韧性剪切带内流体作用的研究

韧性剪切带内的流体作用是一种复杂的构造物理化学过程和力学－化学的耦合过程。它不仅影响着岩石的变形机制,促进变形构造的发生和发展,而且影响着岩石的矿物组成及化学成分的变化。本文在综合评价现有研究成果的基础上认为,岩石的成分变异和体积变化是韧性前切带内流体作用研究的主要内容,韧性剪切带内构造－流体演化历史,构造物理化学、岩石应变模式及其特征的研究是今后韧性剪切带内流体作用研究的发展方向和前沿领域。     

东天山脆—韧性变形转换带与金矿带

东天山脆－韧性变形转换带是该地区一条重要的构造变形带，该带近EW向波状延伸，长600km，宽10－20km，分为南北两个子带。独特的构造背景，使其成为东天山金成矿带的主体部分。脆－韧性转换变形是与区域性韧性剪切带密切相关的一类构造现象，其过程是一个动力学过程，变形转换过程中的一系列动力学行为，是带内成矿流体活动的主导因素，成矿流体的活动又促进了岩石矿物变质、变形作用，因此脆－韧性变形转换带具有极其重要的成矿意义。     

热液金矿床控矿断裂性质与成矿流体的物理化学

热液金矿床的成矿物理化学条件与控矿断裂构造环境有着密切联系。作者对比了不同构造环境（小秦岭、焦家、玲珑和太白金矿）流体包裹体物理化学参数特征,表明韧性剪切带环境中的金矿成矿流体压力大、ＣＯ２／Ｈ２Ｏ数值也高。不同构造环境中流体Ｋ＋／Ｎａ＋、Ｆ－／Ｃｌ－的差别不仅与容矿岩石化学特征有关,也与构造应力作用有关,同一矿田内,甚至同一断裂带内,因所处构造部位不同,成矿流体压力也不同,致使其他物理化学参数的系统变化,这对地质找矿具有实际意义。     

含金剪切带蚀变特征及其与金成矿的关系——以新疆天格尔金矿带为例

含金剪切带剪切变形过程中构造、流体-岩石相互作用导致系统内组分的迁移和再分配，这些过程控制着含金剪切带内蚀变特征及其金的成矿作用。在含金剪切带脆-韧性变形域内，成矿层次从深到浅矿石类型由蚀变糜棱岩型向石英脉型过渡，矿床成因类型由韧性剪切带型向蚀变破碎带型过渡，是主期剪切成岩成矿过程中不同时空演化阶段的产物。     

构造-流体-成矿体系的耦合动力学:以湘西金矿为例

热液矿床特别是脉状金矿床受构造的控制明显。主要产于断层、剪切带中或其附近。构造变形在增高岩石渗透率、驱动流体流动汇聚和控制金的成矿过程中起了重要作用。同时,流体可以促进岩石构造变形,流体流动与矿物沉淀可堵塞流动通道而影响成矿的寿命。因此,近年来人们开始将构造变形、流体流动和成矿作用作为一个统一的体系,研究它们之间的相互作用和耦合关系。     

论韧性剪切带研究及其地质意义

系统研究韧性剪切带变形岩在天然强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序、微量元素迁移的动力控制、稀土元素配分变化和变形矿物晶体化学变异的应力制约等构成了当代韧性剪切带研究的前沿课题,也是当前糜棱岩岩石地球化学研究难点和精华所在。其研究成果将对动力成岩（成矿）机理的认识有重要的突破,具有重要的理论意义和潜在应用价值。对韧性剪切带及其变形岩石的研究现状和研究意义进行系统的综述,提出了未来韧性剪切带及其糜棱岩的研究方向和目标: ①系统研究糜棱岩中主要造岩矿物组合及其变形特征,计算剪切变形岩石的应力—应变参数,搞清韧性剪切带所处的应力应变环境;②系统研究韧性剪切带岩石在天然分强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序问题;③系统研究剪切变形作用过程中岩石化学组成的微量和稀土元素变化,讨论强变形条件下岩石中微量元素活化和迁移规律,深入探讨微量元素迁移的动力控制,包括稀土元素配分变化的应力制约以及应变矿物晶格化学变化行为及其对其寄主的变形岩石元素（组分）在应变过程中迁移变化的制约和影响;④从理论上探讨天然强剪切应变条件下岩石中组分活化、转移与应力（应变）的因果联系,为深入探讨韧性剪切带动力成岩（成矿）作用提供理论的科学依据,为探讨中、下地壳中韧性剪切带的形成和演化提供科学依据（如韧性剪切带金的富集）,同时为韧性剪切变形作用条件下成岩、成矿地球化学作用提供理论和实验依据;⑤现代分析技术如激光同位素原位分析以及激光ICP MASS分析技术对研究变形域内的岩石（矿物）的元素和同位素的活化迁移规律,对深刻揭示糜棱岩化过程中的元素活化迁移机制提供更高质量的地球化学证据具有重要的作用。     

海南二甲金矿的动力变形成矿作用及构造地球化学模拟实验研究

海南二甲金矿是一个与戈枕韧性剪切带活动明显相关的金矿床。利用构造地球化学方法和构造地球化学模拟试验 ,研究了戈枕韧性剪切活动与金成矿的关系 ,结果显示 :动力变形作用不仅导致混合岩发生明显的糜棱岩化 ,而且使矿物成分、化学成分发生明显变化 ,同时伴随着一定的构造岩流体活动。动力变形中岩石的变形机制可发现有多种 ,其中以恢复作用比较有利于糜棱岩中金的富集 ;由动态重结晶石英颗粒统计的差异古应力显示变形强度与Au富集有显著的正相关性 ,相关系数达 +0 .5 92 8。动力变形不同阶段形成的石英矿物其微量元素含量明显不同 ,石英中流体包裹体的成分也有明显的差异 ,反映出不同动力变形阶段流体活动的差异性与金富集密切相关。构造地球化学模拟试验表明 ,变形作用不仅导致岩石组构的变化 ,形成微型剪切带、碎粒流带等流动构造 ,而且伴随有明显的流体活动。这些过程与压溶作用密切相关 ;另外 ,动力作用中伴随着金的沉淀、富集 ,这其中Si、Fe组分起了重要的作用。     

剪切带的流体－岩石相互作用

作为大陆岩石圈中的应变局部化带，剪切带中一般都渗透着大量流体。流体的来源与剪切带所处的构造背景、流变域和水文条件有关，而剪切带中流体的流动则受岩石的渗透率、孔隙度、孔隙性质、流体的扩散和渗透能力、环境的温压条件、应力或载荷的梯度等因素所制约。剪切带中流体的成分、通量及赋存状态或流动方式，直接影响着岩石的流变。由应变局部化及力学失稳所引起的化学不平衡和由流体与岩石的相互作用，使剪切带岩石的矿物成分和化学成分发生调整，其变异程度取决于原岩的性质、剪切的温压条件和流体的成分及通量等。由于流体的渗透流动和流体与岩石的相互作用使剪切带的体积有所变化，体积变化过程是一种自组织行为。较大的体积亏损，意味着剪切带中渗透过大量的流体，这对剪切带的流变行为、化学行为和成矿作用都有深刻的影响。     

剪切带的流体－岩石相互作用

作为大陆岩石圈中的应变局部化带，剪切带中一般都渗透着大量流体。流体的来源与剪切带所处的构造背景、流变域和水文条件有关，而剪切带中流体的流动则受岩石的渗透率、孔隙度、孔隙性质、流体的扩散和渗透能力、环境的温压条件、应力或载荷的梯度等因素所制约。剪切带中流体的成分、通量及赋存状态或流动方式，直接影响着岩石的流变。由应变局部化及力学失稳所引起的化学不平衡和由流体与岩石的相互作用，使剪切带岩石的矿物成分和化学成分发生调整，其变异程度取决于原岩的性质、剪切的温压条件和流体的成分及通量等。由于流体的渗透流动和流体与岩石的相互作用使剪切带的体积有所变化，体积变化过程是一种自组织行为。较大的体积亏损，意味着剪切带中渗透过大量的流体，这对剪切带的流变行为、化学行为和成矿作用都有深刻的影响。     

剪切带构造-流体-成矿系统动力学模拟

剪切带构造成矿系统动力学模拟可以定量,并能展示成矿系统时空结构与发展,从而揭示其本质。可从质量平衡、输运反应耦合、转换界面成矿和动力分形弥散等四个方面对剪切带构造成矿系统动力学进行理论分析与数值模拟。质量平衡分析指出：（１）剪切蚀变作用过程中,各种物质组分发生了不同程度的迁移;（２）体积应变为增加型,金矿床定位于剪切带的扩容带中;（３）存在较大的流体与岩石比值,金矿体定位于流体流量最大部位。耦合成矿动力学模拟表明：（１）金属硫化物成矿作用发生于剪压构造变形岩相向剪张构造变形岩相转换的时空界面;（２）其决定因素是成矿元素的地球化学特性及成矿流体的特征和性状;（３）岩浆侵入后,形成以岩体为中心的温度梯度带,是热液成矿作用的主要动力之一;（４）成矿流体的流速可以促进混合热液的生长,剪切破碎带是强烈输运反应耦合成矿的有利场所。动力弥散作用过程理论分析与计算机模拟指出：（１）点源淀积弥散机制,Ｃ＝Ａρｖ２ｄｘｄｙｄｔｅ－ｋｒ／［２π（ｈ２－ｖ２ｔ）ｄｌ］;（２）分形弥散度,αｍ＝ｘｓ２Ｄ－１σ２（εｃ１－Ｄ）／２;（３）剪切带构造成矿系统是自相似的变形变质系统,在动力系统作用下,矿源系统与输运系统耦合,弥散作用发生;?     

剪切蚀变与物质迁移及金的富集——以胶东矿集区为例

运用定量计算和计算机模拟与传统地质学相结合的方法, 研究胶东矿集区中剪切构造变形和围岩蚀变与物质迁移及金矿富集的相互关系.结果表明, 在剪切-蚀变作用过程中, 各种物质组分发生了不同程度的迁移, 存在较大的流体/岩石比值, 体积应变为增加型.成矿作用发生的最主要原因是剪切挤压-拉张构造作用引起的成矿元素活化→运移→富集.成矿早期, 形成以包体金为主的贫矿石; 成矿晚期, 形成含裂隙金和多金属细脉的富矿石.      

韧性剪切带型金矿三阶段构造成矿模式——以广东河台金矿床为例

基于对粤西河台韧性剪切带型金矿的构造解析,本文提出了韧性剪切带型金矿成矿的一种新构造模式,即:在大型韧性剪切带运动指向的前锋,当扩展弱化而出现分支糜棱岩带时,就会在韧性剪切带中出现由强变形带包绕的构造透镜体弱变形域。由于透镜体域中央岩石处于脆性环境,在变形分解过程中,强变形带中含金流体会通过岩石中的微破裂渗透到相对低压的弱变形构造透镜体域中央,并通过构造泵吸机制在其中产生周期性的液压致裂与裂开‒愈合,这为在韧性剪切阶段活动的金提供了一个理想的沉淀场所。上述构造机制很好地解释了河台金矿床中透镜状特富矿体的成因。河台含金韧性剪切带在韧性、韧‒脆性及脆性阶段在同位空间并列与叠加了不同类型金矿体,从早到晚分别形成细脉‒浸染型、石英脉型与破碎带蚀变岩型金矿体。河台韧性剪切带群为粤西深层次逆冲推覆构造前缘陡坡带的分支糜棱岩带,其韧性剪切阶段为左旋平‒逆剪切,韧‒脆性与脆性阶段转变为右旋平‒逆剪切,并依此讨论了金矿体的侧伏规律及隐伏矿体的预测方向。     

南秦岭汉阴北部金矿田长沟金矿区控矿构造解析

南秦岭汉阴北部金矿田含矿岩系主要是志留系梅子垭岩组中浅变质岩层，该套地层经历了中生代的构造变形，复杂多样，其中发育的脆-韧性剪切带成为梅子垭岩组发育蚀变岩型金矿富集的良好场所。通过对汉阴北部金矿田近年新发现的长沟金矿区及周邻区带成矿地质背景、控矿构造特征等进行解析研究，结合以往资料，总结汉阴北部金矿田该类型金矿床的控矿构造特征和成矿规律，初步探讨长沟金矿床的热液成因类型。研究发现汉阴北部金矿田区发育有五条脆-韧性剪切带，其构造样式、变质作用具多样性和多期性，其中第二期变形与金成矿作用关系密切；长沟金矿区受区域DSZ3(≈RF5)脆-韧性剪切带及多期构造置换中的S₂面理控制，控矿构造样式具有斜列排布特征。含矿流体包裹体研究认为其在低—中温热液环境形成，主要是在退变质作用下易于在局部两种岩性差异界面附近、片理面之间薄弱变形带、密集剪切节理带或劈理化带等有利构造部位含金热液发生富集成矿。因此，脆-韧性剪切带及其多期面理置换与密集片理、剪切节理带及热液蚀变岩是主要的控矿构造类型。进一步的找矿预测工作主要应该紧抓其脆-韧性剪切带的走向延伸和倾向延深，更应重视侧向斜列富集规律。      

锡矿山锑矿有限应变及其与成矿关系的初步分析

锡矿山锑矿田,从岩石有限应变及矿化特征反映出来的构造阶段性,是完全一致的。矿田构造,主要是简单剪切递进变形的结果,构造变形与成矿作用同步。剪切应力,是成矿的主要动力来源,各剪切变形阶段,均有矿液的迁移、叠加和富集。剪应变强度与成矿呈正相关关系。据此,本文提出了在F_(75)与Fx断裂之间,剪切带南、北两端延伸方向及其深部进一步找矿的建议。     

脉状金矿成矿控矿构造的研究进展

综述了国内外脉状金矿床成矿控矿构造的新近研究成果, 认为脉状金矿床的产出大多与遭受挤压作用所造成的地壳缩短机制有关, 与地壳大规模造山作用过程关系密切,主要产于造山带及其边缘;金元素沉淀的构造部位主要是韧性剪切带中的强变形部位、叠加的韧－脆性和脆性裂隙, 低角度断层既是成矿地球化学界面也是重要赋矿构造;含金成矿流体虽然有多种来源,但构造变形过程中的构造动力分异作用是成矿流体的一种重要成因;成矿流体的运移机制主要受断裂构造控制,高角度逆断层作为阀门引起成矿流体压力的周期性变化, 并导致成矿物质结晶与变形呈同步交替发生;值得进一步深入研究和探讨的问题有金成矿与深部构造的关系、低角度断层的成生演化与金成矿物理化学场耦合关系、构造动力变形作用引发含金热液形成的高温高压成矿实验以及韧性剪切带的四维控矿机制等。