論甘肅公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造與公婆泉銅礦的關(guān)系

高照勇

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734012）

公婆泉銅礦是甘肅北山地區(qū)比較有聲望的中型礦床。就現(xiàn)有資料分析，擴(kuò)大其遠(yuǎn)景希望較大。故筆者對(duì)我們近幾年來(lái)野外實(shí)際調(diào)查資料及對(duì)遙感影像解譯的結(jié)果進(jìn)行綜合分析研究，發(fā)現(xiàn)公婆泉地區(qū)的構(gòu)造是極特別。它是由許多大大小小的環(huán)狀體（圓形或橢圓形）組成的一個(gè)反時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)構(gòu)造。對(duì)擴(kuò)大該礦床遠(yuǎn)景很有意義。

1 公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造概述

公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的主體，位于馬鬃山之北，公婆泉以東廣大地區(qū)。東西長(zhǎng)約一百二十公里，寬約八十公里。涉及范圍，西起野馬泉，東至黃山、石板井一帶，北到公婆泉北（北緯42°），南至駱駝泉地區(qū)，涉及總面積近八千多平方公里（圖1）。

圖1 公婆泉銅礦褶皺構(gòu)造軸向圖

它的核心，是一個(gè)較大的環(huán)形構(gòu)造[1]。東西長(zhǎng)軸約八十公里。南北短軸約六十公里。長(zhǎng)軸方向N70°E。其中還有公婆泉，三道明水北和尖山三個(gè)次一級(jí)的小環(huán)形構(gòu)造。大環(huán)形構(gòu)造的西部邊緣應(yīng)力最為集中。斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)成如此大形構(gòu)造的巖性，主要為中酸性雜巖（加里東期片麻狀二云母花崗巖和海西中、晚期花崗閃長(zhǎng)巖及鉀質(zhì)花崗巖）。因其巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，便構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的中心。在該環(huán)形構(gòu)造外面，還有許多較小的環(huán)形構(gòu)造，它們的規(guī)模一般在20km×30km±?？梢?jiàn)這些環(huán)形構(gòu)造互相牽引、擠壓、重疊，其受后期中酸性雜巖體的侵位力是巨大的。除環(huán)形構(gòu)造外，還發(fā)育了近東西向一組深大斷裂。其派生次級(jí)斷層也密密相聚，主要為北東和北西向兩組，近東西向區(qū)域性深大斷裂，形成時(shí)間較早，其表現(xiàn)呈舒緩波狀的擠壓破碎帶。走向S80°E左右，沿走向方向延伸極遠(yuǎn)。其次，是較晚的北東向壓扭性破碎帶，在破碎帶中，總有一兩條很直觀的舒緩波狀之主干斷裂展現(xiàn)，走向N60°E。在東西向和北東向兩組主干斷裂的一側(cè)（或兩側(cè)）有共軛裂隙生成。北東向斷裂，對(duì)東西向構(gòu)造進(jìn)行了不同程度的破壞和改造。以上各組線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造配套，組成了該區(qū)的構(gòu)造骨架，視有西部收斂，東部撒開(kāi)的趨勢(shì)，是公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的基本輪廓。在該旋轉(zhuǎn)構(gòu)造內(nèi)的小斷層很多，主要是一系列壓扭、轉(zhuǎn)扭和剪切共軛斷層。其方向?yàn)楸蔽骱徒媳毕?。就是這些斷層直接與成礦有關(guān)。另外，還有一部分南北走向的追蹤斷裂（張性）斷續(xù)延長(zhǎng)達(dá)幾十公里。

2 公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的生成

公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造是比較特殊的。其特殊之點(diǎn)，就在于有比較多的形狀不一，大小不等的環(huán)形構(gòu)造。在此山的其它地區(qū)，還是少見(jiàn)的。從該地區(qū)的具體構(gòu)造形跡看，對(duì)于公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的生成，試作探討。推測(cè)其生成是在一組壓扭應(yīng)力作用下而生成，并與斷裂和地質(zhì)體的巖石性質(zhì)密切相關(guān)。較早的東西向壓性斷裂，造成地塊的東西向開(kāi)裂，后經(jīng)北東向壓扭性斷裂的扭動(dòng)性改造，使東西向裂開(kāi)的地塊，再度破裂而成菱形地塊。該菱形地塊在一組反時(shí)針壓扭應(yīng)力作用下，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，便形成大小不同的環(huán)形體，在環(huán)形體的內(nèi)部或其周圍，相應(yīng)生成弧形斷裂。在環(huán)形體中，由于各巖塊性質(zhì)不同，硬軟程度有別，在一組壓扭力的持續(xù)作用下，硬者繼續(xù)磨園，軟者則生成褶皺或弧形斷裂構(gòu)造，它們的組合備案，便是現(xiàn)今的巨大旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。由于其核心部位，其生成時(shí)代包括海西中、晚期，酸性侵入架巖在內(nèi)的剛性體，推測(cè)其生成于海西造山運(yùn)動(dòng)的末期，伴隨馬鬃山隆起同時(shí)生成。后來(lái)大面積侏羅系地層以不整合形式覆蓋其上，明顯受基底構(gòu)造的控制，公婆泉一帶侏羅系新形成的短軸褶皺，其軸向展布為北東和北西向（圖2）。該旋轉(zhuǎn)構(gòu)造按反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，是與地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的水平應(yīng)力有關(guān)，在這種應(yīng)力作用下，公婆泉以北地區(qū)相對(duì)西退，馬鬃山以南地區(qū)相對(duì)東進(jìn)，從而引起公婆泉、尖山一帶地區(qū)的反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。外旋層反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)旋層相當(dāng)于順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，造成了以北西向?yàn)橹鞯膹埮ば粤严?，并成為該區(qū)的主要控礦構(gòu)造。

3 公婆泉銅礦床與旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的關(guān)系

公婆泉礦床位于旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中“核心部位一個(gè)較大環(huán)形構(gòu)造的西部偏北的邊緣?！贝颂帒?yīng)力集中，不管是壓扭力或是張扭力，均較強(qiáng)烈。在張扭力的強(qiáng)烈持續(xù)作用下，張扭性斷裂必然為含礦溶液準(zhǔn)備了有利通道和賦存場(chǎng)所，從該礦田內(nèi)構(gòu)造表現(xiàn)清楚可見(jiàn)。

3.1 地層產(chǎn)狀及褶皺釉向

在礦田內(nèi)，不管是躍進(jìn)崗、里石山、二礦區(qū)或一礦區(qū)，地層走向均呈東西向，傾向北西或南東。（局部?jī)A向北東或傾向南）。褶皺軸向近東西向。（即NWW-SEE向）。因?yàn)榈貙幼呦蚝婉薨欇S向?yàn)楸蔽魑飨?，所以，在一組反時(shí)針張扭力作用下，易于造成張扭性的順層斷裂。

圖2 公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造圖

3.2 斷裂構(gòu)造

在礦田內(nèi)，斷裂構(gòu)造以北西向斷裂為其骨架，亦將里石山向斜切斷。這是反時(shí)針旋扭力持續(xù)作用的結(jié)果。

在礦區(qū)，根據(jù)斷裂的走向，大致分為四組：F1、F2斷裂呈N60°W向展布，橫貫于一礦區(qū)，其產(chǎn)狀為：SW傾向，傾角70°～75°，為間歇期活動(dòng)斷裂。F3、F4、F5斷裂均呈北西西向，其中F3位于一礦區(qū)中部，產(chǎn)狀：N70°W傾向，傾角75°，東盤(pán)北進(jìn)，西盤(pán)南退；F4位于躍進(jìn)崗東側(cè)，產(chǎn)狀：N70°～80°E傾向，傾角80°～85°，東盤(pán)（上盤(pán)）下落，西盤(pán)（下盤(pán)）上升，F(xiàn)5斷裂目前未查清楚，均屬南北向平錯(cuò)的平推斷裂，具體性質(zhì)待野外工作有待進(jìn)一步查明。F17斷裂位于一礦區(qū)第三礦段，產(chǎn)狀：N傾，傾角70°，以張引力性質(zhì)為主，是花崗閃長(zhǎng)巖等巖體侵入的通道。

從上述斷裂性質(zhì)分析，是旋扭力學(xué)中的張扭力起著主導(dǎo)作用，后期含礦熱液沿張性斷裂貫入，沉淀、富集成礦。

從礦體賦存部位來(lái)看，同樣附合對(duì)旋扭力系的分析。在里石山一帶，含礦斑巖體主要沿里石山向斜南翼的層間斷裂順層貫入；在一礦區(qū)，含礦斑巖體沿北西向斷裂或斷裂交匯處上侵；礦體的分布與北西向或近東西向斷裂構(gòu)造勢(shì)態(tài)相適應(yīng)。另外，輝長(zhǎng)巖巖漿沿花崗斑巖上通通道繼續(xù)貫入，說(shuō)明該組斷裂具長(zhǎng)期活動(dòng)性。從同昌口西銅礦點(diǎn)到三道明水及其以東地區(qū)，所有銅、鐵礦點(diǎn)，礦化點(diǎn)的所處構(gòu)造位置看，均分布在旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中心的大環(huán)形構(gòu)造邊緣，即弧形斷裂的前弧區(qū)或弧形巖體的頂弧邊部，由于位置在旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中不同構(gòu)造部位，這些礦點(diǎn)，礦化點(diǎn)或受北西向張扭斷裂控制，或受其它方向的張扭斷裂控制，而公婆泉銅礦床受北西向構(gòu)造控制尤為明顯。從上述資料可知：礦田中除北西向主要斷裂構(gòu)造控礦外，在局部也有受NEE向斷裂控制的礦體。如：一礦區(qū)三礦段F17斷裂。這是在形成轉(zhuǎn)構(gòu)造的總應(yīng)力場(chǎng)中，局部巖塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的次級(jí)張扭力所造成的。主要的控礦構(gòu)造應(yīng)該是北西向張扭斷裂。這一認(rèn)識(shí)的依據(jù)是礦田構(gòu)造及整個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造特征對(duì)應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)分析而引出的。

在一礦區(qū)所表現(xiàn)的礦體分布形態(tài)呈一三角形，這主要是由原來(lái)的構(gòu)造形態(tài)所致，長(zhǎng)期構(gòu)造活動(dòng)固然對(duì)前期構(gòu)造有改造作用，但礦體大幅度的西進(jìn)東退，南推北錯(cuò)，卻是很難想象的。大地塊的水平移動(dòng)，而賦存在這一地塊（或巖塊）中的小礦體滯留在原地是沒(méi)有根據(jù)的。但構(gòu)造史的發(fā)展，形成了現(xiàn)今的礦體分布景況，是客觀存在的。

4 結(jié)論

以上對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的分析，旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的形成機(jī)理和對(duì)礦床構(gòu)造特征的討論，從中可以得出以下結(jié)論：①公婆泉旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，是在一組反時(shí)針?lè)较虻膲号?yīng)力持續(xù)作用下生成的。環(huán)形構(gòu)造是被東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造所切裂的剛性菱形地塊，在一組反時(shí)針?lè)较驂号?yīng)力作用下，相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)形成的。②旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的外旋層和內(nèi)旋層的相對(duì)扭動(dòng)，造成了一組以北西向?yàn)橹鞯膹埮嗔?，該張扭性斷裂，為公婆泉銅礦準(zhǔn)備了成礦的構(gòu)造條件。③含礦母巖（花崗閃長(zhǎng)班巖和次英安巖），主要是沿北西向張扭斷裂貫入，并成礦。該組張扭性斷裂是公婆泉礦床的主要控礦構(gòu)造。④礦床內(nèi)三個(gè)主要礦體的分布情況是由原歷史的構(gòu)造勢(shì)態(tài)所決定的，絕非長(zhǎng)期改造而成。

5 結(jié)語(yǔ)

筆者也曾對(duì)此北山地區(qū)的白山堂礦區(qū)銅礦床、高臺(tái)營(yíng)石礦，進(jìn)行了一些調(diào)查，其所處構(gòu)造位置，也與旋轉(zhuǎn)構(gòu)造有關(guān)，只是因?yàn)榇颂幘唧w構(gòu)造及構(gòu)造位置不同，礦體產(chǎn)狀與公婆泉銅礦床有所不同，礦體走向都為北東南西方向，但絕不出張扭斷裂所涉及地區(qū)。故可預(yù)測(cè)該區(qū)找礦方向，須先找環(huán)狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造，該構(gòu)造體系是成礦的有利場(chǎng)所。如要擴(kuò)大公婆泉銅礦床遠(yuǎn)景，對(duì)該礦田構(gòu)造（主要是斷裂構(gòu)造）作詳細(xì)深入研究，找出北西向張扭性斷裂（出露地表和隱伏于地下的）構(gòu)造，其找礦前景是可期的。

以上所述認(rèn)識(shí)，是筆者就已往工作實(shí)踐，參閱部分已有資料和遙感解譯成果等進(jìn)行綜合分析后，所作的淺論。由于水平所限，加之研究的粗糙，不免有謬誤，敬望讀者提出批評(píng)和指導(dǎo)，如有可能再作進(jìn)一步探討，以期取得好的效果。