論甘肅公婆泉旋轉構造與公婆泉銅礦的關系

高照勇

（甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院，甘肅 張掖 734012）

公婆泉銅礦是甘肅北山地區比較有聲望的中型礦床。就現有資料分析，擴大其遠景希望較大。故筆者對我們近幾年來野外實際調查資料及對遙感影像解譯的結果進行綜合分析研究，發現公婆泉地區的構造是極特別。它是由許多大大小小的環狀體（圓形或橢圓形）組成的一個反時針方向的旋轉構造。對擴大該礦床遠景很有意義。

1 公婆泉旋轉構造概述

公婆泉旋轉構造的主體，位于馬鬃山之北，公婆泉以東廣大地區。東西長約一百二十公里，寬約八十公里。涉及范圍，西起野馬泉，東至黃山、石板井一帶，北到公婆泉北（北緯42°），南至駱駝泉地區，涉及總面積近八千多平方公里（圖1）。

圖1 公婆泉銅礦褶皺構造軸向圖

它的核心，是一個較大的環形構造[1]。東西長軸約八十公里。南北短軸約六十公里。長軸方向N70°E。其中還有公婆泉，三道明水北和尖山三個次一級的小環形構造。大環形構造的西部邊緣應力最為集中。斷裂構造發育，構成如此大形構造的巖性，主要為中酸性雜巖（加里東期片麻狀二云母花崗巖和海西中、晚期花崗閃長巖及鉀質花崗巖）。因其巖石質地堅硬，便構成了旋轉構造的中心。在該環形構造外面，還有許多較小的環形構造，它們的規模一般在20km×30km±。可見這些環形構造互相牽引、擠壓、重疊，其受后期中酸性雜巖體的侵位力是巨大的。除環形構造外，還發育了近東西向一組深大斷裂。其派生次級斷層也密密相聚，主要為北東和北西向兩組，近東西向區域性深大斷裂，形成時間較早，其表現呈舒緩波狀的擠壓破碎帶。走向S80°E左右，沿走向方向延伸極遠。其次，是較晚的北東向壓扭性破碎帶，在破碎帶中，總有一兩條很直觀的舒緩波狀之主干斷裂展現，走向N60°E。在東西向和北東向兩組主干斷裂的一側（或兩側）有共軛裂隙生成。北東向斷裂，對東西向構造進行了不同程度的破壞和改造。以上各組線性構造與環形構造配套，組成了該區的構造骨架，視有西部收斂，東部撒開的趨勢，是公婆泉旋轉構造的基本輪廓。在該旋轉構造內的小斷層很多，主要是一系列壓扭、轉扭和剪切共軛斷層。其方向為北西和近南北向。就是這些斷層直接與成礦有關。另外，還有一部分南北走向的追蹤斷裂（張性）斷續延長達幾十公里。

2 公婆泉旋轉構造的生成

公婆泉旋轉構造是比較特殊的。其特殊之點，就在于有比較多的形狀不一，大小不等的環形構造。在此山的其它地區，還是少見的。從該地區的具體構造形跡看，對于公婆泉旋轉構造的生成，試作探討。推測其生成是在一組壓扭應力作用下而生成，并與斷裂和地質體的巖石性質密切相關。較早的東西向壓性斷裂，造成地塊的東西向開裂，后經北東向壓扭性斷裂的扭動性改造，使東西向裂開的地塊，再度破裂而成菱形地塊。該菱形地塊在一組反時針壓扭應力作用下，使其轉動，便形成大小不同的環形體，在環形體的內部或其周圍，相應生成弧形斷裂。在環形體中，由于各巖塊性質不同，硬軟程度有別，在一組壓扭力的持續作用下，硬者繼續磨園，軟者則生成褶皺或弧形斷裂構造，它們的組合備案，便是現今的巨大旋轉構造。由于其核心部位，其生成時代包括海西中、晚期，酸性侵入架巖在內的剛性體，推測其生成于海西造山運動的末期，伴隨馬鬃山隆起同時生成。后來大面積侏羅系地層以不整合形式覆蓋其上，明顯受基底構造的控制，公婆泉一帶侏羅系新形成的短軸褶皺，其軸向展布為北東和北西向（圖2）。該旋轉構造按反時針方向旋轉，是與地球自轉所產生的水平應力有關，在這種應力作用下，公婆泉以北地區相對西退，馬鬃山以南地區相對東進，從而引起公婆泉、尖山一帶地區的反時針旋轉。外旋層反時針方向轉動，內旋層相當于順時針方向轉動，造成了以北西向為主的張扭性裂隙，并成為該區的主要控礦構造。

3 公婆泉銅礦床與旋轉構造的關系

公婆泉礦床位于旋轉構造中“核心部位一個較大環形構造的西部偏北的邊緣。”此處應力集中，不管是壓扭力或是張扭力，均較強烈。在張扭力的強烈持續作用下，張扭性斷裂必然為含礦溶液準備了有利通道和賦存場所，從該礦田內構造表現清楚可見。

3.1 地層產狀及褶皺釉向

在礦田內，不管是躍進崗、里石山、二礦區或一礦區，地層走向均呈東西向，傾向北西或南東。（局部傾向北東或傾向南）。褶皺軸向近東西向。（即NWW-SEE向）。因為地層走向和褶皺軸向為北西西向，所以，在一組反時針張扭力作用下，易于造成張扭性的順層斷裂。

圖2 公婆泉旋轉構造圖

3.2 斷裂構造

在礦田內，斷裂構造以北西向斷裂為其骨架，亦將里石山向斜切斷。這是反時針旋扭力持續作用的結果。

在礦區，根據斷裂的走向，大致分為四組：F1、F2斷裂呈N60°W向展布，橫貫于一礦區，其產狀為：SW傾向，傾角70°～75°，為間歇期活動斷裂。F3、F4、F5斷裂均呈北西西向，其中F3位于一礦區中部，產狀：N70°W傾向，傾角75°，東盤北進，西盤南退；F4位于躍進崗東側，產狀：N70°～80°E傾向，傾角80°～85°，東盤（上盤）下落，西盤（下盤）上升，F5斷裂目前未查清楚，均屬南北向平錯的平推斷裂，具體性質待野外工作有待進一步查明。F17斷裂位于一礦區第三礦段，產狀：N傾，傾角70°，以張引力性質為主，是花崗閃長巖等巖體侵入的通道。

從上述斷裂性質分析，是旋扭力學中的張扭力起著主導作用，后期含礦熱液沿張性斷裂貫入，沉淀、富集成礦。

從礦體賦存部位來看，同樣附合對旋扭力系的分析。在里石山一帶，含礦斑巖體主要沿里石山向斜南翼的層間斷裂順層貫入；在一礦區，含礦斑巖體沿北西向斷裂或斷裂交匯處上侵；礦體的分布與北西向或近東西向斷裂構造勢態相適應。另外，輝長巖巖漿沿花崗斑巖上通通道繼續貫入，說明該組斷裂具長期活動性。從同昌口西銅礦點到三道明水及其以東地區，所有銅、鐵礦點，礦化點的所處構造位置看，均分布在旋轉構造中心的大環形構造邊緣，即弧形斷裂的前弧區或弧形巖體的頂弧邊部，由于位置在旋轉構造中不同構造部位，這些礦點，礦化點或受北西向張扭斷裂控制，或受其它方向的張扭斷裂控制，而公婆泉銅礦床受北西向構造控制尤為明顯。從上述資料可知：礦田中除北西向主要斷裂構造控礦外，在局部也有受NEE向斷裂控制的礦體。如：一礦區三礦段F17斷裂。這是在形成轉構造的總應力場中，局部巖塊的相對運動所引起的次級張扭力所造成的。主要的控礦構造應該是北西向張扭斷裂。這一認識的依據是礦田構造及整個旋轉構造特征對應的應力場分析而引出的。

在一礦區所表現的礦體分布形態呈一三角形，這主要是由原來的構造形態所致，長期構造活動固然對前期構造有改造作用，但礦體大幅度的西進東退，南推北錯，卻是很難想象的。大地塊的水平移動，而賦存在這一地塊（或巖塊）中的小礦體滯留在原地是沒有根據的。但構造史的發展，形成了現今的礦體分布景況，是客觀存在的。

4 結論

以上對應力場的分析，旋轉構造的形成機理和對礦床構造特征的討論，從中可以得出以下結論：①公婆泉旋轉構造，是在一組反時針方向的壓扭應力持續作用下生成的。環形構造是被東西向構造和北東向構造所切裂的剛性菱形地塊，在一組反時針方向壓扭應力作用下，相應轉動形成的。②旋轉構造的外旋層和內旋層的相對扭動，造成了一組以北西向為主的張扭斷裂，該張扭性斷裂，為公婆泉銅礦準備了成礦的構造條件。③含礦母巖（花崗閃長班巖和次英安巖），主要是沿北西向張扭斷裂貫入，并成礦。該組張扭性斷裂是公婆泉礦床的主要控礦構造。④礦床內三個主要礦體的分布情況是由原歷史的構造勢態所決定的，絕非長期改造而成。

5 結語

筆者也曾對此北山地區的白山堂礦區銅礦床、高臺營石礦，進行了一些調查，其所處構造位置，也與旋轉構造有關，只是因為此處具體構造及構造位置不同，礦體產狀與公婆泉銅礦床有所不同，礦體走向都為北東南西方向，但絕不出張扭斷裂所涉及地區。故可預測該區找礦方向，須先找環狀構造及線狀構造，該構造體系是成礦的有利場所。如要擴大公婆泉銅礦床遠景，對該礦田構造（主要是斷裂構造）作詳細深入研究，找出北西向張扭性斷裂（出露地表和隱伏于地下的）構造，其找礦前景是可期的。

以上所述認識，是筆者就已往工作實踐，參閱部分已有資料和遙感解譯成果等進行綜合分析后，所作的淺論。由于水平所限，加之研究的粗糙，不免有謬誤，敬望讀者提出批評和指導，如有可能再作進一步探討，以期取得好的效果。