地质力学以金厂沟梁为例解析

地质力学概念学习系列2021年年2月月 1、构造形迹；2、构造要素（存在于地质体中的基本构造形迹）及构造要素中的基本概念-构造条理（条为线，理为面）；3、结构面-分划性结构面、标志性结构面（存在形式）、压性结构面、张性结构面、扭性结构面、张性兼扭性结构面、压性兼扭性结构面（力学性质）。地质力学基本概念地质力学基本概念-构造要素构造要素1、简称挤压带，主要由许多压性构造形迹组成窄长带状构造，带内岩石部分或全部呈现被搅乱的状态。2、如：挤压破碎带、陡立地层带、直立地层带、紧密褶皱带、地层倒转带和反复冲断带等。3、主要特征：常有片理带、劈理带和构造透镜体等挤压性构造发育。地质力学基本概念地质力学基本概念-挤压构造带挤压构造带1、由张性破裂作用产生的角砾岩；2、主要特征（张性构造的定性标志）：角砾大小悬殊混杂，分选性差；棱角显著，磨圆（圆球）度低；排列紊乱，无定向性；近源物质，成分简单；常以角砾带形式出现，带内变动程度往往不同，变动剧烈的岩石十分紊乱，变动轻微的甚至保存着岩石层理等原生构造地质力学基本概念地质力学基本概念-张性角砾岩张性角砾岩由剪力破裂作用产生的构造岩，常形成构造岩带。又分为两类：脆性的扭性构造岩和韧性的扭性构造岩，其标志特征分别为：1、脆性的扭性构造岩：特征是大小不甚悬殊，磨蚀程度较高，砾石常具定向，成分相对复杂并可有较远处的岩质混入；2、韧性的扭性构造岩：主要以糜棱岩（带）形式出现，地质力学基本概念地质力学基本概念-扭性构造岩扭性构造岩又称构造薄膜、动力薄壳或构造薄壳。指构造破裂面附近由动力作用产生的各种薄壳状特质。除花岗岩、变质岩及暗色岩石中经常沿破裂面出现隐晶质的绿帘石等应力矿物外，其他各类岩石也有相应的薄膜物质产生，如钙质薄膜、硅质薄膜、粘土薄膜、铁质薄膜等。有不同色彩的称构造色，具有岩石专属性，表明是由围岩物质在动力作用下多经显微重结晶作用而形成的，是剪切作用的产物，在未遭受破坏的表面往往有光滑的镜面和清晰的擦痕。可作为扭性断裂面可靠的定性标志。地质力学基本概念地质力学基本概念-动力薄膜动力薄膜动力析出也称压溶，是在动力作用下岩石液化析出的现象，动力析出现象有多种不同构造表现，最常见的是大量窄“冷脉”在岩石中广泛出现，其主要特征是“被压溶而液化的物质往往经过显微重结晶作用”，不经远距运移，因而具有岩石专属性，严格与围岩成分相一致。地质报告中常提到的矿物压溶边成因与之相类似。地质力学基本概念地质力学基本概念-动力析出动力析出1、尖灭侧现：扭裂带及压扭性或张扭性断裂带中的低级序破裂面及产于基中的矿脉或岩脉，首尾错开，呈雁行排列的现象。沿走向和倾向都极为普遍，单个脉体延伸方向与整个断裂带有一定的交角。据此规律可推知断裂两侧运动方向和预测矿脉分部位。2、尖灭再现：压性断裂带和张性断裂带中产出的矿脉或岩脉，多呈透镜状沿走向断续相循，并无斜列的现象。地质力学基本概念地质力学基本概念-尖灭侧（尖灭侧（再再）现）现地块，地质构造三重基本概念之一，是具有一定综合结构形态，属于一定构造体系的地质块体。它的存在常由地壳物质组成或地壳结构构造的均一性，以及具有明显的界线反映出来。其规模大小、影响深度、结构形态、活动强度都有差别，较活动的狭长带状地块，称褶皱地带。相对稳定的不规则地块，称为块垒地。在长期复杂的地壳运动中，褶皱地带和块垒地可以相互转化。任何地块的发生和发展都受构造体系、运动性质和岩石性质所制约。反之，不同形态和不同类型地块的存在，构成一定的边界条件，也影响构造体系的形成和特征，决定地块边缘及其内部的形变特点。地质力学基本概念地质力学基本概念-地块地块1、块垒地-简称块地，是不规则板状，相对稳定的地块；2、褶皱地带-简称褶带，是狭长带状，经历强烈地壳运动形成的构造地块；3、台地（不同于地台）-长宽相差不大、规模大小不等、形变微弱、相对稳定的块垒地；4、盾地（不同于地盾）-长宽相差悬殊、形变十分轻微、规模大小不等、相对稳定的块垒地；5、槽地（不同于地槽）-小型狭长沉降带；6、安全岛-构造活动区内或活动性构造带之间存在的相对稳定地块；7、活动构造带（活动断裂带-挽近地质时期及至近代尚在持续或断续活动的构造带）。以上各地体都属于一定的构造体系，或说是一定构造体系的组成部分地质力学基本概念地质力学基本概念-地块类别地块类别如果主应力是北西-南东方向挤压，上图各组构造：1、C-剪性（平移）断层则与主应力平行，即矿区8、29及18号脉方向，也即可能为早期努鲁儿虎隆起时即形成这两条构造即雏形，倾向南西（可能性方面是方向与位置刚刚好，倾向及倾角与矿田中其他矿脉明显不一致，不确定性倾角偏缓，东西两矿区的规模不同，18号脉早期更似张性为主的）；2、a及a张性横裂隙：平行8、29和18号脉方向的各主要容矿构造，如六矿的17s和16、17号脉群中的各支脉（17-2、17-5、17-6及19-2、16-3等），一矿的39、15-3、15-4、15-9、15-10号脉和三矿的56号脉。至于和二矿的8、9、26、28、57号脉等则可能处于两可之间。3、b及b斜向剪节理，方向应接近南北，此方向的含矿构造如一矿的35号脉群及15号脉群的近南北向矿脉，六矿的16、17、20、22、23号脉(成矿前形成时为剪节理，成矿时因构造活动或受其他作用影响可能张开）；4、d及d纵向前剪节理系：应与a-a的张性横裂隙垂直，为北东向，可能不是优势面，成矿前不甚发育，对应的含矿构造如三矿的36、37、39等。5、e及e压性（逆）纵断层：应对应头道沟、双庙乌拉山断裂北东向段，其力学性质（断层必质）决定在初始发育时就可以切割的更深，走向延长可以更远，完全可以与c系列剪性平移断层相交切，在最初成矿时起到导矿配矿作用。6、f-张性纵裂隙，发育方向北东向，在上述所有构造中是规模最小的，切割最浅，长度亦最短，应属表层裂隙，不应成为容矿构造。辽宁二道矿区主要构造 为北西向和近东西向，北西向为张扭性，代表性断层为鸡毛冠山断裂和来毛沟断裂；东西向为压扭性，其代表性断裂为小杨沟-东对面沟断裂，其配矿构造为东西向压扭性构造，容矿构造为上述两组构造的次级构造，其结构面性质与主构造相同，即北西向为张扭，东西向为压扭，矿化规模上北西向强于东西向。另北西向矿脉的侧付方向为北西。（据周乃武，1998）并推测成矿力学机制为北西-南东的右行剪切作用，即下图示。两组矿脉不是真正的共轭状态，是一种差异滑动的假“共轭”状态。辽宁二道沟金矿的配矿、容矿构造辽宁二道沟金矿的配矿、容矿构造金厂沟梁矿区与辽宁二道沟矿区形成时代一致（朴寿成，2004），约120-126Ma，其他各学者定年时代均与此相当，即金厂沟梁大矿田成矿时代与胶东半岛，赤南地区一样，均为中国东部燕山中期成矿“大爆发”时期。鉴于两矿形成时间一致，成矿类型相同，由此有理由二者是在同一应力场下形成的。结合前面褶皱形成机制中可能存在（或可能形成）的早期构造，不难进行如下对应：里德尔剪裂中的R（张剪性断裂）北西向，正和褶皱机制中的a-a方向一致，二者均为张性，叠加后则以张性为主，兼剪或扭性，成矿以石英脉型为主；例子：金厂沟梁金矿成矿时构造应力场例子：金厂沟梁金矿成矿时构造应力场脆性剪切右行要件下的张裂（T）基本与褶皱形成机制中的b-b斜向剪节理对应，当两者叠加时，成矿时应以张裂为主，即目前一、六矿区的近南北向矿脉，以脉幅较宽大，石英脉型为主。主滑面方现与二矿的北西西矿脉方向基本一致，约295-300度，此方向构造在褶皱形成机制中没有与其相对应的，而二矿的矿脉特征又十分的特殊，向北西发散，南东收敛但并不相交会，可能反映成矿时一种微地块强烈的右旋扭动特征，因此，其含矿构造一般窄小，大部分矿段以蚀变岩型为主，只有扭错空间才形成石英脉型矿脉，矿物组合中也似少一期含铜的成矿脉动，金的指示元素以Pb为主。金厂沟梁金矿成矿时构造应力场金厂沟梁金矿成矿时构造应力场1、上述构造应力场特别是成矿前就已形成，成矿期发生了强烈扭动，此点从东西矿区的成矿前脉岩分布能够明显看出来。2、关于成矿期作用力为右行剪切，头道沟断裂的活动形迹也可给出佐证，即成矿初期，早期褶皱形成机制中的e及e压性（逆）纵断层方向极有可能被右行剪切的R（压性剪切断裂）所利用（因为存在弱面，里德尔剪裂中的R-R共轭组因岩石能干性差异而增大）。这也可能是头道沟断裂在成矿中左行并起到配矿导矿的主要原因。金厂沟梁金矿成矿时构造应力场金厂沟梁金矿成矿时构造应力场头道沟断裂是区域北北东向（新华夏系）构造的次级断裂或其分枝复合部位，这一点从1:20万地质图中可以明显的表现出来，其向南延伸段可能控着区内岩浆岩体的侵入或展布，向北受纬向构造的影响规模减弱，且走向方向发生改变，由北北东向转为近南北向，最后并入北东向华夏系构造中（尖灭状？）。关于头道沟断裂的深入认识关于头道沟断裂的深入认识如果将辽宁二道沟认为是没有扭转或扭转角度很小的说，则由东向西各矿块中矿脉扭转角度则明晃明现出依次加大趋势，特别是北西向矿脉表现的更为显著，基本上所有矿脉都呈由南向北的右旋特征，由此推测西北外围区主要含矿构造可能主要发育有三组，即以近南北向（略偏东）、北西向和北东向三组，分别与右行剪切体系的T（张裂）、R（张剪性断裂）和R（压性剪切断裂）。西北外围区容矿构造预测西北外围区容矿构造预测 谢 谢 ！祝愿我们共同进步，兴旺以达祝愿我们共同进步，兴旺以达