成岩成矿深度构造校正测算和实测

成岩成矿深度的构造校正测算方法,是从测算压力中先消除构造附加静水压力之后再计算上覆岩石厚度,即成岩成矿深度的方法。该方法建筑在对地壳岩石处于固体应力状态的认识之上,采用弹性固体模型代替静止流体模型,比沿袭至今单纯用压力／密度方法得出的深度更符合于实际情况。该文以胶不玲珑－焦家式金矿床为例,介绍了该方法的理论基础和野外地质研究方法－开展变形岩相形迹填图,在室内利用三维变形和古差应力测量,计算差应力时     

胶东大尹格庄金矿田成矿深度构造校正测算

对地壳深度的研究和探索是近年固体地球科学的前沿课题之一,以往很多方法都是将压力换算为上覆岩石重量再换算为深度的。吕古贤（1982,1995,1996）指出不是只有重力可以产生静水压力,构造力也会产生相应的静水压力,并称后者为“构造附加静水压力”。基于这一理论进展,吕古贤等（1997）建立了“成岩成矿深度的构造校正测算方法”。利用这一方法,本文在大尹格庄金矿田构造蚀变岩显微构造研究和相关应力测算的基础上,对其成矿深度进行了构造校正测算。     

胶东金矿成矿深度的构造校正测算及成矿预测

成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。     

含柯石英榴辉岩开矿深度的构造校正测算

应用透射电子显微镜（ＴＥＭ）对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究,结果表明在强塑性变形的三类岩石中,石榴子石的超微构造特征存在明显差异。在含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度比角闪岩中的低。修正石榴子石材料系数α为０．２５,用石榴子石位错密度估算了相对差异应力值,并讨论了在超高奢榴辉岩形成和退变质过程中各阶段的变质条件。根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴     

含柯石英榴辉岩形成深度的构造校正测算

应用透射电子显微镜(TEM)对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究,结果表明在强塑性变形的三类岩石中,石榴子石的超微构造特征存在明显差异。在含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度比角闪岩中的低。修正石榴子石材料系数α为0.25,用石榴子石位错密度估算了相对差异应力值,并讨论了在超高压榴辉岩形成和退变质过程中各阶段的变质条件。根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴子石的变形测量,恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值P_S,从柯石英相的转变压力P中减去构造附加静水压力值P_S后,利用单纯由重力引起的静水压力值P_G换算上覆岩石的重力和厚度,获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度仅为 ≥ 32.09~32.11km.因此提出,该含柯石英榴辉岩是在这一地壳深处(或稍深一些)受强烈构造作用形成的新认识。同位素资料分析表明,大别地区榴辉岩系地壳成因,这对于榴辉岩是壳内产物的认识提供了进一步证据。      

构造动力成岩成矿和构造物理化学研究

动力成岩成矿"的理论是地质力学构造控岩控矿研究方面的重要进展,是上世纪70-80年代初,在构造地球化学领域关于应力矿物、岩石变形-变质关系、构造控矿等研究基础上提出的。应用动力成岩成矿载体的"构造岩相带",在新疆沙尔托海铬铁矿开展深部找矿取得重大突破。后续研究,从"动力成岩成矿"阶段,发展到现今的"构造物理化学"阶段。基于固体力学原理,研究认为变形岩石由偏应力场引起,偏应力场可分为差应力状态和各向等正应力状态两个部分,后者被命名为"构造附加静水压力"。"构造附加静水压力"不仅能引起岩石体积变化,也能影响其中化学平衡,是一个物理化学变量。结合胶东金矿的长期研究发现,元素地球化学分布是化学平衡的结果,物理化学环境才是化学作用的原因,提出"构造力改变压力温度等条件影响化学平衡"的认识。创建"成矿深度构造校正"方法,预测胶东金矿深部"第二富集带"得到证实,促进胶东从危机矿山重灾区转而成为全球第三大金矿区。经过40多年的理论研究、地质调查和找矿实践,构造物理化学取得显著进展,1996年地质力学专业委员会设立"构造物理化学专业学组"。2018年,中国地球物理学会成立"构造物理化学专业委员会"。     

显微构造研究在新城金矿成矿深度测算中的应用

以山东新城金矿为例,探讨了显微构造研究在构造类型及期次判别、构造变形测量、构造差应力换算以及成矿深度测算中的应用,并首次测算出新城金矿- 530 m中段的成矿深度为1781.29 m.     

构造物理化学研究的一个重要问题——“构造附加静水压力”及其应用

用有限元模型数学模拟实验证实,处在挤压变形带、剪切变形带到引张变形带（及地域）中岩石所承受的构造附加静水压力有逐次变小的规律性。指出,构造静水压力梯度是流体及油气长距离水平运移的主要原因;建立岩石矿床形成深度的构造校正测算方法,得出胶东“玲珑－焦家式”金矿成矿深度仅3km左右、大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度≥32km;逐步形成构造通过影响物理化学环境的方式影响成岩成矿地球化学过程,即构造物理化学成矿的新认识,探讨应用化学场结构与界面成矿的分析方法,实测重建玲珑金矿田阜山矿区成矿构造物理化学参量分布场,提出参量在场强高值区与低值区转化过渡区带（及阶段）有利成矿,并预测了未知区隐伏矿床。     

江西金山金矿成矿深度研究

构造附加静水压力的研究是构造物理化学研究的重要内容。本文运用构造物理化学的基 本理论，研究了江西金山金矿赋矿韧性剪切带的构造附加静水压力，测算了金山金矿的成矿深度。 研究表明，金山金矿的成矿深度在 ３１００～４３００ｍ左右，这对进一步在该区的找矿勘查工作具有 指导意义。     

“构造附加静水压力”及其应用

提出地壳任一点静水压力部分是由重力所附加的静水压力和由构造作用力所附加的静水压力叠合而成的。处在挤压变形带、剪切变形带到引张变形带（及地域）中岩石所承受的构造附加静水压力有逐次变小的规律性。构造叠加致使同一地壳深度的水平面上静水压力值不相等,这种压力梯度是流体及油气长距离水平运移的主要原因。建立岩石矿床形成深度的构造校正测算方法,并提出构造物理化学成矿的新认识。     

金矿成矿过程中构造应力场转变与热液浓缩-稀释作用

在大量野外地质观测和室内测试分析研究基础上 ,进一步证实热液金矿工业矿化富集大多数是在构造应力较为张弛的环境下形成的。构造变形岩相形迹的大比例尺填图及测量分析表明 ,热液金矿成矿早期的热液蚀变矿化作用是在压剪性构造背景之下进行的 ,而主要工业矿化与张剪破裂即引张构造有着密切的联系 ,两个阶段的构造应力场有近乎于正交的转化。岩石矿物及流体地球化学的系统分析发现 ,几乎所有的大中型热液矿床中都在热液蚀变基础上伴随强烈的成矿流体浓缩作用 ,初始浓度较稀薄的含矿流体 ,通过水岩反应生成富水矿物的交代带 ,使热液中的自由水大规模缩减 ,并且 ,其自由水通过与C、S等组分的反应也被大量地消耗 ,流体的减压沸腾也极大促进成矿热液中自由水的减少 ,从而使残余流体中金属浓度增高 ,水岩系统中流体的浓缩即时与构造应力场转化为引张作用耦合 ,引起新的流体加入 ,随后的稀释作用形成金属硫化物的沉淀。