川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造分形特征及其地质意义
2021-04-07崔中良刘祥云周家喜
崔中良,刘祥云,周家喜
1.云南驰宏锌锗股份有限公司,云南 曲靖 655000;2.云南大学 地球科学学院,昆明 650500;3.云南省高校关键矿产成矿学重点实验室,昆明 650500
0 引言
川滇黔接壤铅锌矿集区地处扬子板块西南缘,区内广泛分布热液型铅锌矿床,是中国极其重要的铅锌银矿产资源基地之一[1--2]。断裂构造是热液矿床最重要控矿因素之一,具有为成矿热液提供运移通道、为矿体就位提供赋存空间的重要作用,但一直以来有关断裂与成矿关系的研究以定性评价为主[3]。分形理论是一种研究系统自相似性与不规则性的非线形理论[4--5],而分形几何学则是定量研究自然界空间结构复杂程度的重要手段[6]。其中分形维数是定量刻画分形特征的重要参数[7],在断裂构造的研究中,分维值不仅可以定量描述构造的复杂程度[8],而且可为成矿潜力评价提供一定的依据[9]。川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造控矿特征显著,但针对川滇黔接壤铅锌矿集区的构造分形学及其与铅锌矿床空间分布或成矿关系的文献却鲜见报道。因此,笔者利用分形几何学方法对川滇黔接壤铅锌矿集区的断裂构造体系开展分形研究,并定量探讨其分形特征与铅锌矿床的空间分布及成矿关系,以期为该区的铅锌资源勘查提供有益线索。
1 地质背景
川滇黔接壤铅锌矿集区位于环太平洋构造域与特提斯构造域的结合部位,地处扬子板块西南缘[10--11],与龙门山造山带南段、南盘江—右江褶冲带及哀牢山造山带墨江—绿春段相邻[12--13],按地理位置分川西南、滇东北和黔西北3个铅锌成矿区,成矿地质条件优越,形成了一系列大型铅锌矿床(图1)。区内地层由前震旦系基底和与其呈角度不整合接触的晚震旦世以来的沉积盖层组成[14--15]。其中基底地层具“双层结构”,即由结晶基底和褶皱基底构成。沉积盖层包括震旦系至第四系,除白垩系大部分缺失外,各个时代地层出露较完整。区内赋矿层位多,从中新元古界至二叠系,赋矿岩性以白云岩为主。
川滇黔接壤铅锌矿集区构造体系以NE向的师宗—弥勒深断裂带、NW向的垭都—水城断裂带(康定—奕良—水城断裂带南部)及SN向的安宁河—绿汁江断裂带、小江断裂带、昭通—曲靖隐伏断裂带为主干(图1),其次是NE向、NW向的次级断裂构造及EW向的隐伏断裂构造[1,16--18]。安宁河—绿汁江断裂带形成时间较早,经历了张--压--张--扭的力学性质转变,而小江断裂带为一条宽大的挤压破碎带,在断裂形成过程中,经历了张--压--扭的力学性质转变,这两条断裂带对区内铅锌矿床的形成和分布均具有重要的控制作用[19--20]。昭通—曲靖隐伏断裂带为隐伏深断裂带,其与小江深断裂带之间发育的NE向断裂带对区内铅锌矿床分布起着重要的控制作用。垭都—水城断裂带由一系列NW向高角度逆冲断层组成,影响黔西北铅锌矿床分布,弥勒—师宗断裂带构成滇东北铅锌矿集区的南东界,是区域内重要的控矿构造[18]。
a.川滇黔接壤区大地构造位置;b. 川滇黔接壤区主要断裂构造及大中型铅锌矿床分布图。
截止2012年底,川滇黔接壤铅锌矿集区已发现铅锌矿床(点)440余个,均受冲断褶皱构造分级系统控制[12],矿体多呈似层状、层状、脉状、扁豆状、囊状和透镜状产于白云岩中。川滇黔接壤区铅锌矿床形成很可能与古特提斯洋闭合、印支期挤压造山运动有关,与MVT铅锌矿床颇为相似[1,11]。MVT铅锌矿床是非岩浆热液铅锌矿床,具备利用断裂分维值揭示成矿潜力的前提,因此,开展断裂构造分维值与铅锌矿床耦合关系的研究具有较高的可行性。
2 分形方法
断裂构造在平面上表现为一系列无规则的线状组合,无法用传统的欧式几何学对断层的分布规律进行描述,但断裂构造系统在空间上具有自相似性,因此可将断裂构造当作分形体来研究,以断裂构造的分形维度来对断裂的空间规模和发育程度做定量的描述[7,21]。笔者选用川滇黔接壤铅锌矿集区主要构造分布图作为研究底图,采用计盒维数法对川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造体系进行分形计算。计盒维数法进行分形计算的思路为:采用不同边长r(r=L,L/2,L/4,L/8…,首项为正数、公比=0.5的等比数列)的正方形格子覆盖研究区,分别计算覆盖到断层的网格数N(r),若N(r)与r满足如下幂定律关系(式(1)),则研究对象为分形。
N(r)=Cr-D
(1)
式中:C、D为常数。将式(1)两边分别取对数得式(2),由式(2)可知若lnN(r)与lnr为线性关系,则研究对象为分形,分维值D即为该线性关系式斜率的绝对值。
lnN(r)=-Dlnr+lnc
(2)
具体步骤为:①将研究底图放入绘图软件CorelDraw中,创建边长r分别为48.128 mm(实际长度149.373 km)、24.064 mm(实际长度74.687 km)、12.032 mm(实际长度37.343 km)、6.016 mm(实际长度18.672 km)、3.008mm(实际长度9.336 km)的二维正交网格覆盖研究区,并分别统计总体构造、(近)SN向构造、NE向构造、NW向构造、(近)EW向构造覆盖到断层的网格数N(r)。在Excel中以lnr为横轴,lnN(r)为纵轴,分别绘制不同类型构造的回归拟合直线,得到不同类型构造的分维值。②将边长r为24.064 mm(实际长度74.687 km)的二维正交网格进行编号分区,分区结果如图2所示。对于每个分区,分别以边长24.064 mm(实际长度74.687 km)、12.032 mm(实际长度37.343 km)、6.016 mm(实际长度18.672 km)、3.008 mm(实际长度9.336 km)的二维正交网格覆盖,并分别统计分区总体构造、分区(近)SN向构造、分区NE向构造、分区NW向构造覆盖到断层的网格数N(r)。利用Excel绘制回归拟合直线,得到分区不同类型构造的分维值。
3 研究区构造整体分形分析
川滇黔接壤铅锌矿集区主要断裂构造分维值计算参数统计见表1,根据表1中的统计参数绘制出研究区不同类型断裂构造lnN(r)-lnr线性关系图(图3)。从图3可以看出5条回归拟合直线的判定系数R2分别为0.996 0、0.989 4、0.986 7、0.997 6、0.982 4,最小为0.982 4,直线的拟合程度较高,说明了在研究标度9.336~149.373 km范围内,区域构造具有良好的分形几何结构和统计自相似性。川滇黔接壤铅锌矿集区全区断裂构造分维值为1.539 5,(近)SN向断裂构造分维值为1.239 3,NE向断裂构造分维值为1.387 0,NW向断裂构造分维值为1.069 9,(近)EW向断裂构造分维值为0.601 5,即全区断裂构造分维值>NE向断裂构造分维值>(近)SN向断裂构造分维值>NW向断裂构造分维值>(近)EW向断裂构造分维值,反映了不同方向断裂构造的叠加会在一定程度上增加断裂构造整体的复杂性。从构造控矿的角度来看,NE向断裂构造带与(近)SN向断裂构造带均对区域内铅锌矿床分布起着重要的控制作用,而NW向的断裂构造带主要影响区内黔西北地区铅锌矿床的分布,因此NE向断裂构造带与(近)SN向断裂构造带对区域铅锌矿床的贡献均大于NW向的断裂构造带。从构造分形的角度来看,川滇黔接壤铅锌矿集区全区断裂构造分维值很高(1.539 5),NE向断裂构造分维值与(近)SN向断裂构造分维值十分接近(均>1.22),均略大于NW向断裂构造分维值1.069 9,远大于(近)EW向断裂构造分维值0.601 5,而从构造分形维数的意义上可知:①赣南地区断裂分维值为1.279 7[22],佛子冲铅锌矿田断裂分维值为1.532[23],招远金矿区断裂分维值为1.48[7],敦煌地块南缘多坝沟地区断裂分维值为1.437[24],九嶷山锡成矿区断裂分维值为1.115 5[25],河南龙门店银矿区断裂分维值为1.295[26],个旧老厂锡多金属矿田断裂分维值为1.263[27],广西贺州水岩坝钨锡矿田分维值为1.347 5[28],中国大陆稳定区(地台区)分维值为0.827~1.074[29],而川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造分维值均大于上述地区断裂构造分维值,处于中国大陆活动区(地洼区)分维值(1.236~1.624)[29]之间,说明研究区构造活动强烈,亦说明川滇黔接壤铅锌矿集区成矿地质背景极其复杂(优越);②岩石块体的断裂分维临界值为1.22~1.38[30],NE向断裂与(近)SN向断裂构造分维值整体上均十分接近这一临界值,说明了NE向断裂与(近)SN向断裂发育成熟度和连通性都好,对区域上流体运移成矿的贡献大;③NW向断裂构造整体分维值略小于岩石块体断裂分维临界值,因此相对于NE向断裂与(近)SN向断裂,其连通性稍差,对区域上流体运移成矿的贡献次之;④(近)EW向断裂构造整体分维值远远小于岩石块体断裂分维临界值,说明(近)EW向断裂构造整体发育成熟度和连通性都较差,对区域流体运移成矿的贡献非常有限。这里需要特别说明三点:①不论是NE向断裂分维值,还是NW向断裂分维值,计算的均是整体分维值,与岩石块体断裂分维临界值的比较仅反映整体成矿构造条件的优劣或对成矿贡献的相对大小。例如NW向断裂构造分维值略小于临界值,并不代表其局部成矿构造条件较差。②分形计算时,研究区尺度需与构造规模相匹配,因此计算出的断裂分维值实际上是研究区主要断裂的整体分维值。③因研究区尺度与构造规模相匹配、构造规模与矿床大小相匹配,所以在川滇黔接壤区开展断裂分形分维与中--大型铅锌矿床耦合关系的研究中,岩石块体的断裂分维临界值(1.22~1.38)仍具有一定程度的借鉴性。
图2 研究区断裂构造分区图(据文献[15]修改)
表1 川滇黔接壤铅锌矿集区主要断裂构造分维值计算参数统计表
图3 研究区断裂构造lnN(r)-lnr线性关系图
4 研究区构造分区分形分析
4.1 分区整体分形分析
各分区断裂分维值及线性方程拟合度见表2。判定系数R2最小为0.960 8,直线的拟合程度很高,说明具有良好的分形结构。前已述及,川滇黔接壤铅锌矿集区开展断裂分形分维与中--大型铅锌矿床耦合关系的研究中,岩石块体的断裂分维临界值(1.22~1.38)仍具有一定程度的借鉴性。因此在对分区分维值分组时,除考虑计算值的分布特征外,亦将1.22和1.38作为重要参考值和分组节点。断裂分维值可以表征断裂连通性,即断裂分维值越大,则其连通性越好。那么断裂分维值相对较低的分区连通性也相对较差,亦可起到相对的阻挡作用,从而增加含矿流体的局域化分布。前人在断裂构造分形研究中均对矿床分布的分维值区间开展了扎实的研究工作,但对断裂分维值较低区域的(相对的)阻挡、封闭流体及增加含矿流体局域化分布的作用却鲜有报道,因此为研究这种作用对中--大型矿床分布的影响,描述发育中--大型矿床分区出现的位置,假设分区分维值横向波动及纵向波动是连续的,根据表2参数用曲线绘制分区分维值横向变化图(图4)及分区分维值纵向变化图(图5)。
表2 分区断裂分维值及线性方程拟合度
图4 分区分维值横向变化图
图5 分区分维值纵向变化图
根据表2、图4、图5制作分布中型或大型铅锌矿床的分区分维值特征表(表3)。从表3可以看出:①分布大型铅锌矿床的分区分维值1.326 3~1.827 9,其中分维值1.22~1.38的分区有1个,对应的大型铅锌矿床共计有1个,中型铅锌矿床共计有1个。分维值1.38~1.60的分区有2个,对应的大型铅锌矿床有3个,中型铅锌矿床共计有0个。分维值1.60~1.83的分区有6个,对应的大型铅锌矿床有9个,中型铅锌矿床共计有7个。②分布中型铅锌矿床的分区分维值1.326 3~1.827 9,其中分维值1.22~1.38的分区有1个,对应的中型铅锌矿床共计有1个,大型铅锌矿床共计有1个。分维值1.38~1.60的分区有2个,对应的中型铅锌矿床共计有3个,大型铅锌矿床有0个。分维值1.60~1.83的分区有6个,对应的中型铅锌矿床共计有8个,大型铅锌矿床有8个。③分布中型或大型铅锌矿床的分区分维值均>1.22,其中分维值1.22~1.38的分区有1个,对应的大型铅锌矿床共计有1个,中型铅锌矿床共计有1个。分维值1.38~1.60的分区有4个,对应的大型铅锌矿床有3个,中型铅锌矿床共计有3个。分维值1.60~1.83的分区有7个,对应的大型铅锌矿床有9个,中型铅锌矿床共计有8个。④由以上三点可知,分布中型或大型铅锌矿床的分区分维值范围较宽,但是分维值1.60~1.83的分区更易发育中--大型铅锌矿床,分维值1.38~1.60的分区次之。⑤发育中型或大型铅锌矿床分区的分维值大多数分布在横向波动序列或纵向波动序列的极大值、极大值旁侧、极大值旁侧的旁侧3个位置。结合图4、图5可知,发育中型或大型铅锌矿床的分区,至少一个邻区(横向或纵向方向)分维值较小,即存在相对阻挡、封闭流体区。而分维值为极大值或较大值的分区却并不一定发育中型或大型铅锌矿床。从断裂分维值的地质意义来看,发育中型或大型矿床分区或地区的理想状态下应满足两个条件:①本身分维值较高,利于成矿流体流通、渗透;②邻区分维值较低,利于阻挡、封闭成矿流体。实际上,由于矿床分布的丛集性,往往连续2个或更多分区发育中型或大型铅锌矿床,这时就需要将这些分区看成一个整体,从而认识构造阻挡、封闭成矿流体的作用。例如把2、5分区看成一个整体,那么根据分维值的相对大小,其相邻的5个分区均可看为流体封闭区。把9、13~15、17~21、27分区看成一个整体,其相邻的12个分区均可看为流体封闭区。
4.2 分区不同方向断裂构造分形分析
4.2.1 不同方向断裂构造分形计算结果
计算各分区不同方向断裂分维值及决定系数(表4),线性拟合判定系数R2除3个0.6外,其他均很高。(近)SN向断裂分维值0.300 0~1.683 4,中位数为1.051 0,NE向断裂分维值0.475 5~1.652 8,中位数为1.332 2,NW向断裂分维值0.575 5~1.525 4,中位数为0.934 0。
(1)(近)SN向断裂分形分析
从分区(近)SN向断裂分维值变化图(图6)可以看出,参与(近)SN向断裂分维值计算的29个分区,仅11个分区分维值>1.22,其他分区分维值均<1.22。其中参与计算的分布中型或大型铅锌矿床的11个分区中,仅17区、5区、13区、18区4个分区分维值>1.22。这说明了(近)SN向断裂对17区、5区、13区、18区等4个分区的成矿贡献大于分布中型或大型铅锌矿床的其他分区。
(2)NE向断裂分形分析
从分区NE向断裂分维值变化图(图7)可以看出,参与NE向断裂分维值计算的21个分区中,10个分区分维值<1.22。其中参与计算的分布中型或大型铅锌矿床的9个分区中,14区、15区、18区、19区、27区、32区6个分区分维值远>1.22,9区、13区、21区3个分区分维值均>1.0。这说明了NE向断裂对14区、15区、18区、19区、27区、32区6个分区成矿贡献大于9区、13区、21区3个分区。
表4 分区不同方向断裂分维值及决定系数统计表
(3)NW向断裂分形分析
从分区NW向断裂分维值变化图(图8)可以看出,参与NW向断裂分维值计算的15个分区中,仅4个分区分维值>1.22,其他11个分区分维值均<1.22。其中参与计算的分布中型或大型铅锌矿床的9个分区中,仅2区、21区2个分区分维值>1.22。这说明了NW向断裂对2区、21区两个分区的成矿贡献大于分布中型或大型铅锌矿床的其他分区。
4.2.2 基于分区分维值的成矿贡献分析
(1)分区中--大型铅锌矿床发育概率及强度分析
为了描述在不同分维值区间上的分区发育中--大型铅锌矿床的特征,引入发育概率及发育强度两个概念。发育概率即发育频率,其数值等于分维值区间中发育铅锌矿床分区的个数与分维值区间中分区总个数之比。发育强度与资源储量成正比,即分维值区间上的分区拥有的资源储量越多,其发育强度就越大。
分维值<1.22的分区有6个,均未发育中--大型铅锌矿床。分维值1.22~1.38的分区有5个,其中发育中型或大型铅锌矿床的分区有1个,共计1个大型铅锌矿床,1个中型铅锌矿床,则中型及以上规模铅锌矿床发育概率为20%,发育强度略强。分维值1.38~1.60的分区有12个,其中发育中型或大型铅锌矿床的分区有4个,共计3个大型铅锌矿床,3个中型铅锌矿床,则中型及以上规模铅锌矿床发育概率为33%,发育强度较强。分维值1.60~1.83的分区有10个,其中发育中型或大型铅锌矿床的分区有7个,共计9个大型铅锌矿床,8个中型铅锌矿床,则中型及以上规模铅锌矿床发育概率为70%,发育强度很强。综上所述,随着分区分维值的增大,分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率及发育强度亦增大。
(2)不同方向断裂对分维值及成矿贡献分析
为分析不同方向断裂与分区成矿的密切程度,制作不同类型断裂分维值分区分布图(图9)。从各分区整体构造分维值分布图来看,33个分区中<1.22的6个分区均未见中型或大型铅锌矿床分布,而分布中型或大型铅锌矿床分区的分维值均>1.22,由此来看,达到分维值1.22是分区发育中型及以上规模铅锌矿床的必要条件。
图6 分区(近)NS向断裂分维值变化图
图7 分区NE向断裂分维值变化图
图8 分区NW向断裂分维值变化图
图9 不同方向断裂分维值分区分布图
不同类型断裂整体贡献分析(近)NS向构造对区域整体构造分维值的贡献:①贡献了分维值>1.22的分区11个,分维值1.00~1.22的分区8个,分维值0.80~1.00的分区3个,分维值0.60~0.80的分区3个;②贡献了分维值>1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区4个,贡献了分维值1.00~1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区2个,贡献了分维值0.80~1.00、分布中型或大型铅锌矿床的分区2个。NE向构造对区域整体构造分维值的贡献:①贡献分维值>1.22的分区11个,分维值1.00~1.22的分区7个,分维值0.80~1.00的分区2个;②贡献分维值>1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区6个,贡献分维值1.00~1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区3个。NW向构造对区域整体构造分维值的贡献:①贡献分维值>1.22的分区4个,分维值1.00~1.22的分区2个,分维值0.80~1.00的分区4个;②贡献分维值>1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区2个,贡献分维值1.00~1.22、分布中型或大型铅锌矿床的分区2个,贡献分维值0.80~1.00、分布中型或大型铅锌矿床的分区2个。
不同方向断裂对分区成矿贡献分析从图10可以看出,同一方向断裂构造在不同分区的成矿贡献不同。在2号分区,NW向构造成矿贡献最大,(近)SN向构造次之。在5号分区,(近)SN向构造成矿贡献最大,NW向构造次之。在9号分区,NE向及(近)SN向构造对成矿贡献最大。在13号分区,(近)SN向构造对成矿贡献最大,NW向构造次之,NE向构造第三。在14、15、27号分区,NE向构造对成矿贡献最大,NW向构造次之,(近)SN向构造第三。在17号分区,成矿贡献几乎仅由(近)SN向构造提供。在18、19号分区,NE向构造对成矿贡献最大,(近)SN向构造次之,NW向构造第三。在32号分区,NE向构造对成矿贡献最大,(近)SN向构造次之。综上所述,虽然同一分区不同方向断裂构造的成矿贡献有主次之分,但单一方向的断裂往往不足以满足条件,仍旧需要2种或3种方向断裂的组合。
图10 分区不同方向断裂成矿贡献图
5 断裂分维值定量指示成矿潜力探讨
5.1 断裂分维值与中--大型矿床分布的关系
断裂分维值是断层数量、规模、组合方式及动力学机制的一项综合性表征指标,可以定量表征断层构造的复杂程度[7--9,31--36]。影响断裂构造分维值的因素有介质的物化性质、构造应力场及区域构造活动强度等[37]。断裂分维值与其连通性有关,当断裂分维值低于临界值时,变形及渗透率偏低,断裂呈孤立状态,断裂连通性差,当断裂分维值达到或高于临界值时,变形强烈,渗透率增加,则断裂的连通性好,从而有利于成矿流体的运移、聚集以及热液矿床的形成[7,22,37--38]。岩石块体二轴压缩试验的数值模拟显示断裂分维值的临界值为1.22~1.38[30]。现有的研究表明[3--9,21--39],断裂构造分形特性(分维值)与地质成矿之间具有必然联系,即断裂分维值对热液矿床分布及成矿潜力具有重要指示意义。前文已定量分析分维值与中--大型矿床分布的关系,此处不再赘述,仅利用Surfer绘制分维值等值线图直观展示分维值对中--大型矿床分布的控制。根据各个分区的整体分维值及分区中心坐标(可自行设立相对坐标系)绘制分维等值线图。从图11可以看出:①研究区中--大型铅锌矿床均分布于浅灰色位置,即分维值较高地区,说明中--大型铅锌矿床分布位置与分维值有很好的对应关系;②分维值等值线展布趋势与构造线方向基本一致;③川滇黔接壤铅锌矿集区存在NW—SE向狭长的成矿流体汇聚中心区,因该区发育的铅锌矿床于古特提斯洋闭合、印支期挤压造山运动时期成矿,推测在造山运动中成矿流体在构造及重力驱动下迁移到汇聚中心区。
图11 研究区分维值等值线图
5.2 分维值对成矿潜力刻画的探讨
分维值对地质体连通性的表征,学术界具有统一认识,即分维值越大,地质体连通性越大,愈有利于成矿元素的活化及成矿流体的运移。但分维值大小对成矿潜力的刻画,尚未有统一、清晰的认识。李飞等[7]运用分形理论研究招远金矿矿集区时,提出分维值越大,断裂构造活动性越强,越有利于金矿床的分布,金矿床规模越大。孙涛等[22]在研究赣南钨矿床分布时,认为分维值大的区域有利于矿床形成,但分维值和成矿几率并非简单的线性相关,分维值1.26~1.34的区域成矿几率也最大。廖家飞等[28]发现广西贺州水岩坝矿田已知矿床(点)均位于分维高值区,认为分维值的高低与已知矿床(点)的分布具有耦合性。丁式江等[40]基于胶东焦家金矿田构造形迹的分形研究,认为断层的分维数较大是形成金矿化的有利条件,但需形成巨型金属量的堆积(超大型矿床),断层系统需处于临界分维状态。张元涛等[41]基于内蒙古卫境地区遥感线性构造分形特征,认为分维值大小与铀矿化关系密切,铀矿化主要分布在分维值>0.82的区域。王维等[9]通过研究扎西康、柯月及索月3个矿区的矿化体、蚀变围岩及普通围岩的节理裂隙分维值,发现不同地质体的分维值大小与其矿化程度呈明显的正相关关系,并提出扎西康矿集区分维值超出0.90~1.50的范围不利于铅锌等金属成矿。离散元方法数值模拟显示[42]:①随着断层分维值增大,则变形趋强、连通性更好、渗透率增大;②临界状态下断层间的连通性好,变形及渗透率突然增加,且变形及流体流动局限于骨干断层中,即临界状态下最有利于形成含矿流体的局域化分布。
矿床成矿系统“源、运、储、变、保”5大要素中,“源”指成矿物质、成矿流体及成矿能量来源,“运”指成矿流体沿运移通道运移到矿床定位场所的整个过程,“储”指矿物质富集形成矿床的过程。断裂构造虽然能够活化成矿金属元素并提供成矿能量(构造应力场控矿),但其几乎提供不了多少成矿物质及成矿流体,因此断裂构造的流体运移通道功能及矿质空间存储功能才是重中之重。断裂分维值是对断裂的整体表征,而断裂在热液矿床中的贡献作用相对而言最大,因此应用断裂分维值对成矿潜力刻画的首要前提是分辨(预估)矿床成因。而热液矿床按其成矿温度、热液来源等又可划分多种亚类,断裂对不同亚类热液矿床形成的贡献度可能不尽相同。岩性(岩性组合)既可作为矿体有利的赋存空间,又可作为成矿流体阻挡层,因此即使断层发育程度高、连通性好、渗透率高(分维值远>1.22),只要岩性(或岩性组合)合适,仍然有利于形成含矿流体的局域化分布。因此断裂分维值对成矿潜力刻画的解读需要因地制宜,充分考虑地质、地球化学背景及矿床成因,也即在不同地质、地球化学背景及矿床成因下,同样的断裂分维值对成矿潜力的刻画不一致。这也就解释了为什么在不同文献中对形成同一规模矿床(如大型矿床)所适宜的分维值,不同作者分析出的范围均不一致。有部分文献认为超出断裂分维临界值范围(1.22~1.38)后,形成中--大型矿床概率降低的原因是断裂连通性太好,不利于形成含矿流体的局域化分布。但是本文认为基于研究区分维值对矿床(点)分布控制给出的有利于矿床形成的分维临界值,是经区域地质、地球化学背景(例如岩性、成矿流体特征、地球化学背景等)及矿床成因等综合“校正”下的数值。
川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造控矿特征显著[15--19],赋矿岩性以白云岩为主,区内矿床与MVT铅锌矿床颇为相似[1,10--11],这在一定程度上确保了断裂分维值对成矿潜力刻画的可靠性、平稳性。因此川滇黔接壤铅锌矿集区断裂分维值对区内成矿潜力的刻画具有很高的可靠性。即笔者认为在74.687 km×74.687 km的分区中:分维值<1.22的分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率几乎为0;分维值1.22~1.38的分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率为20%,发育强度略强;分维值1.38~1.60的分区发育概率为33%,发育强度较强;分维值1.60~1.83的分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率为70%,发育强度很强。综上所述,川滇黔接壤铅锌矿集区中分区分维值越大,分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率及发育强度亦越大。
6 结论
(1)川滇黔接壤铅锌矿集区NE和(近)SN向断裂构造带与区域铅锌矿床成矿关系最为密切,密切程度均大于NW断裂构造带。
(2)同一方向断裂构造在不同分区与成矿关系的密切程度不同,同一分区不同方向断裂构造与成矿的关系亦有主次之分。
(3)川滇黔接壤铅锌矿集区中--大型铅锌矿床分布位置与构造分维值有较好的对应关系,且分区分维值越大,发育中型及以上规模铅锌矿床的概率及发育强度亦越大。