(壹)大型構造的特征
地質構造的空間尺度很廣闊,壹般將那些貫通地殼,可影響上地幔的構造稱為大型和巨型構造,其長度在100~1000km或更長,深度可達幾十km到上百km。例如與伸展構造有關的裂谷、拗拉槽、大型同生斷層、盆嶺構造、變質核雜巖構造等;與擠壓構造有關的大型逆沖斷層、大型推覆構造、構造混雜巖帶等;與地殼水平剪切變形有關的轉換斷層、大型走滑斷層等。這些大型構造常具有下列的地質特征(翟裕生等,1996):
圖3-5 構造控礦系統簡圖
(1)大型構造不僅是地殼或巖石圈受力變形的產物,而且它的形成和演化控制著相關的沈積、巖漿、變質、流體等作用。因此它的內涵不僅包括地質體的形變(改造),也包括了新的地質體的形成(建造)。大型構造的表現形式通常是構造-巖漿帶、構造-沈積盆地帶、構造-變質帶或構造—蝕變巖帶。即這些大型構造常是被物化了的地質構造單元。
(2)大型構造通常不是單壹的構造形跡,而是多種低序次構造的有機組合,常表現為不同級別、不同形式的構造要素組成的壹個構造系統,如隱伏於沈積蓋層之下的基底斷裂,在地表常不表現為壹條貫通性斷層,而是壹套次級斷層和褶皺的組合或斷層與沈積盆地的組合。值得提出的是,深部構造在淺表層次的表現形式,深部構造與淺部構造關系的研究對分析成礦環境很有意義。
(3)大型構造通常有長期活動歷史(長壽的),可經歷不同時代、不同層次、不同應力體制和不同強度的變形,造成不同期次的構造活動產物的疊加,造成其內部結構的復雜性。在壹個大型構造範圍內,通常有1或2次的主要變形期,奠定了該大型構造的主要構造面貌和“性質”。
(4)大型構造的貫通性。大型構造有相當的深度,它貫通地殼不同圈層,可達上地幔和軟流圈,有的就是不同圈層的轉換帶,如壹些區域的莫霍面(帶)的某些片段。因此,大型構造能促成和加劇各圈層、各地體和各構造層之間的物質、能量的交換,包括能溝通(連通)不同圈層內的不同流體系統。因此,它能起著串聯各圈層的作用,是殼幔物質循環和再循環的動力和基本條件。
(5)由於大型構造、深部構造的規模巨大,影響到地幔熱狀態,在其運動中能釋放出大量的能量,這些被釋放的能量可為其他地質作用提供能源。相反,地殼或巖石圈熱狀態的顯著變化(如地幔熱柱上升),也會引起新的構造活動或引起先存深部構造的活化(再活動),通常稱謂的“構造-熱”事件就反映了這兩種情況的有機聯系。
由上述可見,大型構造、深部構造不僅是溝通地球不同圈層相互作用,特別是殼、幔相互作用的基本紐帶(樞紐),也是決定區域的地質構造格局,並導致各種成礦物質遷移、富集到定位成礦的主要制約條件。
(二)大型構造的控礦意義
礦床作為地球內部有用元素富集的特殊組成部分是地球物質運動的結果。礦床形成的基本條件是礦源場、中介場和儲礦場三者的有機結合。從礦源場的角度看,大體可分為三種類型,大型構造在各類型的成礦作用中起著不同的作用。
1.幔源成礦型
含礦元素在上地幔局部富集,通過深切地殼而達地幔的大型斷裂或影響到地幔熱柱狀態的其他大型構造,使含礦元素與幔源巖漿或流體物質壹起到達地殼表層直接成礦或作為其後改造成礦的物質來源。大型構造以其規模大、貫通性好而直接作為成礦的通道和儲礦場所。如克拉通深斷裂控制的層狀火成雜巖體有關的鉻、鎳、鉑礦床。加拿大肖德貝裏銅、鎳礦可以說是壹個由大型撞擊構造誘發幔源侵入體上升而形成的超大型礦床。中國的攀枝花釩鈦磁鐵礦區也可以認為是幔源熱活動及晚古生代的裂谷作用的直接結果。
2.殼源內生成礦型
具有較高背景值的殼內成礦元素,經構造、巖漿、變質及流體等內生作用而遷移富集成礦。大型構造在使成礦元素從母巖中萃取、遷移、沈澱和富集中起著中介場和儲礦場的重要作用。與太古宙綠巖帶有關的韌性剪切帶型金礦是典型之壹,如加拿大的赫姆洛金礦和中國的膠東金礦聚集區。
3.外生成礦型
地殼中分散的成礦元素,經長期的地表風化、剝蝕、搬運和沈積,在特定的大氣圈、生物圈造就的地球化學場中重新富集成礦,大型構造(如裂谷、同生斷層)為這種特定的地球化學場提供了儲礦的場所。世界上許多中元古代和泥盆紀的層控礦床,反映了這種特定的地球化學場,在古大陸邊緣或裂谷的有利成礦條件下富集成礦。如中國華北地臺北緣的東升廟和華北地臺南緣廠壩等超大型礦床。
4.多源復合成礦型
巖石圈結構、成分都很復雜的構造單元,如古大陸邊緣活動帶中,不同巖石圈中的物質和能量顯著地交換,致使成礦物質來源復雜多樣。多個研究實例證明,在同壹個礦田(床)中既有幔源物質,也有地殼物質,形成多源復合成礦。例如,著名的白雲鄂博稀土-鐵礦床的成因復雜,經過多年、多位專家的反復研究,有多種認識,其中壹種有代表性的觀點為鐵礦質是殼源的,而巨量的稀土元素和氟等揮發分則來自地幔,是由幔源的火成碳酸巖漿和熱流體噴溢到裂谷海底堆積成礦的。至於殼內物質和地表陸源風化物質的混合成礦則在陸緣沈積帶是常見的事例。
大型構造活動的長期性、脈動性和繼承性,有利於維持壹個足夠長的古地熱異常場、穩定的熱液對流系統和穩定的成礦環境。大型構造的多期活動和不同層次的疊加,有利於成礦物質的反復疊加富集,匯聚在同壹有限空間而形成大型、超大型礦床。如湘南地區許多礦床受北北東向茶陵—臨武深斷裂帶所控制,該斷裂在早期控制晚古生代(D—P)的沈積相,中生代又控制印支期和燕山期的花崗巖類活動直到與紅盆有關的熱水系統持續活動達100 Ma以上。以柿竹園超大型鎢多金屬礦床為例,與其成礦密切相關的千裏山花崗巖,從斑狀黑雲母花崗巖到等粒黑雲母花崗巖再到花崗斑巖,其年齡值從172Ma到63Ma,持續達110Ma(王昌烈等,1987)。
大型構造的另壹個特點是作為壹個包含不同級別、不同序次構造有機組成的體系,其不同構造組分在成礦作用中起著不同的作用。以大型斷裂系統為例,地殼深部分散的網絡式的韌性剪切系統,既提供了部分變質流體,而且在還原的條件下和構造泵吸作用下,還起著從圍巖中萃取金屬元素的作用;在中部的脆韌性轉換系統及上部開放的脆性裂隙網絡系統,組成了熱液對流的通道和金屬元素澱積的場所,分別形成與碎裂化糜棱巖有關的剪切帶型和與張開裂隙有關的脈狀礦體。當隨著時間的遷移,不同系統礦化的疊加,就會為大型礦床的形成提供有利的條件,如膠東的金礦就可能反映了這種與剪切帶有關的礦床類型。
由此可見,大型構造對礦床的形成有重要的控制作用。如果大型構造與豐富的礦源、流體和有利的巖石、物化條件相匹配,則有可能形成超大型礦床和礦床富集區。