地球矿产资源及其形成作用（19）
胡经国
第五节矿田构造研究内容
一、矿田构造研究内容概述
㈠、矿田和矿床构造研究的重要性
前苏联学者认为，研究矿床成因应该采用综合的手段，但是最为重要的是矿田和矿床构造的研究。因为，构造因素对矿床的形成往往起着主要的控制作用，构造的形成和演化控制着矿床的形成机制和矿产的分布规律。只有详细地查明矿床构造的特征，才能查明矿化富集的条件，恢复地质事件发生的次序，确定矿石堆积的时间和矿体产出的位置。
㈡、矿田构造与成矿物质条件研究的结合
必须清楚认识到，矿田构造仅仅是矿田地质的一个方面，对它的研究不可能完全满足矿田成矿理论和找矿目标的要求。李四光先生认为，“地壳中矿产的分布是受着双重控制的：其一，是成矿的物质条件；其二，是成矿的构造条件。由于成矿物质的迁移、聚集和分布受着后者的制约，所以事实上矿产的分布主要是受构造体系控制的”。中国学者曾经广泛研究了不同时期构造体系的发生、发展、复合、转变和它们与沉积、建造、岩浆活动、变质作用、有关的成矿作用的关系，进行煤、石油和某些金属矿产的预测，取得了较好的成果。
㈢、矿田构造学及其基本任务和研究内容
矿田构造学应用构造地质学、矿床学的原理和方法来研究构造与成矿的关系。其基本任务是查明矿田、矿床形成和改造的地质构造条件，以利于认识矿床分布的规律。主要研究内容包括：岩石的物理－力学性质、各种控矿构造类型、控矿构造体系和构造分带性、控矿构造的发展阶段、矿液流向和运矿构造、矿石堆积的构造圈闭条件、各类矿床的控矿构造条件、矿床构造特征与区域构造的关系等。
二、矿田构造研究内容分述
㈠、岩石的物理力学性质
在岩石力学性质研究方面，要研究岩石力学性质对岩石变形和矿化分布的影响；研究含矿围岩的某些性质（如硬度、弹性、塑性、脆性、孔隙度、渗透性等）对矿液运移、矿化分布的直接和间接影响；研究同一种岩石在不同深度和不同应力条件下物理力学性质的差异和变化及其对成矿的影响。
㈡、各种控矿构造类型
在控矿构造类型的研究方面，主要研究变形构造，如褶皱、断裂、裂隙构造等。
1、褶皱构造
要详细划分褶皱构造的成因类型和形态类型，要系统研究其控矿的有利部位，如褶皱转折端、倾伏端、背斜轴部虚脱、翼部滑动裂开构造等对成矿的控制作用。大量实际资料表明，褶皱构造与各种序次的断裂、裂隙相配合，才能控制矿石的堆积条件和矿体的形态特点。
2、断裂构造
断裂、裂隙构造是控制内生金属矿床最重要的构造类型。对于断裂的规模、产状、序次、发展历史和不同级别断裂的伴生情况曾经做过大量的研究工作，并且特别注意到断裂内部结构的变化及其对矿化的影响，如断裂的相对张开部分和相对压紧部分对矿化分布的不同作用。还查明了深断裂对决定矿田和矿床的空间分布位置的重要性。
3、线性构造脆弱带
地质学中，线性构造除了断层以外，还应该包括地壳内一种很深、很宽、脆弱的线性延伸的构造带。它经常是隐蔽的，也是反复活动的，并且常具有大区域甚至贯穿整个大陆的规模。一般认为，线性构造的交切或分支地段所构成的很深的脆弱带，是深部成矿物质向地壳浅部运动的重要通道。
4、环状构造
环状构造是坚硬地块中常见的一种构造类型。它们在卫星影像上表现得比较明显。与环状构造有关的矿床主要是中心型岩浆岩体内的矿床，如岩浆铜镍矿床、内生碳酸岩中的磷－铌－稀土矿床、某些矽卡岩和热液矿床。在加拿大魁北克地区，产自基性－超基性岩体中的17个铜镍矿床中有13个铜镍矿床与环状构造有关。
㈢、控矿构造体系和构造分带性
1、控矿构造体系
构造体系由于规模大小不同，因而影响地壳的深度不同，对矿产的分布也有不同的控制作用。
广大地质工作者在普查勘探矿床的实践中，运用构造体系的概念，研究地质构造对矿产分布的控制，逐步总结出构造体系多级控矿、构造体系复合控矿、构造体系不同部位控矿、扭动构造影响流体矿产迁移集中等规律性。运用这些规律，在矿产预测工作中已经取得一定效果，并且正在实践中进一步经受检验和提高。
2、构造分带性
构造分带性表现为不同构造要素在空间上和时间上有规律的分布。这些构造要素包括：断裂、裂隙、褶皱、蚀变带、断裂内部结构以及岩石物理力学性质等。研究矿床构造和矿田构造的分带性，对于认识矿化空间的分布规律很有意义，是一个重要的研究方向。近年来，由于矿山开采、深钻和物探工作的进展，有关深部矿化与构造关系的资料日益增多，从而使开展相关综合研究工作成为可能。
㈣、控矿构造的发生发展历史
1、矿床构造的发展阶段
一般把矿床构造发展的漫长历史分为3个阶段，即：成矿前构造、成矿期构造和成矿后构造。
2、成矿裂隙的发展阶段
在成矿构造中，对于内生矿床分布有重要作用的是断裂构造，对它们的发生、发展历史的研究比较详细。曾庆丰先生将成矿裂隙的发展过程分为成生、张开填充和破坏3个阶段。其中，前2个阶段与成矿密切有关。这2个阶段常交替出现，多次活动，即具有脉动性。成矿构造的脉动性是造成成矿作用脉动性的基本控制因素，在很多热液矿床中表现得很明显。
㈤、矿液运移和沉积成矿界面构造
1、矿液运移通道与导矿构造和储矿构造
为了剖析矿液运移的原始通道，一般根据构造在矿液流动和堆积中所起的作用，将构造要素划分为导矿构造和储矿构造。
导矿构造是指引导矿液进入矿床范围的通道。储矿构造是指包含矿体，决定其形态、产状和内部结构特点的构造。
有的学者还划出一种配矿构造，是指介于导矿构造和储矿构造之间并且将二者联系起来的构造要素。但是，在实际工作中，导矿构造与配矿构造常不易区分，在有些情况下二者甚至是一致的，如某些断裂裂隙、不整合面等。
2、矿液在界面构造沉积成矿
成矿构造岩相界面带是有利的矿体形成部位，有必要研究矿液在界面构造沉积成矿的问题。
当矿液自地壳深部上升时，由于温度、压力逐渐降低和充填交代作用的不断进行，因而其成分也在不断变化。因此，沿着矿液通道由下而上，由成矿界面中心向两侧，产生的蚀变矿化类型和有关的元素含量、组合情况也在不断变化。但是，成矿作用常常是脉动的（多阶段的），有时也有叠加和再造作用。在这种情况下，研究矿液流向就更为复杂，更要谨慎。
㈥、成矿构造圈闭的地质背景和物理化学条件
构造圈闭的空间形态是多种多样的。构造圈闭的空间形态又直接影响矿体的形态和产状。在单一的巨大的构造圈闭空间中，容易形成大型完整的矿体，如断裂接触带构造中的铁矿体。在众多密集的断裂裂隙中，容易形成彼此平行产出的矿体群。在高渗透性块状岩体的穹隆部位的网脉带中，容易形成面型浸染状矿化蚀变带，并且矿化比较均匀。而在断裂、网脉裂隙、高渗透岩石等多种因素组成的圈闭系统中，则形成产状复杂、不均匀的矿化带或矿体。
构造圈闭是促成矿石堆积的最重要的外部条件。它影响着成矿基本物理化学参数（P、T、C、pH、Eh等）的变化，也影响成矿作用过程，影响矿床的成因特征。因此，构造圈闭的分布、力学性质和形成时的地球化学、物理化学过程，是矿田构造研究的基本内容。
（以上物理化学参数：P压力；T温度；C电容（？）；Eh值是溶液氧化性或还原性强弱的衡量指标；而pH值则是溶液或物质的酸碱度高低的衡量指标，pH值介于0～14，7以下为酸性，7以上为碱性。）
㈦、不同成因类型矿床的控矿构造条件
研究各种不同成因类型矿床的控矿构造条件和构造类型，是矿田构造研究的经常性工作。矿床类型的划分既取决于成矿作用方式，也取决于成矿的地质构造条件。因此，研究各种不同成因类型矿床的构造条件和发展历史，有助于深入认识各种矿化作用机制、查明矿床成因、阐明不同类型矿床的分布规律，指导找矿方向。
总的来说，由于矿床成因复杂，矿质多源，成矿环境和成矿方式多样，因而成矿构造也是五花八门的。不能只注意脉状矿床构造，忽视层控矿床构造；也不能只注意后生矿床构造，忽视同生矿床构造；更不能走向与上述情况相反的另一极端。必须具体情况具体分析，把控矿构造研究和矿床成因分析紧密地结合起来，深入解释控矿构造的奥秘。
㈧、区域构造与矿田构造和矿床构造的关系
矿田构造、矿床构造是区域构造的一部分。它们明显受到区域构造发展过程的控制。因此，在研究矿田构造时，一定要注意研究矿田所在地区的区域构造背景，研究矿田和矿床与周围地质构造环境的空间联系和时间联系，以便全面地认识矿床的时空分布规律。这种点面结合、局部和全部相结合的研究方法是矿田构造研究的重要原则之一。
研究矿田构造和矿床构造与区域构造的关系一般从以下几个方面着手：
⑴、研究区域构造和控制矿田的构造位置；
⑵、研究不同构造层中的控矿构造特点；
⑶、注意贯通性断裂对于矿田的制约作用，研究多层次控矿规律；
⑷、研究区域矿化深度、矿田不同构造赋矿深部的变化和矿床矿脉的垂直分带。
㈨、构造控矿特征指导下的找矿规律
矿田构造研究是为查明成矿规律服务的，从而可以指导成矿预测和找矿方向。在地质力学方法研究和矿田构造研究方面，可以归纳出控制矿化分布的某些规律，特别是构造控矿在空间、时间和机制3个方面的研究，可以提高找矿预测的水平，具有重要的适用价值，需要继续深入研究。
1、结构面与界面找矿
在内生矿床中以充填方式形成的矿体就位时，需要合适的流体运移通道和矿石堆积空间；而交代成因的矿体则要有气液流体沉积的场所。这些空间和场所通常是具有一定宽度的物理面（结构面）。结构面和岩体变化的物理空间，往往是岩石力学性质和化学性质变化的区段。它们控制矿体的形态、产状、规模和矿石组构，甚至控制矿石成分的分布，是主要的找矿目标。
2、区域大构造的次级序构造部位找矿
与成矿有关的区域构造带或主干断裂，并不直接容矿，而是由其旁侧次级和低序次的构造容矿。主构造旁侧的构造可以是低序次构造或先期构造，也可以是同期构造。例如，有的逆断层上盘发育与其近直交的另一组裂隙；而其下盘则发育与其平行的同组裂隙。在层控矿床中，同生断层、喷流通道旁侧才是矿体赋存的场所。
3、根据构造分带性找矿
构造分带性、断裂分带性常见有垂直分带和水平分带，脉型矿床的“多层楼”式构造控矿就是这种实例。水平分带主要是由于构造应力作用相对向两侧逐渐衰减所导致的，常常表现为构造发育程度、动力变质作用强度、构造岩类型等具有双侧对称或不对称分带；当断裂迁就不同地质体接触面时，可出现单侧分带。构造地球化学研究表明，断裂的分带性控制化学元素呈带状分布，从而可形成构造对称性控矿。
4、构造成矿深度推断与深部找矿
构造的层次性也是垂直分带的表现。可以从较大的垂直尺度上来讨论成矿深度，研究构造层次性控矿问题。由于构造发育深度不同，温压条件有明显差别，成矿物质来源就可能不同。在同一成矿区，上下层次可以赋存不同类型的矿床或矿体。因此，浅部矿体找完了，不能轻易否定深部没有同矿种的其它类型的矿休或其它矿种的矿床。例如，爆发岩筒上部是角砾状矿石组成的矿体，下部有可能还有管状脉型矿体；剥离断层的上、下部分具有不同层次的构造特征，其控矿作用也不同。根据成矿深度，可以推断深部的矿化富集带。
5、构造控矿与分级次找矿
成矿前和成矿期构造的规模有大有小，切割有深有浅，控矿作用也不尽相同；总体上表现出按构造规模的等级依次分级控制矿带、矿田、矿床和矿体。一般情况下，区域性一、二级构造往往起导矿作用，三、四级构造控制矿床分布，而矿体则产生在更低级别的构造中。
6、整体性控矿与系统性找矿
构造组合、构造体系对矿化分布具有整体性控制作用。在同一构造组合中不同类型的构造形迹对矿化有不同的控制作用，但是整体上它们之间又具有有机联系。例如，层控铅锌矿床，在受穹隆构造控制时，其原生矿体呈环带状展布，而氧化矿体受张性、张剪性断裂控制呈放射状排列。运用构造整体性控矿规律能较好地参与找矿预测。
7、构造控矿等距性与分段找矿
构造控矿并不是构造处处都有矿化，矿化仅发育在局部块段。分段性控矿常常表现出矿化等距性分布。这种矿化等距分段性特征形成的原因，主要是构造交叉（复合）、构造变形的不均一、构造发展的递进性、深部热流体源向上部运送流体时上构造层发生间断性定向层滑。
8、构造复合部位找矿
复合性控矿是指构造在时间上的演化、空间上的组合、性质上的转变对矿体和矿床形成、改造的控制作用。在构造应力场作用下，岩石储能和释能是有规律的，所形成的变形带有序排布，因此构造复合结点就不是随机的。构造复合不仅为矿体就位提供有利的空间，而且不同复合部位的温压条件不同，化学元素组合和浓度都会发生变化。这样，不仅矿体的空间分布受到构造复合部位的控制，而且矿体中的矿物组合和成矿元素含量也因此呈有序的变化。
9、根据成矿省和地球化学背景找矿
成矿学研究表明，地壳中的矿床是相对集中呈区（带）分布的。岩石圈结构的不均一性和岩石圈深部物质调整过程的差异性，使得化学元素发生地球化学分区，从而使某些矿化或矿床组合相对集中分布在一定的构造区内，形成聚矿构造带或矿化集中区。谢学锦先生提出地球化学块体的理论，要根据成矿省和成矿地球化学省的基本特点，开展具体矿种、矿床类型的找矿工作。
10、张性动力圈闭构造找矿
上述主要是从构造与成矿的空间关系加以归纳和指出找矿目标的。在研究构造控矿机制时，尚不可忽视构造力学性质的确定。一方面构造动力可驱动深部流体克服重力逆向运移到上部有利部位成矿；另一方面，在构造动力作用参与下，岩石中分散的成矿物质和孔隙水、结构水发生再分配而定向汇集于张性构造空间和张性圈闭构造部位，发生规模成矿。因此，张性构造是重要的找矿目标。热液流体宜用“源－运－储－保”的观点加以研究，以寻找张性定向构造，特别是挤压带中的张性定向构造。
2020年3月31日编写于重庆
2022年1月26日修改于重庆
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