黃一杰,蘇 特
(廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊,廣西 南寧 530000)
控制成礦的地質(zhì)因素主要有巖漿因素、構(gòu)造因素及巖性因素,在許多情形中,構(gòu)造是控制礦床形成和分布的的重要因素,多年來一直受到國內(nèi)外地學(xué)工作者青睞。無論找礦方法與手段今后如何進步,成礦構(gòu)造研究仍舊是找礦預(yù)測最基礎(chǔ)、最經(jīng)濟,卻最容易見實效的方法手段之一。本文以前人所總結(jié)的成礦構(gòu)造理論為指導(dǎo)思想,總結(jié)了成礦構(gòu)造的定義及研究目的、研究內(nèi)容與方法、研究進展,并對成礦構(gòu)造研究的發(fā)展方向進行了展望。
對于成礦構(gòu)造的定義,不同的學(xué)者有不同的看法。
陳國達[1]于1965年首次提出成礦構(gòu)造學(xué)這一門科學(xué),認為成礦構(gòu)造是指與礦床形成及改造有關(guān)的構(gòu)造。成礦構(gòu)造研究應(yīng)該把含礦區(qū)構(gòu)造分析同區(qū)域成礦構(gòu)造研究緊密結(jié)合起來,采用中小型構(gòu)造同大型構(gòu)造研究相結(jié)合的方式,歷史分析同應(yīng)力分析相結(jié)合的方法,點面結(jié)合,時空兼顧;其研究任務(wù)是把有關(guān)礦床形成和改造的構(gòu)造作用進行統(tǒng)一研究,范圍包括直接控制、影響或參與一個含礦區(qū)的內(nèi)生或外生礦床的形成原因、物質(zhì)來源、歷史背景、形成環(huán)境、發(fā)生和發(fā)展過程,在時間上出現(xiàn)的序列及變化規(guī)律和在空間上的分布、組合及變化規(guī)律、賦存部位、形態(tài)、產(chǎn)狀、形成后的變形改造、疊加再造及保存等情況。
張湘炳[2]認為成礦構(gòu)造理論研究的三個重要方面為深部構(gòu)造研究、構(gòu)造地球化學(xué)研究和對稱理論的研究。
曾慶豐[3]認為成礦構(gòu)造研究對熱液型礦床的研究至關(guān)重要,熱液是成礦的物質(zhì)條件,構(gòu)造是熱液運移的通道和沉積場所,二者缺一不可。
吳淦國[4]認為構(gòu)造控礦規(guī)律研究是成礦預(yù)測的基礎(chǔ),礦田構(gòu)造的研究方法主要為控礦構(gòu)造觀察分析、顯微構(gòu)造和巖組分析、巖石力學(xué)和成巖成礦條件實驗、成礦期構(gòu)造應(yīng)力場模擬實驗與建立力學(xué)模型等方面。
翟裕生[5]認為,在具有成礦物質(zhì)和含礦流體的前提下,構(gòu)造對礦床的形成和礦床的分布起主要控制作用,構(gòu)造對成礦的控制是無處不在、無時不在的。
韓潤生[6]認為構(gòu)造成礦動力學(xué)是研究在動力(主要指構(gòu)造動力)作用下,巖漿侵入和成礦流體的“(來)源、(成)生、(遷)移、聚(集)、(分)散、(成)礦”的過程及動力學(xué)機制。
汪勁草[7]認為成礦構(gòu)造是指控制礦體幾何形態(tài)、具有獨立自然邊界、為礦質(zhì)直接充填或交代的地質(zhì)構(gòu)造單元。
錢建平[8]認為成礦構(gòu)造是在礦田構(gòu)造基礎(chǔ)上深化而來,成礦構(gòu)造分析是研究控礦構(gòu)造系統(tǒng),控礦構(gòu)造型式,區(qū)域控礦構(gòu)造和礦區(qū)控礦構(gòu)造的相互關(guān)系,次生控礦構(gòu)造與原生控礦構(gòu)造的關(guān)系,構(gòu)造要素的形態(tài)、性質(zhì)和特點,構(gòu)造界面、有利巖性層的存在及其三維空間配置,已知礦體、礦化體的空間組合和排布方式、成礦期的構(gòu)造應(yīng)力場和礦液流向,成礦構(gòu)造序列。
研究地質(zhì)構(gòu)造,目的就是想要通過總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,了解地殼中各級構(gòu)造特征,為找礦勘探、找礦預(yù)測等方面服務(wù)。
成礦構(gòu)造研究可分為兩類。其一是研究大地構(gòu)造與成礦的關(guān)系,目的是為認識區(qū)域成礦規(guī)律,以便從戰(zhàn)略上指導(dǎo)區(qū)域普查找礦勘查。其二是研究中小型構(gòu)造與成礦的關(guān)系,目的是為預(yù)測礦體賦存部位和產(chǎn)狀特征,提供找礦靶區(qū),指導(dǎo)勘查與采礦工作[9]。
陳國達將成礦構(gòu)造按規(guī)模大小可分為大、中、小三級,大型構(gòu)造是大地構(gòu)造,中型構(gòu)造是褶皺和斷裂,小型構(gòu)造是節(jié)理和劈理,此外還有火成巖構(gòu)造。狹義的控礦構(gòu)造就是指的中小型構(gòu)造[1]。
成礦構(gòu)造研究內(nèi)容為:各級構(gòu)造的成礦構(gòu)造發(fā)展史,以及礦產(chǎn)的形成條件及其在時間上與空間上的分布規(guī)律;各級構(gòu)造與相鄰?fù)墑e構(gòu)造的關(guān)系;各級構(gòu)造中各個子構(gòu)造單元所受的構(gòu)造控制和時、空規(guī)律。具體來說,可分為以下幾個方面:①確定各級控礦構(gòu)造的存在、形態(tài)及其性質(zhì),包括原生層狀構(gòu)造、褶皺、斷裂、裂隙、劈理、片理、侵入巖體構(gòu)造、火山構(gòu)造、重力構(gòu)造等在一定地質(zhì)環(huán)境中的發(fā)生、演化歷史及其對成礦的控制。②鑒別各級控礦構(gòu)造發(fā)生時代及其與成礦的時間關(guān)系,包括成礦前構(gòu)造、成礦期構(gòu)造、成礦后構(gòu)造及每期構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)展階段及它們對成礦的控制和破壞作用。③對各級控礦構(gòu)造的形成和發(fā)展過程進行應(yīng)力分析,了解其與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系,一個礦田、礦區(qū)、礦床的構(gòu)造特征很大程度上受其所在的區(qū)域構(gòu)造背景影響,因此要注意區(qū)域構(gòu)造對其所產(chǎn)生的影響和控制。④分析各級控礦構(gòu)造與成礦的空間關(guān)系,沿構(gòu)造有利部位尋找礦體、礦床,包括導(dǎo)礦構(gòu)造、容礦構(gòu)造對礦液運移和礦質(zhì)沉淀的控制作用。
成礦構(gòu)造的研究內(nèi)容仍屬地質(zhì)構(gòu)造范疇,所以,開展大比例尺立體地質(zhì)制圖和相關(guān)構(gòu)造控礦條件的研究是成礦構(gòu)造研究的基礎(chǔ)方法[9]。
變形顯微構(gòu)造分析用以解決宏觀難以解決的問題;地球物理方法與地球化學(xué)方法用于發(fā)現(xiàn)隱伏巖體和構(gòu)造;遙感影像技術(shù)用于判別大中型構(gòu)造;構(gòu)造地球化學(xué)方法可厘清構(gòu)造應(yīng)力場與地球化學(xué)場的關(guān)系;同位素研究可用于測定成礦構(gòu)造的形成時代;數(shù)學(xué)分析和電算技術(shù)用于定量解析古構(gòu)造,再現(xiàn)地質(zhì)體形成過程,如構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬方法、構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)移數(shù)值模擬方法運用于構(gòu)造控制礦床的分布狀況;這些方法在各自的研究領(lǐng)域內(nèi)均取得了較好的成效。
成礦構(gòu)造研究方法眾多,但應(yīng)該注意以下原則;各種成礦控制因素研究相結(jié)合,小范圍內(nèi)具體問題與區(qū)域性問題綜合研究,各級構(gòu)造研究結(jié)合,歷史分析與應(yīng)力分析結(jié)合,點面結(jié)合,時空兼顧[1]。
國內(nèi)成礦構(gòu)造研究的發(fā)展可分為以下幾個階段。
20世紀初葉,成礦構(gòu)造研究偏重個別構(gòu)造要素的研究,在此期間提出了成礦前、成礦期、成礦后等概念,并分別探討了其控礦作用,但大地構(gòu)造研究和理論綜合工作做得較少,其局限性在于只注意對個別現(xiàn)象的孤立研究,而忽視了點面之間的關(guān)系[1]。
50年代起,隨著成礦構(gòu)造研究的不斷深入和地質(zhì)勘查工作的大力推進,單一礦床、礦區(qū)、礦田構(gòu)造的具體問題研究積累了豐富的資料,大地構(gòu)造理論與研究方法迅猛發(fā)展,中小級構(gòu)造與大地構(gòu)造研究相結(jié)合,以探討礦床的空間分布規(guī)律的方法得到全面推廣,并取得了一定的成果。
在這一時期,成礦構(gòu)造與其他相關(guān)科學(xué)研究的配合,為成礦構(gòu)造研究開辟了新思路。前人將一些學(xué)科的理論和方法運用到成礦構(gòu)造研究中,提出了一些新思想,如動力成巖成礦理論、地質(zhì)力學(xué)理論、變形分解理論、構(gòu)造數(shù)值模擬等[10,11]。
70年代以來,地質(zhì)前輩們把構(gòu)造因素和成礦物質(zhì)因素結(jié)合,將構(gòu)造研究與礦床成因研究結(jié)合,更深入探索了構(gòu)造與成礦的內(nèi)在關(guān)系,深入認識了礦床的形成機理和形成環(huán)境[12-15]。
80年代以來,前人吸收了構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的新成果,提出了韌性剪切帶控礦、變質(zhì)核雜巖及伸展構(gòu)造控礦、層控礦床礦田構(gòu)造研究等幾種新型控礦構(gòu)造類型,拓展了成礦構(gòu)造的研究領(lǐng)域[16-19]。
技術(shù)方法上,前人將成礦構(gòu)造與物、化、遙綜合研究,總結(jié)含礦區(qū)構(gòu)造地球化學(xué)特征,建立地質(zhì)綜合模型,實驗?zāi)M、電算等綜合研究也開始迅速發(fā)展,這些新興技術(shù)在找礦方向上取得了不少研究成果[20-23]。
進入21世紀以來,成礦構(gòu)造研究愈發(fā)重視運用綜合手段來研究,重視與各地質(zhì)學(xué)科的相互滲透,形成了一些新興概念與理論,如構(gòu)造物理化學(xué)、構(gòu)造成礦系列等,這些新概念使構(gòu)造與成礦之間的關(guān)系變得更為透徹。
成礦構(gòu)造研究在危機礦山中的應(yīng)用日益顯著,在邊深部成礦預(yù)測效果明顯。深部構(gòu)造作用與成礦的關(guān)系近年來亦受到眾多學(xué)者的關(guān)注,在此方面的學(xué)術(shù)交流成果顯著。陳廣浩等[24]用成礦構(gòu)造研究法做理論指導(dǎo),在江西瑞昌洋雞山金礦、湖南沅陵縣沈家埡金礦、江西東鄉(xiāng)銅礦富銅礦等幾個危機礦山的找礦實踐中利用成礦構(gòu)造分析、成礦流體分析、成礦機制及動力學(xué)分析等手段進行成礦預(yù)測,取得了良好的找礦效果;錢建平等[25]對望兒山金礦區(qū)控礦構(gòu)造進行了深入研究,提出該區(qū)控礦構(gòu)造型式為壓扭性斷裂構(gòu)造系統(tǒng)之菱形結(jié)環(huán)式構(gòu)式,并綜合各方面成礦信息提出了5個找礦靶區(qū)。錢建平[8]以成礦構(gòu)造研究為主線,以成礦構(gòu)造系統(tǒng)理論為指導(dǎo)思想,在內(nèi)蒙古額濟納旗老硐溝金多金屬礦區(qū)邊深部找礦實踐中取得了重要進展。馮志興等[26]綜合研究了西藏尤卡朗鉛銀礦區(qū)中小型成礦構(gòu)造特征,運用構(gòu)造應(yīng)力場分析,確定了管狀礦體傾伏方向,并明確了下一步找礦勘查方向。馬慧英等[27]以成礦構(gòu)造研究為指導(dǎo)思想,總結(jié)了青海白石崖多金屬礦區(qū)構(gòu)造變形序列和構(gòu)造控礦規(guī)律,明確了下一步找礦勘查方向并圈定了有利找礦靶區(qū)。
成礦構(gòu)造是由構(gòu)造地質(zhì)學(xué)發(fā)展而來,運用遙感、電算、物化探、分形、 GIS、3Dmine系統(tǒng)等技術(shù)與方法提高構(gòu)造分析的深度與精度,加強顯微構(gòu)造分析在礦床形成時的溫壓條件定性評價、精細統(tǒng)計測量構(gòu)造的方法研究含礦區(qū)斷裂動力變質(zhì)帶的分布和范圍等,這些依然是成礦構(gòu)造研究的基礎(chǔ)。成礦構(gòu)造研究今后發(fā)展方向可分為以下幾點:①加強礦化空間網(wǎng)絡(luò)的建立。近年來,表、淺部發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的幾率正在不斷減小,地質(zhì)找礦的重心開始轉(zhuǎn)移至深部隱伏礦。為找尋盲礦,需要加強淺表各級構(gòu)造與深部構(gòu)造的空間聯(lián)系,做到平面上點-面-體各位置結(jié)合研究,剖面上深-中-淺各層次結(jié)合研究。②發(fā)展和完善成礦構(gòu)造系統(tǒng)、構(gòu)造巖相和構(gòu)造物理化學(xué)界面成礦、找礦研究[28,29]。③深化構(gòu)造地球化學(xué)研究。構(gòu)造活動可以引起組分變化,構(gòu)造地球化學(xué)就考慮到了構(gòu)造物理變形對化學(xué)成分變化的影響,深化了對構(gòu)造的認識。④加強深部構(gòu)造作用與礦集區(qū)成礦關(guān)系研究。國家目前正在實施“深地資源勘查開采”重點項目,其目的就是要通過深部構(gòu)造探測研究,查明深部構(gòu)造與礦集區(qū)成礦的關(guān)系,新開創(chuàng)一批區(qū)域成礦模式指導(dǎo)找礦勘查工作布設(shè)。
總體來說,成礦構(gòu)造學(xué)目前還處于發(fā)展階段,仍然需要與各學(xué)科交叉滲透,并不斷引進新的技術(shù)手段,以便更加細致的闡明構(gòu)造與成礦的機理,提高成礦構(gòu)造理論水平和找礦效果,有效的指導(dǎo)地質(zhì)勘探和采礦工作。