云龙锡矿带构造应力场初步分析及其找矿意义

云龙锡矿带构造应力场初步分析及其找矿意义

朱毅翔,王芙

云南省地质矿产勘查院，昆明 650051

摘要：多数矿床的成矿作用与一定的构造因素有关，形成并存在于地壳中的各种矿产，明显地受到地质构造的控制。云龙锡矿带是我国西南地区重要的成矿区带，但地质研究程度确较为薄弱。本文对云龙锡矿带南、北两侧的构造应力场进行详细研究，认为约30km云龙锡矿带成矿期构造应力成为剪切应力，区内最主要的控矿构造应为压扭性构造，结合里德尔（Riedel shear）共轭剪切破裂模式，该类剪切模式在走向和倾向上会有比较稳定的延伸，因此可以认为，区内重要矿山外围和深部找矿会有比较大的潜力。

关键词：云龙锡矿带，构造应力场，找矿意义

0前言

在经历了长期对断裂构造的研究同时，发现多数矿床的成矿作用与一定的构造因素有关。形成并存在于地壳中的各种矿产，明显地受到地质构造的控制。这种控制主要有两个方面， 第一是对矿床形成的控制，第二是对矿床产状的控制。要把构造活动与成矿物质的运动结合在一起，进行成矿构造学的研究。近年来，构造与成矿理论的研究取得了长足的发展，主要表现在集中开展区域构造成矿、构造成矿流体特征、构造成矿定位机制、成矿动力学机制和 韧性剪切带等。

从上世纪80年代初，就有地质工作者陆续对云龙锡矿带开展研究，相比之下，研究区内矿床、矿物受到的关注更多，对研究区构造控矿的机制研究明显薄弱，构造发育机制、成矿背景资料很少，这些都影响了人们对该矿演化史的认识。因此，本文作者在完成云龙锡矿带1:5万区域矿产地质调查野外地质工作基础上，运用新的构造地质学研究成果和方法，加强对研究区构造的产状、性质、构造背景、古应力场的研究，对研究区构造应力场进行初步解析和探讨了构造矿床的成矿因素和预测找矿远景区的重要意义。

1区域成矿地质背景

研究区大地构造位置主体位于昌宁-孟连对接带→班公湖-怒江结合带→昌宁-孟连蛇绿混杂岩→铁厂古生代蛇绿混杂岩带；其南西侧以瓦窑河断裂为界，断裂南西盘属冈底斯-喜马拉雅造山系→保山地块→保山陆表海→施甸陆表海；北东部以大背防断裂为界线，断裂北东盘归入羌塘-三江造山系→崇山-临沧地块→碧落雪山-崇山变质基底杂岩→崇山古元古变质杂岩（图1）。

区内构造活动频繁，在地历发展过程中，由于受东西向挤压作用，形成了澜沧江、崇山、漕涧、温泉等多条长期活动的主干断裂。此外，尚形成一系列与主干断裂呈“入”字型相交的次级构造，构成了澜沧江断裂、温泉断裂等分级控制的构造分区、控岩、控矿的北西向构造格局。在漕涧断裂与温泉断裂之间，又形成了平面上呈三角形且北宽南窄的云龙锡钨矿带。由于多期次的构造活动，在云龙锡钨矿带中形成了构造—变质—岩浆岩带，相应地形成了一系列的锡钨矿床及矿化点，其中有位于南段的铁厂大型锡矿、北段西部的石缸河中型锡钨矿、北段中部的志本山小型锡矿及称勾山锡钨矿等。区域内的主要构造为北北西向构造，且断裂构造发育，而褶皱构造甚少(图1)。

2.云龙锡矿带构造特征

为了较好的理解云龙锡矿带构造应力场特征，本文作者依托“云南省石缸河-铁厂锡矿矿集区矿产地质调查”课题中1:5万矿产地质调查工作，以漕涧镇为界，将云龙锡矿分为南、北两段进行研究。研究过程中采集了大量断层、褶皱、节理、面理等产状，作了大量玫瑰花统计图件、赤平投影图解等，限于篇幅问题，本文中仅选择部分重要成果进行报道。

2.1北部构造应力场特征

区内构造复杂，构造变形特征研究是区内基础地质研究的一个薄弱环节。1:5万矿产地质调查工作依托漕涧镇-民建乡新修乡道的优势，从线上对重点工作区构造进行了详细的研究。北部分为2个重点工作区进行研究，分别是漕涧-故故坪重要研究区及志本山南侧重点研究区。

2.1.1漕涧-故故坪构造研究（研究区Ⅰ）

通过对奥陶纪花岗岩普遍发育之片麻理产状进行统计，查明瓦窑河断裂以东之漕涧岩体变形痕迹特征，以期控制褶皱之空间展布特征，服务于找矿预测。调查工作在该路线共统计38组片麻理产状数据。根据上述统计数据，绘制片麻理产状走向玫瑰花图（图2），为320-330°。此外还可见一组发育程度相对较弱之褶皱，轴向以北东向为特征。将收集的产状数据按倾向划分为0-90°、180-270°、90-180°、270-360°等四个分组，分属北西向褶皱两翼及北东向褶皱两翼。

根据收集数据绘制褶皱β图解，可见瓦窑河断裂东侧之漕涧复式岩体主体经受了北东-南西向的挤压应力作用，形成了区内主体的北西向褶皱构造（图3）。此外，北东向褶皱轴向与北西向主干构造大角度相交（图4），根据交角特征可知北西向构造在挤压应力作用后，尚经历了右行走滑活动，形成一组轴向北东之次级褶皱构造。

综上所述，研究区Ⅰ褶皱构造特征显示区内先后经历了压性应力场和右行扭性应力场的应力变形作用。

此外，该研究区路线沿途节理裂隙普遍发育。路线共统计了63组剪节理数据。对研究区路线所收集剪节理产状进行走向分布分析，绘制走向分布玫瑰花图（图略）。除了对路线之剪节理统计分析绘制剪节理走向分布玫瑰花图外，还分别对瓦窑河断裂东侧奥陶纪花岗岩、白垩纪花岗岩单独统计节理走向玫瑰花图；瓦窑河断裂西侧下二叠统卧牛寺组玄武岩单独统计节理走向玫瑰花图。

由路线所揭露剪节理优势方位为北东向，大致表现为一组共轭剪节理，其为北东向主压应力（约45°方向）作用而成，与北西向褶皱形成于同一构造应力场（北东向挤压应力场）。

从瓦窑河断裂两盘之剪节理分布特征来看，断裂东盘亦表现为北东向之优势方位，且发育程度明显强于西盘，显示出东盘为上升盘之特点（逆断层上升盘裂隙构造发育程度明显强于下降盘），进而推测瓦窑河断裂之裂面整体倾向北东。

瓦窑河断裂西盘剪节理之优势方位明显与路线优势方位具显著差异，表现为北北西向。该北北西向优势方位表明瓦窑河断裂在挤压应力场作用后，还经历了明显的右行扭性走滑活动。

综上所述，研究区Ⅰ路线之剪节理特征显示出区内先后经历了压性应力场和右行扭性应力场的应力变形作用。

2.1.2志本山南西侧（研究区Ⅱ）

该处研究主要依托PM06剖面测量1km内构造有关的节理、断层等数据的采集。剖面所揭露构造主要为集中发育于奥陶纪花岗岩之脆性变形构造。该脆性变形构造发育程度由弱至强，依次表现为:①节理构造→②由密集发育的节理构造演化而成的碎裂岩化构造→③碎裂岩化强烈发育，脆性构造岩之碎基逐渐增多，而呈碎斑岩化构造。

研究区节理构造普遍发育于剖面所揭露各地质体（奥陶纪花岗岩、二叠纪辉绿辉长岩、上寒武统核桃坪组粉砂质板岩）。以剪节理发育程度尤甚，研究工作对剪节理进行统计。节理构造表现为一组明显的平面共轭剪节理j1、j2（见图5）。其中j1平均产状为235°∠66°；j2平均产状为125°∠70°。经分析（见图6），其主应力方向δ1为35°∠84°。

该研究区内构造线走向北西，倾向南西，主体岩石（奥陶纪花岗岩）之定向构造及上寒武统核桃坪组粉砂质板岩之板理均与区内构造线近于一致，为潜在破裂面，上述节理j1叠加于该潜在破裂面，故剪节理j1发育程度明显强于j2。

此外，剖面还揭露一组北西向剪节理（j3:53°∠66°）与上述共轭剪节理之j2节理走向近于一致，但倾向相反。推测为上述主应力持续作用，形成一组剖面共轭剪节理，即j2剪节理和j3剪节理剖面共轭产出。

剖面PM06内尚可见一组近东西向之剪节理，该点与研究区Ⅰ所揭露的构造样式基本一致。近东西向的剪节理成因有两种可能：①为区内北西向构造右行压扭性活动派生而成，②更晚一期的构造活动产生。

开展工作过程中，对石缸河外围的卡房垭口300多米奥陶纪弱片麻状花岗岩中169组剪节理产状数据统计，揭露剪节理优势方位为北西向，点上主应力为北东向。与研究区Ⅰ、Ⅱ应力分析结果一致（图略）。

通过北段构造应力场分析认为，漕涧-故故坪-志本山-卡房区内以志本山岩体为中心，各处变形特征、所受应力场的方向基本相同。暗示工作程度低的区域，构造变形样式，容矿空间等评估，可以参考已知矿山。

2.2南部构造应力场特征

南部构造应力场研究工作，是本文作者在开展云南省地勘基金项目时完成的，主要对南部瓦窑河断裂和绿荫塘断裂两侧的褶皱构造及部分地段的节理构造进行研究，初步对构造应力场的进行解析，对前述成矿前断裂、成矿期断裂、成矿后断裂有定性理解。PM01揭露断裂以瓦窑河断裂及绿荫塘断裂为主，褶皱主要分布于断裂两侧。

2.2.1 褶皱研究

（1）蛇绿混杂岩褶皱：该褶皱为一背斜，核部为第9层，其中北东翼为第1-8层，南西翼为10-23层。根据上述产状绘制褶皱β图解，进而对该褶皱进行构造解析。该褶皱翼间角为82°，轴面产状为54°∠89°，为一开阔褶皱。该褶皱形成的主压应力垂直于褶皱轴向，即大致为北东向（图7）。

（2）沙河厂组褶皱：

该褶皱为一背斜，核部为第38层，其中北东翼为第35-37层，南西翼为39-57层，褶皱翼间角为108°，轴面产状为61°∠86°，为一开阔褶皱。该褶皱形成的主压应力垂直于褶皱轴向，即大致为北东向（图8）。

（3）向阳寺组褶皱：该褶皱为一向斜，核部为第85层，其中北东翼为第58-84层，南西翼为86-89层。褶皱翼间角为108°，轴面产状为233°∠71°，为一开阔褶皱。该褶皱形成的主压应力垂直于褶皱轴向，即大致为北东向（图略）。

2.2.2.节理研究

剖面所揭露蛇绿混杂岩节理位于第12层，发育一组共轭剪节理，剪节理产状分别为J1：52°∠39°，J2：82°∠62°。其中J1的节理间距为20-50cm，J2的节理间距为50-100cm。通过对节理进行吴氏网下半球投影（图9），进行构造解析，可知节理形成的主压应力场δ1为124°∠34°，中间应力场δ2为11°∠31°，张性应力场δ3为249°∠41°。即节理形成的主压应力大致为北西向。

剖面第24-30层为奥陶纪花岗岩，沿花岗岩体走向延伸方向于D234地质点以东，发育节理岩化花岗质片麻岩，节理岩化主要由一组共轭剪节理组成。剪节理产状分别为J1：22°∠52°，J2：157°∠54°。节理将岩石分割成大小不一的菱形块体，节理间距以5-30cm居多。通过对节理进行吴氏网下半球投影（图10），进行构造解析，可知节理形成的主压应力场δ1为272°∠63°，中间应力场δ2为89°∠27°，张性应力场δ3为179°∠1°。即节理形成的主压应力大致为东西向。

剖面第33-34层为发育碎裂岩化脆性变形之上寒武统沙河厂组碳酸盐岩，沿碳酸盐岩走向延伸方向于D234地质点以西，发育节理岩化-碎裂岩化大理岩化灰岩，节理岩化-碎裂岩化主要由一组共轭剪节理组成。剪节理产状分别为J1：276°∠58°，J2：204°∠58°。剪节理间距大小不一，以10-50cm居多。通过对节理进行吴氏网下半球投影（图略），进行构造解析，可知节理形成的主压应力场δ1为60°∠38°，中间应力场δ2为250°∠52°，张性应力场δ3为149°∠1°。即节理形成的主压应力大致为北东向。

3.讨论

通过云龙锡矿带南段和北段的构造应力分析，整个云龙锡矿带具有一致的构造应力场。根据“云南省石缸河-铁厂锡矿矿集区矿产地质调查”课题所总结区域成矿构造演化规律，于中特提斯阶段晚期，由于区域性地质块体边界断裂表现为东西向挤压之特征，云龙锡矿带地区因为次级边界断裂所限（图11），表现为北东-南西向挤压应力，于上寒武统沙河厂组呈现出一组产状以J1：52°∠39°、J2：82°∠62°为代表的共轭剪节理。

与此同时，区内于各地质体所形成的轴向北西之褶皱构造亦形成于该时期的构造应力场之下。新特提斯早阶段，区域性地质块体边界断裂表现为右行走滑之特征，云龙锡矿带因为次级边界断裂所限，主压应力场表现为北西向，剖面上反映为古生代铁厂蛇绿混杂岩所形成北西向背斜西翼发育一组以J1：52°∠39°、J2：82°∠62°为代表的共轭剪节理，并于西翼发现锡矿化体。显示该时期为早成矿期。

图11  云龙锡矿带区成矿构造演化阶段示意图

新特提斯晚阶段，区域性地质块体边界断裂表现为左行走滑之特征，云龙锡矿带南段因为次级边界断裂所限，主压应力场表现为近东西向，剖面上反映为奥陶纪花岗岩内普遍发育一组以J1：22°∠52°、J2：157°∠54°为代表的共轭剪节理。区内主要的锡矿体亦产于该期于奥陶纪花岗岩体内所发育裂隙构造内。故该组共轭剪节理构造或为区内主要的赋矿节理构造。

云龙锡矿为受构造控制的热液脉型锡矿床，构造延伸情况控制了矿体延伸情况。通过构造应力场分析，区内约30km的锡矿带成矿构造主要为剪切应力作用，因此认为云龙锡矿主要受区内压扭性构造的控制。大量研究表明，矿田构造容矿构造中追张裂隙服从里德尔（Riedel shear）共轭剪切破裂模式。云龙锡矿带内构造大多受同一构造体系影响，瓦窑河断裂长期构造活动影响范围内，云龙锡矿矿区内大多构造属于同一构造应力场范围产物，云龙锡矿矿区构造可用里德尔（Riedel shear）共轭剪切破裂模式来解释。走滑断层常伴生和派生一系列次一级不同性质的构造，构成走滑断层系。里德尔共轭剪切破裂模式的普遍性，决定了只要剪切应力的存在，张扭性裂隙（T）就存在，不受垂向应力的影响。因此，我们认为包括云龙锡矿带内的深部，仍然存在大规模的碎裂岩化带提供充足的容矿空间。

4 结论

通过云龙锡矿带构造应力分析，与成矿作用同期的构造应力主要为剪切应力，区内成矿构造主体为压扭性构造控矿。结合里德尔（Riedel shear）共轭剪切破裂模式，认为该类构造在走向和倾向都会有比较稳定的延伸，云龙锡矿带往重要矿山外围和深部找矿突破的可能性是比较大的。

参考文献

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[10]云南地矿国际矿业股份有限公司.2021.云南省石缸河-铁厂锡矿矿集区矿产地质调查（归洲幅）2019年度成果报告.

作者简介：朱毅翔，男（1989.01-）汉族，云南楚雄人，大学本科，工程师，主要从事地质矿产勘查、矿产地质调查工作。