幔枝构造及其控矿断裂系统

幔枝构造是地幔热柱多级演化的第三级构造单元，是地幔热柱在地壳上的综合表现形式，一般由核部岩浆-变质杂岩、外围盖层拆离滑脱层、上叠断陷火山-沉积盆地等三个单元组成。各单元叉发育独特的断裂构造体系，核部岩浆-变质杂岩中往往发育轴部韧性剪切带、脆性叠加剪切带、岩体侵位构造等；外围拆离层发育主拆离滑脱带、次级拆离滑脱带、反向铲状断裂、横张断裂等；上叠断陷火山-沉积盆地中发育裂陷构造、与次火山机构相关的环状断裂、放射状断裂等。它们不仅是幔枝构造的鉴定标志，也是沿地幔热柱-亚热柱向上迁移的深源成矿气-液体的储集场所，往往成为很好的成矿控矿构造。     

中国南方碳酸盐岩系层滑断裂控矿和成矿研究

碳酸盐岩系层滑断裂在中国南方古生代地层中广泛分布,是一种重要的控矿和成矿构造。厘定碳酸盐岩系层滑断裂的基本类型、形成机理和控矿作用对相关矿床的找矿具有重要意义。基于层滑断裂所属含矿岩系的岩性组合、构造样式及其与主干断裂的相互关系,初步将层滑断裂划分为4种基本类型,即碳酸盐岩与泥页岩界面+层滑断裂复合型,平行不整合面+层滑断裂复合型,逆冲推覆构造台阶式断层断坡+断坪复合型和陡倾斜主干断层+旁侧缓倾斜层滑断裂复合型,分别总结了不同类型层滑断裂的控矿特征,并列举其典型的矿床实例,讨论了层滑断裂的控矿作用和成矿作用,将层滑断裂的形成过程归纳为层间滑动、层滑断层、叠加断层3个阶段。     

滇东北矿集区云南富乐厂铅锌矿区断裂构造控矿特征及其与成矿的关系

云南富乐厂铅锌矿床是滇东北矿集区东南部的典型矿床之一。在矿区进行大比例尺构造填图的基础上,运用构造成矿动力学的理论和方法,筛选典型断裂构造进行力学性质的鉴定,对不同期次、不同方向的断裂特征进行了系统阐述,初步划分了构造期次,总结了构造体系。认为该区断裂经历了晋宁期-澄江期近东西向的挤压作用,印支期-燕山早期北西-南东向挤压作用及后期燕山中晚期-喜马拉雅期的北东-南西向挤压作用的过程。晋宁-澄江期构造作用为该区成矿提供了有利的地质背景,印支期-燕山早期为该矿成矿主期,北东向压扭性断裂和北西向的扭张性断裂使得流体充填、富集成矿;后期近东西向的扭性断裂为破矿构造。通过矿区构造与成矿关系的研究,为隐伏矿预测与深部勘查提供了依据。     

断裂构造发育过程与控矿构造形成演化——以邹家山铀矿床为例

热液脉状矿床主要受断裂控制,控制矿脉就位的含矿(赋矿)构造绝大多数是规模比较小的次级断裂或裂隙,而主干断裂普遍被认为是导矿构造或配(运)矿构造,但往往不含矿,甚至没有一点与矿化有关的蚀变痕迹、或成矿流体经过的痕迹。从岩石力学破裂准则看,是最先形成有微孔隙或缺陷存在的微破裂,微破裂逐渐扩展形成小断裂,最后贯通形成主断裂;相关模拟实验也证实存在基底断裂的情况下,盖层破裂的发育过程是最先出现R裂隙、其次是P裂隙、再是D裂隙,最后贯通成具辫状结构的主断裂带。邹家山铀矿床含矿构造是在"X"剪节理基础上发展起来并经持续(递进)变形而形成的"弧形断层面夹透镜状岩块"组合,控制矿带或矿体群的构造是北东东走向、倾向北北西中偏缓倾角、具有左行正断的隐性断裂带。含矿裂隙经历初成、成型和成矿三个阶段演化,成矿后经历邹家山-石洞主断裂贯通和隆升剥露两个阶段演化,最终形成目前的保存状态。     

熊耳山—外方山矿集区中生代Au-Mo成矿系统

熊耳山—外方山矿集区位于秦岭造山带之华北板块南缘,经历了复杂的碰撞造山过程,成矿时间跨度大,成矿强度高,成矿作用多样。复合造山过程和相应的成矿作用已被深入研究,但成矿系统的划分和叠加成矿作用尚需研究。本文将熊耳山—外方山矿集区发育的Au-Mo矿床划分为造山型Mo矿床、斑岩型Mo矿床、岩浆热液脉型Mo矿床、造山型Au矿床和岩浆热液型Au矿床5个类型,对应5种成矿系统：(1)造山型Mo矿床形成于250~227 Ma的同碰撞环境和227~194 Ma的后碰撞环境,为变质热液萃取壳源Mo成矿;(2)斑岩型Mo矿床形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~116 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带幔源或壳源Mo成矿;(3)岩浆热液脉型Mo矿床形成于227~194 Ma的后碰撞环境,为岩浆热液携带幔源Mo成矿;(4)造山型Au矿床在三叠纪发生了预富集作用,主要形成于163~135 Ma的洋陆俯冲环境和135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为变质热液萃取壳源Au成矿;(5)岩浆热液型Au矿床仅形成于135~103 Ma的岩石圈减薄环境,为岩浆热液携带壳源Au成矿。矿集区主要存在两种叠加成矿作用,即不同构造背景下多种成矿系统的叠加和同一构造背景下不同成矿系统的叠加。     

胶东三山岛断裂构造蚀变岩三维控矿规律研究与海域超大型金矿的发现

三山岛北部海域金矿床位于胶东西北部三山岛成矿带之内,为一严格受断裂构造控制的超大型破碎带蚀变岩型金矿床。该次找矿预测并获重大突破的预测依据如下：(1)三山岛断裂蚀变矿化带,受NNE和NEE两组方向的区域构造控制,复合叠加呈“N”字形分布。陆上断裂蚀变矿化带接近海域,并没有间断,推测在三山岛北部延伸至海区。(2)焦家和三山岛两断裂蚀变矿化带,具有统一的三维控岩控矿规律。焦家断裂蚀变金矿带向西倾斜,控矿构造和矿化富集程度显示阶梯状分布,其中矿体向南西侧伏,矿体在剖面上呈左行右列式分布;而三山岛断裂蚀变金矿带向东倾斜,其中矿体向NE侧伏,矿体在剖面上呈右行左列式分布。依据陆内构造控岩控矿规律预测海域未知矿体的分布规律,获得了良好的验证。(3)三山岛金矿到焦家金矿的勘探剖面显示,两个控矿构造岩相带倾向相反,但是都在下盘花岗岩区段集中交代蚀变成矿。这一认识为确定深部成矿靶区提供了准确的地质依据。(4)地球物理勘查结果显示,三山岛矿带的重力和磁力异常指出沿“N”字形构造从陆地向海区延伸,这成为预测的重要依据。总之,三山岛北部海域金矿床目前业已取得找矿重大突破。矿床为焦家式破碎蚀变岩型金矿,属中生代燕山晚期岩浆热液脉型矿床,其深部及外围仍具有良好的找矿前景。     

陕西杨斜—丰北河地区金钨矿控脉(矿)断裂构造特征及演化与成矿关系分析

杨斜—丰北河地区金钨矿严格受断裂构造控制,控脉(矿)断裂分别表现为扭张性,扭性和压扭性特征,经历了多次动定转化。它们与区域性北东、北西西向断裂及深大断裂相互串接,共同组成区内控矿构造网络。进入印支成矿期,由于区域多应力场的转换叠加、岩浆活动,在区内出现对扭力隅方向的频繁交替变化,从而导致各级断裂力学性质的转化,是矿液形成、运移和成矿的决定因素。     

统一应力场中基底断裂对盖层复杂断块变形的影响——来自砂箱实验的启示

基底先存断裂的活动会对其盖层岩层的变形起到较大的影响,尤其当应力直接作用于基底时更是对变形起到了控制作用。通过一系列的砂箱实验模拟分析了在统一的构造应力场中,当深部的基底断裂作平移滑动时盖层断块的被动变形情况:当其具有伸展分量时,会形成一个近对称的走滑 伸展裂谷形态,当具有挤压分量时,会形成以逆冲走滑断裂为边界的对称的局部挠曲隆起;同时在剖面上会形成典型的走滑构造特征,变形区域的大小与伸展或挤压分量的大小有关。先存的盖层断块受到基底作用力时,除内部变形本身还会发生旋转,形成局部的拉伸和挤压区;当一个地区的基底断裂多次活动甚至发生反转时,就会使地表形成特别复杂的构造现象;郯庐断裂带中段的埕岛-垦东潜山构造带的变形是一个典型的走滑基底控制的情况,实验结果证明基底的走滑反转变形造成这些断块的旋扭,盖层的非完全反转形成了剖面上的“复式花状构造”。     

山东沂南金矿田成矿构造系统和构造控矿规律

通过成矿构造研究并辅以多种找矿手段综合分析,以期取得危机矿山找矿的新突破。通过矿区构造地质调查、构造地球化学测量、构造蚀变带填图和以往勘探资料系统整理编图,厘定了沂南金矿田区域性断裂构造(入字型构造)与岩体侵位构造(仌字型构造)复合成矿构造系统,阐述了复合成矿构造系统的基本要素、特征和控矿作用,系统地总结了矿田构造控矿规律。提出:由金场岩体、铜井岩体、银山庄岩体构成了门字形的区隔化空间,控制了金场矿区和铜井矿区富矿段的产出;中酸性岩柱、岩颈及近接触带的寒武系和新元古界多层次的层间滑动带和岩床构造,控制了多层次金铜矿体的产出,但在远离接触带的部位,高角度次级的NNE、NWW-NW向断裂,控制了构造蚀变岩型的金铜矿体;堆金山矿段不是典型的斑岩型金矿,而是产在玢岩体中受NWW-NW向断裂控制的构造蚀变岩型金矿;土门群和泰山群不整合面亦是重要的控矿界面,值得下一步找矿的重视;矿田矿化深度东深西浅,南深北浅,与基底泰山群顶界的埋深具有明显相关性。     

柴北缘—东昆仑地区造山型金矿床的三级控矿构造系统

不同等级体制的构造分别控制了柴北缘—东昆仑地区造山型金矿的区域、矿化集中区以及矿床和矿体的分布和产出。在一个次级大地构造单元或成矿带内,造山型金矿大多产于构造边界和/或深大断裂旁侧(即造山带构造边界和/或深大断裂是柴北缘—东昆仑地区造山型金矿的第一级控制构造)。发育在上述深断裂旁侧的大型剪切带,控制了矿化集中区或矿田范围内金化探异常和造山型金矿床的分布和产出,是柴北缘—东昆仑地区造山型金矿的第二级控制构造。上述大型剪切带派生的褶皱和断裂系统,是造山型金矿床的第三级控矿构造,它们控制了矿体的分布和产出,滩间山、大场金矿床是褶皱控矿的良好例证,而五龙沟金矿床则是与剪切带伴生的断裂-裂隙系统控矿的典型实例。相比之下,受控于褶皱的金矿床中矿体规模较大、空间上变化较小。上述造山带构造边界和/或深大断裂、大型剪切带和大型剪切带派生的褶皱和断裂系统主要是区域加里东和晚华力西—印支碰撞造山作用的产物,它们具有大致相同或互相联系的几何学、运动学和年代学特征,后者通常是前者的派生、低序次构造。因此,这3个不同级别的构造,构成了柴北缘—东昆仑地区造山型金矿床的控矿构造系统。     

松辽盆地朝阳沟油田储层裂缝发育特征及控制因素

裂缝是朝阳沟油田储层的有效储集空间和主要渗流通道,其复杂分布严重影响该油田的开发生产。通过区域构造研究与岩心构造解析,结合地表露头和薄片观察,分析了区内裂缝的发育特征、成因机制及控制因素。该储层主要发育近SN向、近EW向、NW向和NE向4组构造裂缝,裂缝以低角度裂缝为主,主要包括挤压褶皱作用下形成的顺层滑脱裂缝和与逆冲挤压作用有关的低角度剪切裂缝,高角度裂缝主要包括扩张裂缝和中高角度斜缝。裂缝的充填及含油性表明它们大部分为有效缝,并反映在地层条件下的储渗作用。明水组沉积末期的反转构造期是裂缝的主要形成时期,主要形成近SN向和近EW向构造裂缝。裂缝的发育程度受岩性、层厚、断层、褶皱、深度等因素的控制,不同岩性,裂缝发育程度也不同;裂缝的平均间距与裂隙化的岩层厚度呈较好的线性相关关系;绝大多数构造裂缝与断层作用相关;褶皱的不同形成阶段发育不同类型的裂缝;随深度增加,裂缝发育程度明显降低。     

不同荷载作用下拉破裂的声发射特征研究

采用类岩石材料研究了不同加载条件下的张拉裂纹的破裂过程,并利用声发射(AE)测试技术分析了劈拉试样和三点弯曲试样在断裂过程中裂纹的萌生、起裂、扩展和破裂全过程的声发射特征。试验结果表明,声发射的阶段性突发特征反映了张拉裂纹阶段性扩展的力学机制。但是,在不同的加载条件下,张拉破裂的声发射特征有所差异：在弯拉应力作用下,试样拉破裂的声发射特征表现可分为声发射数的渐进增长、快速增长、突发式增长和逐渐下降4个阶段;而在劈拉应力作用下,试样破裂的声发射特征可分为声发射数缓慢增长、声发射数突发和声发射数的稳定发展3个阶段。在弯拉应力作用下,裂纹的萌生和聚集阶段的声发射特征明显,但在劈拉应力作用下几乎观察不到其声发射特征变化。不同破裂模式下的声发射特征值得进一步研究。     

矿床形成深度与深部成矿预测

摘要：阐述了不同类型内生矿床的成矿深度和金属沉淀的垂直范围。热液成矿作用的深度下限可以下降到10000～12000m。不同类型矿床的成矿深度范围与成矿时的具体地质构造特征有关,且有很大的变化空间。金属矿床的形成深度受成矿母岩岩浆侵位深度的约束,而岩浆侵位的深度又与岩浆中挥发组分的数量、流体释放的时间、成矿元素的矿物/熔体和溶液/熔体分配系数等因素有关。据此可以解释斑岩铜－（钼）、斑岩钼-(铜)和斑岩钨矿床形成深度的差异。地温梯度和多孔岩石的渗透率也与成矿深度有关。CO2等挥发组分的溶解度对压力非常敏感,因此流体包裹体地质压力计对于成矿深度的确定有重要的应用价值。在开展深部成矿预测和找矿时,探寻隐伏岩体顶上带或岩钟是寻找深部与花岗岩有关的多金属矿床的捷径之一。     

泌阳凹陷安棚油田核三段储层裂缝成因、期次及分布研究

根据定向取心、成像测井、常规岩心及薄片资料对安棚油田核三段储层天然裂缝特征进行分析的基础上,通过对20个裂缝充填物的稳定同位素测定,5组样品的声发射实验,结合岩心裂缝特征、地质构造历史等,确定出核三段地层中裂缝为区域性裂缝,以垂直或高角度张性缝为主,成组出现,产状稳定,不受局部鼻状构造控制,确定出裂缝有4个破裂期,主要破裂期为第二期。从岩石力学性质、刚性岩石分布情况和岩(砂)层厚度、构造应力场强度等方面入手,系统地讨论了控制裂缝发育的地质因素。区域应力场强度与裂缝发育程度有密切关系,是影响裂缝发育的主要外因,而岩性、岩石密度和厚度是影响裂缝发育的主要内因。采用构造滤波法、应力场模拟法、主曲率法对研究区Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ油组的平面裂缝分布进行了预测和评价。     

基于深层土壤数据的多维分形成矿异常识别研究 ——以铜陵矿集区Cu元素为例

以铜陵矿集区Cu元素为例,开展基于深层土壤数据的多维分形成矿异常识别研究。结果表明,在土壤采样密度相对较低、元素含量空间分布差异不大的情况下,多维分形克里格插值法较普通克里格插值法对于成矿异常的识别具有极大的优势。对于铜陵矿集区这类矿床开采、开发程度已较高,表层土壤元素分布主要受控于外源污染的老矿集区,基于深层土壤样品数据的多维分形克里格方法可以有效地进行成矿异常识别,服务于老矿集区的深部、外围隐伏矿床找矿。而对于空白研究区,无论是基于深层土壤数据还是表层土壤数据,多维分形克里格方法应同样有效。多维分形方法下土壤元素成矿预测的异常下限值确定尚无标准,文中采用元素含量 矿床数目累积频率的计算方法,基于该方法提取的成矿异常区域较好地识别出了绝大多数已知矿床,同时识别出了值得作进一步异常查证的空白异常区域。     

基底先存构造对裂陷盆地断层形成和演化的控制作用规律

针对基底先存构造对裂陷盆地断层控制作用研究中存在的问题,应用脆性断裂新理论--“不协调性准则”来阐述、分析裂陷盆地基底先存构造控制断层形成和演化的力学机理,确定基底先存构造活动性的变化规律,探讨并初步确定基底先存构造对裂陷盆地断层形成和演化的控制作用具有如下规律: (1)先存构造(特别是先存断裂)优先活动,这是基底先存构造能控制沉积盆地断层形成和演化的根本原因。(2)先存构造对盆地断层控制作用的强度决定于其活动性,它由先存构造的产状、力学性质和应力状态决定,可以用先存构造活动性系数(fAS)来定量描述。(3)受基底先存断裂控制的断层发育的位置和延伸方向(走向)、形成次序、继承性特征,以及分布规模等都表现出显著的规律性。(4)与伸展方向垂直,且与σ1夹角为45°-(/2)的基底先存断裂对断层的控制作用最强;随着走向与伸展方向的夹角α逐渐变小,以及倾角偏离45°+(/2),对断层的控制作用就逐渐减小。(5)基底先存断裂的规模越大,对断层的控制作用就越强;受大规模基底先存断裂控制的断层往往构成裂陷盆地的构造格架。(6)随着薄弱带抗剪强度的减小,基底先存薄弱带发生破裂的可能性不断增大,对断层的控制作用不断增强;而相对基底先存断裂而言,其影响程度则相对偏弱。上述认识可以为裂陷盆地地震资料的构造解释提供理论模型,为裂陷盆地断裂系统的形成和演化的深入研究提供理论指导。