构造主要有两种类型：低角度向展布的大规模韧墟性剪切带和高角度向展布的张扭性断裂带，两种不同形式的断裂构造及其控制的蚀变矿化带共同组成大庄子金矿构造一流体一蚀变矿化网络。低角度向韧一脆性剪切带，主要发育于斜长角闪岩与片麻状花岗闪长岩的接触部位，其上盘为灰黑色的斜长角闪岩，下盘为条带构造、片麻状构造的花岗闪长岩。燕山早期变形变质环境为韧性，带内发育有糜棱岩系列的岩石和构造片岩、构造片麻岩；燕山中晚期为脆性，带内发育有碎裂岩和强烈的矿化蚀变，为大庄子金矿主要的控矿断裂带。主要矿化蚀变构造带长达，宽度一般为左右，走向。一，倾向南东，倾角一般为。一。上

12、下盘斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩中表现出强烈的揉皱现象。主断层构造顶底板均发育后期追踪断裂构造，构造带底板的追踪断裂比较明显，表现为强烈的压扭性，其产状与主构造基本一致，倾角一般在。以下，断层面平缓，在走向和倾向上均呈波状起伏。断裂内石墨化构造透镜体、含碳质断层泥等比较发育，构造透镜体内有一部分是硅化黄铁矿化大理岩质碎裂岩，即为金矿石，表明构造是后期追踪断裂，局部也发现存在切穿金矿体的现象。顶部及控矿构造蚀变带内也分布有后期压扭性断裂构造，但并不发育。高角度向展布的张扭性断裂带发育于主断裂下盘斜长角闪片麻岩内。表现为一系列与主断层倾向相反的次级断裂构造带，走向。一。，倾向，倾角。断裂具有左行雁行

13、排列特点，呈张扭性。次级断裂规模小，延深及延长均比较小，矿化蚀变带比较窄，一般长，宽。蚀变矿化分布断裂构造是控制蚀变矿化分布主导因素，胶东西北部金矿集中区断裂构造分带与蚀变矿化分带表现出极好的吻合和统一性，矿化类型及矿体组合以水平分带为主。一般情况下，在同一断裂控矿带，距离主断裂构造由近及远，矿脉呈现由密到疏的规律性变化。如距离破头青断裂较近的九曲大开头矿段，矿脉的厚度较大，有的可达十几米，但延长较小，一般不超过，而且矿体分肢复合及构造透镜体化发育；距离破头断裂较远的欧家夼、西山矿段，矿脉的厚度变小而长度增大，一般延长在以上，部的号脉长度超过。此外，破头青断裂对次级矿脉走向的控制也非常明显，破

14、头青断裂带由向方向拐折后，附近的次级矿脉其走向也随之变化。大规模韧一脆性剪切带及其低级序断裂带也控制了焦家金矿床的形成与发育，在缓倾斜（接近于）压扭性主控断裂中，赋存破碎带蚀变岩型金矿体；而在缓倾斜主控断裂下盘的陡倾斜（倾角大于。）张扭性断裂带中，则赋存有硫化物石英脉型金矿体，且这两类赋矿构造的倾向多数相反，组成剖面上的“入”字型组合特征。前者矿体规模大，厚度变化小，延伸稳定；后者规模小，厚度变化大，但含金品位较高，且多条矿体平行分布，组成一个矿脉带。这种不同类型金矿体的空间分布规律玲珑金矿田矿体的赋存规律基本相似。蚀变矿化类型的空间分布是由控矿构造的性质、成矿温度在不同区域发生变化所决定的。

15、受区域构造多期较强活动影响，主断裂带内岩石破碎强烈，流体以渗透交代作用为主；加之其构造规模大、切割深，是深部高温成矿热液主要运移通道，因而成矿期温度较高，不利于方铅矿、闪锌矿等矿物沉淀，形成贫硫化物蚀变岩型矿化。远离主断裂的次级构造以张扭性为主，成矿温度较低，成矿时间较为连续，成矿流体以充填为主，并有利于方铅矿、闪锌矿等低温矿物沉淀而形成多金属硫化物石英脉型矿体。在成矿深度方面，随远离主断裂，矿体的赋存深度逐渐变浅。如玲珑矿田北西部的矿脉，赋矿标高在以上，矿田中部的、钙号等脉，赋矿标高在一以下，向深部有的矿增刊矿物学报脉尚未封底，而破头青断裂带中的矿脉，在左右的深部钻孔中矿化仍较强。在邻近破头青断裂下盘的一定范围内，次级控矿断裂主要倾向，向北西远离破头青断裂的次级控矿断裂倾角逐渐由倾变为向倾。矿化阶段大规模成矿作用的爆发往往是一个连续的蚀变矿化过程，成矿热液运移是持续发生的，一次热液活动以出现一个石英一硫化物一碳酸盐的演化系列为特征。初始贯入容矿空间的热液在成分及性质上具有相对同一性，但随着温度的下降、热液与围岩之间的交