Question

分类及其特征

Answer 1

充填空间按力学性质和结构特征分为两类。

1.按力学性质

(1)力学性质

野外大量地质实例和各种模拟实验均已证明，F_b任何一种充填空间的形成，都是地质构造动力(地应力、静压力和热应力)产生岩石应力(或地应力)致使岩石的脆性变形和韧-脆性变形的结果，应力贯穿岩石的脆性变形和韧-脆性变形的全过程，韧性变形也必须有初始应力参与。应力不仅控制宏观尺度和直观尺度下的F_b变形的构造特征，而且影响到其中的黄铁矿和石英包裹体的微观结构特征(表2-4)，并认为形成F_b充填空间的应力主要包括剪张(以张性为主)、张剪、剪、压剪、剪压(以压性为主)5种应力及其相互转化，而无纯粹的压和张应力。不同性质的应力形成不同性质的充填空间。不同的充填空间结构对含金流体和地球化学元素的迁移富集，成矿的物理化学条件以及矿体的形态、产状、延伸、分布，矿石结构、构造，等等均有不同影响。所以，力学性质作为充填空间分类的主要依据。

表2-4 矿物晶体结构与应力性质关系

剪张—张剪—剪—压剪—剪压的应力作用，一般来说分别对应自由空间—连通自由空间—连通空间—连通弥散空间—屏蔽空间的应变结果。同时，充填空间状态还表现在其他方面。这样，可将充填空间分为自由空间型、连通自由空间型、连通空间型、连通弥散空间型和屏蔽空间型5种。每条F_b内最多有这5种类型，且不论该F_b发育到哪个阶段，也不论它的哪个部位。因此，可以说任意F_b的任意标高或剥蚀面内最多有这5种直观尺度的充填空间类型。

诚然，各种F_b均有断距，表明均有剪应力作用或剪压或张剪应力作用。如是初始剪应力作用，由于地壳构造力作用的持续性、不稳定性、岩石结构的差异性和变形分解作用，必将导致初始剪应力作用改变其单纯的剪切性质而演化成为兼有一定张应力和压应力的作用，也会出现剪张(以张为主)、张剪、剪、压剪、剪压(以压为主)应力。F_b发育的某一阶段某一构造部位可能出现压、张应力，但并不持久，且不是初始应力，所以，不作为划分充填空间分类的主要依据。

(2)充填空间的开启程度

自由空间型的断层面理，以张性和张剪性节理为主，后者延伸较大，间隔较小，开启度大，易被流体充填，但具分隔性。断层岩以角砾岩为主，角砾岩生成的充填空间如前所述。张性、张剪性节理和角砾岩有时都发育，有时只发育其中之一或之二，但均具有高开启度和高渗透性。屏蔽空间型的开启度和渗透性恰好与自由空间型相反，开启度和渗透性极差，其断层面理以流劈理、片理和条带状糜棱面理为主，断层岩以糜棱岩为特征，构成屏蔽空间型的面理和断层岩的形成机制为压溶、重结晶和晶体塑性变形作用，因此其充填空间不发育，渗透性极差。断层面理和断层岩由自由空间向屏蔽空间是渐变的，开启度和渗透性也是渐变的。

(3)充填空间的封堵程度

以泥岩涂抹为例，在裂隙发育阶段，涂抹不发育，由破裂变形转变为破碎变形初期也不发育，到破碎变形中后期，涂抹作用和封堵程度逐渐增强。当碎裂岩递进变形到超碎裂岩时，其封堵作用达到高峰。碎粉或断层泥将主断面涂抹而成硬质薄膜(即断层镜面)，横向封堵作用显著。

涂抹程度(如涂抹层厚度)还取决于砂泥岩层厚度比、单层泥岩层厚度和断距大小。未成岩页岩粘土涂抹势(Csp)的表达式：

，经验得出Csp＜5为非封堵，Csp＞30为封堵，Csp=5是封堵的临界值，Csp=5～30为过渡(李阳，2009)。成岩页岩涂抹因子(SSF)，

，Lindsay等(1993)根据80个断层研究得出SSF＞7涂抹不连续，SSF值越小越连续，并形成封堵层。封堵程度还与充填空间的蚀变程度、重结晶程度和岩脉充填等情况有关，就不言而喻了。

(4)充填空间的环境

处在开放的氧化环境与封闭的还原环境，充填空间的状态显然不同，影响开启和封堵程度。处于低温压开放的氧化环境，充填空间(包括岩石空隙度)易开启，渗透率高。因此，地球化学元素的富集以亲氧元素半径大、轻元素和高价离子元素为主，并形成高氧型矿床。而封闭的还原环境以半径小、重元素、亲硅、铁、低价离子元素易富集，并形成高硫低氧矿床。充填空间由开启到封闭，其地球化学元素变化序列为Na—K—Al—Ca—Mg—Fe—Si。

总之，充填空间的高开启度和高渗透率是自由空间型各种特征的核心，屏蔽空间型恰好与之相反，且两者之间呈渐变过渡关系。各类型充填空间结构特征见表2-5。

表2-5 各类充填空间结构特征

注：①李阳.2009.从断层岩的角度认识泥岩涂抹及其定量表征.地质学报，83(3)：26～34.

续表

① 设上盘的滑移方向方位角0°时为压性。

2.按结构特征

1)破裂型充填空间。该型空间中断裂构造岩不发育或很少，构造裂隙发育。如自由空间及连通自由空间，这种充填空间多产生在片麻理发育的太古宙或元古宙片麻岩相中，如太华群深变质岩系。

2)破碎型充填空间。该型空间中断裂构造岩发育，构造裂隙相对不发育，如连通弥散空间。这种充填空间多产生在岩基中，如玲珑花岗岩(

)。

3)过渡型充填空间。即上述二者之间的过渡型，如连通空间。