Características de control del mineral en campos de tensión rotacional y torsional
Figura 7.57 Mina de Mercurio Danzhai de Guizhou-Depósito Maoerdong-Wugongqu
(Según la Oficina de Minas de Mercurio de Guizhou)
Si la rotación interna está activa, por ejemplo, debido Además de la rotación del magma o la dislocación de fallas durante su emplazamiento, la mecánica elástica cree que:
Los campos de tensión tectónicos controlan las rocas y los minerales.
Entonces σ1, σ3 y τmax son inversamente proporcionales al cuadrado del radio desde el centro de torsión (columna o vórtice). La intensidad de la deformación estructural es fuerte en el interior y débil en el exterior. Cuanto más cerca del pilar de mineral, más fuerte es la deformación, lo que proporciona un buen espacio para la mineralización, aumenta la superficie de la roca y es propicia. al metasomatismo del líquido mineral. Desde la perspectiva de los fluidos minerales impulsados por tensiones, los fluidos hidrotermales se moverán hacia afuera desde los pilares de mineral bajo la acción de las tensiones.
Figura 7.58 Deformación magmática de la corteza causada por rotación profunda y emplazamiento torsional.
Figura 7.59 Desplazamiento relativo de dos discos de falla
Si hay actividad de rotación externa, las fallas alejadas del centro de rotación se desplazarán. En este momento:
El campo de tensión tectónica controla el mineral de roca.
Es decir, σ1, σ3 y τmax son todos proporcionales al radio p desde el centro de torsión (columna o vórtice). La intensidad de la deformación es fuerte en el exterior y débil en el interior, y la solución formadora de mineral se mueve desde la periferia al centro de rotación y torsión impulsada por la tensión. Provoca zonificación de elementos mineralizantes. Por ejemplo, la estructura rotacional de Mining Village en el condado de Hanxing, provincia de Hebei, está rodeada por una serie de pliegues, que se distribuyen en forma de turbina. La migración de los fluidos formadores de minerales está estrictamente controlada por el campo de tensión de respuesta cíclica. Por lo tanto, los principales depósitos de mineral y cuerpos minerales están ubicados en los pliegues y partes giratorias de los anticlinales estructurales cíclicos, que controlan los cambios en el contenido de magnetita y TiO2. El análisis de tendencias del TiO2 en la magnetita muestra que el líquido mineral migra del exterior al interior (Figura 7.60).
Figura 7.60 Diagrama idealizado de los patrones de migración de líquidos minerales en un campo minado.
(Según Yang Kaiqing et al., 1982)
1—Contenido de dióxido de titanio () y contornos en magnetita 2—Líquidos de mineral ideales y direcciones de flujo
La cristalización del magma se ve afectada debido a la transferencia de tensión tectónica. Los materiales que fluyen líquida o plásticamente son controlados por campos de tensión tectónica durante la cristalización. Los materiales cristalinos (elementos) se mueven y agregan regularmente de acuerdo con sus propias propiedades y propiedades de tensión transmisibles, tamaño (fuerza) y dirección (geoquímica de distribución de elementos), de modo que diferentes litofacies y fases minerales operan en un determinado patrón de campo de tensión tectónica. Esto aclara la relación entre el campo de tensiones tectónicas y el campo geoquímico. Esta teoría de campos unifica impulso, energía y masa. La investigación de Dong Shuwen sobre el campo de tensión tectónica y el campo geoquímico del depósito de pórfido de cobre de Shaxi en Anhui es un buen ejemplo. Primero, se procesan las coordenadas de cada correa retorcida para obtener la ecuación de la curva de cada correa retorcida. La estructura en forma de escoba de Shaxi se calcula basándose en el modelo mecánico de pareja concentrada de placas infinitas. El campo de tensión tectónica en forma de escoba se divide en áreas de intensidad, a saber, un área de tensión de rotación interna fuerte, un área de tensión media y un área de tensión de torsión de rotación externa débil.
1) La dirección de convergencia del índice de Larsen (LDL) del macizo rocoso que contiene mineral es menor que la dirección de difusión, el área de rotación interna es menor que el área de rotación externa y el vórtice es menor. que cada área de rotación, lo que indica que la misma masa rocosa tiene una estructura similar a una escoba. La parte de convergencia es alcalina, la dirección de difusión es ácida y la zona de rotación interna es más básica que la zona de rotación externa. Al mismo tiempo, la distribución del índice de Larsen indica aproximadamente que el magma que contiene mineral evoluciona desde la zona de rotación interior a la zona de rotación exterior, y de la convergencia a la intrusión por difusión.
2) El patrón de distribución del Si4 en el macizo rocoso que contiene mineral. El número de átomos de Si4 aumenta desde el extremo de convergencia hasta el extremo de divergencia de cada banda de torsión, y desde la banda de torsión interna hacia la externa. banda giratoria.
3) Los campos de tensiones de rotación y torsión actúan sobre todo el proceso diagenético y de mineralización del pórfido, provocando el enriquecimiento en elementos pesados (Ti, Fe, Mn, etc.).
) en la zona de estrés; Ca y Mg se enriquecen en la zona de estrés medio, y los elementos ligeros K y Na se enriquecen en la zona de estrés débil, correspondiente a la formación de tres zonas minerales de Au, Cu-Mo y Pb-Zn. , y los materiales se forman bajo la acción del campo de tensión tectónica.
4) El patrón de distribución de los principales elementos característicos del macizo rocoso que contiene minerales se divide en tres grupos según el peso atómico y la densidad de los elementos. Elementos pesados (peso atómico 47-55, densidad 4,5-7,86). g/cm3), h =σ(Ti4 Fe3 Fe2 Mn2); elementos intermedios (peso atómico 24 ~ 40, densidad 1,54 ~ 1,74 g/cm3), m =σ(Ca2 Mg2 ); densidad 0,86 ~ 0,97 g/cm3), L = σ (K Na). Los elementos se distribuyen regularmente en una estructura en forma de escoba según su peso atómico y densidad. Los elementos pesados se concentran principalmente en la dirección de convergencia o en la zona de torsión interior; los elementos ligeros se concentran principalmente en los extremos de los elementos dispersos o en la zona de torsión exterior.
5) Los elementos intermedios están centrados; Los valores característicos del elemento también reflejan el radio del elemento: RH = 0,064 ~ 0,091 nm, RM = 0,078 ~ 0,106 nm, RL = 0,098 ~ 0,133 nm. Los elementos con radios iónicos grandes se concentran principalmente en la dirección de dispersión. La distribución de δ34S en macizos rocosos que contienen minerales es regular, con áreas de alta tensión y áreas de baja tensión. El valor δ34S de la misma banda retorcida cambia de mayor a menor desde el extremo de convergencia a la dirección divergente, vórtice > banda retorcida interna > banda retorcida externa.
Los hechos anteriores muestran que el estrés juega un papel controlador en la cristalización del magma. Está demostrado que la tensión de compresión torsional se puede transferir en el magma, y esta transferencia muestra un cierto gradiente. La aparición de gradientes de tensión hace que el material del magma se ajuste al equilibrio. Cuando el gradiente de tensiones es constante, el ajuste del material depende principalmente de los elementos, propiedades físicas y propiedades químicas. La correspondencia entre el gradiente de tensiones y la calidad y cantidad del material demuestra que la acción tectónica no sólo controla la distribución del material, sino que también controla la formación del material hasta cierto punto.
Zhang Zhitao estudió el macizo rocoso de Weiya en el sureste de Hami, Xinjiang, y señaló que el macizo rocoso tiene características de torsión obvias, el núcleo es redondo, la monzonita está distribuida en un anillo y la forma de cada anillo es consistente con la estructura de giro, lo que indica que el macizo rocoso experimentó un movimiento de giro en el sentido de las agujas del reloj antes de la consolidación. Se cree que la diagénesis está controlada por el campo de tensión de torsión, es decir, el magma permanece en estado fundido durante un período de tiempo después de su colocación, girando en el sentido de las agujas del reloj, y las proporciones de cada componente del magma fundido de múltiples componentes son diferentes ( incluidos varios iones, iones complejos y varias moléculas). La diferencia en la gravedad específica entre los minerales cristalizados tempranamente y la suspensión fundida que aún no ha cristalizado). En general, los ricos en Ti, Fe y Mg son más pesados, y los ricos en Si y O son más ligeros. En el movimiento de rotación, la materia pesada experimenta una mayor fuerza centrífuga. Cuando las energías cinéticas de las partículas son iguales, la materia pesada se mueve más lentamente que la materia ligera. Por lo tanto, el material pesado se mueve hacia afuera y realiza el movimiento relativo opuesto al ciclón, lo que hace que la proporción de material pesado en el borde del macizo rocoso aumente gradualmente. Dado que el centro de rotación está al noroeste del centro geométrico del macizo rocoso, esta rotación excéntrica hace que el derretimiento tenga diferentes velocidades en cada lado. El lado noroeste tiene una velocidad más rápida porque está cerca del centro de rotación, mientras que el noreste. El lado tiene un efecto centrífugo más lejano y una velocidad más lenta, lo que hace que el material fundido se mueva a una velocidad más lenta. El material se acumula gradualmente hacia el noreste a una velocidad más lenta. En particular, la magnetita, el piroxeno y la anortita que cristalizan en la etapa inicial se convierten en complejos alcalinos después de la condensación, donde el caudal es rápido, la energía cinética es alta y el enfriamiento es lento, y donde el caudal es lento, ocurre lo contrario. Por lo tanto, el anillo de monzonita condensada temprana es estrecho en el oeste y ancho en el este, la monzonita recién condensada todavía tiene cierta plasticidad. Debido a la rotación continua del magma fundido en el centro, la parte noroeste del anillo de monzonita está sujeta a una mayor presión lateral, lo que hace que la capa de monzonita se deslice de sureste a noreste y se vuelva elíptica bajo la influencia del campo de tensión regional.
Liu Xun et al. (1998) estudiaron la migración de líquidos minerales en estructuras tensionales y torsionales, y señalaron que las áreas de expansión de las estructuras tensionales y torsionales se distribuyen principalmente dentro de las fallas que conforman las estructuras torsionales. estructuras, y las áreas de expansión son estrechas al inicio de las fallas, mientras que la zona de expansión en el extremo de convergencia es más ancha y conectada entre sí, generalmente en forma de turbina que gira en la misma dirección que la falla. El exterior de cada fractura en forma de arco es la zona de compresión (Figura 7.1). Las áreas de migración y expansión de líquidos minerales en estructuras de compresión-torsión no se distribuyen a lo largo de las diversas fallas que componen la estructura de compresión-torsión, sino entre dos fallas adyacentes.
Es decir, las áreas del punto final de la grieta que se extienden desde la porción con gran curvatura de la grieta a lo largo de la dirección radial hacia el interior de la grieta hasta el lado del extremo de convergencia de las grietas adyacentes se distribuyen en forma de banda. Su forma combinada suele tener forma de turbina, con la dirección de rotación opuesta a la dirección de fractura (Figura 7.62). La mayoría de estas partes son áreas de desarrollo de fracturas por tracción que coinciden con las fracturas en forma de arco de torsión y compresión.
El efecto de control del mineral de las estructuras transtensionales se puede tomar como ejemplo de la mina de oro Erdaodianzi en Jilin (Liu Xun et al., 1998). La estructura de control de mineral es la estructura retorcida en forma de escoba de Erdaodianzi, que se compone del cinturón estructural en forma de arco de Erdaodianzi, el cinturón estructural en forma de arco bifurcado del suroeste y el cinturón estructural en forma de arco de cúpula. Los tres cinturones estructurales en forma de arco se abultan hacia el suroeste y se hunden hacia el noreste; convergen hacia el extremo sureste y se extienden hacia el extremo noroeste durante el período de mineralización, la capa espiral exterior está torcida con respecto a la capa espiral interior; Los yacimientos se distribuyen principalmente en las fallas principales de los cinturones estructurales en forma de arco (Figura 7.63). La zona estructural en forma de arco de Erdaodianzi más interna tiene la mejor mineralización y es la zona estructural de mineralización principal. La mineralización empeora hacia afuera y solo se puede ver la mineralización en la zona estructural en forma de arco de Dixiaozi más externa. El extremo convergente de la estructura en forma de escoba se mineraliza mejor, mientras que el extremo divergente se vuelve menos mineralizado. Esta regla es consistente con el área extendida de la estructura de tracción y torsión obtenida experimentalmente.
Figura 7.61 Distribución regional de la estructura torsión-rotación δ > 0
(Según Liu Xun et al., 1998)
Figura 7.62 Estructura presión-torsión δ > 0 y Distribución de la región donde δ < 0.
(Basado en Liu Xun et al., 1998)
Figura 7.63 Diagrama esquemático de la estructura de control del mineral y distribución del yacimiento de la mina de oro Erdaodianzi.
(Según Liu Xun et al., 1998)
1-Fractura por tracción y torsión; 3-Estratos paleozoicos; 4-Período herciniano; granito; granito del período Yanshan 6; yacimiento de mineral de oro 7
La estructura en forma de turbina en Kuangcun, área de Hanxing, provincia de Hebei, es un ejemplo de control de campo de tensiones estructurales en forma de turbina de torsión y compresión (Figura 7.64). ). Hay una estructura en espiral en forma de turbina alrededor de la masa rocosa de Mining Village, y su superficie de giro se compone de una serie de pliegues en forma de arco alrededor de Majia Au, que es una estructura en forma de turbina de torsión y compresión. La fuerza externa límite actúa girando el anillo exterior en el sentido contrario a las agujas del reloj y girando los pilares en el sentido de las agujas del reloj. Este campo de tensión tectónico similar a una turbina no solo controla la actividad del magma, sino que también controla la migración del líquido mineral y la distribución de los cuerpos de mineral de hierro. A través de la medición de las líneas de flujo de magma y el cálculo del geotermómetro de TiO2 en magnetita, el equipo de mineral de hierro del Instituto de Geología y Recursos Minerales de Tianjin determinó que la dirección de la migración del líquido mineral es desde la dirección del anillo exterior, a lo largo de la dirección espiral de la revolución. superficie, y converge hacia el anillo interior, y luego en la dirección alrededor del pilar de mineral. Hay dos áreas donde se enriquecen los yacimientos de mineral de hierro, es decir, las áreas donde se concentra el mineral líquido: una está alrededor de los pilares de mineral con estructura en espiral, como el yacimiento de Majia'ao y el yacimiento de Shibanpo; Pliegues en forma de arco o la curva central del cinturón de pliegue. El área de expansión del núcleo anticlinal más grande equivale a 1/3 a 2/3 del área de la superficie de revolución, es decir, la parte entre los. columna estructural de la turbina y el anillo exterior, pero no hay ningún cuerpo mineral obvio en la dirección de expansión del anillo exterior.
Figura 7.64 Diagrama esquemático de la estructura del campo minado en Mining Village
(Según el Instituto de Geología y Recursos Minerales de Tianjin)
1-Pérmico; 3-Ordovícico medio; 4-diorita-monzonita; 5-cuerpo de mineral de hierro; 6-anticlinal; 8-falla transpresional; 9-propiedades desconocidas o presuntas fallas;