成矿裂隙的成生和充填及其脉动性

成矿裂隙(简称矿裂)和自然界其他事物一样,有它自己发生、发展以至消亡的历史。矿裂与无脉体充填的断裂构造区别在于:它直接表现出来的是矿脉(或岩脉)。矿裂的发展过程可分为三个阶段:成生阶段、张开充填阶段和破坏阶段,各阶段的应力状况和表现形式可以不同。     

脉体充填的力学机制

我们把脉体充填的断裂构造的发生发展过程分为三个阶段:生成阶段、发展阶段和破坏阶段。第一阶段主要地是在水平的挤压应力作用下发生的,一般在(水)平面上形成两组剪性断裂和一组横向张性断裂,而在横剖面上则出现两组纵向压性断裂,有时还见一组张裂。这种立体空间形变特点反映在平面上构成“米”字型。此外,还有其他一些断裂。     

多裂面斜坡滑动面聚类分析

斜坡中通常发育有多种裂面 ,这些裂面能否在滑坡发育过程中形成滑面 ,将取决于裂面所处的应力状态、裂面的性质、形态、发育密集程度等因素。裂面聚类分析就是通过对裂面所处应力状态的分析 ,确定斜坡中存在的多组潜在滑面 ,然后对斜坡中多组裂面进行聚类分析。其基本方法是将所研究的一组样本 (裂隙或潜在滑面 )中的每一个样本看成一类 ,根据样品间相似系数或距离的大小 ,每次将最为相近的合并 ,计算合并后新类与其他类之间的距离 ,再选择最小距离合并 ,最后将一组样本合并成所需要的类 ,确定斜坡中最有可能发育成滑动面的裂面 (或变形带).     

长江中下游成矿带九瑞矿集区叠合断裂系统和叠加成矿作用

通过矿坑和地表勘察并结合区域构造分析,初步阐述九瑞矿集区叠合断裂系统和叠加成矿作用及其相互匹配关系。与矿有关的断裂梳理成海西期陆缘同生断裂,印支期褶皱断裂和燕山晚期负反转断裂三个系统,并以武山铜矿的F1断层对其在三期断裂系统中的交接复合和成矿作用进行了个例描述,综合三个时期的地质勘探和野外及室内观测资料提出一个三阶段的成因模式。即:第一阶段为海西期,此时陆缘伸展、掀斜和裂陷活动引发张性同生断裂,顺层-切层(阶梯状)生长断裂发育。此阶段晚期通过与深构造位的隐伏断裂交接复合可形成海底火山和热液通道,喷流沉积形成层(块)状含铜黄铁矿。第二阶段为印支期,此阶段发育背驼式或叠瓦式构造类型,且逆掩-逆冲构造很可能将第一阶段形成的层状矿体逆向移位上推。第三阶段为燕山晚期,此时发生高角度冲断和区域应力场变更,有利于断裂由压性转为张性,形成负反转构造,断裂扩张,与燕山期岩浆热液有关的成矿溶液上升,再次叠加成矿。     

辽宁白云金矿床成矿构造与成矿结构面特征浅析

白云金矿是辽宁省青城子矿集区大型金矿床之一,文章根据矿山资料及野外详细调查,主要对矿区的成矿构造与成矿结构面进行了梳理。成矿构造主要为成矿期活动的断裂和褶皱,利用侵入其中的含矿岩脉（石英斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩和煌斑岩）确定成矿期断裂主要为近东西向、北西向和北东向断裂,成矿期的褶皱主要为姚家岭—天桥岭—李家堡子倒转向斜,该倒转向斜是青城子一带印支期岩浆活动形成的推覆构造形成;成矿结构面主要分为四种,即侵入岩与围岩接触面、层间断裂面或接触面、围岩断裂或裂隙面和水压致裂结构面,并从力学角度分析了这四种结构面的产生机制。最后,讨论了在强烈的由南向北挤压应力作用下,含矿热液沿不同的张性裂隙侵位形成不同矿体样式。     

构造透镜体中成矿雏形断裂的形成过程

以应力-应变曲线峰值为界,岩石破坏可分为 2个阶段,前阶段发育为雏形断裂,后阶段发育成宏观断裂。雏形断裂是一种特殊的断裂形式,在自然界中少见宏观断裂。与宏观断裂不同的是,雏形断裂既无断层面,又无碎裂岩,仅由小（微）裂隙组成。裂隙通常互不连通,总体具优选方向,且集中成透镜状裂隙群。裂隙群中部裂隙最发育,往边部渐趋消失。透镜状裂隙群之间呈雁列式排布,易发育和保存于构造透镜体弱应变域中。主要变形机制有液压致裂和应力腐蚀。形成前经历过微裂隙闭合、弹性变形和微裂隙生长扩容 3个阶段。以 2个中型金矿床为实例,研究了这一新发现的成矿构造的地质特征,认为变形分解、液压致裂和构造泵吸三者相互耦合,在雏形断裂形成与成矿过程中发挥关键作用。雏形断裂发育阶段可以形成独立的工业矿体。     

含陡缓倾结构面反倾岩坡折断面演化特征的离心试验研究

为研究含陡缓倾结构面的反倾岩坡在自重条件下的折断面演化特征,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,通过在坡体内不同部位预置切割岩层的非贯通裂缝开展离心模型试验,模拟反倾岩坡在自重条件下的折断面演化特征。研究表明：（1）含陡缓倾结构面的反倾岩坡破坏以折断面的形成为标志,折断面的形成分为3个阶段：初期（0～40g,g为重力加速度）为局部岩层断裂阶段,以岩层局部断裂及后缘岩层前倾为主要破坏特征,坡体表面位移变化量较小;中期（40g～80g）主折断面形成阶段,坡体深部结构面自上而下断裂扩展连接形成主折断面,坡体表面位移变化量约占总位移量的3/4;后期（80g～120g）为多级折断面形成阶段,以坡体内部断裂岩层应力重分布为主要变形特征,坡体表面位移基本保持不变。（2）结构面间岩桥断裂具有瞬时性,但折断面的形成是渐变发展的过程,主要受陡倾结构面控制,主折断面处裂缝应变量最大,受力方式最为复杂,次级折断面处裂缝应变量次之。（3）基于断裂力学,简化了复杂应力状态下含结构面的反倾岩坡压剪断裂判据和岩层不平衡力公式,揭示了主折断面处岩层不平衡力呈现由坡体高度1/3处向坡底和坡顶两侧变小的规律,折断面的形...     

岩石张拉裂缝与充填胶结裂隙的相互作用

工程开挖扰动、卸荷和水力破岩产生的工程裂缝与先存裂隙的相互作用在岩石工程中十分普遍,建立适用于工程裂缝遇先存裂隙的扩展准则是解释工程裂缝扩展机制和研究岩体弱面剪切滑移的关键。采用两种不同强度的混凝土充填材料模拟强、弱胶结的先存裂隙,在只考虑准静态张拉应力作用下,依据半圆三点弯法测定了充填胶结型岩石的Ⅰ型静态断裂韧度;通过分析工程裂缝扩展轨迹,获得了临界启裂角与应力逼近角的关系;进一步探讨了工程裂缝与先存裂隙的相互作用扩展模式与判别准则。结果表明：张拉应力作用下工程裂缝与先存裂隙的相互作用受应力逼近角、启裂逼近距离和充填物胶结强度的共同影响;充填胶结砂岩的静态断裂韧度随应力逼近角增大先增大后减小;启裂逼近距离较大时,断裂韧度随应力逼近角变化不大,而启裂逼近距离较小时,断裂韧度随应力逼近角增大呈现先增大后减小的规律;应力逼近角影响充填胶结岩石的断裂韧度,但影响程度不如启裂逼近距离和充填物胶结强度,且存在一个极限影响距离。即使在张拉应力作用下,岩石材料的裂隙前端同样存在剪切局部化,因此,工程裂缝是否穿过先存裂隙取决于应力逼近角、启裂逼近距离和充填物胶结强度共同作用下裂隙面的抗剪强度和先存裂隙...     

渤海湾盆地黄河口凹陷东洼断裂体系发育特征及其变形过程的构造物理模拟

黄河口凹陷东洼是渤海盆地典型的盆缘洼陷,基于新一轮区域三维地震精细解释资料,采用构造解析与构造物理模拟技术相结合的方式,对黄河口凹陷东洼的断裂体系特征与构造演化过程进行研究.研究表明,受走滑和伸展变形的共同作用,研究了发育了以NNE-NE走向为主的走滑断裂体系和以EW-NEE走向为主的伸展断裂体系,断裂构造演化经历了孔店组-沙四段沉积时期的初始张扭裂陷阶段、沙三段沉积时期的走滑伸展裂陷阶段、沙一二段和东营组沉积时期的伸展萎缩持续走滑阶段、馆陶组和明化镇组沉积时期张扭变形阶段等4个阶段.其中,主走滑断层是在初始张扭裂陷阶段所形成的NE向伸展断层基础上持续活化而成;主伸展断层则形成于走滑伸展裂陷阶段的SN向伸展作用应力背景下.在伸展萎缩持续走滑阶段,各方位断裂在近SN向伸展作用下持续再活动,表现为走滑-伸展复合变形为主;在张扭变形阶段,先期主干断裂选择性活动,同时新生形成大量新近系的次级断层.      

前陆背景下的两种正断裂现象及其相互作用模式

许多前陆盆地同时存在着下部的裂陷正断裂和上部的造山期的挠曲正断裂。作用在均质不分层和非均质分层板块中的挠曲正断裂具有不同的外观形态和形变的空间协调机制，前者断面陡直、贯穿深远；后者则呈坡坪式形态。裂陷正断裂和挠曲正断裂具有3种相互作用方式、差异甚殊的断裂总体形态和中性面分布位置不同的应力体制。Ⅰ类，挠曲正断裂局限在陆缘期或坳陷期层序中；Ⅱ类，裂陷期正断裂断至断陷期层序，且以裂陷正断裂为基础而存在，二者构成完整而独特的断裂组合；Ⅲ类，挠曲正断裂亦断穿至断陷期层序，但和裂陷正断裂并不存在直接关系。这三类关系对孔隙—裂缝网络体具有不同的影响，并和应力体制一道，对流体尤其是烃类的作用过程有差异很大的影响。地层在跨越同生正断裂和挠曲正断裂时所发生的厚度的变化，起因于二者在物源方向上的完全不同。     

中国西南部强震带古构造残余应力场对大震的控制

一、前言我国西南部的北西向红河断裂带和鲜水河断裂带、南北向安宁河断裂带、北东向龙门山断裂带地震活动频繁。两条互相平行的北西向红河断裂带和鲜水河断裂带,大震时一个右旋而另一个却左旋水平错动,则又不失其特殊性。这四条断裂带皆处于我国大震多发区,对大震活动研究有较好的验证作用。古构造残余应力场,是古构造应力场残留至今的残余应力;其性质为岩体中微观残留自平衡应力;形成机制是由岩体强塑性变形固结所造成,只要岩石结构不变便在岩体中长期保存。在岩石新裂面表层中,平行新裂面的残余应力保留,垂直新裂面的在一定深度内     

胶莱盆地白垩纪构造应力场与转换机制

通过对胶莱盆地断层滑动矢量的收集与测量,利用计算机程序反演了盆地白垩纪的古构造应力场演化历史,并据此将盆地的发育划分为三个伸展阶段和三个挤压反转阶段,分别为早白垩世早-中期莱阳期伸展,与造山期后应力松弛重力坍塌有关;早白垩世中-晚期青山期伸展,受早白垩纪早期以后广泛的岩石圈减薄、大陆裂陷制约;晚白垩世王氏期伸展,与郯庐断裂及牟平-即墨断裂右旋走滑有关。三期伸展之间存在构造挤压反转,最后阐明各期盆地发育的地球动力学背景。     

琼东南盆地断陷期层序地层模式

琼东南盆地断陷期指示了从陆相向滨海环境演化的完整序列,因而断陷期层序的形成和演化既受幕式裂陷作用控制,又受区域海平面变化的影响。盆地断陷期代表一个巨层序(或构造层序),由3个层序组和6个层序组成,其中层序组分别对应于断陷期3次构造幕,层序则与全球三级海甲面旋回吻合。层序内部体系域特征与幕式构造作用的演化阶段有关,根据沉积环境差异可以划分为冲积平原型和滨海湖盆型两种层序模式。在裂陷作用阶段,幕式构造作用是断陷盆地内层序形成和演化的主导因素,区域海平面变化仅相对加强或减弱构造作用的影响;而在裂后热沉降作用阶段,随着构造沉降作用减弱,海平面变化影响更显著,其层序样式与陆表海环境的层序相似。     

新华夏构造体系结构面“米字型”分布与演化的数学模拟研究

构造体系由多方向、多应力-应变性质和多重次序的结构构造组成,这些结构面在构造应力场中有较为固定的分布型式。经过区域成矿带、矿田、矿床等不同层次地质研究,揭示了新华夏构造体系的共轭剪切、挤压和引张三种类型结构面,它们在平面上组成"米字型"构造。通过应力-应变有限元法模拟,将"米字型"构造分为三个形成阶段:第一期共轭构造阶段,发育NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造;第二期挤压构造阶段,产生NNE 25°方向挤压断裂和褶皱;第三期横张构造阶段,产生NWW 300°方向(长江式)的横张断裂,给出了有利于控矿成矿的应力-应变场特征,为地质找矿指明了方向。三个阶段相比,构造带内主干拉应力以第一期NNW向构造带内为最大,第三期NWW向"长江式"构造带次之,第二期NNE向和第一期NEE向构造带内拉应力微弱,拉应力总体呈现出时间由老到新从最高下降至微弱之后再回升的趋势;最大主压应力从第一期NEE向构造带为中等,演进到第二期NNE向构造带为最大,第三期NWW向"长江式"构造带和NNW向构造带为最小,表现出时间由老到新,先增强至最高值再下降至最小的趋势。     

新华夏构造体系结构面“米字型”分布与演化的数学模拟研究

构造体系由多方向、多应力-应变性质和多重次序的结构构造组成,这些结构面在构造应力场中有较为固定的分布型式。经过区域成矿带、矿田、矿床等不同层次地质研究,揭示了新华夏构造体系的共轭剪切、挤压和引张三种类型结构面,它们在平面上组成“米字型”构造。通过应力-应变有限元法模拟,将“米字型”构造分为三个形成阶段:第一期共轭构造阶段,发育NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造;第二期挤压构造阶段,产生NNE 25°方向挤压断裂和褶皱;第三期横张构造阶段,产生NWW 300°方向(长江式)的横张断裂,给出了有利于控矿成矿的应力-应变场特征,为地质找矿指明了方向。三个阶段相比,构造带内主干拉应力以第一期NNW向构造带内为最大,第三期NWW向“长江式”构造带次之,第二期NNE向和第一期NEE向构造带内拉应力微弱,拉应力总体呈现出时间由老到新从最高下降至微弱之后再回升的趋势;最大主压应力从第一期NEE向构造带为中等,演进到第二期NNE向构造带为最大,第三期NWW向“长江式”构造带和NNW向构造带为最小,表现出时间由老到新,先增强至最高值再下降至最小的趋势。     

山东招远玲珑金矿田控矿构造及其形成机制

玲珑金矿主要受北北东向、北东向两组断裂构造控制，主要矿体均分布于两组断裂的复合部位，两组断裂的形成及其运动性质与郯庐断裂的活动密切相关。在中生代早期，北北东向的玲珑断裂主要为左行平移运动，北东向的破头青断裂则为压性兼具有左行平移性质；早白垩世晚期，北北东向断裂作右行运动，而北东向断裂则作左行运动，反映了断裂活动的多期性和复杂性。断裂构造岩的特征显示控矿断裂经历了韧性变形和脆性变形两个阶段，矿体赋存于断裂构造主裂面的下盘。上盘一般无工业矿体赋存。     

贵州西部晚古生代裂陷作用及其成矿系列

为探讨贵州西部晚古生代裂陷作用及其与成矿作用的关系,文章系统识别了贵州西部裂陷构造,分析了各级别构造发展阶段特点、各类别地质环境特点及其与成矿作用的关系,并对贵州西部晚古生代成矿系列进行了修订和完善。研究得出,全区共有3个矿床成矿系列、7个亚系列、18个矿床式,其中部分与晚古生代裂陷构造作用有密切关系:1贵州西部晚古生代因板内拉张形成了裂陷构造,以及裂陷槽盆与台地相间排列的古地理格局;2峨眉地幔热柱活动是在地壳岩石受裂谷作用破坏最强烈的阶段沿着构造薄弱地段发生的,裂谷构造对岩浆活动产物的就位有一定控制作用;3海西期以陆内裂陷为主,主要形成了多种沉积型矿产的矿体及一些后生热液型矿种的矿源层,其中同生断裂对于沉积、成矿产生了积极作用;4印支期以升降运动为主,而燕山期以水平运动为主,因此主要是燕山期导致大规模褶皱造山和断裂活动,导致晚古生代地质体产生了后生成矿作用,形成了较多的金、铅锌、汞、锑等低温热液矿产。     

渤海南部新生代构造发育与演化特征

利用三维地震资料及钻井资料,在对断裂体系精细刻画的基础上,结合区域地球动力学背景,就渤海湾盆地渤海海域南部地区(包括渤南低凸起、黄河口凹陷、莱北低凸起、莱州湾凹陷)新生代的构造发育演化特征及沉积–沉降中心迁移规律进行了详细分析。研究结果表明:断裂体系存在三组优势发育方向,NNE向断裂属郯庐断裂带渤南段,可分为西、中、东三个分支带,走滑特征明显;近EW向及NE向为伸展性质的控凹、控带断裂;三组断裂相互切割,形成了渤海南部地区"东西分带、南北分块"的构造格局;古近纪具有两个沉积–沉降中心,黄河口凹陷中心受控于近EW向断裂,莱州湾凹陷的沉积中心受近EW向和NNE向断裂共同控制,至新近纪,沉积中心呈由南向北迁移的规律;渤海南部地区构造演化体现了断–拗与走滑的叠加效应,可以划分为孔店组–沙四段沉积期的初始裂陷、沙三段沉积期的伸展裂陷、沙二段–东营组沉积期的走滑–伸展和馆陶组沉积期以来的走滑–裂后拗陷四个阶段。     

长江中下游地区新华夏构造体系的“米字型”结构特征

构造体系由强变形构造带和弱变形地域共同构成,这些构造带和变形带可以用结构面的形式表达。构造体系结构面的分布分析,更加适用于变形规律研究,便于追索构造应力场及其演化。以长江中下游地质结构与导矿-控矿要素研究为基础,总结了新华夏构造体系结构面的"米字型"分布特征。新华夏系"米字型"构造,由NNE 25°方向挤压断裂和褶皱带、NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂、NEE 75°方向(泰山式)压扭构造和NWW 300°方向(长江式)的横张构造组成。其演化分先后三个阶段;NNW 345°方向—NEE 75°方向的共轭剪切构造阶段、NNE 25°方向挤压构造阶段和NWW 300°方向的张性剪切构造阶段。新华夏构造体系的"米字型"构造样式的识别,为研究构造体系的应力-应变成因、探讨构造体系的形成演化以及浅部构造和深部构造相关性研究提供了重要的地质构造基础。在其它类型的构造体系中,结构面也具有"米字型"分布特征。     

广东省锯板坑钨多金属矿床成矿断裂构造分析

锯板坑钨矿是亚洲最大的石英脉型钨多金属矿床,具有矿脉延深长,伴生元素多的特征。通过地表及坑道内地质调查和应力分析总结发现,矿脉受不同方向的6组断裂系统控制,整体相交于一个大致的中心,平面形态上呈现"米"字型。矿脉分脉带型(东西组)和单脉型(其他组)两类,脉带型矿脉在垂向上具有典型的"五层楼"式分带模式特点。成矿期的构造应力场经历了南北对压、南北对扭、东西对压等三个阶段形成六组容矿断裂系统,NE方向展布的F_(11)、F_(12)、F_(13)等压性兼扭性断裂破碎带是矿区的导矿断裂,具有引裂构造的特征。