地壳不是均质的,它的各个部分在物质成分、结构构造和含水性等方面都不相同。加之不同的边界条件和先期断裂变形特征等方面的影响,所以在同一应力场的作用下,其所经受的构造应力强度也是不同的。这种构造应力相对强弱,反映了应力的相对集中和释放,这同岩浆活动和成矿作用是紧密相关的。因此,构造应力强度的研究,特别对于内生矿床的成矿预测具有极其重要的意义。
在同一应力场作用的情况下,由于各点的应力大小的差异,区域内各测点上共轭剪裂角差异很大,节理发育频度、幅度和长度差异甚大,具有如下相关公式(黄华斌,1979):
P=f(a,θ,φ,W) (4.30)
式中:P为相对构造应力强度值;a为剪裂角;θ为节理发育频率;φ为节理发育程度;W为节理发育长度。
根据这个公式的相关关系,可以算出每个节理测量点的P值。但是在同一构造应力的作用下,对于不同岩性(包括同一岩性不同厚度)的岩层来说,其a、θ、φ、W的数值是不同的,因此,在研究时必须考虑消除岩性和厚度的影响,黄华斌指出,某种岩性岩层相对于标准岩性岩层的修正系数Kmx(黄华斌,1979):
构造应力场控岩控矿
式中:
若假设,
构造应力场控岩控矿
则各节理测量点的相对构造应力强度值Pn为
Pn=(aAan+bBθn+cCφn+dDwn)Km(4.33)
对于具体的研究地区来说,A、B、C、D和Km都是固定值,叫做修正常数和修正系数。an、θn、φn、wn为具体测点剪裂角,节理发育频率、幅度和长度。
黄华斌(1979)在安徽繁昌地区,根据各测点不同时期的Pn数据,拟编了印支期和燕山期构造应力强度图。图中除少数铁铜矿点分布在应力集中区外,绝大部分铁铜矿点都分布在周围是应力集中区而中部是应力释放区的应力释放区内,或者在集中区和释放区的交接部位。这说明,应力集中区是岩浆侵入及火山喷发的中心,应力释放区是矿液逼迫流经的场所。周围是应力集中区而中间是应力释放区的地方以及集中区和释放区的交接部位,对成矿最有远景,这对于内生矿床的成矿预测提供了一个重要的可靠依据,找矿意义很大。
既然构造运动和伴随而来的岩浆活动以及各种成因的热液作用,使其在有利环境形成各种成因的内生矿床,那么,不同时代的内生矿床的形成,必然与当时的古构造应力的强弱有着紧密的联系。定量研究古构造应力强度,是内生矿床成矿预测的重要手段。
黄华斌等对安徽繁昌地区进行了古构造应力场强度的研究,并编制了印支期和燕山期应力场成矿远景图。发现区内出现五个应力集中区(P≥100,等值线用实线表示),是构造运动和岩浆活动比较强烈的产物;区内两个应力释放区(P<100,等值线用虚线表示),是应力的相对松弛而造成的,是矿液易于流经的场所。区内绝大多数矽卡岩型和热液型内生铁铜矿床和矿点都分布在周围是应力集中区而中间是应力释放区的地方,基本上位于所圈定的成矿远景区内。说明内生成矿作用与构造应力强度的关系非常密切。
综上所述,应力场控矿具如下几方面规律。周围是应力集中区而中间是应力释放区的应力状态,且封闭良好形如湖盆,对成矿特别有利;例如,安徽繁昌地区桃冲铁矿长龙矿区,周围是应力集中区而中间是应力释放区,但范围较宽,圈闭不良(释放区向外连通)形如潟湖,这也是成矿的有利部位,但不及前者好,如九房村—施居茎—沈弧山一带;若应力释放区的三边为应力集中区,另一边为开阔的应力松弛方向,形如海沟,虽可能成矿,但远不如前二者有利。