大地构造相表达了大陆动力学过程及其地质作用产物,因此,地质作用及其产物——地质构造构成了成矿地质背景研究的主要内容。
各种地质作用形成的岩石或地质体在地质演化历史中也遭受了后期地质事件的改造。人们习惯于把前一阶段形成的岩石或地质体称之为建造,后一阶段的改造称之为改造(或构造)。一般意义的地质作用产物即地质构造,通常包括了地质的建造与构造两方面,即反映物质形成与变形改造。它们分别反映了地质体生成时期和形成以后的环境和变化。
本次研究认为,地质作用的综合产物为地质的建造与构造,在开展建造构造研究与编图工作中,可分别按三个层次进行研究和表达。即构造的三个层次:成岩(控岩)的构造,区域的构造,大地构造,以及建造的三个层次:岩性或岩石组合,岩石的建造,岩石构造组合。
(一)构造
地球科学大辞典(2006)对构造的释义:认为构造(structure)有两个含义,第一,构造又称构造形迹,是地质体或岩石形成过程中产生的,或形成之后发生变形、变位所显现的中小型形迹,如褶皱、地层等。第二,泛指从全球构造到超显微领域的不同尺度地质体的结构特征及其内部组分或单元的相互配置关系和形貌特征。
构造具有不同规模,是构造作用不同尺度的反映。在构造地质学中,对各级不同规模的构造划分为不同尺度,一般分为巨型、大型、中型、小型、微型和超微型六类。构造尺度的划分不仅与研究的内容和侧重点相关,而且与研究方法和手段有关,各种尺度的构造既表现在空间的组合和叠加,还表现在构造的主次控制关系。
为方便研究,并与矿产预测工作相对应,本次工作中将地质构造从规模上和使用上分为三个层次,一是成岩(控岩)的构造,二是区域的构造,三是大地构造。
(二)建造
建造是本次工作应用的一个核心概念,建造及其划分是本次成矿地质背景研究工作的基本内容。为方便实际工作应用,并更好地服务于矿产资源潜力评价和矿产预测实际需要,本次对建造含义及其划分进行了统一厘定。
1.不同内涵的建造概念
建造概念在不同地质学家中有不同的理解与命名,在实际工作中的应用也各不相同。
我国地质学家李四光先生早在其倡导的地质力学中就明确提出了地质建造与改造的概念(《地质力学概论》,1976;《地质力学方法》,1973)。李四光先生在分析研究地壳运动的途径时指出:“怎样知道地壳发生运动呢?只有根据由于每一次运动而产生的结果被保留下来的遗迹,来加以判断。那些保留下来的遗迹,统属于地质构造现象。构造地质学是研究地质构造的一门科学。它所处理的问题,包括构成地壳各部分的岩石的建造和改造两个方面”。并进一步论述,认为对地质构造或大地构造的看法,包括两个方面,一是从地壳的组成方面,一是从地壳的结构方面。在全面研究地质构造问题时,不仅要“考虑地壳各部分形成的过程”,也要注意“它们形变的过程”,即地壳的形成和形变。显然,李四光先生提出的建造概念,不仅有地质作用形成的物质组成的实体含义,而且包括了作用于这些物质组成实体的形成过程内涵。它不仅仅是组成、形成,而是具有建造作用过程的含意。
地球科学大辞典(2006)中对地质建造释义是,泛指在地壳发展的某一阶段,在特定的大地构造条件下所形成的具有成因联系的一套岩石共生组合。这一建造概念认为地质建造反映地壳演化和发展阶段特定的大地构造环境。区分和识别建造,为确定某一地区地壳演化和发展阶段提供重要依据。
地质学家按岩石成因类型把地质建造分为沉积建造、岩浆建造和变质建造等三大类,每一大类又可以做进一步划分,如沉积建造可分为碳酸盐岩建造、含煤建造、复理石建造、磨拉石建造等。
大地构造学家按大地构造类型则可区分为地槽型建造、地台型建造等。
因此,建造概念在不同学科以及实际使用中,有不同的含义以及不同尺度的划分。以往的建造概念,在沉积学家、变质地质学家和岩浆岩石学家之间也有不同的解释,沉积学家强调的是岩性组合及形成时的沉积环境,变质地质学家强调的是变质作用,而有些岩浆岩石学家则使用组合而不是建造的概念来表征共生的岩石组合。
2.本次成矿地质背景使用的建造含义及分类
在成矿地质背景研究的实际工作中,一般是从地质作用产物,即地质构造实体出发开展研究。地质作用产物具有不同的规模和大小,呈现为不同尺度的地质构造实体,不同尺度的成矿地质背景研究与编图工作具有不同尺度的建造划分,为便于使用,将建造进一步划分为三个层次,即岩性或岩石组合、岩石的建造、岩石构造组合。
1)岩性或岩石组合:对应于成岩(控岩)的构造,指单一岩石或几种岩石的自然组合,一般在地质填图中可识别和可填图的。对其划分主要取决于填图精度。
2)岩石的建造(建造):对应于区域的构造,指表征形成环境的岩石组合,分为沉积岩建造、火山岩建造、侵入岩建造和变质岩建造四类,是成矿地质背景研究中建造构造图及其地质构造专题底图的基本编图单元。
3)岩石构造组合:对应于大地构造,指表征大地构造环境的岩石组合,是成矿地质背景研究中大地构造相图的基本编图单元。
建造构造图中的建造是指物质建造,是同一时代、同一地质作用(沉积、侵入、火山、变质)形成的,一种岩石或几种岩石的自然组合。通常,建造划分应符合下列条件:
1)岩性、岩相、变质程度一致。
2)内部结构一致或相近。
3)界线明显。
4)一定的规模和分布范围。
因此,将沉积岩建造、火山岩建造、侵入岩建造、变质岩建造的含义统一厘定如下:
1)沉积岩建造:同一时代、同一沉积作用下形成的、同一沉积亚相(或微相)的一种或几种岩石的组合。
2)火山岩建造:同一火山作用形成的一种或几种岩石的组合。按照岩性、岩相双重填图法的要求表示。多种岩相无法区分的,选择优势岩相表示,对于潜火山岩和沉积夹层则单独表示。
3)侵入岩建造:是指同一时代、同一侵入作用形成的侵入体(不是深成岩体),在建造构造图中必须表达深成岩体解体以后的侵入体。在分析构造环境时,一般利用侵入岩岩石组合判断其构造环境,因此在侵入岩建造综合柱状图中要表示反映构造环境的侵入岩岩石构造组合。
4)变质岩建造:是沉积岩、火山岩、侵入岩等在同一期变质作用形成的,具有相对一致地质体结构类型的一种岩石或几种岩石组合。原则上,同一变质建造的岩石及变质程度应基本一致;在区域上有着一定规模和分布范围,可以在图面上合理表达;地质体结构类型和产状显示出一系列的共生特征,属于同一原岩系列;与其他变质建造之间应具有较清晰的边界,具有可分性。变质岩建造划分应注意以下几个方面。第一,应正确区分变质表壳岩和变质深成侵入体,在变质岩建造综合柱状图上一起表示;第二,变质岩建造一般是(岩)组级单位的进一步细分,变质深成侵入体应按岩性划分,各类片麻岩代号按国标表示,变质侵入体遵照侵入岩的规定;第三,变质岩建造划分尺度应适当,一般以原岩建造为基础,结合变质作用类型,原岩建造不同而变质作用类型相同时,应分为两个变质岩建造。
本次工作中,建造构造图不同于地质图,建造不同于岩石地层单位的组,建造是对组级地层单位的进一步细分。这是本次建造构造图编图的核心。
(三)建造构造图
在1:25万实际材料图基础上,通过建造与构造的综合分析与研究,按国际标准分幅编制形成1:25万建造构造图。根据地质作用特征,分别按沉积作用、火山作用、侵入作用、变质作用、构造作用进行研究,并在建造构造图上分别表达为沉积建造构造、火山岩性岩相构造、侵入岩浆构造、变质建造构造、变形构造、及大型变形构造等。
建造构造图是本次成矿地质背景研究工作的核心内容,是反映地质作用及其演化特征的基础图件。建造构造图也是本次大地构造相研究以及大地构造相图编制的“实际材料图”,同时,又可以在建造构造图基础上,补充实际资料,细化成矿有关的岩石建造与构造内容,形成预测工作区地质构造专题底图。
(四)关于大型变形构造
在本次成矿地质背景研究中,突出和强调了大型变形构造研究与表达内容。将其与沉积、火山、侵入、变质、变形等其他地质作用研究内容并列,要求对大型变形构造作为独立的地质构造作用产物加以研究和表达。
一些大型变形构造不仅改造了包括各种矿床在内的已有地质体,还是某些金属矿产(例如金矿)和能源矿产成矿的有利地带。因此,无论对于地质演化历史重建研究,还是对于矿产资源评价工作,大型变形构造的识别、研究并在相关地质构造图件中表示出来,具有重要的理论意义和实际意义。
本次工作认为,大型变形构造是组成地壳的地质体在地质应力作用下形成的具有区域规模的(延伸长度一般大于100km,展布宽度数千米乃至数十千米,切割深度从壳内到切穿整个岩石圈)的巨型强烈变形构造,是地壳中的主要地质现象。大型变形构造是构造作用的产物,是变形构造的一类。大型变形构造通常是指区域规模意义上的地质构造作用产物,它不同于尺度较小的,如褶皱、断裂等具体构造变形形迹。大型变形构造一般以变形为主,但也常常表现为特定的物质组成,如构造岩、混杂岩等。对大型变形构造进行相对独立和深入的研究,无论对分析区域构造以及大地构造格架,恢复地质构造演化,还是研究其对矿产的控制以及变形改造作用都有着重要意义。由于在一般意义上开展的沉积作用、火山作用、侵入作用、变质作用以及构造变形形迹研究中,还不能涵盖大型变形构造的内容。为此,本次工作提出在开展沉积、火山、侵入、变质等建造与构造研究,以及大地构造相分析的同时,应将大型变形构造作为一项独立内容进行研究,并表达在建造构造图及大地构造相图中。
在实际工作中,将大型变形构造研究内容单列,主要考虑以下几个因素:
第一,大型变形构造属于区域规模意义上的变形构造,区别于地质填图中填绘出的褶皱、断裂等构造变形形迹,以变形为主但也有特定物质组成,如构造岩、混杂岩等。
第二,大型变形构造有两类,一是构成两个四级以上构造单元的分界,二是切割两个四级以上构造单元。
第三,在中尺度的建造构造图上,大型变形构造必须以面元表达,只有在小比例尺的大地构造相图上才以线元表达。