构造应力场在岩浆分异成矿过程中的主导作用

如题所述

在岩浆侵入构造空间的初期,尽管两壁还在活动,但通过两壁施加于岩浆团的应力可被分散在熔浆广阔的宽度里,与边部迅速下降的温度变化相比显得微不足道,以致边部岩浆随温度的下降梯度而附壁共结速凝。於崇文等(1989)、杨开庆(1981,1982)、胡东生(1987)、祝渊陵(1988)等人认为,由于内压力促使岩浆的迅猛上升运动被阻止后动能转化为热能,及挥发组分向上趋集携带的热能,促使岩浆房内的温度上部高于下部,所以这种结晶作用在岩体的下盘和根部最为发育,致使岩体的根部在被构造挤压紧后很快结晶堵死。岩浆房中上部的熔融区间慢慢向构造活动带狭缩,构造应力就逐渐得以集中,并对未凝岩浆的分异发挥积极作用,导致挥发成分析出和趋聚,并促进岩浆熔离分异。由于构造应力场脉动或震荡式前进,熔浆区间时张时缩,压力正负交替,造成分异作用反复发生,交替进行,并驱使残浆向两壁相对运动的转换面上运移集中,形成矿带。

图10.8 老厂典型矿田的NW12°—SE12°地质剖面的热流速场与温度场计算机模拟岩浆期后矽卡岩阶段(时间16500年)

(据於崇文,1989)

下部边界的热流=—1000mW/m2;实线为重力值(cm2/s);虚线为等温线(℃)

於崇文等认为,硅酸盐岩浆是具某种规则结构的有序体,也即离子以某种方式顺序排列,那么,在构造应力作用下,必然要触及离子的排列阵式。特别是在晚期熔浆黏性增高的情况下,可阻止构造外力的均匀传递而形成相应的内应力场。使其质点适应内应力场的轨迹网排列,从而引起原来的规则有序结构依应力场特征改变或改组。对超基性岩浆来说,主要成分为Mg2+、Fe2+阳离子和[SiO4]4—四面体(络阳离子),它们的排列方式为孤岛状([SiO4]4—)和单链体([SiO6]6—),单链体排列形式对压扭应力适应性强,孤岛状排列形式对张应力适应性强。或许在压扭应力作用下只能形成单链状排列,在张应力(或等向压力)作用下才能形成孤岛状排列。在应力驱动下,半径大的离子向张性区趋集。

原始岩浆的形成,首先是由平衡相变产生的平衡结构,当在各种力(能量梯度)的作用下,其中不同组分随即出现扩散运移分异,形成渐变有序结构,当约束条件达到一阈值时,产生各种振荡分异(非平衡相变),形成种种突变有序结构,这些都居于活的耗散结构(李如生,1984;吴堑,1988;吴福元和林强,1992)。也就是说,当作用力(应力)一撤销,结构即消失。若在上述过程中还伴随结晶作用(平衡相变),则晶体与流体之间也可能由于各种力的作用而产生分离,最后亦形成相应的耗散结构。这种晶体与流体的宏观分离必然是外力作用的结果。若无外力作用,它们将始终保持均匀分布,而不会出现分离。当整个体系达到浅层或地表低温环境,则会全部发生平衡相变,将这种耗散结构的形迹通过晶体微元保存下来,达到暂时的相对平衡。随着条件的进一步改变,又将转入新的非平衡态作用过程(如水化与变质作用过程)。

岩浆岩中的条带构造、异离体和块状矿体的最后形成,都与突变耗散结构的进一步运移分异有关。地球的分圈也是各种组分主要在重力场、压力场和温度场作用下长期运移分异的结果。此外,伟晶岩的分带、接触交代分带等,也与扩散运移分异有关,因此,扩散运移分异作用在整个地质作用过程中是至关重要的,扩散作用导致物质空间运移,并在运移过程中不断分异。

张性断裂、压性断裂由于与外界都存在应力差、温度差及所含溶液的浓度差等,因此均属一种非平衡的开放系统。这种系统熵趋于减小,从无序转变有序,即通过压力蠕变、温热扩散和溶液弥散等地球化学作用形成耗散结构(吴福元和林强,1992;李如生,1984)。

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