赣北地区类转换断层及其控岩控矿作用研究

基于最新的区域地质调查、矿产勘查成果资料,结合赣北地区大地构造背景、重力场、构造单元及重要矿床(田)控岩控矿构造特征的综合分析,厘定了赣北地区类转换断层,并探讨其形成机制与控岩控矿作用。结果表明,该类转换断层是一组位于晋宁期华南洋壳俯冲消减带,受纵向俯冲消减速率不同和深部地幔隆起垂直转换断层影响,在仰冲盘NEE—NE向构造单元中发育的横向断层;其与单元边界断层相匹配,沿着断层的水平和垂向位移转换了性质,亦是区域重要外生沉积(变质)和内生岩浆热液型矿产的控岩控矿断层,伴随大地构造演化和“环鄱”巨型矿集区生成;在空间规模上有一定的主、辅之分,其中主体类转换断层导致了新余铁矿和丰城煤矿岩(矿)层的纵向增生(膨大)及垂向增厚(折叠),并叠加了后续横向脆性断裂构造变形,维护了相对较弱的应变环境,对矿产起到保护作用;辅体类转换断层控制了修水县香炉山钨矿床、武宁县大湖塘钨铜多金属矿田、九瑞铜多金属成矿带、德安县彭山锡多金属矿田、都昌县阳储岭钨钼矿床、波阳县莲花山钨锡矿集区、浮梁县朱溪钨铜多金属矿田及德兴铜多金属矿田等钨铜锡多金属矿产的成矿地质要素,且表现出隆起区与坳陷区控岩控矿机制不同但成矿机理相似的成矿规律。

华南地区中生代Cu-(Mo)-W-Sn矿床成矿作用与洋岭/转换断层俯冲

华南地区是我国重要的金属矿产资源产地,除了发育大量的钨锡钼铋和稀土等金属矿产外,还有铜金矿床分布。本文通过对华南地区29个典型Cu-Mo-W-Sn矿床的时空分布及其与之有关的花岗质岩体的侵位年龄分析,探讨了与不同成矿类型有关的花岗质岩石的地球化学特征。本文认为华南地区10个典型的与Cu有关的矿床主要发生在180～170Ma、160～150Ma以及105～90Ma三个时期,而10个钨矿床主要集中于170～130Ma;4个W-Sn矿床集中于170～130Ma和120～110Ma;而5个Sn矿床则发育于170～150Ma、130～110Ma以及100～90Ma三个时期。Cu矿床主要与同熔型花岗岩有关,而Mo、W-Sn既与同熔型花岗岩有关,又与改造型花岗岩有关。在岩石地球化学上,与Cu-（Mo）-W-Sn成矿作用有关的花岗质岩石也表现出不同的地球化学特点,如,从Cu-（Mo）矿床到W-Sn矿床SiO2含量有逐渐增大、氧化性逐渐降低、还原性逐渐增加以及分异演化程度有逐渐增高的趋势。与Cu-（Mo）-Au矿床有关的花岗质岩石具有较低的SiO2（60.3%～68.1%）,氧化性较高（Fe2O3/FeO=0.31～1.81）,分异演化程度较低（Rb/Sr=0.05～3.3）的特点;与Cu-（Pb）-（Zn）矿床有关的花岗质岩石具有相对较高的SiO2（73.3%～75.2%）,氧化性稍高（Fe2O3/FeO=0.68～1.74）,分异程度稍低（Rb/Sr=10.8～57.8）的特点;而与Mo矿床有关的花岗质岩石具有较宽的SiO2（67.3%～76.2%）变化范围,氧化性稍低（Fe2O3/FeO=0.68～1.74）,分异演化程度稍低（Rb/Sr=0.6～9.29）;与W矿有关的花岗质岩石的SiO2含量为69.9%～80.1%,还原性稍低（Fe2O3/FeO=0.19～0.76）,分异演化程度稍高（Rb/Sr=21.9～61.7）;与W-Sn矿床有关的SiO2为74.8%～78.7%,还原性较低（Fe2O3/FeO=0.08～0.59）,分异程度较高（Rb/Sr=10.8～139）;与Sn矿床有关的花岗质岩石的SiO2为64.8%～76.9%,还原性高（Fe2O3/FeO=0.01～0.58）,分异演化程度高（Rb/Sr=1～530）。在结合华南地区花岗岩类岩石的分布特征以及盆岭构造的特点,本文提出华南地区Cu-Mo-W-Sn矿床的成矿作用是不同时期大洋板块或者洋岭多阶段俯冲结果的新成因模型,即早侏罗世休眠的Farallon-Izanagi洋岭俯冲导致早—中侏罗世Cu成矿作用;中—晚侏罗世活动的Farallon-Izanagi洋岭和转换断层俯冲是中晚侏罗世Cu-（Mo）-（W）成矿作用以及多阶段W-Sn成矿作用的触发动力,而白垩纪Izanagi大洋板块俯冲则是白垩纪斑岩型Cu-W-Sn成矿作用的诱因。该模型的提出较好地解释了华南中生代大规模岩石圈拆沉—减薄—伸展的机制及其大规模成矿作用的动力。

转换断层及其地质意义——以阿尔金转换断层为例

转换断层按其“平移”段运动方向分为左旋与右旋 ;按其“平移”段两终端与之高角度相交的构造性质组合进一步分为伸展正断“调节”型转换断层、挤压褶皱 -冲断“调节”型转换断层及复合型转换断层。新生代以来 ,阿尔金断裂是“调节”青藏高原北缘西昆仑、祁连造山带挤压变形的构造 ,为新生代左旋挤压型转换断层。

南海转换断层成因机制及对南海扩张的启示

转换断层是揭示边缘海盆地演化的一把钥匙,但其成因机制一直都是地质科学研究的难点和热点。基于高分辨率海底构造地貌、盆地发育几何学结构、重磁异常、磁条带分布样式、莫霍面埋深、海底热流和南海北部地震剖面等资料对比,并结合区域地质背景、板块重建、动力学来源,重新厘定了南海海盆转换断层和邻区走滑断层的分布,尤其是其走向,统一归结为NNE向。另外,从转换断层走向的角度入手,提出了边缘海盆地扩张的新模式,并修正了前人对新生代南海的板块重建方案。南海海盆真正的转换断层方向应该是NNE向,并不是传统上认为的NW向。NNE向转换断层及南海的扩张,可能为继承邻区裂解陆缘走滑断层方位的模式。NNE向转换断层实际上就是在南海陆架中广泛分布的NNE向大型右行走滑断层,也是华南地块上一系列NNE向右行走滑断裂在海上的自然延伸,进而提出南海转换断层实际上是继承了邻区陆地上大型走滑断层的走向。这种模式并不是类似于正常洋中脊那样的正向扩张,而是一种斜向扩张,转换断层不垂直于扩张中心。

论大陆岩石圈内的垂直转换断层

近些年来，地震测深和重力测量方法揭示出大陆岩石圈内存在一组穿透地壳并延深到上地幔的高角度断裂，经厘定，被命名为垂直转换断层（ｖｅｒｔｉｃａｌｔｒａｎｓ－ｆｏｒｍｆａｕｌｔ）。原只认为它们存在于高亚洲，包括青藏高原。本文表明其也出现于低亚洲西伯利亚平原。大陆岩石圈内是否普遍存在垂直转换断层以及它们在大陆岩石圈动力学研究中的意义，是今后构造地质学研究的方向之一。

中国东南沿海及邻近海区一种独特的大陆增生方式——转换断层向俯冲体系的转变

闽东沿海构造带—东海陆架西缘断裂、钓鱼岛隆起带(台湾—宍道褶皱带)以及帛琉—九州洋脊在中生代期间先后经历了自转换断层向俯冲系统的转变,这种转变构成了中国东南及毗邻海区独特的大陆增生方式,它表明特提斯和古太平洋的演化对这一地区的中、新生代构造格局起着重要的制约作用。

秦岭构造带与转换断层

本文探讨转换断层在秦岭构造带演变中的作用。祁连洋扩张导致秦岭带的右行转换拉张作用,形成加里东期秦岭海。秦岭海消亡时,沿商丹断裂向北斜向俯冲。晚志留世,南、北大陆开始对接后,沿商丹断裂的斜向俯冲逐渐转变为左行走滑。左行走滑作用造成了海西早期平移造山作用和转换拉张作用相伴的构造格局。

海洋转换断层的热结构

用三维有限元模拟方法研究了海洋转换断层下部的温度结构。我们说明,使用岩石层脆性弱化的流变可以沿着转换断层形成地幔强烈上涌和温度升高的区域;推测邻近转换断层中心部位的岩石层温度最高、厚度最薄。以前采用简化的流变定律模拟岩石层及其下部软流层的行为,推测海洋转换断层底部地幔温度比相邻板内的地幔温度低很多,在其中心处岩石层最厚。由于考虑了更真实的脆性流变,所以本研究计算得到了相对高温的热结构。此温度结构与洋脊-转换断层环境中的大量观测结果相符。这些观测资料包括地震活动的深度、沿洋脊临近部位的地球化学异常以及在板块运动变化过程中长的转换断层有分裂为小的内部扩张中心的趋势。

东太平洋洋隆Siqueiros转换断层带的地球化学特征(英文)

东太平洋洋隆Siqueiros转换断层带(西经103°～104°、北纬8°20′～8°30′),位于中美洲之西可可斯板块与太平洋板块交接处(图1)。该转换断层的玄武岩,成分从原始的到富化的,变化很大。最原始的玄武岩产于A-B走滑断层内,其MgO含量高达14.91%;最富化的玄武岩产在西部洋脊与转换断层交叉部位,其MgO含量较低,成分变化大。转换断层内的洋中脊玄武岩可分三类:富化的洋脊玄武岩(E-MORB)、原始的正常洋脊玄武岩(PrimitiveN-MORB)和正常洋脊玄武岩(N-MORB)。Siqueiros转换断层区已确定有两个地幔源:一个位于转换断层西部下面的富集地幔,其特点是稀土总量高,富轻稀土,低MgO、K2O和TiO2,而高87Sr/86Sr;另一个是位于转换断层中-东部下面的亏损地幔,来自这个地幔源的玄武岩具有低87Sr/86Sr、低稀土元素和微量元素含量,但MgO含量较高。

大洋转换断层的热模型

已经发展起一个大洋转换断层的热模型,它包括穿过断层的横向热传导效应和沿着断层的切向加热效应。结果表明:沿转换断层的切向加热显著地提高了沿断层的温度。比较了热模型的等温线深度和沿转换断层的震源深度,在考虑切向加热时,大西洋转换带的震源深度的极限等温线为700℃(不考虑切向加热时则为600℃),接近于产生板块内部大洋地震的极限温度。若转换带地震限于发生在750℃等温线以上,那么根据我们的热模型预测,转换带地震应是浅层地震。模型指出,750℃等温线的最大深度随转换断层的长度的增大而增大,随半滑动速率的增大而减小。

两类转换断层

关于冷却消长变化的理论模式与实验工作 ,不仅确定某些断层一开始生成时即为转换断层 ,而且提示存在着两类转换断层 ;它们被名为“边界转换断层”和“海岭转换断层”。其不同在于所描述板块边界的级次和状态 ,以及 /也可能与已知板块的年龄有关。

大洋转换断层的速度极限

东太平洋隆起的一级几何形状已了解了约20年,这是由从太平洋—科科斯—纳兹卡板块三联点到太平洋—南极洲—纳兹卡板块三联点之间的地震震中分布、东太平洋隆起的浅水高地、和磁异常确定的。推测在磁异常水平断错处有转换断层和断裂带存在。Herron(1972)和其后的一些作者根据地震震中和水平断错的磁异常的分布指出。

关于转换断层的再认识

本文分析了转换断层的深刻内涵,认为其形成过程是由于地球自转速度的变化或由于洋脊轴部的扩张速度不一致而引起岩石圈板块在地球表面作切线方向的平错运动所致。本文还分析了转换断层的三种类型,即洋脊—洋脊、俯冲带—府冲带、洋脊—府冲带转换断层。并从板块构造造运动学的角度分析了转换断层的形成机制和运动特征。最后分析了转换断层在宏观上和地质作用上的表现特征。

转换断层

岩石圈被一些活动带分割成许多大大小小的坚硬板块,这些活动带便是岩石圈板块的边界。地球上存在着三种不同类型的板块边界——洋中脊、岛弧-海沟系(或造山带)和转换断层,它们相互组合起来,构成了一个十分重要的、全球性的活动系统。转换(transform)

川主寺—黄龙左行走滑剪切断层和松潘—平武剪切转换构造体制

石炭系碳酸盐岩中大规模断层崖残留体是研究区新构造变动的显著地貌特征。相关摩擦滑动面的产状、擦痕线理定向及其运动学标志的野外观测数据表明,西起川主寺,东抵黄龙乡,中更新世(Q2)以来存在一条近东西走向的左行走滑断层。沿川主寺—黄龙左行走滑断层的位移在切错了近SN走向的岷山隆起后,向东追踪并改造先存的雪山逆冲断层,在黄龙乡以东通过3种方式发生了构造和位移转换,即(1)其前方北侧派生出一系列NE走向的左行剪切断裂;(2)沿走向位移逐渐减弱为顺层滑动;(3)其前方南侧转化为沿近SN向虎牙断裂的左旋斜冲。川主寺—黄龙断裂的构造几何学和运动学特征及其与岷江、虎牙冲断层的构造联系,支持一个左行剪切转换构造体制。松潘—平武地区的卫星遥感图像,1970—2008年的地震活动性,以及1991年以来4次GPS重复测量结果所建立的现今位移矢量场等证据表明,川主寺—黄龙左行走滑断裂系统是继东昆仑—岷江断裂组合之后发育起来的、现在仍然活动的剪切转换断裂构造,是青藏高原东缘东北角的典型地震构造样式之一,反映了青藏高原物质具有向东逃逸的趋势。

东辛油田断层转换带与油气富集

东辛油田位于济阳坳陷东营凹陷中央隆起带东段,被数百条断层切割,是典型的复杂断块油田。应用断层转换带的理论,识别出东辛油田的11个断层转换带,分为4种类型(平行同向断层型,平行对向断层型,叠覆断层型,趋近断层型)。东部辛镇地区以平行型转换带为主,西部东营地区以叠覆型转换带为主,其间过渡带以趋近型转换带为主。断层转换带多分布在断层的交汇处、拐弯处和末端处,是伸展、走滑构造应力场联合、复合作用的产物。在转换带发现了一批优质储量,与2条断层相关的转换带比与1条断层相关的转换带油气更富集。

喜马拉雅的两个造山体系和一个转换-转移断层:证据及推论(英文)

位于中喜马拉雅和巴基斯坦境内西喜马拉雅的两个相互结合的剖面在一级单元、断层中展现出不同的构造形式;并在不同时期,以不同速率发育了二级构造。沿两剖面岩性单元的显著差异显示通常指的圆柱状喜马拉雅带并没有越过喀喇昆仑山断层。与此同时,在近来许多区域研究中显示出来的构造轮廓强调主中央逆冲断层是一个貌似与中喜马拉雅断层带和越过西部山脉的西喜马拉雅断层带有联系的独立部分。上述两个地区展现出不同的碰撞历史。这些不同之处揭示喀喇昆仑山断层是西部岛弧保留造山带与东部岛弧俯冲造山带之间转移/转换断层的再活动或衍变。

走滑断层转换带砂体发育特征与油气富集规律

金县地区勘探实践表明,储层发育程度是油气富集的主控因素.为此,应用断层转换带的理论并结合金县地区郯庐断裂的活动特征,在该地区识别出2种类型的走滑断层转换带：一种为同向型横向转换带,主要处于金县地区的东侧,控制金县地区东盘的砂岩储层分布 另一种为同向叠覆型走向转换带,主要处于金县地区的西侧,控制西盘的砂岩储层分布.另外,在郯庐断裂带右行走滑作用下,东营组砂体表现为由北向南从深到浅横向迁移叠置的特征,最终在该地区建立了＂鱼跃式＂砂体发育模式,找到油气富集部位,并确定金县地区＂南富北贫＂的油气富集规律.