地质力学矿田构造研究思路、步骤和实践.pdf

1 地质力学矿田构造研究思路、步骤和实践 陈正乐，陈柏林，吕古贤，杨农 （中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081） 矿田构造是指在矿田范围内控制矿床形成和分布的地质构造因素及其组合和叠加.改造 关系的总和。 它既包括构造形迹和岩石的组构特征， 又包括构造力对成矿地球化学和物理化 学过程的影响机制和发展历史。 1、研究思路 地质力学矿田构造的主要研究思路是将构造研究与矿床成因研究相结合。 在研究矿田构 造的基础上, 研究成矿构造体系的控矿作用， 强调构造控矿的重要性,但认为构造并不是唯一 因素, 需要其它成矿要素的结合（包括成矿物质、成矿流体、成矿能量、成矿空间等）, 立 足对矿床成因的整体研究。 强调构造活动贯穿成矿系统的全过程， 认为构造是控制矿床形成 和分布的基本因素，构造控矿功能包括了构造背景、动力驱动、矿液通道、矿体就位、成矿 阶段（分带、类型） 、构造动力成岩成矿、成矿后变化。 由于在区域成矿过程中， 在具备成矿物质的前提条件下， 构造和流体是相互作用的一对 基本控矿要素，因此只有将构造研究与成矿物质研究（流体）过程相结合，才能有助于全面 认识矿床成因和成矿规律，进而开展找矿预测。强调研究在构造动力作用下，成矿流体的来 源-运移-聚集-成矿过程， 研究动力成岩成矿和动力驱动流体成矿过程， 探讨隐伏矿产的定位 预测。 2、地质力学矿田构造及隐伏矿产找矿预测研究步骤 在区域成矿背景研究的基础上，开展矿田构造、构造地球化学、矿田构造应力场、构造 流体动力学研究， 综合提取各种成矿条件， 进行区域构造应力场模拟分析， 总结区域 （矿区） 成矿规律，建立构造控矿模式和找矿模型（从单个控矿模型到区域控矿模型） ，开展隐伏矿 产找矿预测。 2.1 区域成矿背景和构造环境 a.建造及大地构造的背景，b.不同尺度的构造研究针对全球性成矿域，研究全球成矿 构造（中亚成矿域、环太平洋成矿域和特提斯成矿域） ，进行全球成矿分析；区域成矿预测 和资源潜力评价则需要开展区域成矿构造体系研究； 2.2 控矿构造解析 矿田控矿构造解析可以直接为找矿、勘探和采矿提供理论指导和技术支撑。a.成矿构造 体系研究，包括沉积－成矿构造体系、变质－成矿构造体系、岩浆－成矿构造体系、改造 －成矿构造体系（断裂－褶皱构造体系） 、复合成矿构造体系。强调需要从时间上区分成矿 前、成矿期和成矿构造体系，认为成矿后构造研究同样具有重要性对矿体的保存和破坏， 剥蚀作用、掩埋、沉积、剥露；b.具体的矿田需要研究主要控矿要素，控矿构造的力学性 质及其演变过程， 构造的分期与配套。 充分利用现代构造地质的技术方法， 如低温热年代学， 磷灰石锆石的裂变径迹测试－模拟技术，U-Th-He 测年技术等；c.构造蚀变岩相填图 2.3 物化探及遥感技术 a.磁法、电法和地震探测技术，可直接应用于找矿工作；b.化探异常选区；c.遥感技术 可以分析区域构造格架，识别断裂体系； ETM 和 SPOT 等多光谱合成和指数衍射提取矿化 蚀变信息。 2 2.4 显微构造及岩组学 a.矿石结构、矿相学研究矿石的赋存状态；b.岩石的形变和相变、动力成岩成矿信息； c.区域构造应力场的综合信息提取。 2.5 造地球化学 a.流体演化过程动力学研究，如岩石相变和相变，流体的性质及其演变过程；b.成矿物 质成分、物理化学条件分析。 2.6 同位素地球化学 a.同位素示踪技术，指示成矿物质来源；b.确定成矿时代。 2.7 构造应力场的模拟 a.区域成矿构造应力场信息提取及其边界条件确定、岩石力学性质等测定；b.岩石变形 的室内模拟；c.物理模拟技术－光弹模拟技术. 2.8 综合信息找矿与地质勘查专家系统 a. 利用 GIS 平台，建立矿田、矿床的地质数据库；b、综合提取成矿要素地质构造条 件、构造地球化学条件、流体条件等。 2.9 隐伏矿产找矿预测 a.总结成矿规律，确定区域找矿标志；b.建立构造控矿模式和找矿模型；c.开展隐伏矿 产找矿预测。 3 地质力学矿田构造有关构造控矿的基本规律 a结构面控矿;b构造体系控矿;c构造分级控矿，构造分别作为导矿、赋矿、容矿构 造；d构造序次控矿；e构造复合控矿； （临界成矿、转换成矿、界面成矿、叠加成矿、 构造交汇等部位有利成矿） ；f构造分带性控矿；g构造等距性控矿；h断盘构造控矿； i构造对建造的控制作用；j构造动力驱动流体成矿（石油） 、流体势场和运移场；k动 力成岩成矿岩石的形变和相变，蚀变岩相、构造地球化学，研究构造动力作用下物质成分 的再调整。进一步可分为平面和剖面上的控矿规律 3.1 平面上（外围） 构造体系多级控矿理论， 不同成矿构造体系和结构面的复合控矿， 构造带上的等间距控 矿，不同地块、岩块结构面的不同控矿机理和控矿形式等。 3.2 剖面上（深部）可用的理论 a.成矿构造体系的力学性质演变过程（成矿前、成矿期和成矿后的力学性质，与成矿作 用的关系）;b、流体的演变过程（平面分布与空间分布） ，破碎蚀变的水平分带与垂直分带 相似性，平面上见到的蚀变分带，与剖面上的分带一致;c、矿体空间组合排列方式，深部的 延伸如剪切构造和断裂组合形式控制矿脉的分布规律，从三维上看，其组合关系至少有四 种 （a）-平面右列右倾式、剖面下左侧列； （b）-右列左倾式，剖面下右侧列； （c）-左列右 倾式，剖面下左侧列； （d）-左列左倾式，剖面下右侧列 4 矿田构造找矿实践实例（略）