资源描述：
《韧性剪切带内流体作用的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、Ξ韧性剪切带内流体作用的研究李晓峰华仁民(南京大学成矿作用国家重点实验室,南京大学地球科学系,南京210093)主题词韧性剪切带流体作用构造物理化学水-岩反应质量平衡计算提要韧性剪切带内的流体作用是一个复杂的构造物理化学过程和力学-化学的耦合过程。它不仅影响着岩石的变形机制,促进变形构造的发生和发展,而且影响着岩石的矿物组成及化学成分的变化。本文在综合评价现有研究成果的基础上认为,岩石的成分变异和体积变化是韧性剪切带内流体作用研究的主要内容,韧性剪切带内构造-流体演化历史、构造物理化学、岩石应变模式及其特征的研究是今后韧性剪切带内流体作用研究
2、的发展方向和前沿领域。自从80年代Ramsay提出韧性剪切带的概念,特别是人们发现太古宙绿片岩相中金矿与韧性剪切带密切相关以来,有关韧性剪切带内流体作用的研究便开始蓬勃兴起。研究发现:与金矿化有关的韧性剪切带都发生过大量的流体运移和退变质作用1～9,其中大多与绿片岩相变质作用有关。带内分布有大量水-岩作用产生的富水矿物10～16,也就是说,在变形期间韧性剪切带内流体作用非常普遍,水-岩反应十分广泛。韧性剪切带内的流体作用是一个复杂的构造物理化学过程,也是一种自组织的过程17。它是在构造应力作用下,以流体为媒介和作用剂,致使岩石发生物理变化和化
3、学变化并产生相互作用的一个过程。流体活动在变形岩石的体积损失、质量传输、变形构造以及变质分异的发生、发展中起着至关重要的作用。而构造应力怎样在成岩成矿及变质过程中影响化学平衡是尚未解决的基本理论问题18。与金矿化有关的韧性剪切带具有同构造蚀变的特征,即应力作用与交代蚀变化学反应是同时进行的。剪切带内成矿物质的活化、迁移、富集和沉淀过程与流体作用息息相关。因此,正确了解和认识韧性剪切带内的流体作用,是解决该类型矿床“源、运、储”的关键因素,对于寻找该类型矿床新的靶区也具有重要的指导意义。1韧性剪切带内的变质变形作用与流体作用111变形作用与变质
4、作用韧性剪切带内岩石的变形主要表现为塑性变形,塑性变形的机制主要有粒间变形和粒内变形。粒间变形首先从矿物的细粒化开始,其结果使岩石的粒度普遍减小,细粒物质沿着剪切方向沟通,形成由细粒物质组成的带。在岩石细粒化的过程中,岩石的矿物颗粒产生粒间滑动。粒间滑动不仅使岩石的结构改变,产生新的岩石结构,而且还使岩石物质成分改国家自然科学基金重点项目(49733120)资助。Ξ第一作者简介李晓峰,男,1971年生,南京大学地球科学系矿物学、岩石学、矿床学专业博士生。收稿日期1999-11-03,改回日期2000-08-02变,形成大多是层状硅酸盐的新矿物
5、。这类矿物多具有易滑动的解理面或滑移面,使岩石变形易于发生。粒间滑动导致岩石中细粒化的矿物和易变形的矿物逐渐排列成层,难变形的矿物和粗粒矿物也逐渐排列成另一层,彼此构成相间排列的微层构造,在韧性剪切带中组成条带状、条纹状或条痕状构造。粒间滑动总是以细粒化和变形分层构造为基础发挥作用。在岩石发生粒间滑动变形的同时或者稍后,在应力作用下,岩石中的矿物也发生粒内滑动,发育变形双晶、扭折、变形纹、位错壁、位错墙等显微构造19。这些构造为含金流体的运移提供了有利的空间和通道。韧性剪切带不仅是一条变形带,而且是一条变质带,与金矿化有关的韧性剪切带都发生退
6、变质作用13,15,20～23。韧性剪切带内岩石变质作用的总趋势是产生易变形的矿物以抵消构造应力的影响。例如中、酸性岩及火山岩的绿泥石化、绢云母化、高岭土化等蚀变,都是使架状硅酸盐矿物变为层状硅酸盐矿物,使难变形的矿物变为易变形的矿物。这样,岩石的进一步变形会比初始变形更加容易。在韧性剪切带内,随着变形作用的加强构造变质作用也加强,也就是说,变形作用有利于变质作用的发生,这主要表现在变形作用为变质作用提供能量。在较低温度下,变质作用不易进行。但是变形强烈的矿物晶体,积蓄较多的应变能,破碎的晶体积蓄很多表面能。这些能量在变质反应中能够提供必需的
7、活化能19。112变形变质作用与流体作用韧性剪切带既是应变局部化带,又是流体渗滤和运移的通道17。研究表明:流体在压溶、构造变质、构造变形以及传递液压和润滑中起着间接软化作用23～25。应力是构造化学作用的主要驱动力,应力控制着物质迁移扩散的方向和场所,在构造剪应力的作用下,岩石的强度降低,物质的溶解速度加快。在变形过程中存在的应力梯度、应变梯度及应变速率梯度,诱发了晶体化学梯度,引起物质的溶解和迁移。流体作为介质可以携带各种物质,使大部分构造变质得以发生,同时,流体作为软化剂,改变了岩石及矿物的变形特性,使岩石在较小的差异应力的作用下,就能
8、够发生变形。在变形过程中,流体的存在有利于溶液的迁移以及微破裂和重结晶作用的发生26;而岩石变形变质作用的结果使岩石产生分层构造,使矿物定向化、岩石面理化,这又为流
