构造应力场递进演化与成矿作用指在同一场构造运动中随着变形的发展，应力场的递进演化对成矿的影响。
米恩斯(Means，1976)认为：“应力场就是在任何岩体中，每一点的应力状态及其瞬间的空间排列。”应力场都有一定的作用空间，因为任何构造应力作用在传播过程中都要衰减，所以构造应力场强度的分布必然强弱不均，再加上岩性特征和地球内部结构的不均一性，更加强了应力分布的不均一性。总之，在某一具体的时间与空间中，构造应力场都是变化的。
图5.21 710m中段成矿期构造应力场围压（a）、最大剪应力（b）、应变能（c）等值线图
图5.22 28线成矿期应力场围压（a）、最大剪应力（b）、应变能（c）等值线图
图5.23 710m中段成矿期应力场围压、最大剪应力、应变能趋势分析
图5.24 28线成矿期应力场围压、最大剪应力、应变能趋势分析
5.3.2.1 褶皱递进变形及其控矿作用
褶皱与元素分配集散具有一定的关系。在岩层发生褶皱作用中，由于各部位应力的差异及其分布情况和变化规律，促使化学元素发生迁移和分配。
(1)纵弯褶皱应力场演化特征及控岩控矿作用
纵弯褶皱是在顺层挤压力(即侧向挤压力)的作用下而形成的最常见的一种褶皱类型。在褶皱的初始状态下，最大主压应力方向几乎是平行于岩层面的，σ1平行岩面，σ2垂直(直立)，σ3水平并垂直σ1，此时，首先产生一对平面X共轭裂隙。若有矿液上升，则形成网状和裂隙型油气矿藏(图5.25，图5.26)。随着褶皱作用的加强，岩层弯曲，最大主压应力方向也略有变化(图2.34)。最大剪应力分布区都集中在褶皱的核部，最大主压应力迹线是以缓倾斜为主的。在弯曲较大时，褶皱的转折端处最大主压应力轴变陡，最小主压应力方向平缓，所以在这里易造成张裂隙。根据剪应力轨迹的分布，认为与这类褶皱伴生的剪切破裂主要表现为逆断层。而且这些逆断层一般都是从岩层底面向顶面发育的，在上面可能为正断层。
斯蒂文生(Stephansson)用有限单元法计算了在较弱的基质中强岩层所组成的开阔褶皱中的主应力分布，指出在高黏滞度的褶皱内，强岩层中有一个主压应力梯度，它与岩面垂直；在弱岩层中则显示出主压应力梯度方向与岩层平行；应力的极小值位于枢纽处。而在低黏滞度褶皱中，主应力梯度等值线基本平行于压力p的方向和外弧上的最小主应力。
若褶皱轴面歪斜、平卧或卷曲，情况比较复杂，除受纵弯作用外，还受到剪切作用。由于褶皱不同部位力学状态及应力作用强度不同而引起物质存在形式产生不同的变化。就一个背斜来说，以中和面为界，其上为拉张区，以下为挤压区。在拉张构造部位，由于层面弯曲滑动，受扭压作用所形成的新矿物总是向褶皱转折端移动和向褶皱同时产生的张裂隙中移聚。这些可移动的物质可按两种方式进行移动。其一，来自各层的物质充填在横穿褶皱的张裂隙中；其二，来自各层的物质充填在平行层面的褶皱虚脱部位。这些都是物质在拉张区内移动和聚集特征；在挤压区物质向褶皱面强烈紧密挤压，表现为揉皱物质流动、重结晶后产生变质岩，甚至花岗岩化(包括混合岩化)，这是褶皱挤压区物质聚集特征。
图5.25 背斜地堑的序次模式
(据乐光禹，1975)
(块体中除Ⅲ外，未表示应力)
图5.26 褶曲脊部和槽部的二次剪节理及追踪它所形成的张节理
(据张文佑，1962)
在纵弯褶皱发育过程中，产生纵张裂隙、顶脱、逆断层、层间裂隙和次级褶曲，矿液、石油、天然气向顶部运移，形成张性矿脉、鞍状矿体和油气藏。若继续挤压，转化为压扁作用，背斜整体重新处于受到挤压状态，油气等可移动性矿产可能再次向别的低压区运移，这就是为什么一般强烈褶皱反而不利于油气聚集的原因；原来的张性矿脉和鞍状矿体遭挤压而变形，某些元素可能再次活化迁移。
杨开庆等在研究江西小江地区寒武系变形砂岩中褶皱时发现：在引张区纯净的石英高度富集在虚脱空间，围岩长石相对增多，在翼部劈理剪切面上富集绢云母等层状硅酸盐矿物，密度小的Si流动迁移，密度大的Al滞在围岩中，K在剪切面中富集，Na带出；中和面无明显的成分变化；挤压区岩石变质，形成由层状硅酸盐矿物和岛状硅酸盐矿物的分异条带的石英片岩，在紧邻中和面部位成分混杂，强烈的揉皱，组分趋向均一化。表现出动力调整体系，即引张区的非均一化调整作用；中和面物理—化学的封闭面；挤压区的均一化调整作用。调整的机制是构造应力不同环境的出现，显然没有应力梯度也就没有元素的迁移和分异。
Donach＆Parkev(1964)调查了挪威阿伦达尔附近Aevo岛上褶皱变形岩石时，发现组成褶皱的石英岩相，在枢纽中相对富集Ti、Fe、Mn、Mg等，翼部相对富集Al、Na、K，而Si、Ca无显著变化。显示出重元素、小半径元素富集在枢纽带，轻元素、大半径元素集中在翼部的特征。
(2)横弯褶皱应力场演化及其控矿作用
横弯褶皱是在岩层和外力作用方向垂直时造成的。在地壳差异升降运动、岩浆上顶作用、盐丘的底辟等作用影响下都可以出现。其最大剪应力分布在褶皱翼部，因而该处剪裂隙密度大，另一个较小的极大区出现在背斜顶部。褶皱内最大主压应力轴以陡倾斜为主，最小主压应力以缓倾为主(图2.34)，与之伴生的断层，一组高角度或近于垂直为逆断层，与之共轭的另一组倾角平缓，它们分布在基底断块的边缘。逆断层由下向上发育，断面倾向隆起侧，随着基底断块的抬升或下降逐渐产生新的断裂。先发生的断裂在相对下降的一侧，随后发生的愈来愈靠近隆起侧，第二组断层发育褶曲顶部，从上向下发育正断层。因此，横弯褶皱控制的矿脉通常展布在褶皱翼部、褶曲顶部常发育陡倾角的放射状张性矿系。
5.3.2.2 断裂构造力学性质的演化及控矿
一条断层，不论是在怎样的应力状态下形成的，只要断裂两盘发生相对的变形或变位，两侧岩层(或岩石)就会受到对盘施加的力，因而在断裂附近会诱导出新的局部应力场，产生派生构造。引起派生构造现象的断裂通常称为主干断裂；在它附近被派生出来的构造叫分支构造(分支褶皱或分支断层等)。主干断裂和分支构造又常合称为入字型构造。
如图5.27所示，令F代表主干断裂，派生构造有压性分支构造c(与主压应力σ1垂直，与主干断裂F所夹锐角为γ)、张性分支构造t(与主张应力σ3垂直，与主干断裂F所夹锐角为Q)、扭性分支构造s1(反扭，与主干断裂F所夹锐角为α1)和s2(顺扭，与主干断裂F所夹锐角为α2)。s1和s2所夹锐角为2β(共轭剪切角)。岩石的内摩擦角为φ。若沿主干断层只有剪切作用，旁侧岩块处于纯剪应力状态，则Q=γ=45°，角顶指向相反，Q角顶指分支所在盘的位移方向；γ角顶指对盘位移方向。2β=90°—φ。若φ=30°，则2β=60°，α1=Q—β=15°，α2=Q+β=75°，这两个锐角顶均指分支所在盘的位移方向(图5.27)。在大变形场合，分支断裂发生旋转，α2顶端可能反向，即在小变形时，两扭裂隙与主干断层的锐夹角指本盘运动方向；在大变形时，两扭裂隙与主干断层的锐夹角大者指对盘运动方向，小者指本盘运动方向。
若沿主干断层除水平剪切外，还有压力作用，则Q＞45°，γ＜45°(Q+γ=90°)，角顶指向仍相反。当Q+β＜90°时，α1=Q—β，α2=Q+β，两锐角均指扭性分支所在盘的位移方向。若Q+β＞90°，则α1=Q—β，α2=180—(Q+β)，α1角顶仍指分支所在盘的位移方向，α2角顶则反向，指对盘位移方向(图5.27)。若主干断层旁侧岩块处于剪应力加双向挤压应力状态或其他应力状态时，也可按应力公式求取主应力方向及相应的分支构造方向。
图5.27 主干断裂与分支构造力学分析示意图
低序次的构造形迹可以是新产生出来的，也可以是由旧的高序次构造形迹发生力学性质的转化而成。这种转化是在同一构造力作用期间的序次转化，与由不同构造动力先后作用所引起的构造形迹力学性质的多次活动有根本的不同。
序次转化的主要原因是在外力持续作用下，岩块逐渐歪曲并产生大变形，致使已经形成的构造形迹，不同程度地偏离了其初始方位，也偏离了其相应的应力迹线，从而使其力学性质也发生改变。例如，一正方形岩块，其边界分别为东西走向和南北走向，东西两侧边界受到南北向反时针扭(剪)力QQ′作用，岩块处于纯剪应力状态[图5.28(a)]，产生一套结构面[图5.28(b)]。其中有挤压面C(垂直于σ1，平行于σ3，与扭力QQ′的锐夹角为α)、张裂面t(垂直于σ3，平行于σ1)与QQ′的锐夹角为Q(α=Q=45°)和扭(剪)裂面S1、S2分别平行于τmax和τmin。前者与受力边界近于平行，后者与受力边界近于垂直。若考虑内摩擦，并假定内摩擦角为30°，则实际的扭裂面将是S′1和S′2，其锐夹角2β=60°，为σ1所平分。
上述一套结构面发生后，在剪力QQ′的继续作用下，会发生显著的剪切变形。假定方形岩块的南北向中面固定不动，把岩块看做是许多彼此平行的南北向薄片，在中面两侧均匀地分别向北或向南滑移。这样，岩块东西两侧的边界方位不变，南北两侧边界则反时针转动了25°，使正方形岩块变成平行四边形。在初始状态下所产生的各种结构面也将相应地发生不同程度的转动[图5.28(c)]。在大变形后的平行四边形岩块中，仍沿与受力边界平行和垂直的方向截取正单元体，由于岩块受力边界和剪力QQ′的方向未变，所取单元体仍保持纯剪应力状态[图5.28(d)]，经转动后的各种结构面与各种应力关系就不同于初始状态。挤压面C转动后与QQ′的锐夹角α小于45°，其法线在应力圆(图5.28)上的位置，由A点移至A′点，偏离了主压应力σ1，因而转化为压扭面。张裂面转动后，与QQ′的锐夹角Q大于45°，其法线在应力圆上的位置由B点移至B′点，偏离了主张应力σ3，转化为张扭面。S1面与岩块的南北向中面平行，不发生转动。若考虑S′1面，则将沿反时针转动，其法线在应力圆上由E点移至E′点，作用其上的剪应力减小，张应力增大，进一步向张扭性转化。与S1共轭的S2面将发生较大的转动，其法线在应力圆上由D点移至D′点。该面原为纯扭面(只有τmin作用)，转动后转为压扭面。若考虑S′2面，则该面上本来有一定的张应力及较大(绝对值)的剪应力作用，若沿反时针方向转动不超过15°[在图5.28(c)、(d)的情况下]，该面上的剪应力(绝对值)将增大，张应力将减小；若恰好转动15°，则张应力减至零，S′2面转到原来的S2位置，成为纯剪面；若转动角度大于15°，则S′2面法线在应力圆上将由第三象限移至第四象限(在图5.28(e)中由F点移至F′点)，S′2面转化为压扭面。
图5.28 在扭力作用下结构面力学性质的转化
张裂追踪两组扭裂展转而形成锯齿状追踪裂缝的现象，在一定意义上说，也是一种转化，扭裂面被拉张，转化为张裂。同样，由于显著的塑性变形，可使被共轭扭裂面切割的菱形岩块压扁，形成挤压破碎带，这也可以看成是扭裂面向挤压面的转化
张裂追踪两组扭裂展转而形成锯齿状追踪裂隙的现象，在一定意义上说，也是一种转化，扭裂面被拉张，转化为张裂。同样，由于显著的塑性变形，可使被共轭扭裂面切割的菱形岩块压扁，形成挤压破碎带，这也可以看成是由扭裂面向挤压面的转化。
图5.29 苏门答腊的塔朗·阿肯逆掩背斜构造图
(等值线距100英尺)及剖面图
该处的产油层为大郎·阿卡砂岩(中新统)，深度在2100～2750ft之间，已产油近2亿桶，石油相对密度为38°API(按《伦敦地质学会季刊》第108卷)
③ 1英里(mile)=1609.344m，全书同。
不同级序的构造形迹依次出现，也依次控油控气。也就是说，对油区、油田中的油气成生、运移、聚集有逐次控制能力。即第一级构造控制油区的成生、发展；第二级坳陷构造控制油区所在；第三级甚至更低级构造控制着油田的成生和分布，也即油田的主要场所。低级序构造与高级序构造是属于同一构造应力场，低级序构造为高级序构造所派生。尤其是那些高级序构造成生时所派生的漩涡型旋扭构造对油气成生、运移、聚集具有双重控制作用，是最好的储油构造，也是主要的找油、气对象。
例如，松辽、华北和江汉平原，是新华夏系的初次一级沉降带，其中的一个平原即是一个油区。在一级沉降区内，有二级构造，主要为复背斜、向斜。如比较完整的松辽沉降区，其二级复背、向斜带有“两隆”、“两凹”。即自西向东为乌裕尔—古龙—黑帝庙凹陷带；克山—大庆—情字井背斜带；黑鱼泡—三肇—长岭凹陷带及青岗—登楼库—农安—万金塔背斜带，总体方向均为N20°～25°E延展。
在二级背斜或向斜带上，又有三级隆起和凹陷组成的多字型构造，有的还呈反S形、S形。前者如大庆的反S形构造，后者如登楼库S形构造，控制着油田的形成和分布，是很好的储油构造。
断层两盘相对运动时所派生的低序次断裂和拖曳褶曲常是很好的储油气构造。苏门答腊的塔朗·阿肯油田被圈闭在一个纵长的逆掩断层所派生的褶曲之中的(图5.29)。
美国宾夕法尼亚州北部及纽约州南部那些从奥里斯卡尼砂岩层(下泥盆统)产气的气藏，都是在与逆断层有关的褶皱里。纽约州南部的一个气田包括乌德赫尔及图斯卡洛拉两个气藏(图5.30，图5.31)。
图5.30 纽约州南部乌德赫尔及图斯卡洛拉气藏中奥里斯卡尼气砂岩层
(下泥盆统)构造图(等高线距为50ft)
本地区的圈闭与逆断层有关，这是该地区所有气藏的共同点。这里想必有如图5.31所示的那些断块所以才能大量产油，这也许是因为脆弱的奥里斯卡尼砂岩经过剧烈震裂及断裂而提高了它的孔隙度及渗透率的结果(参阅《美国石油地质学会会志》第35卷，第306页)(按《美国石油地质学会会志》第33卷)
苏联高加索区阿契—苏油田，是格罗兹内许多油田的典型，石油储集在由逆断层牵引而产生的狭长褶曲里，其构造图和剖面图如图5.32所示。
一个背斜在发展过程中，其顶部处于局部引张状态，裂隙及张断裂发育，对构造圈闭产生破坏作用，此时，若上覆无遮挡层存在，则石油、天然气散失；如若上覆有遮挡层存在，则利于油气聚集。
图5.31 乌德赫尔—图斯卡洛拉气藏剖面图
在宾夕法尼亚州及纽约州的奥里斯卡尼产气区，像这样的逆断层是常见的，有的成为该区许多气藏的分界，有的则改变了该区许多气藏的分界(按《美国石油地质学会会志》第33卷)
本回答被网友采纳