构造应力场

高位侵入体 ( high - level intrusion) 的特点是岩浆侵位很浅，包括前人定义的浅成、超浅成侵入体，如次火山侵入岩体。由前述岩浆定位机制可以看出，这类侵入体的体积往往很小，岩浆具有强烈上升的驱动力。因此，与通常习惯的平面构造应力场分析不同，侵入体动力导致的应力场其主应力方向 σ₁应当是垂直方向，与火山爆发的应力场类似。因此，Gudmundsson et al. ( 2006) 描述的火山区应力场的分布 ( 图 5 -23) 可以借鉴用于探讨成矿作用的应力场问题。他们的模拟说明了两点: ① 岩浆房膨胀期间，硬层的局部应力场支持岩墙向上伸展，而软层则趋向于阻止岩墙伸展和火山喷发; ② 硬层的局部应力场可以触发地震断裂，而软层则是无地震的。这个模型不是特别适合于高位岩浆上升的应力场分布情况，因为其应力全部来源于岩浆房的膨胀。但是，其结果可能支持前面关于小岩体与大岩基具有不同侵位机制的论述。在大岩基上升侵位的条件下，由于存在空间置换的问题，对上覆岩层的作用时间较长，岩石的力学性质因此而弱化，可以理解为 “软层”居多。按照这种模型，岩浆上升的通道将是关闭的，不利于其分异岩浆的继续上升。因此，许多大岩基的顶界面都是大致水平的或低角度倾斜的 ( Cruden，2006) 。小岩体具有瞬时侵位的特点，其上覆岩层可以看做是刚性的，有利于岩浆快速上升。可见，从构造应力场的角度来看，“小岩体成大矿”也具有其特殊性。

图 5 -23 岩浆体内部超压力 10 MPa 时岩浆房的数值模型( 据 Gudmundsson et al.，2006)

在小岩体的情况中，可以看做是有一个能量足够大的力源对某刚性层进行击打( 图 5 - 24) 。假定其着力点为 O 点，应力场的分布应当是以击打点为中心向上发散的( 图 5 - 24a) 。这样，最大主应力方向为垂直方向，向两侧方向，应力的垂直分量将逐渐减小。假定受力块体为均一介质，且受力速率足够快，2α 角限定的块体中心区岩石将发生不规则脆性破裂。远离受力中心，岩石的弹性力学性质起作用，超过弹性极限后发生破裂，可能产生放射性断裂系统和锥状断裂系统。超过 β 角的限定边界后，瞬时应力可能对块体没有影响。在平面上 ( 图5 -24b) ，可以用 A 表示能量泄漏中心，A 区为岩石不规则破裂区，或称为脆碎构造区，而 C 区则是放射状裂隙和环形裂隙 ( 包括锥状裂隙和环状裂隙) 分布区。

图 5 -24 高位岩浆侵位的瞬时应力场

当块体为非均一介质时，大部分构造力将被先存的构造裂隙吸收，即这些裂隙会重新打开。如果受力较大，这些裂隙不能完全吸收来自深部的能量，也可能按上述方式产生新的裂隙系统，但裂隙的延伸方向将变化多样。可见，虽然这仅仅是一个简单的设想，仍可以产生复杂的裂隙系统。自然情况会更加复杂，需要进行详细的研究。