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2021年  第27卷  第4期

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2021, 27(4): .
摘要 (104) PDF (1524KB)(22)
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2021, 27(4): .
摘要 (144) PDF (427KB)(12)
摘要:
封二
2021年第五期《极地地质》专辑预告
2021, 27(4): 封二-封二.
摘要 (115) PDF (830KB)(9)
摘要:
封三
构造物理化学理论和应用学术研讨会
2021, 27(4): 封三-封三.
摘要 (139) PDF (3292KB)(11)
摘要:
主编致辞
主编致辞
2021, 27(4): 489-490.
摘要 (121) HTML (41) PDF (827KB)(11)
摘要:
序篇
构造物理化学学科建设回顾、应用与展望
吕古贤
2021, 27(4): 491-496. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.044
摘要 (118) HTML (32) PDF (935KB)(33)
摘要:
成矿规律与找矿方法
华南重要成矿区带中生代构造变形及其控岩控矿机理
张达, 李芳, 贺晓龙, 胡擘捷, 张鑫明, 毕珉烽, 王森, 霍海龙, 薛伟, 刘松岩
2021, 27(4): 497-528. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.045
摘要 (825) HTML (219) PDF (47371KB)(142)
摘要:
华南大陆中生代以来受华北板块、西南缘特提斯洋以及东部古太平洋板块会聚作用形成了多序次的构造变形及多期岩浆与成矿事件, 并造就了多个重要的多金属成矿区带。文章在梳理成矿区带典型矽卡岩型矿床矿化期次、矿体分布及成矿机理等关键科学问题的基础上, 利用构造变形序次及其控岩控矿的规律性完善了典型矿床成矿过程及成因机理。通过对闽西南铁多金属成矿带、赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带以及滇东南老君山钨锡矿集区开展构造变形解析, 结合已有研究成果, 厘定出相对完整的印支期、中晚侏罗世及白垩纪3期变形序列, 但其作用时限、构造性质、规模强度及变形样式却表现不一。通过构造控岩分析并结合已有同位素年代学得出, 不同成矿区带都存在与变形序列相一致的岩浆或变质热事件, 进而利用变形序列与岩浆期次对应规律明确了与马坑式铁多金属矿床、朱溪钨铜矿床以及南秧田钨矿床相关的多期岩浆活动。在此基础上识别出多阶段矿化事件并提出3个典型矿床都存在多期叠加复合成矿的认识。从构造对矿床就位机制控制的角度分析了马坑式矿床分散多变矿体、朱溪矿床垂向大跨度矿化及深部巨型矿体、南秧田矿床层-脉叠加矿体分别受赋矿地层褶皱拆离、大规模双重逆冲以及2期构造变形复合控制的机理。文章最后探讨了不同阶段华南重要成矿区带构造变形及岩浆成矿的动力学背景。
西南天山中新生代盆地成矿流体运移规律
贾润幸, 方维萱
2021, 27(4): 529-541. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.046
摘要 (336) HTML (78) PDF (25182KB)(30)
摘要:
乌拉根铅锌矿床和萨热克铜矿床是西南天山中新生代盆地最有代表性的两个层控砂砾岩型矿床，乌拉根铅锌矿床产于下白垩统克孜勒苏群第五岩性段(K1kz5)的粗砂质细砾岩中，后期经历了弱的构造改造作用；萨热克铜矿床产于上侏罗统库孜贡苏组上段(J3k2)杂砾岩中，其北矿段后期经历了强烈的构造改造作用，南矿段可见岩浆热液蚀变作用后的褪色化及叠加成矿作用。为了研究成矿流体和岩浆热液在岩石中的运移规律，分别对上述两个矿区以沉积作用、构造改造作用和岩浆作用为主的代表性岩石测定了孔隙度和渗透率。测试结果表明乌拉根矿区岩(矿)石的孔隙度和渗透率总体比萨热克矿区岩石的孔隙度和渗透率要小；乌拉根铅锌矿区和萨热克铜矿区北矿段矿石的孔隙度和渗透率均小于下盘围岩的孔隙度和渗透率；萨热克铜矿区南矿段经历了岩浆热液蚀变，岩石的孔隙度和渗透率明显小于未受岩浆作用的岩石孔隙度和渗透率，且辉绿岩脉下盘岩石的孔隙度和渗透率明显小于上盘。同时通过岩(矿)石组构分析，上述岩(矿)石在成岩和成矿后孔隙度和渗透率的变化均与成矿流体或岩浆热液的作用密切相关。在西南天山中新生代层控型矿床中，当成矿流体沿切层断裂上升后会优先选择孔隙度和渗透率高的岩层进行渗滤、扩散、充填和交代作用。岩石中的砾石砾径越大，砾石间隙越大；岩石的硬度越大，其在后期构造变形中越容易形成构造裂隙，对成矿越有利，这也是造成萨热克铜矿北矿带中的金属硫化物颗粒明显大于乌拉根铅锌矿中金属硫化物的重要原因。上述结果表明沉积盆地中成矿流体或岩浆热液的成矿作用越强，岩石受其影响在成岩成矿后的孔隙度和渗透率越会变小，从岩石的孔隙度和渗透率可间接反映成矿过程中成矿作用的强弱，为寻找富矿体提供理论依据。
矿田构造变形岩相带的地球物理资料解译与找矿应用
张宝林, 吕古贤, 余建国, 梁光河, 徐兴旺, 李志远, 张启鹏, 史晓鸣, 魏竣滨, 许道学, 李旭, 赵鹏
2021, 27(4): 542-556. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.047
摘要 (361) HTML (219) PDF (18567KB)(81)
摘要:
基于岩(矿)石物性参数和矿床成因类型建立的地球物理勘查模型，在深部找矿预测中出现了多解性的问题，急需找到地球物理方法能够高精度识别的地质体目标。多年的找矿实践表明，矿田构造变形岩相带就是一个重要的选项，业已取得显著的找矿效果。目前，大比例尺的矿区地球物理勘查工作较多，而中比例尺的矿田地球物理研究比较薄弱，且两者均缺乏分层次的战略指导。为了建立矿田构造变形岩相带的地球物理判别标志，需要厘清地质与地球物理的复杂时间-空间关系，加强地质力学与地球物理勘探方法的联系。文章提出分层次处理和解释地球物理信息的思路，即根据研究区构造形迹的"米字型"结构特征和构造体系阶段性发展的特点，从矿田、矿床2个层次解析不同尺度-维度的地球物理勘查资料，提取构造变形岩相带信息。具体操作流程为先在矿田范围内布置面积性物探，解译"米字型"断裂构造系统，选定张性和张扭性含矿断裂构造，预测找矿方向；再在含矿断裂带布置大深度物探剖面，分析剥蚀程度和埋藏深度，结合化探信息圈定找矿靶区位置。文中以内蒙古赤峰柴胡栏子金矿田为例，介绍该方法的找矿应用效果。首先从矿田地球物理资料中解译出新华夏构造体系"米字型"分布的构造形迹，然后在2个矿区内确认了北北西和北西西走向的构造变形岩相带是主要的含矿构造带，且两者之间存在时空上的先后关系，为深部找矿预测提供了依据。
典型矿床成矿机制
论云南个旧锡铜钨三稀金属矿集区叠加成矿系统与垂向构造岩相学结构的关系
方维萱, 郭玉乾, 贾润幸, 童祥, 马振飞
2021, 27(4): 557-584. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.048
摘要 (964) HTML (342) PDF (45851KB)(60)
摘要:
采用构造岩相学分带和变形筛分、宏观与微观构造岩相学研究相结合的方法，对云南个旧矿集区构造和叠加成矿系统进行研究，深入揭示了该矿集区内锡铜钨钴铯铷多金属战略矿产富集机制、叠加成矿作用与构造岩相学结构样式之间的内在关系。研究认为，该区发育前岩浆侵入期三叠纪弧后裂谷盆地、同岩浆侵入期岩浆侵入构造系统和构造样式、后岩浆侵入期岩溶构造样式，它们在不同时间域内发生了异时同位叠加成相成矿与同时异相分异作用，对个旧叠加成矿系统和锡铜钨钴铯铷多金属成矿作用具有显著不同的控制作用。锡铜钨铯铷多金属叠加成矿系统具有9个垂向构造岩相分带结构样式，从深到浅依次为：浅色花岗岩相(VTZ8)和岩浆气成热液结晶核相(VTZ9)为黑云母花岗岩(γK2a-b-c)同岩浆侵入期构造岩相带，分布在花岗岩侵入体顶部和边部; 岩浆接触交代构造岩相带矽卡岩化相-矽卡岩相带(VTZ7)，是同岩浆侵入期地层-岩浆系统耦合反应的构造岩相带; 富含残余岩浆的高温气液体系发生了岩浆-气液隐爆角砾岩化，形成进入个旧组内岩浆热流柱构造和电气石热液隐爆角砾岩相带(VTZ6);同岩浆侵入期在个旧组内构造-流体耦合作用，形成了上覆断褶式碳酸盐岩层(VTZ4)和碎裂岩化大理岩化相-电气石碎裂岩化大理岩相带(VTZ5)、远端的似层状碎裂岩化相含锡白云岩(VTZ3);三叠纪弧后裂谷盆地内碱性苦橄岩-碱性火山岩相带和火山喷发机构为前岩浆侵入期构造; 云贵高原侵蚀面(VTZ1)和表生岩溶构造系统(VTZ2)为后岩浆侵入构造系统，它们叠加在同岩浆侵入构造系统(VTZ3、VTZ4、VTZ5、VTZ6、VTZ7、VTZ8、VTZ9)之中。这些新成果为该矿集区深部探测和隐伏构造岩相的预测建模提供了新的理论依据。
胶东中生代巨量金矿堆积的深大断裂-临界水耦合成矿机制新探
胡宝群, 高海东, 王运, 张宝林, 吕古贤
2021, 27(4): 585-595. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.049
摘要 (599) HTML (279) PDF (10398KB)(45)
摘要:
通过对胶东金矿地质背景和成矿特征研究的总结与分析，依据热液矿床水相变控矿理论，探索胶东地区高密度聚集巨量金矿的原因。研究发现，两期次降压驱动成矿物质运动和临界水的（温度和压力都达到水临界值时的水，下同）特殊性质是两个重要因素。在此基础上，文章提出胶东巨量金聚集成矿的深大断裂-临界成矿机制，即"一饼加一刀"的成矿机制：老变质岩提供丰富的成矿物源是基础；早期大型点状降压形成酸性侵入杂岩体和各类岩脉等，其伴生的长时间、巨量临界水促使成矿物质活化迁移；晚期大型线状断裂降压造成较短时间内成矿物质的沉淀，若断裂是张开的不连续空间则矿石以充填结构为主，若破碎带是连续空间时矿石则以蚀变交代结构为主。丰富的金源，两期次不同性质的降压，临界水的独特性质，是胶东巨量金矿聚集的主要因素。
花岗伟晶岩型稀有金属矿床流体成矿机制研究进展
郑范博, 王国光, 倪培
2021, 27(4): 596-613. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.050
摘要 (1252) HTML (445) PDF (12091KB)(138)
摘要:
随着战略性新兴产业的快速发展，稀有金属等关键金属资源的地位日益不可或缺。花岗伟晶岩是最重要的稀有金属矿床成因类型，该类型矿床的成矿流体特征和成因机制是矿床学的热门研究话题。文章主要对花岗伟晶岩型矿床的成矿流体特征和成矿机制进行了探讨。花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿流体普遍富集挥发分（B、P、F和H2O）和成矿元素，具有低黏度、低成核率、强元素溶解能力和强迁移性。花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿流体形成温压条件存在争议，部分研究者认为形成于高温高压条件，也有研究者认为可能形成于过冷却条件下，温度可能低至350℃。花岗质岩浆高度结晶分异演化和富成矿元素地壳物质小比例深熔是形成成矿花岗伟晶岩的两种主要机制。流体不混溶和组成带纯化是岩浆热液演化过程中稀有金属进一步富集的重要手段。中国规模最大的甲基卡花岗伟晶岩型锂矿是研究该类矿床的理想实验室。
构造应力应变与地震
2008年汶川大地震孕震、同震及震后变形和应力演化全过程的数值模拟
孟秋, 高宽, 陈启志, 胡才博
2021, 27(4): 614-627. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.051
摘要 (810) HTML (249) PDF (16718KB)(98)
摘要:
2008年MS 8.0级汶川大地震发生在具有复杂的地质构造背景、强烈的地表起伏、不均匀的弹性和黏性结构的龙门山断裂带上。由于震前地震活动性不够强烈且地表构造变形较小，龙门山断裂带的地震危险性在汶川地震之前被低估。从数值模拟的角度，建立黏弹性有限元模型，考虑了初始地形、重力、构造加载、黏弹性松弛等因素对2008年汶川大地震的孕震、同震及震后150年变形全过程的影响，定量研究了映秀-北川断裂带的同震及震后变形，分析了弹性层、黏弹性层的应力积累、释放、调整的特点，模拟得到地表同震和震后位移与大地测量资料较为吻合，对汶川大地震的余震分布进行了力学上的解释，模拟得到震前、同震及震后的应力变化有助于深入分析大地震的动力学成因及其对周围区域的地震危险性影响。
储集层中高压流体引爆强地震的机理——以5.12汶川地震为例
毛小平, 何廉康, 刘佳林, 李岁岁, 张学强, 宿宇驰, 卢鹏宇
2021, 27(4): 628-642. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.052
摘要 (370) HTML (142) PDF (18871KB)(30)
摘要:
目前产生地震的机制仍以弹性回跳说为主：地震是因为断层错断使岩层的弹性能释放而引发。但越来越多的学者开始质疑，仅断层错断后的弹性能，是否真能达到实际地震所释放的巨大能量。因此，有必要探讨地震初动后破坏性强震的性质及其真正的能量来源。文章根据沉积地层中的储集层及其压力的特点分析得出，储集层内含有大量的高压流体，其压力在一定条件下可以释放出来，产生流体物理爆炸，有可能是强震能量的重要组成部分。通过计算得出，当断层破裂并刺穿面积较大的储集层时，其压力释放所产生的弹性能可以达到震级8.0以上地震所释放的能量；人为的工程活动也可引发小规模的流体压力的释放现象，如钻井时的井喷、水力压裂会诱发有感地震等。同时，文章根据对距离震中较近的地震台的波形及传播射线路径分析认为，强震波动可能不是横波S波，而是涨缩波P波，据此不能排除强震是由爆炸所致。综合汶川地震多个台站记录到的地震波的时间域和频率域特征、地面观测到的爆炸现象、地震后科学钻探获得的岩心等大量直接或间接证据，说明了这种流体爆炸能量释放的可能性。最后，文章提出了地震活动可分为三个阶段：微破裂阶段Ⅰ，该阶段有流体活动，并可产生动电效应，但未触发地震初动；地震初动后的断裂破裂阶段Ⅱ；由流体压力释放产生地震强震阶段Ⅲ。
构造煤岩
高压气体诱发煤岩动力破坏的实验研究
丁言露, 岳中琦
2021, 27(4): 643-651. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.053
摘要 (437) HTML (124) PDF (12369KB)(25)
摘要:
为了研究高压气体对煤岩材料变形破坏的作用，自主设计并制造了含高压气体煤岩实验装置，通过测量气体泄压作用诱发的煤岩动力破坏现象，研究了高压气体对煤岩材料变形破坏的作用。实验表明，当气体泄压速率小时，煤岩仅会出现轻微变形；当气体泄压速率大时，煤岩会产生破裂和破碎现象。同时发现煤岩的破坏程度不仅取决于气体的泄压速率，还取决于孔隙气体的压强。当气体泄压速率和气体压强都达到一定临界值时，煤岩才会发生剧烈破碎。通过气体压强与应变之间的关系，确定了煤岩发生破裂和破碎的临界气体压强。
油气基础地质问题
基于星点状方解石胶结与溶解的识别查明砂岩粒间孔隙类型——以雅布赖盆地新河组砂岩为例
王建国, 周晓峰, 唐海忠, 魏军, 韩小松, 郭伟
2021, 27(4): 652-661. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.054
摘要 (718) HTML (93) PDF (19826KB)(39)
摘要:
目前含油气砂岩中粒间孔隙是原生孔隙还是次生孔隙的认识仍不一致，而对星点状方解石胶结与溶解的识别能够有效地查明粒间孔隙的类型。文章通过铸体薄片细致地观察雅布赖盆地新河组砂岩中的微观现象，以成岩环境演化和成岩序列分析为主线，重视方解石胶结物的赋存状态与物质来源和溶蚀流体来源的配置关系，精细解剖微观现象，从而弄清楚星点状方解石的成因，进而查明砂岩的粒间孔隙类型和储集空间类型。结果表明，粒间孔隙中的星点状方解石是成岩早期浸染状方解石胶结物的溶蚀残余，溶蚀流体为成岩中期的有机酸流体，溶蚀类型为一致性溶解，形成的粒间孔隙为次生孔隙。鉴于此，雅布赖盆地新河组砂岩的储集空间由次生粒间孔隙和次生粒内孔隙（长石、岩屑、方解石胶结物的溶蚀孔隙）组成。
非主题
2021年5月21日漾濞MS6.4地震的发震断层及其破裂特征: 地震序列的重定位分析结果
王光明, 吴中海, 彭关灵, 刘自凤, 罗睿洁, 黄小龙, 陈浩朋
2021, 27(4): 662-678. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.055
摘要 (1171) HTML (639) PDF (21764KB)(78)
摘要:
据中国地震台网测定，2021年5月21日21时48分在云南省大理州漾濞县发生MS6.4地震，及时查明此次地震的发震构造及震源破裂特征，可为认识该区孕震条件和判别未来强震危险性提供关键依据。采用双差定位方法对漾濞地震序列进行重新定位，得到3863次地震事件的精确震源位置。结果显示：漾濞地震序列整体呈北西—南东向分布，长约25 km；整体走向135°；MS6.4主震震中位置为25.688°N，99.877°E；震源深度约9.6 km。综合地震序列深度剖面和震源机制解结果可知，发震断层应为北西走向、整体向西南方向陡倾的右旋走滑断层，倾角具有自北西向南东逐渐变缓的趋势。进一步分析地震序列的时空演化过程发现，该地震具有典型的"前震-主震-余震型"地震序列活动特点，其破裂过程主要包括3个阶段。破裂成核阶段：首先在发震断层10~12 km深度处相对脆弱部位产生小尺度破裂，之后失稳加速破裂，发生MS5.6地震；主震破裂阶段：在构造应力场持续加载和周围小尺度破裂的共同影响下，促使浅部较高强度断层闭锁区破裂，形成MS6.4主震；尾端拉张破裂阶段：主震破裂向东南扩展过程中，在东南端形成与之呈马尾状斜交的、具有正断性质的次级破裂，并产生MS5.2余震。而且此次地震还在源区北东侧触发了北北东向的左旋走滑破裂。综合分析认为，漾濞地震是兰坪-思茅地块内部北西向草坪断裂在近南北向区域应力挤压作用下发生右旋走滑运动的结果，具有明显的新生断裂特征。近年来兰坪-思茅地块内部一系列中强地震的发生表明，青藏高原物质向东南持续挤出的过程中，遇到该地块的阻挡，正在导致地块内部早期断层贯通形成新的活动断裂。因此，川滇地块西南边界带上或相邻地块内部老断层的复活和新生断裂的产生是区域中强地震危险性分析评价中值得关注的重要课题，同时建议需重视未来该区中强地震进一步向东南和向北的迁移或扩展的可能性。
东构造结那木拉断裂带上新世以来强烈活动的年代学证据
涂继耀, 季建清, 钟大赉, 孙东霞, 周晶
2021, 27(4): 679-690. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.056
摘要 (373) HTML (114) PDF (14311KB)(52)
摘要:
为揭示东喜马拉雅构造结那木拉断裂带上新世以来强烈活动特征，对采集自那木拉断裂带的三件基岩样品进行黑云母40Ar/39Ar、磷灰石裂变径迹两种热年代学方法测年；并利用"Pecube"软件对测得年龄数据及断裂带两侧已发表年龄数据进行定量模拟计算。测试结果显示黑云母40Ar/39Ar年龄范围为4.44±0.71 Ma~3.45±0.24 Ma，磷灰石裂变径迹年龄范围为3.7±0.4 Ma~1.8±0.2 Ma。年龄数据及其模拟计算结果表明，约3 Ma以前那木拉断裂带南侧地壳隆升最快，隆升速率约2.5 km/Ma，断裂带以正断层运动特征为主；约3 Ma以来那木拉断裂带北侧地壳隆升最快，约为1.3 km/Ma，断裂带以逆断层运动特征为主。那木拉断裂带运动特征变化可能与约8 Ma以来东喜马拉雅构造结快速地壳隆升剥露区域由南向北逐渐迁移有关。

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