全面分析和认识成矿构造的特征和变化.docx

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全面分析和认识成矿构造的特征和变化

全面分析和认识成矿构造的特征和变化

帅邦林纪燕祥纪广俭

众所周知，在许多情况下，矿床、矿体的分布受着地质构造特别是断层裂隙构造的控制，为此，对成矿构造特别是断层裂隙构造的研究，是许多找矿工作者的一个重要课题。

但在实践中，人们往往顾此失彼，如较多的重视地质构造平面上的分布及各种组合规律和相互交截的关系等对矿床、矿体分布的控制情况和规律，而对各种成矿构造在垂直方向即向下延深的变化情况和规律及其对矿床、矿体的控制作用则缺乏重视和研究，还有的只重视成矿前和成矿中也即是储矿、容矿构造的研究，而忽视了成矿后构造主要是断层构造的破坏作用的研究，而这些被忽视的问题往往在找矿勘查和研究中有着重要的意义。

在大力开展寻找隐伏矿或深部矿的今天，加强这方面的研究更显得尤为重要，本文拟在这方面做些粗略探讨，供大家参考。

1．在脆性构造的深部寻找韧性断层带型的矿床和矿体：

近年来，韧性断裂带一词颇为流行，实质上，所谓韧性断裂带就是一般断层带（即脆性断层）在地壳较深部位的反映。

由于地壳中浅部和深部的岩石所受到的围限压力和温度等的不同（上小下大），使得岩石的脆韧性质差异较大，因而在受到应力作用发生破裂变形时，造成断层带的形成物不同，即浅部以脆性的角砾岩、压碎岩等为主，向深部则逐渐和依次变为糜棱岩、千糜岩、片岩等以脆韧性和韧性变形的产物为主，由这些脆韧性和韧性变形产物所表现的构造带，即是所谓的韧性剪切带。

当处于地壳不同深度的断层构造带被矿液充填并成矿时，即会有不同的表现形式，在浅部的脆性变形段内，往往形成以充填为主的单脉型矿脉，而在深部的韧性变形段内，则形成片岩型或复脉型矿脉。

前一类矿床较为常见，如大多数石英脉型金矿、铜矿、钼矿、钨矿等均属此类。

后一类矿床以往则较少见，著名的冀东金厂峪金矿就是典型的片岩型和复脉型金矿，它的特点是含金石英—钠长石脉呈厚0.5厘米左右的多条细脉顺着绿泥石或绢云母片岩片理断续贯入，彼此构成复合型脉状。

因为单脉型和复脉型两类矿床只是因成矿断层构造在地壳中所处的深浅部位不同所致，是否可以预测在那些以浅部脆性断层充填为主的脉型矿区内，其深部可能蕴藏有韧性变形或剪切带式的复脉型矿脉和矿体呢？

作者认为，回答应该是肯定的。

只要控矿的断层构造的规模够大和成矿作用够强。

为此，可以推断，在那些规模和矿化强度均较大的脉状矿区的深部，都有很大可能找到韧性断层带型矿床或矿体。

如在冀东地区的三家子、片石峪、铧尖等石英单脉型金矿区的深部，均可能有复脉型金矿的赋存。

就铧尖金矿来说，共有含金石英脉200多条，按其产状大致可划分为北北东、北西和近东西三组走向，其北北东向一组集中分布在矿区西北部，由几十条紧密排列的平行矿脉组成，矿脉走向平直，显示系沿压扭性裂隙贯入。

初步认为它们向深部很可能逐步集中、发展成韧性剪切带即片岩带型复脉型金矿脉。

青龙三家子金矿，也是石英单脉型金矿，矿脉均呈北东走向，其规模最大的一条7号脉，断层破碎带总长在2000米以上，宽20多米，矿脉受断层破碎严重，围岩也异常破碎，以致因坍塌厉害至今无法开采，显示有着多次和强烈的构造活动，直至今天。

根据该构造的规模和性质，其向深部亦有演变为韧性断层带的可能。

为了找到更多的矿产资源，作者认为，在那些有找矿希望的矿区，有必要开展以寻找这种类型矿为目的的找矿工作。

当然，由于以往这方面的研究工作较少，尚无这方面实践成果，上述意见还只算是一个假说，有待多方面研究成果的证实。

其中最大的问题是上述变化过程具体的量变数值，也即是从浅部脆性变形到深部的韧性变形深度数值问题，尚缺乏理论和实践依据。

衷心希望有此兴趣的同志共同参与这方面探索。

2．寻找成矿构造交叉交汇处的厚大矿体：

按照构造控矿的基本规律，在两条或两条以上的控矿构造的交汇处，往往有着较大的空间，因而易而形成大而富的矿体。

对此，众多矿床构造的研究者都是有共识的。

但人们往往把注意力集中在主干断层与伴生的羽状裂隙（入字型构造）的交汇处，而对两条或多条主干断层或矿脉可能在深部交叉交汇处的矿体发育情况及其价值则很少进行研究和勘查，这应该说是个较大的遗漏。

可以想象，既然在主干断层与羽状裂隙的交汇处可以形成较大较富的矿体，那么在两条主干成矿、控矿构造的交汇处不是更应该形成更大更富的矿体吗？

但就是这个很简单的问题，却大多被忽略，尚不知有多少有很大价值的矿体被遗漏掉。

作者认为，在勘查和研究一个矿区时，需要思考和探寻那些无论规模大小的含矿构造在向深部延伸时，彼此是否有相交、相汇的可能，如果有，就要研究和探查那里是否有大而富的矿体赋存。

要布置必要的探矿工程予以勘查。

在冀东某金矿区内发育着数十条规模不等的含金石英脉，产状各异。

曾历经多个地质队勘查，施工了大量钻探、坑探工程，但所获储量甚微。

对其是否还有找到较大规模和价值矿体的可能，许多人莫衷于是，难下结论。

作者在分析研究了矿区构造特征后，发现就在该矿区中部，有两条彼此平行走向东西但倾向彼此相向的矿脉，二者倾角50°左右，各长200多米，彼此相距200米左右。

根据二者的产状特征，认为二者很可能沿倾向在深部相汇，并在那里形成较大、较富矿体。

遗憾的是，以往的勘探者虽然在两条矿脉上都施工了一些钻孔和坑道，但都是针对各自矿脉的，却均在浅部。

而对二者可能存在的交汇部位却未做任何探查工作，有的钻孔即使已经距交汇处很近，但因这方面的意识，就是没打到正地方，而使该处情况至今不明。

如果勘查者有上述的概念和意识，在两条矿脉可能的相会处哪怕布置一两个钻孔，就有很大可能找到较大价值的矿体。

内蒙某铅锌矿的情况也与上述情况类似。

该矿区发育着十几条构造蚀变岩型铅锌矿脉，多成近东西走向，已做过详查，施工钻孔一百多个。

作者到该矿区考察发现，矿区内有两条较大矿脉彼此走向平行，但倾向相反，且彼此相向，倾角在50—60°间，二者相距约四百米。

根据二者产状，很可能在深部（约800米处）相会，在那里也就很可能有大而富的矿体赋存。

遗憾的是，也是因为勘查者缺乏这方面的意识，没有布置必要的探查钻孔，因而失去找到矿的机会。

吉林夹皮沟金矿是沿北西向的夹皮沟断裂带分布的一个大型金矿带，由以走向北西为主，辅以北东、北北东、南北等方向的许多个大、中、小型矿脉、矿带组成。

对于该矿现阶段的找矿方向，作者在经初步勘查后依据在成矿构造交叉交汇处往往形成厚大矿体的原理，认为在北东、北北东、南北各方向矿脉与北西向主矿脉的交汇处均可能蕴藏有规模较大、品位较高的矿体，应是现在找矿的重点部位。

3．寻找深部主干成矿构造中的矿体：

地质力学在用泥巴进行多字型构造形成的模拟试验时，是用两块平行紧靠的木板上面铺上一层泥巴，然后给两块木板施加方向相反的扭力，使两块木板相对做剪切式滑

图1多字型构造模拟实验示意图

（图例及说明见正文）

动，铺在木板上的泥巴则逐渐显现出走向与两块木板的接触线成大约45°角斜交的雁行状排列的褶皱构造及其伴生的与褶皱走向垂直的裂隙构造，它们共同组成所谓的多字型构造（图1）。

这个试验反映了深部的某种方向和方式运动可以在浅部形成与其在产状、形式上完全不同的构造形迹和组合。

在整个地壳中，类似情况还不止于此，深部（或基底）与浅部的地质构造的形式和方向不相吻合的情况，不仅常见而且会有多种。

据此，作者认为，在进行矿田和矿床构造研究时，应当考虑到此点，注意地表和浅部的含矿构造之下的深部可能发育着与其不完全一致的构造，因而在矿产勘查工作中除了要查明地表和浅部构造对矿床、矿体的控制规律，还必须注意研究、预测深部构造的特征及其对矿床、矿体的控制作用和规律。

对于如何研究、预测深部构造的特征及其对矿床、矿体的控制情况，应视各地的具体地质构造情况而定，在大多数情况下，尽管地表和浅部与深部的构造特征和产状有很大不同，却应体现出彼此在应力作用方式和方向的统一性。

在前述的多字型构造形成的模拟实验中，底部两块木板的剪切运动与其上泥巴所形成的多字型构造，虽然二者在形式、方向上不同，但却是在一种作用力（两块木版的相对扭动）的作用下形成的，彼此具备一个统一的应力作用方式和统一的应力场。

还应当考虑的是由于地壳浅部的岩石脆性比深部的大，即使浅部和深部受到完全相同方式和方向的构造力的作用，也可形成产状、形式完全不同的构造。

按照一般规律。

应是在浅部可以有多方向、多性质和多组褶皱或裂隙构造，而深部则往往将集中成产状单一的一组或一条断裂构造，且以较大规模的压性或压扭性（或韧性剪切带）为特征。

为此，在某些地区或矿区，虽然地表或浅部发育着纷繁复杂的网脉状矿体和矿脉，其深部则很可能蕴藏着某一种产状的大型构造和矿脉、矿带。

这是找矿工作者在进行断层裂隙型矿的找矿勘查中应注意考虑和研究的一个大问题。

军屯金矿，位于迁安市北约20千米的长城南侧，因其位置和产出层位和岩性的特殊性，被称为“长城式金矿”。

金矿脉主要分布在军屯村北约800米的山坡上，南部以北西西向的F1冷口断层为界，矿区地层是以白云岩层为主的长城系和蓟县系，产状呈北西西走向，南南西倾斜，金矿脉即发育在长城系和蓟县系地层（以杨庄组为主）中的北西西向裂隙中（图2），且与煌斑岩脉有着密切的伴生关系。

对于该矿的成因和产出特征，有人认为属层控矿床，并可与卡林型金矿相对比，更进一步认为蓟县系的白云岩层是金的矿源层；有人认为属低温热液和裂隙充填型。

但无论对本矿床的成因持何种意见者，包括所有在本矿区从事勘查工作和来此参观、考查的中外地质学者，都一致认为金矿脉产出的地质环境和条件是受蓟县系（主要是杨庄组）地层层位和产状控制的，基于这一认识，也导致包括加拿大现代公司地质专家、国际经济地质学会副主席诺尔*怀特所主持的该区地球化学普查找金工作在内的所有针对该矿的勘查和外围找矿与研究工作，也都把靶区和目标锁定在长城沿线的蓟县系（包括长城系）展布范围内。

而作者之一纪广俭到矿区粗略勘查后却得出大大有别于上述的认识和意见。

首先他注意到，该矿的各主要矿脉（1—6号脉）虽然均呈近东西或北西西走向，但只发育在军屯村北的山坡上，向西被F2断层截断，向东则矿化很快减弱，矿脉也逐渐尖灭消失，有的虽然尚有含矿裂隙带的延伸，但金的含量已很低，各金矿脉仅分布在东西向总长约200米左右宽的范围内。

值得注意的是在垂直矿脉走向的南北方向，各矿脉彼此呈间距几十到一百多米的近平行排列，整个矿带的南北向分布宽度则在200米以上，不仅如此，另在矿带以北约四五百米的地眼沟、两千多米的四道河以及更远七道河（靛池子）以及柳树行等地，仍有多处多条金矿脉的发育，这一情况隐约显示出金的矿化和富集并不是近东西向的，而是大致成南北或北北东向的，结合外围地质情况分析，还可以看出这个金富集带的延伸方向大致与萧营子花岗岩体的东接触带相平行，这不能说是一个偶然的巧合，而很可能是由深部该方向大型和主干成矿构造所决定的。

其次是作为军屯矿区西部边界的北北东走向F2断层是西盘相对向南错移的左行平移断层，但其西侧蓟县系地层却形成一个总体轴向呈北北东的紧密褶皱构造带，而这个紧密褶皱构造带东西向宽度只有400—500米，在紧邻它的西侧（冷口以西），长城系和蓟县系各套地层又呈走向北西西、向南南西倾斜的正常产状，与F2断层东侧相一致。

这是一个很奇特和不正常的地质构造现象，在成因上应该有很大的特殊性，对该紧密褶皱带的成因，作者认为，很大的可能是这里深部存在着一条大型北北东向断层构造带，在地质构造运动中的地应力作用下，形成一个明显和强烈的应力集中带，在这个应力集中带内，即使有较小或不太强烈的构造运动的作用力发生，无论作用力的方式和方向为何，根据材料力学中的应力集中原理，在应力集中区（或带）都会有比邻区高出很多倍的应力形成、集中和发生作用，其结果是除主干构造本身会发生与这个断裂构造带的产状和应力作用的方式和方向相适应的错移运动外，还必然会使上部相对柔性较大的沉积岩层发生强烈的塑性形变，地表所见到的这个紧密褶皱构造带，就是在这种情况下形成的。

同时，作者还推测（尚未做详细的现场勘查和肯定）在上述紧密褶皱带与冷口以西北西西正常地层产状之间，也即是北北东向紧密褶皱带的西侧，尚应有一条与F2断层近相平行的断层存在，否则，上述的紧密褶皱构造带与西侧产状正常的地层之间将无法衔接。

总结上述，作者认为沿F2断层及其西侧的北北东向紧密褶皱带的深部很可能发育着一条北北东向大型断层构造以及充填其中的大型和主干金矿脉（带），矿床成因应属热液充填型。

而地表和浅部出露的前述的那些近东西向的金矿脉，只是该大型矿脉外围和远处、浅处的须须毛毛。

也正因为如此，这些矿脉中的蚀变和矿化才都显得较微弱，特别是金的颗粒细小，呈微粒状，难怪有人称之为微细型金矿，并与卡林型金矿相对比了。

实质上则是因距矿化中心较远，使得各方面特征均较弱所致。

此外，由于金的矿化中心或主矿化带在深部的主干成矿构造中，距离现在的地表较远，因而浅部的金矿脉必然只能沿那些延深较大的裂隙构造形成，这也说明了为什么金矿化常与煌斑岩伴生，根本原因不是煌斑岩带来了金矿化，而是煌斑岩脉是沿着那些延深较大的裂隙构造贯入的，且在其贯入之后，由于冷却、结晶和凝固的收缩作用，在其旁侧形成了开放性裂隙构造，这就为从深部主干成矿构造中来的金的成矿热液提供了较好的运矿的通道和储矿、容矿的场所。

至于煌斑岩中常有黄铁矿和金的矿化，则是因金具有亲铁的地球化学性质，而煌斑岩中又有较多的含铁矿物（磁铁矿、角闪石、辉石等），易与金的成矿热液发生反应的结果。

基于这样的分析和认识，也就不难得出，对本矿找矿勘查工作的目标不应是蓟县系所谓的矿源层上，而应当集中在研究和寻找深部那个大型和主干成矿构造带上（有关找矿勘查工作的具体部署和方法在此从略）。

那种把找矿的方向和重点放在蓟县系地层中的做法，很可能是犯了“方向性”错误。

虽然不能否定除军屯附近深部的主干成矿构造之外，在其他地方的蓟县系地层分布区也许还有另外的隐伏的主干成矿构造发育，二者呈现偶然空间上的巧合，但这也只不过是偶然的巧合而已，不是客观规律。

还有一个关系重大的问题需要说明的是，做为本矿区南部边界的F1冷口大断层与金矿化在形成时间上谁先谁后的问题，如果前者在先，则该断层带无疑也属于成矿、控矿构造，不仅在其中和与其伴生的裂隙构造均会有矿液充填形成矿脉（本矿区内的1—6号金矿脉即可能属此），而且在深部的北北东向的主干成矿构造与F1断层的交汇处更会有更大更富的矿体赋存（需要补充说明的是本文图2中所表示的F1断层位置仅根据矿区地质图而画，经作者初步观察，似乎不像断层而可能是不整合面，而真正的冷口断层可能隐伏在这里的侏罗系砾岩层之下。

究竟为何，尚有待进一步勘查研究）。

图2;军屯金矿及外围地质构造略图

1-第四系2-侏罗系3-蓟县系雾迷山组4-蓟县系杨庄组5-长城系高于庄组6-肖营子花岗岩

7-金矿脉及编号8-断层9-推测断层10-地质界线11-不整合线

最后需要说明的是以上所有的分析和判断，主要依据的是军屯矿区的一些地质资料及作者等对现场的粗略观察结果得出的，限于条件，尚未能对上述紧密褶皱带的详细情况做具体和深入研究，因而这些分析和认识，只是初步和概略的，尚不是结论，欲彻底查明上述全部和真实情况，则需要以大比例尺（1：

1000或1：

500）地质填图为主要手段，配合以严谨的地质构造的应力分析和实验，对各种蚀变作用和成矿热流运移方式、方向的研究，以及进行物化探测量和钻探验证后，才能获得最终解决。

4．研究成矿后断层对矿带、矿体的破坏情况，寻找被错移的另一半矿带或矿体

如所周知，在所有沉积矿床特别是煤田地质勘查工作中，都十分重视成矿后断层构造对矿床、矿体（层）的破坏作用。

但据作者体会，在许多内生矿床的勘查和研究中，对成矿后断层构造的重视和研究则较为欠缺，检查其中原委，可能主要是认为内生矿床本身变化较大，在遇到矿体被后期断层破坏时则简单地归结为矿体本身的变化了。

事实上，后期断层的破坏作用还是往往存在的，有时对找矿成果的取得还是有很大影响的，应当引起足够的重视。

作者曾不止一次地听到包括金厂峪、夹皮沟等大型金矿区的人介绍，在开采中常常遇到很宽大的矿脉突然就中断没有了。

推测可能很多情况是矿脉被后期断层错断了，遗憾的是没有及时进行这方面的观察和研究。

前已述及，军屯金矿区中的多条矿脉均在西部被F2断层切断，经观察，该断层主要表现是西盘相对东盘向南错移，估计错距在500米左右，如此，则在该断层以西仍可能会有各矿脉的延续部分（参看图2）。

然而，虽然该矿业已历经多个地质单位不同阶段和程度的勘查，时至今日，却无人注意和提出此事，并布置必要的勘查工作，而是把F2断层看做本矿区的西部边界，可见对成矿后断层破坏作用意识的淡薄。

纪广俭经初步勘查后，认为在F2断层以西仍很可能有金矿脉的延伸和赋存，并具有较大的价值。

只是这些矿脉一方面被掩埋在平原地区的第四系之下而不易被人们发现；二是受F2断层西侧的紧密褶皱带的影响，其产状会变得复杂些了。

但只要肯下工夫，还是可以搞清楚的（详情从略）。