Question

成矿构造动力学分析

Answer 1

华昌山复背斜核部北段东矿带变形程度最高，是判别本区构造运动强度、划分构造期次的最好地点。因此在该段做了两个短构造观测剖面；西矿带主要是断裂分割的断块区，故在白秧坪矿段进行了BKT1附近若干点上的构造测量；此外，在矿集区构造线向南撒开，在对东西宽度较大的营盘—啦井—金顶山一线进行路线观察的同时，也选取若干地点做构造测量，以期进行较大区城的构造对比分析。

1.东矿带褶断束构造剖面

东矿带北段有一系列平行的东西向横断层，自热水塘起，有羊山、村头、白草坡、利花、龙塘山等5条，是与复背斜东翼相关的一套与区域主压应力轴一致的张性或张扭性断层，各自长约4～6 km（图5-2）。它们的扭错方式不同，但其组合有三个特点：一是平面上的楔出状显示为区域应力松弛下的张性断裂为主断层；二是以白草坡断层为界，其北部主要显示向西倾、向东倒伏的褶皱轴面产状，南部则以正常产状为主；三是其北部以横断层为标志，复背斜核部逐级抬升呈阶梯状。因此我们以东矿带及外围的4条示意性图切剖面来表达SN向的华昌山断裂和华昌山复背斜的产状（图5-3）。以下介绍东至岩和小三界两条构造剖面。

（1）东至岩剖面

东至岩剖面（图5-4）西起三合洞组主产铜银的东至岩矿段，华昌山主断裂在此向西陡倾，云龙组与三合洞组均为正常产状彼此对倾。剖面向北东方向，经天青石矿点（图版14）、F₆、F₇断层，过东至岩村，再经东边铅锌矿化段、F₁₅断层到通甸河畔的水磨坊村。剖面上测得共轭剪切破裂点5个（表5-1）。再以作图法，通过共轭剪切破裂求出主应力向量及地层的掀斜量。

首先，将配套的共轭剪切破裂在吴氏网———极射赤平投影网上用作图法（何作霖，1964），求得现位主应力σ1、σ2、σ3 的向量。然后将中间主应力σ2 在直径大圆上扶正使其垂直得σ2′，并依同样方向和角度，在小圆上转动另两个现位主应力和地层产状 S₀，得到掀斜前的主应力σ1′、σ3′和地层产状 S₀′。表中将同倾向、但掀斜前倾角较大的破裂，判别其掀斜前后都为倒转产状；若倾向相反，则判别其中一个为倒转，在本区往往可在野外知道现今为倒转产状，如序号19的金顶测点。掀斜前的主应力方位具有应用价值，而表中的σ₁′、σ₃′都近于水平，反映了地壳构造应力的实际情况。东至岩剖面上σ₁′主压应力方向自西向东的变化是 90°—57°—33°—65°—48°，平均为 58.6°，在 NE-SW 方向上。其运动学、动力学含义将在后文就全区测量结果一并讨论（表5-2）。

图5-3 白秧坪矿集区东矿带——华昌山矿带联合剖面图

剖面上掀斜前后的地层产状，分别在图5-4上方设定的水平参考线上以实线和虚线表示其大致SW倾向及真倾角。现再将地层产状变化专门作出图解（图5-5），即可直观地看出该地块构造掀斜的总体效果，也就是剖面的西部相对于东部有较大的抬升量。再以表5-2列出地壳缩短量和抬升幅度的计算结果：共轭剪切破裂发生于近期的一次脆性变形阶段，地壳缩短11.1%，以7.5°角掀斜抬升量约277 m；前期可能是褶皱发生期塑性变形阶段，未计算褶皱的非平衡掀斜缩短量为 22.1%，并总体以 35°大角度掀斜抬升达 896 m。自喜马拉雅运动以来，本段保守的总体缩短量是35.6%，东西相对升降达1173 m。

图5-4 东至岩构造剖面示意图

表5-1 据共轭剪切破裂求主应力方向及岩块掀斜量

（2）小三界剖面

小三界剖面（图5-6）是由下区五矿段以东、华昌山复背斜核部东半部次级向斜中起，向东经民采很盛的东部铅锌矿化段，直抵安乐街河边。

表5-2 东至岩剖面缩短及相对抬升计算

图5-5 东至岩构造剖面地层掀斜图解

剖面上测得共轭剪切破裂5组，列于表5-1。计算表明在该剖面上，褶皱后的脆性变形期压应力σ1′方位自西向东的变化是46°-74°-77°-88°-121°，平均指向 81.2°。剖面上地层产状在共轭剪切破裂发生后的变化基本上是由缓变陡，表明是在褶曲正常翼上的表现。将它们作专门图解（图5-7），并也列表计算（表5-3），反映地壳缩短量和相对升降变化。计算结果表明，小三界地段脆性变形期地壳缩短 14.8%，前一次塑性褶皱发生时缩短2.7%，喜马拉雅运动使之共缩短17.9%；华昌山复背斜在此脆性期抬升量489 m，塑性期抬升286 m，总体抬升775 m。

对比北部东至岩剖面，可见华昌山复背斜收缩尖灭的北端变形更强一些，而且是在褶皱发生时其变形强度最突出。这可能与褶皱期变形时维西-乔后断裂作为构造单元边界即已存在、华昌山断裂褶皱系统与它向北作锐角相交、应力-应变强度急剧增大有关。

图5-6 小三界构造剖面示意图

图5-7 小三界构造剖面地层掀斜图解

2.西矿带断块区

白秧坪-富隆厂矿段是整个矿集区西矿带近期重点工作区，位于核桃箐以南的断块区中（见图5-2）。通过白秧坪及外围的找矿工作表明，除瞎眼山断裂以东白秧坪4个矿体呈NE向为断裂控矿（图版15、16、17）、富隆厂矿段沿断裂作NE走向之外，大平子一带SN向四十里箐断裂、吴底厂东断裂、瞎眼山断裂，以及NWW至近 EW向的元宝山断裂-妹绕坡断裂、茅草丫口断裂等都有很好的矿化发现。在整个白秧坪周边约 20 km² 范围内，侏罗系、白垩系中断裂控矿是不争的事实。因此，研究该区断裂及断块的运动学、动力学十分重要，这将对从断块发育对成矿控矿的影响方面，以及进而讨论吴底厂穹窿构造在成矿控矿中的作用都具有十分重要的现实意义。

表5-3 小三界剖面地壳缩短量及相对抬升计算

经过矿区构造及矿化踏勘工作，在白秧坪1号矿体（BKT1）附近，1线矿体下盘围岩景星组、25线矿体上盘围岩、17线向NW延长700 m等3处，测量了配套的共轭剪切破裂组（图版18），分别以序号11、21、22列于表5-1，求出现位及掀斜前的主应力向量和地层产状。

将本次掀斜前后的地层产状按真倾角置于 EW方向小剖面上（图5-8）。可见前期岩块变形生成挠曲，弯折最大处生成膝折带（图5-8a）；该膝折带随后由于 EW向持续挤压收缩，并由于西侧富隆厂背斜生成，可以有一个冲断层发育阶段；经区域应力松弛时，在BKT1位置最终为一条正断层，并充填成矿（图5-8b）。图5-8c表示 BKT1 在两侧近 EW向挤压构造力作用下共轭剪切破裂生成、产生平面上右型剪切冲断层时的动力学图解。

图5-8 白秧坪 BKT1矿体赋存断裂的挠曲成因和应力作用方式示意图

对白秧坪 BKT1矿体附近的构造测量结果用图解方式求出该区地壳收缩量。图 5-9 得出前期挠曲生成时收缩量为4.8%，断裂产生后至今总的收缩量不过19.0%。准塑性变形量值4.8%显然低于东矿带褶皱期的平均值12.4%（22.1%和2.7%平均）；脆性变形期本区收缩量为13.6%，与东矿带的平均值12.95%（11.1%和14.8%平均）很接近；总体收缩量19.0%也低于东矿带的平均值26.75%（35.6%和17.9%平均）。