利用应力莫尔圆解析成矿热液对岩石的机械破裂作用.pdf

V01．13No．21 第13卷第21期2013年7月科学技术与工程 Jul．2013 Science and ④2013Sci．Tech．Engrg． 1671—1815f2013)21-6058—04TechnologyEngineering 利用应力莫尔圆解析成矿热液对岩石的 机械破裂作用 张晨1’2黄浩2，3 刘 星1 王 宁2程岁寒1张裔可1 姚飞2 韩业鸣1 董承维1 (昆明理T大学1，昆明650000；有色金属矿产地质调查中心2，北京100012； 北京矿产地质研究院3，北京100012) 摘要在成矿作用中，成矿热液对岩石的破坏作用分为以机械破裂为主的物理作用和以腐蚀交代为主的化学作用。成矿 热液对岩石的机械破裂作用与矿床的形成联系非常紧密。当成矿热液的压力与岩石的构造应力满足一定条件时，岩石就会 发生破裂；从而显著提高岩石的渗透率，提供流体运移通道并且形成成矿场所。因此成矿热液对岩石的机械破坏作用是形成 容矿断层的重要因素。用应力莫尔圆解析了这一过程，并以新疆哈密红石铜矿论证了这一过程。 关键词应力莫尔圆 成矿热液 机械破裂 中图法分类号P554； 文献标志码A 早在20世纪80年代，学者拟定地质力学的研的作用。成矿热液是矿床形成的主要物质来源，在 究方向有四个方面：理论地质力学、应用地质力学、 成矿作用过程中，成矿热液沿着构造裂隙运动，会对 区域地质力学和有关地质力学的测试方法…。其 岩石产生机械破裂作用，借助应力莫尔圆对成矿热液 中理论地质力学的研究是所有地质力学研究的主 对岩石破裂作用的产生条件进行动力学机制解析。 体，是对地质力学基本理论的研究。而对岩石力学 1应力莫尔圆 性质的研究也是理论地质学研究的一个重要方面。 岩石力学性质的研究是探讨岩石变形的基础，当岩 在解析地质力学的过程中，常用应变椭球体来 石在一定物理条件下受地应力作用时，就会产生一 分析岩石内某一点的应力状态，但是当探讨某一平 系列构造形迹。处在不同物理环境下的相同岩石， 面上与其剪应力、正应力大小之间的关系时，使用 或处在相同物理环境下的不同岩石，其力学表象各 应力椭球去分析问题就不太方便口]。为此，引用莫 不相同。当岩石受到外力后，其岩石内部的各点应 尔图解法来进行应力分析。 力分布是不同的。为了方便研究岩石内部的应力 1．1二维应力在单轴应力状态下 分布情况，常从岩石中某一点的应力状态研究人 当一处于单轴应力状态的物体受到P。作用时 手。构造应力作用导致的岩石变形，不仅改变了岩 (图1)。 石的渗透性能，而且还提供了流体流动的通道，如 代表该应力状态的二维应力莫尔圆为圆心在 断层、节理和不整合面等心]。但不是所有的构造都 (虿O1，o)，半径为等的一个圆(图2)，其中应力莫尔 是通过区域构造应力形成的，例如成矿热液对岩石 圆方程为： 2013年3月28日收到，5月10日修改 国家305项目 (矿一≥)-+丁2=(≥)。 (2011bab06b04--03)、国家自然科学基金资助 第一作者简介：张晨(1989一)，男，硕士，研究方向：区域地质与矿其中圆上的D点坐标OF和FD分别等于截面上的 产资源调查与评价。E-mail：zhangchencug@163．tom。 正应力(盯。)值和剪应力(or。)值。 万方数据