论甘肃公婆泉旋转构造与公婆泉铜矿的关系

高照勇

（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 734012）

公婆泉铜矿是甘肃北山地区比较有声望的中型矿床。就现有资料分析，扩大其远景希望较大。故笔者对我们近几年来野外实际调查资料及对遥感影像解译的结果进行综合分析研究，发现公婆泉地区的构造是极特别。它是由许多大大小小的环状体（圆形或椭圆形）组成的一个反时针方向的旋转构造。对扩大该矿床远景很有意义。

1 公婆泉旋转构造概述

公婆泉旋转构造的主体，位于马鬃山之北，公婆泉以东广大地区。东西长约一百二十公里，宽约八十公里。涉及范围，西起野马泉，东至黄山、石板井一带，北到公婆泉北（北纬42°），南至骆驼泉地区，涉及总面积近八千多平方公里（图1）。

图1 公婆泉铜矿褶皱构造轴向图

它的核心，是一个较大的环形构造[1]。东西长轴约八十公里。南北短轴约六十公里。长轴方向N70°E。其中还有公婆泉，三道明水北和尖山三个次一级的小环形构造。大环形构造的西部边缘应力最为集中。断裂构造发育，构成如此大形构造的岩性，主要为中酸性杂岩（加里东期片麻状二云母花岗岩和海西中、晚期花岗闪长岩及钾质花岗岩）。因其岩石质地坚硬，便构成了旋转构造的中心。在该环形构造外面，还有许多较小的环形构造，它们的规模一般在20km×30km±。可见这些环形构造互相牵引、挤压、重叠，其受后期中酸性杂岩体的侵位力是巨大的。除环形构造外，还发育了近东西向一组深大断裂。其派生次级断层也密密相聚，主要为北东和北西向两组，近东西向区域性深大断裂，形成时间较早，其表现呈舒缓波状的挤压破碎带。走向S80°E左右，沿走向方向延伸极远。其次，是较晚的北东向压扭性破碎带，在破碎带中，总有一两条很直观的舒缓波状之主干断裂展现，走向N60°E。在东西向和北东向两组主干断裂的一侧（或两侧）有共轭裂隙生成。北东向断裂，对东西向构造进行了不同程度的破坏和改造。以上各组线性构造与环形构造配套，组成了该区的构造骨架，视有西部收敛，东部撒开的趋势，是公婆泉旋转构造的基本轮廓。在该旋转构造内的小断层很多，主要是一系列压扭、转扭和剪切共轭断层。其方向为北西和近南北向。就是这些断层直接与成矿有关。另外，还有一部分南北走向的追踪断裂（张性）断续延长达几十公里。

2 公婆泉旋转构造的生成

公婆泉旋转构造是比较特殊的。其特殊之点，就在于有比较多的形状不一，大小不等的环形构造。在此山的其它地区，还是少见的。从该地区的具体构造形迹看，对于公婆泉旋转构造的生成，试作探讨。推测其生成是在一组压扭应力作用下而生成，并与断裂和地质体的岩石性质密切相关。较早的东西向压性断裂，造成地块的东西向开裂，后经北东向压扭性断裂的扭动性改造，使东西向裂开的地块，再度破裂而成菱形地块。该菱形地块在一组反时针压扭应力作用下，使其转动，便形成大小不同的环形体，在环形体的内部或其周围，相应生成弧形断裂。在环形体中，由于各岩块性质不同，硬软程度有别，在一组压扭力的持续作用下，硬者继续磨园，软者则生成褶皱或弧形断裂构造，它们的组合备案，便是现今的巨大旋转构造。由于其核心部位，其生成时代包括海西中、晚期，酸性侵入架岩在内的刚性体，推测其生成于海西造山运动的末期，伴随马鬃山隆起同时生成。后来大面积侏罗系地层以不整合形式覆盖其上，明显受基底构造的控制，公婆泉一带侏罗系新形成的短轴褶皱，其轴向展布为北东和北西向（图2）。该旋转构造按反时针方向旋转，是与地球自转所产生的水平应力有关，在这种应力作用下，公婆泉以北地区相对西退，马鬃山以南地区相对东进，从而引起公婆泉、尖山一带地区的反时针旋转。外旋层反时针方向转动，内旋层相当于顺时针方向转动，造成了以北西向为主的张扭性裂隙，并成为该区的主要控矿构造。

3 公婆泉铜矿床与旋转构造的关系

公婆泉矿床位于旋转构造中“核心部位一个较大环形构造的西部偏北的边缘。”此处应力集中，不管是压扭力或是张扭力，均较强烈。在张扭力的强烈持续作用下，张扭性断裂必然为含矿溶液准备了有利通道和赋存场所，从该矿田内构造表现清楚可见。

3.1 地层产状及褶皱釉向

在矿田内，不管是跃进岗、里石山、二矿区或一矿区，地层走向均呈东西向，倾向北西或南东。（局部倾向北东或倾向南）。褶皱轴向近东西向。（即NWW-SEE向）。因为地层走向和褶皱轴向为北西西向，所以，在一组反时针张扭力作用下，易于造成张扭性的顺层断裂。

图2 公婆泉旋转构造图

3.2 断裂构造

在矿田内，断裂构造以北西向断裂为其骨架，亦将里石山向斜切断。这是反时针旋扭力持续作用的结果。

在矿区，根据断裂的走向，大致分为四组：F1、F2断裂呈N60°W向展布，横贯于一矿区，其产状为：SW倾向，倾角70°～75°，为间歇期活动断裂。F3、F4、F5断裂均呈北西西向，其中F3位于一矿区中部，产状：N70°W倾向，倾角75°，东盘北进，西盘南退；F4位于跃进岗东侧，产状：N70°～80°E倾向，倾角80°～85°，东盘（上盘）下落，西盘（下盘）上升，F5断裂目前未查清楚，均属南北向平错的平推断裂，具体性质待野外工作有待进一步查明。F17断裂位于一矿区第三矿段，产状：N倾，倾角70°，以张引力性质为主，是花岗闪长岩等岩体侵入的通道。

从上述断裂性质分析，是旋扭力学中的张扭力起着主导作用，后期含矿热液沿张性断裂贯入，沉淀、富集成矿。

从矿体赋存部位来看，同样附合对旋扭力系的分析。在里石山一带，含矿斑岩体主要沿里石山向斜南翼的层间断裂顺层贯入；在一矿区，含矿斑岩体沿北西向断裂或断裂交汇处上侵；矿体的分布与北西向或近东西向断裂构造势态相适应。另外，辉长岩岩浆沿花岗斑岩上通通道继续贯入，说明该组断裂具长期活动性。从同昌口西铜矿点到三道明水及其以东地区，所有铜、铁矿点，矿化点的所处构造位置看，均分布在旋转构造中心的大环形构造边缘，即弧形断裂的前弧区或弧形岩体的顶弧边部，由于位置在旋转构造中不同构造部位，这些矿点，矿化点或受北西向张扭断裂控制，或受其它方向的张扭断裂控制，而公婆泉铜矿床受北西向构造控制尤为明显。从上述资料可知：矿田中除北西向主要断裂构造控矿外，在局部也有受NEE向断裂控制的矿体。如：一矿区三矿段F17断裂。这是在形成转构造的总应力场中，局部岩块的相对运动所引起的次级张扭力所造成的。主要的控矿构造应该是北西向张扭断裂。这一认识的依据是矿田构造及整个旋转构造特征对应的应力场分析而引出的。

在一矿区所表现的矿体分布形态呈一三角形，这主要是由原来的构造形态所致，长期构造活动固然对前期构造有改造作用，但矿体大幅度的西进东退，南推北错，却是很难想象的。大地块的水平移动，而赋存在这一地块（或岩块）中的小矿体滞留在原地是没有根据的。但构造史的发展，形成了现今的矿体分布景况，是客观存在的。

4 结论

以上对应力场的分析，旋转构造的形成机理和对矿床构造特征的讨论，从中可以得出以下结论：①公婆泉旋转构造，是在一组反时针方向的压扭应力持续作用下生成的。环形构造是被东西向构造和北东向构造所切裂的刚性菱形地块，在一组反时针方向压扭应力作用下，相应转动形成的。②旋转构造的外旋层和内旋层的相对扭动，造成了一组以北西向为主的张扭断裂，该张扭性断裂，为公婆泉铜矿准备了成矿的构造条件。③含矿母岩（花岗闪长班岩和次英安岩），主要是沿北西向张扭断裂贯入，并成矿。该组张扭性断裂是公婆泉矿床的主要控矿构造。④矿床内三个主要矿体的分布情况是由原历史的构造势态所决定的，绝非长期改造而成。

5 结语

笔者也曾对此北山地区的白山堂矿区铜矿床、高台营石矿，进行了一些调查，其所处构造位置，也与旋转构造有关，只是因为此处具体构造及构造位置不同，矿体产状与公婆泉铜矿床有所不同，矿体走向都为北东南西方向，但绝不出张扭断裂所涉及地区。故可预测该区找矿方向，须先找环状构造及线状构造，该构造体系是成矿的有利场所。如要扩大公婆泉铜矿床远景，对该矿田构造（主要是断裂构造）作详细深入研究，找出北西向张扭性断裂（出露地表和隐伏于地下的）构造，其找矿前景是可期的。

以上所述认识，是笔者就已往工作实践，参阅部分已有资料和遥感解译成果等进行综合分析后，所作的浅论。由于水平所限，加之研究的粗糙，不免有谬误，敬望读者提出批评和指导，如有可能再作进一步探讨，以期取得好的效果。