华北克拉通南部前寒武纪重大地质事件构造响应的GIS 统计分析——以中条-豫西地区为例*<br/>

华北克拉通南部前寒武纪重大地质事件构造响应的GIS 统计分析——以中条-豫西地区为例*

2015-03-15陈东越陈建平王勤李彩凤殷骏杨星辰

岩石学报 2015年6期

关键词：中条山裂谷发育

陈东越陈建平＊＊王勤李彩凤殷骏杨星辰

CHEN DongYue1，2，CHEN JianPing1，2＊＊，WANG Qin3，LI CaiFeng1，2，YIN Jun1，2 and YANG XingChen4

1. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083

2. 北京市国土资源信息开发研究重点实验室，北京 100083

3. 紫金矿业集团股份有限公司，上杭 364200

4. 中国地质科学院地质力学研究所，北京 100083

1. School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2. Beijing Key Laboratory of Development and Research for Land Resources Information，Beijing 100083，China

3. Zijin Mining Group Co. Ltd，Shanghang 364200，China

4. Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China

2014-09-22 收稿，2015-01-07 改回.

1 引言

构造层是一个构造区内一定构造发展阶段所形成的地质体的组合，伴有相应构造热事件的产物，包括某些沉积建造或沉积-火山建造组合，具有统一的褶皱-断裂组合形式，而且常伴有特征性的岩浆岩系列和区域矿产组合。它具有一定的构造形态，表现为各种不同规模、不同方位特征的线形构造带。两个构造层之间通常由一个明显的不整合分隔。法国学者贝特朗(1887)就根据分析不同构造层间的角度不整合提出构造活动具有一定的阶段性和周期性。近代黄汲清(1979)、Miyashiro et al. (1982)以及黄汲清和陈炳蔚(1985)进一步提出构造运动具有旋回性，认为在一个规模大、持续时间长的构造旋回之内，地壳可能发生多次短促而强烈的构造运动，一个构造旋回会出现多次构造幕。而兴起的板块构造学认为全球构造演化表现为时快时慢、或强或弱的低级次韵律性(Windley，1977，1993;Teyssier et al.，1995;王建君和钱祥麟，1998)。综上可以看出，构造层在时间上代表了某一地区地壳发展历史的一个特定构造阶段，在空间上表明了某一期构造运动所涉及的范围，而其沉积建造和构造热事件的组合特征则反映构造区某一发展阶段的大地构造性质和环境。也就是说，利用构造层中构造形迹的样式、规模、方位、强度和构造建造特征可以反映区域的构造作用性质，揭示区域的构造演化。

位于华北克拉通南部的中条-豫西地区位于华北克拉通南部，是典型的裂谷区域，区内中条裂谷的演化复杂且多变，基本代表了研究区前寒武纪的地壳演化(Sun et al.，1990，1992;白瑾等，1997;翟明国，2010;Liu et al.，2007，2012;Zhai and Santosh，2011，2013)。裂谷多期的演化和构造活动留下了多个构造层、大量的构造形迹以及赋生了丰富的矿产资源(Hu and Sun，1987;翟明国，2010;郭红党，2010;Liu et al.，2012)。然而，不同时期形成的不同方位的断裂往往对成矿起到不同的作用。赵鹏大(2006)认为成矿前断裂一般具有控岩、控矿的作用，经常会控制矿体的总体展布格局及成矿期断裂活动的范围和特性;成矿期断裂则是控制矿化产出的主导因素;而成矿后期断裂往往对矿体起到破坏的作用。那么，如何确定和提取不同时期的主体构造形迹特征，对于理解重大地质事件对构造演化的控制与制约以及构造演化与成矿的关系是十分必要的。

基于此，本文提出了基于GIS 数据统计分析来提取不同构造阶段的主体构造形迹特征，即利用GIS 技术，结合区域构造岩石组合、构造样式和地球物理场特征的综合分析方法，揭示区域构造作用性质，反演区域构造演化史，提取不同构造层的主体构造方位特征，代表不同构造演化阶段形成的主体构造形迹。

2 区域构造背景概述

中条-豫西是华北前寒武纪地层和绿岩带的主要出露地区之一(图1a)，也是典型的新太古-古元古代三叉裂谷分布区域。冀树楷等(1992)和郭红党(2010)指出裂谷的发展经历了扩张期、沉陷期和封闭期。白瑾等(1997)也指出中条-熊耳裂谷先后经历了三次“开-合”和三次大规模的地壳运动，留下四个大的不整合面分隔了绛县群、中条群、担山石群、熊耳群与汝阳群五个构造层(山西省地矿局，1989;河南省地矿局，1989)。其中，中条群角度整合于绛县群之上;担山石群不整合于中条群之上;西阳河群(熊耳群)不整合于担山石群之上;汝阳群分布于豫西地区，与熊耳群之间存在明显的不整合接触关系。另外，从中条山古元古代岩浆岩锆石年龄直方图可以看出(赵凤清，2006;图1b)，U-Pb 年龄峰值集中在2550 ～2350Ma，2250 ～2100Ma，1900 ～1650Ma，分别代表了三次重大的构造-岩浆事件:(1)2.55 ～2.35Ga 区域发生构造与变质-岩浆事件，地壳巨量生长，发育大量TTG 岩、变质表壳岩和花岗岩类侵入岩，形成基底杂岩带(白瑾等，1997;Wu et al.，2005;余盛强等，2006;郭丽爽等，2008;翟明国，2010;赵斌等，2012;Zhai and Santosh，2013;Zhai，2014);(2)2350 ～1850Ma 构造体制多次变化，发育古元古代活动带。2350 ～1950Ma 开始陆内拉伸-破裂事件，发育陆内凹陷盆地，盆地沉积有火山岩。随后1900 ～1850Ma，由于地幔上隆或底辟作用，促使地壳变薄、拉张、裂陷，经历一次挤压构造事件，导致裂陷盆地的闭合和焊接形成中条裂谷，与王屋山断隆带构成典型的“X”型裂谷(赵宗溥，1993;孙大中和胡维兴，1993;Kusky and Li，2003;Zhai and Liu，2003;翟明国，2004;崔来运和王纪中，2006;Zhai and Santosh，2011，2013)。其中，2200 ～2100Ma 发生绛县运动，表现为中条群与绛县群的角度不整合;1900 ～1850Ma 中条运动，发生低角闪岩相-高绿片岩相变质作用的改造，表现为区内古元古界与中元古界西阳河群之间的角度不整合(Sun et al.，1992;孙大中和胡维兴，1993;翟明国，2004)。刘新秒和梅华林(1993)提出中条运动有两期变质即一幕(1900Ma)和二幕(1850Ma)，分别表现为中条群与担山石群、担山石群与熊耳群之间的不整合接触;(3)中元古代(1800 ～1600Ma)克拉通基底整体隆升，发生裂解事件和非造山岩浆活动，区域进入伸展构造体制，形成熊耳裂陷槽-陆内裂谷并表现出三叉裂谷的形态。同时伴随有基性岩墙群侵位，并沉积弱变质盖层西阳河群，与下伏的古元古代变质岩呈明显的角度不整合或断层接触，与上覆汝阳群为低角度不整合接触(赵太平等，2002，2004;Zhao et al.，2002;Peng et al.，2008;翟明国，2010;He et al.，2009;Zhai and Santosh，2013)。随后区域进入克拉通稳定发展阶段。

图1 中条-豫西大地构造位置图(a，据Zhai and Santosh，2013 修改)、中条山古元古代岩浆岩锆石年龄直方图(b，据赵凤清，2006)及区域断裂和元古宙铜矿产分布简图(c)Fig.1 Distribution of the Zhongtiao Mountain is located in the southern part of the North China Craton (a，revised after Zhai and Santosh，2013)，the histogram of single zircon ages for Paleoproterozoic magmatic rocks from the Zhongtiao Mountain (b，after Zhao，2006)and simplified geological map of the study area with distributions of faults and Proterozoic copper deposits (c)

图2 断裂切穿地层单元统计规律图Fig.2 The Statistical laws of structure faults cut through stratigraphic units

区域多期的构造活动使构造体制发生多次转变，构造应力场也随之不断变化，导致发育有大量断裂构造，并呈现出南北不同的格局(图1c)。南部主要发育北西、北西西向韧性剪切带，叠加北东走向交织的脆性断裂。而北部主要发育北东向、北西西向韧性剪切带，组成了不同规模、乃至造山带尺度上透镜体的边界。此外，多期的地质事件形成了优越的成矿地质条件，堆积了巨量的铜矿资源，且矿产分布具有明显的空间分带性，总体上受“X”型裂谷控制(真允庆，1999;郭红党，2010;翟明国，2010;Zhai and Santosh，2013;图1c)。

3 基于GIS 的构造分层信息提取技术

构造层具有一定的构造形态，表现为各种不同规模、不同方位的线形构造带。而断裂构造的时空演化具有继承性和分层性。挤压应力场或者剪力偶的环境下可以形成张性断裂和剪性断裂，而剪切断裂的产生会改变应力场，反过来又产生以引张占优势的应力场并导致次级张裂和共扼剪裂的产生(Ramsay，1980;Einstein and Dershowitz，1990;Beck et al.，1993)，而先期形成的构造的总体展布格局往往控制着后期断裂活动的范围及特性，即断裂构造发育具有继承性。同时，构造发育的相对年龄可以由切割的构造层来限定，即断裂构造是具有分层性，亦即断裂构造可以分层提取。

另外，构造应力场的均变作用(Sengor，1987;Sengor and Natal’in，1996;王建君和钱祥麟，1998)和构造演化的继承性，使同一个构造旋回内断裂构造发育的规模和方位是均变的，反应到构造形迹上即构造形迹切穿地层的数量是规律性的。同时利用GIS 技术统计研究区每条断裂切穿的地层单元时代并做出规律图(图2)，从图中可以看出断裂切穿的地层单元时代主要集中在前寒武纪，少量集中在二叠纪至第四纪，志留系至泥盆系地层没有断裂切穿，同样说明不同构造阶段有不同的构造形迹特征，即断裂切穿地层单元具有统计学意义。

那么，可以应用GIS 技术，依据构造形迹切穿新老地层的统计规律，结合构造形迹的样式、方位、强度和地质背景的分析，解析构造作用性质，反演构造演化史，优选出不同构造层的主体构造方位特征，代表不同构造演化阶段形成的主体构造形迹。该方法并非针对单条断裂的时代属性，而是提取不同构造演化阶段主体规律特征的构造形迹。根据构造地质学的基本原理，该方法所依据的主要地质规律如下:

(1)地质历史时期所发生的重大地质事件活动的规模与强弱不一，其特征必然反映在构造行迹的规模上，即:构造运动越强烈，所产生的构造行迹的延伸长度与发育条数越大，反之异之;

(2)构造形迹切穿地层单元，表明构造运动的发生时间晚于构造形迹所切穿的所有地层单元时代(少数诱发再活动的多期活动构造以首期构造活动为起始点);

(3)构造行迹的发育被某一地层所限制，表明构造运动的发生早于该地层的结束时间;

(4)构造形迹切穿不整合面，表明构造运动的发生晚于不整合面形成的时代;反之，早于不整合面形成的时代;

(5)应用GIS 空间分析和统计功能，可以有效地对具有属性特征的构造形迹分层提取，通过统计其样式、方位和强度，并结合构造建造的特征来挖掘不同构造层主体构造方位特征，分析构造作用性质，探讨重大地质事件对区域构造演化的制约。

基于上述原理，具体操作步骤(图3)可以概括为:1)通过GIS 空间分析技术获取并统计每条断裂切穿的所有地层单元时代(表明构造运动的发生时间晚于构造形迹所切穿的所有地层单元)，建立具有属性特征的断裂数据库;2)依据数据库，统计限制构造行迹发育的地层单元时代(表明构造运动的发生早于该地层的结束时间)，确定断裂构造整体发育的终止时间。例如，提取切穿太古宙构造单元而限制在元古宙内的断裂，作为前寒武纪时期主体构造形迹;3)提取不同构造层的不整合面，限定具体时限内的主体构造形迹特征。例如，提取Pt1-Pt2构造层间的不整合面，限定Ar-Pt2的主体构造形迹。并分别统计其断裂走向和长度，初步确定Ar-Pt2期间主要的构造方位特征;4)结合区域的构造岩石组合、构造样式和地球物理场特征，分析构造作用性质，确定不同构造层主体构造形迹的方位特征。

图3 基于GIS 构造分层信息提取流程图Fig.3 Logic flow diagram illustrating the GIS-based extraction of main structures features in different structure layers

图4 断裂切穿最老地层单元时代统计Fig.4 Statistics on the ages of the oldest stratigraphic units cut by structure faults

4 华北克拉通南部GIS 构造定量分层提取分析

4.1 前寒武纪主体构造形迹特征提取

挑取华北克拉通南部中条-豫西地区1∶500000 和1∶200000 地质数据库中地层与断裂，为每条断裂添加两个属性(切穿最老地层和限制断裂发育地层)，分别统计1390 条断裂切穿的最老地层单元和限制断裂发育的某一地层单元时代，有以下情况:

(1)断裂切穿地层，可以清楚的辨认出穿过的所有地层单元，表明断裂的形成时间晚于其所切穿的所有地层单元;

(2)断裂处于同一时代地层内或切穿最新最老地层单元时代一样，表明这组构造是同一期构造活动形成的;

(3)断裂处于地层界线上，即顺层断裂，无法统计切穿地层新老关系。但此类断裂占的比重＜2%，显然没有统计意义，予以剔除。

图5 限制断裂发育的地层单元时代统计Fig.5 Statistics on the ages of the stratigraphic units limited structure faults

图6 前寒武纪主体构造形迹特征Fig.6 Distribution of the main structure features during Precambrian

综上，可以得到研究区断裂切穿最老地层单元时代和限制断裂发育的地层单元时代的统计规律。图4 反映断裂切穿的最老地层单元时代集中在Ar-O1，高峰值主要出现在Ar、Pt2、∈1，图5 反映限制断裂发育的地层单元时代集中在Pt2-O2，高峰值主要出现在Pt2、∈2。断裂切穿最老地层单元时代与限制断裂发育的地层单元时代之间可能是断裂发育的主要阶段，这也就说明前寒武纪时期是构造发育的主要阶段，发育的断裂最多，也表明前寒武纪是研究区构造-岩浆活动最为剧烈、时间最久、范围最广的阶段。进而，提取最老地层单元时代属性是Ar、限制断裂发育的地层单元时代属性是Pt 的断裂构造(亦即切穿Ar 而限制在Pt 地层内的构造形迹)，作为可能在前寒武纪期间发育的主体构造形迹特征(图6)。

4.2 Ar-Pt2 构造旋回主体构造形迹特征分析

应用GIS 技术分别对研究区4 个构造层打上2km×2km网格，提取不整合面。删除切穿熊耳群、熊耳群与汝阳群不整合面的构造形迹后，提取出代表Ar-Pt2主体构造特征的所有构造形迹，共包括587 条断裂(图7)，然后对其走向和长度进行系统的统计分析，从(图8)的统计结果可以看出，NEE向断裂最多且断裂延伸长，其次NWW 向比较发育且断裂延伸较长，近SN 向断裂比较发育且断裂延伸较短，而NNW/NNE 向断裂发育比较稀少且断裂延伸比较短，总体上呈现“三叉”状分布。可见NEE/NWW/SN 向断裂是Ar-Pt2期间的主要构造方位。

图7 提取区域不整合面限定Ar-Pt2 主体构造形迹特征Fig.7 Distribution of the main structure features during Ar-Pt2

图8 统计Ar-Pt2 主体构造形迹的走向和长度Fig.8 Statistics on strike and length of fault structures confined in the Neoarchean-Early Mesoproterozoic stratigraphic units

4.3 不同构造层主体构造形迹与构造样式分析

区域前寒武纪发生绛县运动、中条运动和西阳河运动，形成四套不整合接触关系的构造层(Sun et al.，1990，1992;孙大中和胡维兴，1993;赵太平等，2002，2004;翟明国，2004;Liu et al.，2012)。通过分析区域地质演化(图9)，结合研究区的地球化学、构造建造、构造样式的特征及地球物理所揭示的深部信息，确定Ar-Pt2期间各个构造层形成的主体方位特征，代表了不同构造阶段形成的主体构造形迹。其中，新太古代主体构造形迹的方位特征是NE/NW 向，古元古代构造层主体构造形迹的方位特征是NEE/NWW 向，中元古代构造层主体构造形迹的方位特征是近EW 向。

4.3.1 新太古代末期构造层构造样式分析(2550 ～2350Ma)

2.55 ～2.35Ga 中条-豫西地区发生构造与变质-岩浆事件，地壳巨量生长，发育大量TTG 岩、变质表壳岩和花岗岩类侵入岩，如:寨子和西姚TTG 片麻岩(2536 ～2560Ma)(Tian et al.，2006;郭丽爽等，2008;赵斌等，2012)、北峪奥长花岗质片麻岩(2477 ～2436Ma)(余盛强等，2006;Zhu et al.，2013)和嵩山TTG 片麻岩(2600 ～2500Ma)(周艳艳等，2009)。随着区域地壳厚度的逐渐增大，逐渐形成结晶基底杂岩带(涑水杂岩带和嵩山杂岩带)(赵凤清，2006;Liu et al.，2012;郭丽爽等，2008;周艳艳等，2009;赵斌等，2012;Zhai and Santosh，2013)。中条山区域内的涑水杂岩带表现出NEE-NE 向的总体叶理走向和强应变带围限凸镜状弱应变域的构造格局，与切穿太古宙断裂构造方位一致，体现了古陆核围绕直立轴逆时针方向旋转的涡旋构造特征(白瑾等，1997)。此外从区域地球物理场数据来看，本地区表现为负布格重力异常和负磁异常，明显的重、磁梯度带，与区域深部大断裂相吻合，表现为NE 和NW 向共轭断裂，与“X”型裂谷分布格局基本一致(图10)，说明研究区新太古代末期已基本奠定构造框架，后期的构造运动影响较小。综上，依据地球化学特征、杂岩带的构造形态和深部地球物理特征，认为软流圈的上升形成NE 向解州-磨里和NW 向桑林-古朵两条大断裂，构造相交呈近似直角，并成为中条裂谷的边界断裂(薛昊日，2010)。

图9 Ar-Pt2 区域地质演化框架图(据张晗，2012 修改)Fig.9 A summary of the regional tectonic evolution (after Zhang，2012)

图10 布格重力反演深部构造Fig.10 The deep structures interpreted from Bouguer data

图11 研究区典型剖面(据山西省地矿局，1989)1-石英岩;2-磁铁绿泥绢云片岩;3-石榴绢英片岩;4-绢英片岩;5-绢英岩;6、39-变流纹质晶屑凝灰岩;7-变钾质流纹岩;8、9-变镁铁质火山岩;10-云斜煌岩;11-变流纹质晶屑凝灰角砾岩;12-变辉绿岩;13-角闪岩;14-钙质绢云片岩;15-变质砾岩;16-含砾石英岩;17-变质砾岩夹片岩;18-长石石英岩;19-石英岩;20-板岩;21-石英片岩;22-绢云石英片岩;23-绿泥石夹片岩;24-石榴绢云石英片岩;25-二云片岩;26-绢云绿泥片岩;27-黑云绿泥片岩;28-十字石榴黑云片岩;29-石榴黑云绿泥片岩;30-碳质云母片岩;31-黑色片岩;32-角闪变粒岩;33-斜长角闪岩;34-白云石大理岩;35-燧石白云石大理岩;36-方柱石大理岩;37-不纯大理岩;38-含锰白云石大理岩;40-含叠层石大理岩;41-安山玄武岩;Pt1h3-横岭关组三段;Pt1yt-圆头山组;Pt1t1-竖井沟组;Pt1t2-西井沟组;Pt1t3-骆驼峰组;Pt1l3-中条群龙峪组;Pt1ss-涑水杂岩;Pt1j-界牌梁组;Pt1l-龙峪组;Pt1yx-余元下组;Pt1b-篦子沟组;Pt1yj-余家山组;Pt1w-温峪组;Pt1wj-吴家坪组;Pt1dn-担山石群;Pt2xy-西阳河群Fig.11 The typical profile of structural layers in the study area (after BGMRS，1989)

4.3.2 古元古代构造层构造样式分析(2350 ～1850Ma)

寨子-西姚片麻岩和横岭关-刘家窑片麻岩的接触界线上出现变质基性岩墙群，以及横岭关钙碱性花岗岩(2475 ～2435Ma)的侵入(余盛强等，2006)，都是构造环境转换的重要地质标志，指示先存地块刚性化及其之后的破裂(白瑾等，1997)。野外所见，寨子片麻岩被烟庄花岗岩(2351 ±37Ma)侵入(张瑞英等，2012)，存在明显的空间分带现象，同样指示了地球动力学环境的转换。此阶段是中条裂谷的扩张期，随着裂谷盆地的强烈断陷，早期的酸性火山物质(变流纹质凝灰岩、变流纹岩等)和后期的基性火山物质(绿泥黑云片岩、绿泥绢云片岩、绿泥片岩等)不断向海盆堆积，形成了绛县群。随后，发生绛县运动，区域发生强烈褶皱。同时，裂谷沿NE 向深大断裂拗陷，与裂谷西侧的边界断裂近似平行。绛县群铜矿峪组剖面(图11a)显示绛县群的构造以“复式向斜”为标志，形成大量走向NE，倾向NWW 的平卧褶皱(刘建忠和欧阳自远，2003;胡永胜，2000)。豫西地区则形成以EW 向为主的线型褶皱和穹窿构造，伴随花岗岩的侵入。绛县运动后，沉积了以变质砾岩-砂岩-页岩-碳酸盐岩建造为主的冒地槽沉积建造——中条群，具有复理石建造特征，角度不整合于绛县群之上。随后发生的中条运动(1900～1850Ma)是全区构造作用最强烈的时期，发育韧性剪切带或韧性断层，并发生低角闪岩相-高绿片岩相变质作用的改造(山西省地矿局，1989;Sun et al.，1990，1992;翟明国，2004)。中条期是中条裂谷的封闭期，构造活动以挤压、隆起为主，巨型EW 向构造带和绛县期已出现的NE 向断裂、坳陷带形成具复向斜特征，复向斜轴向东部为NEE 向，西部为NE 向，致使两者具有较一致的构造样式(山西省地矿局，1989)。从中条群典型剖面可以看出(图11b，c)，中条群和降县群一起发生NE 向的倒转同斜紧闭褶皱(F1)，同时，沿F1 轴面发育全区的透入性面理(S2)，构成一些矿物的拉伸线理和小规模的NWW 向韧性剪切带。持续的挤压使裂谷再次闭合，广泛的区域变形变质作用发生韧性剪切变形，裂谷最后挤压收缩隆起，深部地层形成一系列轴面近NS 的半开阔至开阔陡倾伏或斜歪褶皱及逆掩韧性剪切带，轴面一般较陡，如上玉坡-胡家玉等背斜、向斜构造。豫西地区则发生强烈褶皱，秦岭地槽初次全面褶皱回返，形成NWW 向构造格架，控制以后的发展(河南省地矿局，1989)。

4.3.3 中元古代早期构造层构造样式分析(1800 ～1600Ma)豫西地区大量的1743 ～1797Ma 的A 型花岗岩(Zhao and Zhou，2009)、1750 ～1800Ma 熊耳火山岩以及中条山-太行山地区NW/NE 向基性岩墙群(Peng et al.，2006，2008;He et al.，2009)都指示了造山后伸展作用和裂解事件。该时期区域进入伸展构造体制(山西省地矿局，1989;河南省地矿局，1989)，熊耳群发生中等倾斜褶皱，岩石发生轻微的变质同时有中性-酸性岩浆侵入，形成裂谷和断陷地槽，具较典型的三叉裂谷特点(赵太平等，2002，2004;翟明国，2004;He et al.，2009;Zhao and Zhou，2009)。NWW 向的裂谷分布与太华群为代表的古陆块以及熊耳群展布特征一致。此外，NEE 向断裂近似平行裂谷断裂边界，断层展布与中条群地层走向一致，断层产状常具有上陡下缓特征，是典型的剥离断层系统特点，可能继承原先的逆掩断层/韧性剪切带(Liu et al.，2007;山西省地矿局，1989)。随后，地区基本结束了台缘坳陷发展阶段，进入克拉通稳定沉积阶段(河南省地矿局，1989)。

5 控矿(岩体)构造提取与分析

图12 Ar-Pt2 成矿期主体控矿断裂2km 缓冲区与矿点分布关系Fig.12 The relationship between the distribution of 2km ore-controlling faults buffer and ore deposits

从新太古代末至早中元古代，该地区经历了多期、多源、多类型的成矿作用。研究区主要有三种类型的铜矿床，分别是以铜矿峪矿床为代表的斑岩型铜矿，以胡家峪、篦子沟和横岭关矿床为代表的内源沉积再造型铜矿和以落家河矿床为代表的变质火山热液型铜矿(Hu and Sun，1987;Chen et al.，1998;沈保丰等，2005，2006;Chen et al.，2014)。此外，中条山西南段的涑水杂岩中还有一些以变基性火山岩(斜长角闪岩)为容矿岩石的小型铜矿，以桃花洞矿床为代表(赵斌等，2009，2012)。这些类型的矿床不是截然分开的，它们都受中条裂谷的控制，成矿作用过程都与海底热液成矿作用和火山热液成矿作用有关且相互交代、穿插、叠加与延续，不论在时空分布上，还是在成因上都有着内在的联系(真允庆，1998，1999，2012;沈保丰等，2006;翟明国，2010)。从上述分析可知，Ar-Pt2期间构造层NE-NEE/NW-NWW 向主体构造形迹发育的时间与成矿期相对应。另外，通过对其做缓冲区，并与矿点叠加可以看出(图12)，空间上铜矿点与该期断裂紧密相关，都落在2km 缓冲区内，说明这些方位的构造形迹为深部热液向浅部流动和海水向深部循环提供了良好的通道，继而堆积巨量的中条山铜矿资源。因此，挑取该方位断裂作为中条山铜矿的控矿(岩体)断裂。

6 结论

(1)基于断裂切穿新老地层单元的规律，结合区域的构造岩石组合、构造样式和地球物理场的特征，可以有效的分析构造作用性质，提取不同构造演化阶段形成的主体构造形迹特征，探讨重大地质事件对构造活动的制约。

(2)依据GIS 统计分析中条-豫西地区1390 条断裂切穿地层单元时代新老关系的规律，认为前寒武纪时期是研究区构造-岩浆活动最为剧烈、经历时间最久、范围最广的构造阶段，期间发育的构造形迹数量最多、规模最大且控制着后期构造的演化。

(3)Ar-Pt2期间研究区经历了3 次重大构造事件，中条裂谷也经历了扩张期、沉陷期和封闭期，裂谷内堆积3 套截然不同的构造层(绛县群、中条群、熊耳群)，彼此具有明显的不整合接触关系，且以不同的构造方位特征相区别:1)新太古代末期发生变质-岩浆事件形成中条裂谷边界断裂，主要构造方位是NE/NW 向;2)元古宙发育古元古代活动带，期间构造层主体构造形迹的方位特征是NEE/NWW 向;3)中元古代早期开始伸展裂解，伴随非造山岩浆活动及大面积基性岩墙群侵位，期间构造层主体构造形迹的方位特征是近EW 向。

(4)Ar-Pt2是中条山铜矿的主要成矿期，区域成矿受中条裂谷的控制，与海底热液成矿作用和火山热液成矿作用紧密有关。提取NE-NEE/NW-NWW 向断裂作为成矿期控矿(岩体)断裂，为深部热液向浅部流动和海水向深部循环提供了良好的通道和成矿空间。

致谢中国科学院地质与地球物理研究所范宏瑞研究员、刘建明研究员对文中的疏漏和诸多不妥之处进行了细致的评审，提出了许多值得思考的问题和修改建议;中国科学院广州地球化学研究所赵太平研究员对文稿进行了认真的评阅和指正。在此，对他们的辛勤付出表示衷心的感谢。

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