桂北丹池成矿带南段五圩矿田构造变形、控矿特征和找矿预测

曾广乾,梁恩云,刘庚寅,邹光均,黄远能

1)中国地质科学院地质力学研究所,北京,100081;2)自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室,北京,100081;3)湖南省地质调查院,长沙,410016;4)河池市宜州区泰和矿产品有限公司,广西河池,547000

内容提要:五圩矿田处于桂北丹池成矿带南段，通过矿田尺度地质构造调查与矿床范围控矿构造解析，识别出4期构造应力场和2类控矿构造样式。4期构造应力场分别为：① NE向挤压(D1)，为印支运动的产物，与古特提斯洋的闭合，即印支地块与华南板块的碰撞、拼合有关；② NWW—近EW向挤压(D2)，形成于中侏罗世中晚期的早燕山运动，其动力来源于古太平洋板块(或伊泽奈崎板块)对华南板块的俯冲；③ 近SN向挤压(D3)，发生于晚白垩世早期，其动力学背景可能是古太洋板块或伊泽奈崎板块对华南的N—NNW向俯冲、碰撞；④ 近SN向引张(D4)，可能与古太平洋板块俯冲过程中的高角度俯冲或板片后撤引发的弧后扩张作用有关。两类控矿构造样式分别是NEE—NE向切层断裂、裂隙控矿和顺层滑动破碎带控矿。切层断裂、裂隙于D4期的伸展活动控制了雁列式脉状矿体的形成，使得单矿体具向西的侧伏趋势，而矿带则呈现朝东侧伏的规律。似层状矿体受D1期褶皱虚脱空间和D3期构造挤压影响，表现出局部膨大、尖灭再现等现象。根据构造控矿规律和控矿构造组合特征，认为Ⅰ号主矿体南南东方向(矿带侧伏方向)是下一步找矿的首选区段；近EW向褶皱、NEE—NE向断裂和NNW—近SN向顺层滑动破碎带的复合部位是重要的找矿方向；NNW—近SN向顺层滑动破碎带具等距性控矿特点，应加强其走向上的追索。

丹池成矿带(南丹—河池成矿带)系指位于广西北西部南丹—河池地区的一条NW向展布的锡多金属成矿带。在长约100 km，宽约30 km的成矿带内，自北向南依次分布有芒场、大厂、北香和五圩4个矿田，产出有锡、钨、钼、铜、铅、锌、锑、银、汞等矿产地200余处，其中超大型矿床2个、大—中型矿床13个(蔡明海等，2012)。半个多世纪以来，国内外矿床学家在该矿带开展了广泛而深入的研究工作，在岩石学、矿物学、矿床学、地球化学和地质年代学等方面积累了大量的研究资料，并取得了丰硕的研究成果。以往关于构造变形和控矿构造的研究多集中于大厂矿田，关于芒场矿田和五圩矿田构造控矿条件的研究成果较少。部分学者主张多阶段构造演化与多期次成矿作用。以汪劲草等(2016)为代表，其基于构造解析，认为大厂矿田存在海西期喷流—沉积成矿系统、印支期层滑剪切成矿系统及燕山期岩浆成矿系统。多数学者则强调多阶段构造演化与单期次成矿作用。如，徐钰(1988)以小构造研究为重点，将大厂矿田的构造归纳为印支期NW向、NE向和燕山期EW向、SN向两大断褶系统，并总结了东、中和西成矿带的控矿构造类型，强调了燕山期构造的控岩、控矿作用。沈镭等(1992)从空间上恢复了芒场矿田内印支早期NNW向芒场复背斜和燕山晚期NNE向褶皱，并利用趋势面分析方法给出了两期褶皱的叠加部位及其控矿模型。章程(2000)通过共轭节理、层面擦痕、断层派生构造等构造要素的观测统计，恢复了五圩矿田中生代4期构造应力场。蔡明海等(2004b，2012)在丹池成矿带内识别出两套不同的变形构造样式和构造组合，分别对应于印支期挤压变形和燕山中—晚期伸展。将带内控矿构造样式归纳为上脉下层、以脉状矿为主的“马鞍山式”；上脉下层、以层状矿为主的“铜坑式”和以脉状矿为主的“箭猪坡式”，并强调了燕山期构造的控岩、控矿作用。然而，以往的研究缺乏对矿田范围系统的构造解析与梳理，对矿床尺度控矿构造和控矿规律的分析与总结更是鲜有报道。正是由于缺乏对直接决定矿体定位的构造变形及其控矿规律的研究，导致了近年来该成矿带边深部找矿工作遭遇瓶颈。因此，本文以南段的五圩矿田为研究对象，通过矿田范围构造地质调查和矿床尺度控矿构造解析及控矿规律的分析，以期为实现该地区边深部找矿突破提供指导。

1 矿田地质背景

丹池成矿带的大地构造位置处于右江盆地北东缘，江南古陆南西侧，属古特提斯构造域和太平洋构造域的复合部位(陈洪德等，1989；曾允孚和刘文均，1993)，成矿带分布范围与展布特征与南丹—(老)河池海西—印支期断陷褶皱带相当(图1)。这一地区在加里东运动后，于古生代及早中生代不断坳陷，并在印支期和燕山期强烈褶皱变形，且伴随强烈的中酸性岩浆活动，产出大量以锡多金属为特色的矿产(王东明，2012)。

图1 桂北丹池成矿带构造地质与矿产分布图(据蔡明海等，2012修改)Fig.1 Sketch map showing structural geology and mineral distribution of the Nandan—Hechi metallogenic belt，northern Guangxi (modified from Cai Minghai et al.,2012&)

五圩矿田位于丹池成矿带南段，地层从下泥盆统至中三叠统均有出露，以中、上泥盆统为主(图2)。中泥盆统至中二叠统岩性以碳酸盐岩为主，夹少量碎屑岩和硅质岩，下泥盆统、上二叠统至中三叠统以碎屑岩为主，间夹碳酸盐岩沉积。其中塘丁组(D1-2t)灰黑色泥岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩为铅、锌、锡、锑、银矿的主要赋矿围岩，南丹组(C2P1n)砾屑灰岩、砂屑灰岩为次要赋矿层位。罗富组(D2l)泥灰岩、生物碎屑灰岩，榴江组(D3l)硅质页岩以及五指山组(D3w)条带状灰岩，为砷、汞矿的赋矿围岩(梁婷等，2014)。

图2 丹池成矿带五圩矿田地质与矿床分布图(a)和五圩矿田构造剖面图(b、c)Fig.2 Geological and deposit distribution map of the Wuxu ore-field,Nandan—Hechi metallogenic belt (a);structural sections of Wuxu ore-field (b,c)Q—第四系；T2l—中三叠统兰木组；T2bf—中三叠统百逢组；T1s—下三叠统石炮组；P3lh—上二叠统领好组；P2m—中二叠统茅口组；P1q—下二叠统栖霞组；P2hls—中二叠统猴子关组；P2s—中二叠统四大寨组；C2P1m—上石炭统—下二叠统马平组；C2P1n —上石炭统—下二叠统南丹组；C2d-h —上石炭统大埔组—黄龙组并层；C2ds—上石炭统大山塘组；C2P1h-m —上石炭统—下二叠统威宁组；C1-2d —石炭系都安组；C1lz-b—下石炭统鹿寨组—巴平组并层；D3l-w—上泥盆统榴江组—五指山组并层；D2l—中泥盆统罗富组；D1-2t—下—中泥盆统塘丁组 Q—Quaternary;T2l—Middle Triassic Lanmu Formation;T2bf—Middle Triassic Baifeng Formation;T1s—Lower Triassic Shipao Formation;P3lh—Upper Permian Linghao Formation;P2m—Middle Permian Maokou Formation;P1q—Lower Permian Qixia Formation;P2hls—Middle Permian Houziguan Formation;P2s—Middle Permian Sidazhai Formation;C2P1m—Upper Carboniferous—Lower Permian Maping Formation;C2P1n—Upper Carboniferous—Lower Permian Nandan Formation;C2d-h—coalescence of the Upper Carboniferous Dapu and Huanglong Formation;C2ds—Upper Carboniferous Dashantang Formation;C2P1h-m—Upper Carboniferous—Lower Permian Weining Formation;C1-2d—Lower—Upper Carboniferous Du'an Formation;C1lz-b—coalescence of the Lower Carboniferous Luzhai and Baping Formation;D3l-w—coalescence of the Upper Devonian Liujiang and Wuzhishan Formation;D2l—Middle Devonian Luofu Formation;D1-2t—Lower—Middle Devonian Tangding Formation

矿田内NNW向五圩背斜、岜岳向斜和九圩背斜为主要褶皱构造，是NW向丹池背斜南延部分，陈毓川等(1993)认为褶皱轴迹的偏转是后期SN向褶皱叠加改造的结果。区内断裂构造主要发育有NNW、NNE、NE和近EW向4组，以NNW向、NNE向为主，多分布在五圩背斜核部，成组平行排列，陡立产出(倾角>60°)。这些断裂和裂隙是矿田内主要控矿构造，拔旺、水落、箭猪坡、芙蓉厂等矿床均受该组构造控制(蔡明海等，2012)。矿田范围内没有岩浆岩出露，以往推测在箭猪坡矿床以北3～10 km，东西宽约6 km范围内存在隐伏岩体(蔡建明等，1995)。

2 矿田构造变形与应力场恢复

通过对褶皱、断层、节理、劈理等多构造要素的测量与统计，根据构造变形的交切、叠加和改造关系，初步拟定出五圩矿田中生代3期挤压和1期引张构造应力场。以下即以变形期次为主线，详细阐述和解析五圩矿田中生代构造变形特征。

2.1 NE向挤压构造应力场

从区域背景而言，丹池成矿带内褶皱轴迹以NW向为主，主体构造格架由NE向挤压作用所塑造，五圩矿田内现今NNW向构造线由后期叠加改造而成。NE向挤压构造应力场在研究区内形成了NNW(NW)向逆冲断裂(图3a、b)和同走向区域性褶皱九圩背斜、岜岳向斜和五圩背斜(图3)，褶皱两翼不对称，东缓西陡，局部倒转(图2b)。同时在宏观褶皱的两翼形成了大量次级从属褶皱(图3c、d，图3f—h，图4a、c、d)。这些次级褶皱走向与宏观褶皱一致，枢纽近水平，为不对称褶皱，褶皱位态显示为上层面向上逆冲的运动学特征，指示为宏观褶皱同期层间剪切作用所形成。同时，观察到岩层面上发育顺倾向擦痕与正阶步(图4e)及层间劈理(图4f)，指示这些褶皱形成于弯滑褶皱作用机制。

图4 丹池成矿带五圩矿田NE向挤压应力场形成的构造形迹Fig.4 Structural features of NE-trending compressive stress field in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)岜岳向斜西翼发育的NNW(NW)向次级褶皱(D09)；(b)岜岳向斜东翼发育的NNW(NW)向同斜倒转小褶皱(D17)；(c)岜岳向斜东翼发育的NNW(NW)向次级褶皱(D38)；(d)岜岳向斜东翼发育的NNW(NW)向次级褶皱(G08-1)；(e)南丹组灰岩层面擦痕与正阶步示逆冲；(f)石炮组粉砂质泥岩层间劈理示上层面逆冲(D204)；S0和S1分别代表层理和劈理(下同)(a)NNW (NW)-trending secondary fold in the west limb of Bayue syncline (D09);(b)NNW (NW)-trending inverted fold in the east limb of Bayue syncline (D17);(c)NNW (NW)-trending secondary fold in the east limb of the Bayue syncline (D38);(d)NNW (NW)-trending secondary fold in the east limb of Bayue syncline (G08-1);(e)slickensides and normal steps on the limestone layer of Nandan Formation indicate a top-to-the-east thrust shear sense;(f)the interlaminar cleavages of silty mudstone in Shipao Formation show a top-to-the-east thrust shear (D204);S0 and S1 represent bedding and cleavage,respectively (the same below)

值得指出的是，岜岳向斜东翼D17点处兰木组粉砂质泥岩中发育一系列同斜倒转尖棱状小褶皱(图3e、图4b、图5a)，翼间角约28°，枢纽优势产状为330°∠7°。这些小褶皱轴面倾向NEE，与宏观褶皱轴面倾向一致，而与其所处构造部位次级从属褶皱轴面相反。其成因机制应与宏观褶皱类似，受控于自东向西的逆冲滑脱作用(断展褶皱作用)(图5b)，与盖层于下伏基底之上的整体向南西西(南西)滑移以及派生的深部倾向北东东(北东)的逆断裂等有关。

图5 丹池成矿带五圩矿田NW向褶皱形成机制与岜岳向斜东翼NW向同斜倒转褶皱成因解释Fig.5 Formation mechanism of NW-trending fold in Wuxu ore-field and genetic explanation of NW-trending syncline inverted fold in east limb of Bayue syncline

2.2 NWW—近EW向挤压构造应力场

前人多忽视了丹池成矿带内NWW—近EW向挤压作用的存在(蔡明海等，2004b；张渐渐，2017)，事实上，这是中生代一期非常重要的构造变形事件。区内NWW—近EW向挤压构造应力场的识别主要通过以下构造形迹：

(1)研究区东部发育的NNE—近SN向断裂(图6b、c)，如水任断裂(G03)、三境—塘州断裂(G04)、红沙—龙马断裂。蔡明海等(2004b)认为这些断裂是区域近SN向挤压(晚期挤压)形成的横张断裂，但它们延伸较大，有别于横张节理规模局限的特征，且在研究区南东角，这些NNE向断裂明显被NE向右行走滑断裂所错移，因此它们的形成时间不应晚于NWW—近EW向挤压事件。考虑到这些断裂与区域上NNE—近SN向褶皱轴迹近平行，因此，它们很可能早期表现为逆断裂性质，晚期在近SN挤压构造应力场作用下发生伸展正断活动。

图6 丹池成矿带五圩矿田NWW—近EW向挤压应力场形成的多构造要素统计Fig.6 Statistics of multi structural elements formed by NWW—EW-trending compressive stress field in Wuxu ore-fieldt，Nandan—Hechi metallogenic beltσ1代表早期最大主压力方向；σ1′ 和σ3′ 分别代表晚期最大主压力和最小主应力方向σ1 represents the direction of early maximum compressive stress;σ1′ and σ3′ represent the direction of late maximum compressive stress and minimum stress respectively

(2)研究区北西部大杨村西侧右行走滑断裂(图6a)及南东部岜故一带NE向右行走滑断裂和NW向左行走滑断裂构成的共轭断裂系(图6d、e)。

(3)露头尺度的构造形迹有拔旺北部PD05-1点处的NEE向右行走滑小断裂(节理)(图6f、图7a，σ1方位为280°∠33°，σ2方位为124°∠54°，σ3方位为18°∠12°)、内结一带巴平组灰岩中发育的右行走滑小断裂(节理)(图6g、图7b，σ1方位为94°∠6°，σ2方位为292°∠83°，σ3方位为184°∠1°)、拔旺北东侧南丹组灰岩中发育的NW向右行走滑小断裂(节理)(图6h、图7c)及拔旺南东侧四大寨组灰岩中发育的NE向右行走滑小断裂(节理)(图6i、图7d)。

图7 丹池成矿带五圩矿田NWW—近EW向挤压应力场形成的构造形迹及其与近SN向挤压应力场所形成构造形迹的交切关系Fig.7 Structural features of NWW—EW-trending compressive stress field in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt，and its intersecting relationship with structural features of SN-trending compressive stress field(a)NEE向节理面上擦痕与正阶步示右行走滑兼正滑(PD05-1)；(b)NEE向节理面上擦痕与正阶步示右行走滑(D41)；(c)NW向左行走滑小断裂及其派生张节理(D43)；(d)NE向右行走滑小断裂与NEE向左行走滑小断裂(D24)(a)the slickensides and normal steps on the planes of NEE-trending joints indicate a dextral sense of shear with normal slip (PD05-1);(b)slickensides and normal steps on the planes of NEE-trending joints indicate a right-lateral shear sense (d41);(c)NW-trending sinistral strike-slip fault and its derived extensional joints (D43);(d)NE-trending dextral strike-slip fault and NEE-trending sinistral strike-slip fault (D24)

该期挤压作用使得五圩矿田内主体褶皱轴迹由NW向偏转为NNW向，尚在丹池成矿带及其邻区形成了芒场背斜、北香背斜、青菜园背斜(张渐渐，2017)、罗富背斜(⑤)、隆明背斜(②)、巴羊向斜(③)、云榜背斜(④)、下南背斜(⑥)、兰木向斜()、三石向斜()、东山背斜()和板升向斜()(图12)等若干NNW—近SN向区域性褶皱。

2.3 近SN向挤压构造应力场

近SN向挤压构造应力场在研究区内形成的构造要素包括：

(1)近EW向褶皱，在岜岳向斜两翼均有发育。这些褶皱呈大角度斜跨叠加在主体NNW向褶皱之上，褶皱枢纽呈较大角度倾伏，具典型的叠加褶皱特征(图8a—d，图9，图10a—c)。区域性的近EW褶皱发育在纳合—红沙一带，褶皱两翼大致对称，翼间角约120°(图2c)，两期褶皱的叠加造就了内结—龙马一带的构造盆地(图2a)。

图8 丹池成矿带五圩矿田近SN向挤压应力场形成的多构造要素统计Fig.8 Statistics of multi structural elements formed by SN-trending compressive stress field in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt

图9 丹池成矿带五圩矿田岜岳向斜东翼NEE向叠加褶皱变形特征(a)(D306-1)；褶皱翼部层间逆冲式剪切形成拉张方解石脉Fig.9 Deformation characteristics of NEE-trending superimposed folds in the east limb of Bayue syncline (a)(D306-1);extensional calcite veins formed by interlayer thrust shear in the fold limb，Wuxu ore-field,Nandan—Hechi metallogenic belt褶皱β图解中实线代表褶皱翼部产状，虚线代表轴面产状；P2s2—中二叠统四大寨组第二段In the β diagram,the solid lins represent the occurrences of the fold limbs,and the dotted lines represent the occurrences of the axial planes;P2s2—the Second Member of Middle Permian Sidazhai Formation

图10 丹池成矿带五圩矿田近SN向挤压应力场形成的构造形迹Fig.10 Structural features of SN-trending compressive stress field in Wuxu ore-field,Nandan—Hechi metallogenic belt(a)岜岳向斜西翼NWW向叠加褶皱(D10)；(b)岜岳向斜东翼NEE向叠加褶皱(D25)；(c)岜岳向斜东翼NEE向叠加褶皱(G08)；(d)NEE向节理面上擦痕与正阶步示左行剪切兼逆冲(底面，PD05-2)；(e)NEE向左行剪切型节理派生雁列式张节理(D24-1)；(f)NEE向左行走滑小断裂错移NE向右行走滑小断裂(D24-1)；(g—h)共轭节理(充填方解石脉)示NNE向挤压(D34)；(i)四大寨组灰岩层面擦痕与正阶步示右行走滑兼逆冲(PD02-2)；褶皱β图解中黑线代表褶皱翼部观测点产状，蓝线代表翼部优势产状，红线代表轴面产状；β为褶皱枢纽(下同)(a)NWW-trending superimposed folds on the west limb of Bayue syncline (D10);(b)NEE-trending superimposed folds on the east limb of Bayue syncline (D25);(c)NEE-trending superimposed folds on the east limb of Bayue syncline (G08);(d)slickensides and normal steps on the planes of NEE-trending joints indicate a sinistral sense fo shear with overthrust (bottom,PD05-2);(e)en echelon joints derived from NEE-trending sinistral strike-slip joints (D24-1);(f)NE-trending dextral strike-slip fault replaced by NEE-trending sinistral strike-slip fault (D24-1);(g—h)conjugate joints show NNE-trending compression (34);(i)slickensides and normal steps on the limestone layer of Sidazhai Formation show a right-lateral shear sense with overthrust (PD02-2);In the β diagram,the black lines represent the occurrences of the fold limbs,the blue lines represent the dominant occurrences of the limbs,and the red lines represent the occurrences of the axial planes;β represents the hinge fold (the same below)

(2)近EW向逆断裂，主要发育在水任—拉显一带(图8e)，近EW向纳合—红沙背斜的北翼，造成石炭系向北逆冲于二叠系之上(图2c)。

(3)NE—NEE向左行走滑断裂(节理)。规模性断裂见于研究区北东部，发育数条NE向左行走滑断裂，左行错断NNE—近SN向断裂(图8f)。露头尺度小断裂或节理，见于拔旺东侧，发育一系列NEE向小断裂左行错移岩层，最大断距达20cm(图7d)、PD05-2点处发育NEE向节理面上擦痕与正阶步示左行兼逆冲(图8g、图10d，σ1方位为44°∠6°，σ2方位为165°∠4°，σ3方位为276°∠80°)、D24-1点处发育的NEE向左行剪切型节理(图8h、图10e)及PD02-1点处发育NEE向左行雁列式方解石脉(图8i)。

(4)NW向右行走滑断裂，见于研究区西侧下渡以西，右行错断岩层达1.5 km(图8j)。

(5)共轭节理，见于板銮东侧巴平组灰岩中，共轭节理锐角平分线约为NE15°，指示最大主压应力方向为NNE向(图8k，图10g、h，σ1方位为15°∠22°，σ2方位为195°∠68°，σ3方位为105°∠0°)。

(6)PD02-2点处四大寨组灰岩岩层呈NNW走向，岩层面上发育擦痕与正阶步，指示一期右行走滑兼逆冲活动(图8l、图10i)。

该期挤压作用尚在丹池成矿带及其周缘形成了铁板哨背斜、拉么背斜、亢马背斜、大山—马鞍山背斜(张渐渐，2017)、六里向斜(①)、敏村向斜(⑦)、弄甘岭背斜(⑧)、云榜背斜(④)、那仰复向斜(⑨)和百江背斜(⑩)(图12)等若干近EW向宏观褶皱。在芒场矿田和大厂矿田内形成了近SN向横张节理，并沿之充填花岗质岩脉。

图12 丹池成矿带五圩矿田与邻区褶皱变形特征及叠加关系Fig.12 Fold deformation characteristics and superimposed relationships in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt，and adjacent areaE—古近系；T—三叠系；P—二叠系；C—石炭系；D—泥盆系；βμP—二叠纪辉绿岩；xK—白垩纪煌斑岩；γοK2—晚白垩世石英斑岩；γπK2—晚白垩世花岗斑岩；γδπK2—晚白垩世花岗闪长斑岩E—Paleogene strata;T—Triassic strata;P—Permian strata;C—Carboniferous strata;D—Devonian strata;βμP—Permian diabase;xK—Cretaceous lamprophyre;γοK2—Late Cretaceous quartz porphyry;γπK2—Late Cretaceous granite porphyry;γδπK2—Late Cretaceous granodiorite porphyry

2.4 近SN向引张构造应力场

区内观测到的SN向引张应力场作用下形成的构造形迹主要发育在拔旺村一带(图8)，包括：

(1)PD04-1点处NEE向正滑型节理，其局部拉张部位控制含矿方解石脉产出(图11a)。

(2)PD04-2点处NEE向伸展型节理，在节理的桥接区方解石脉发生膨大(图11b)。

(3)PD02-3点处NEE向节理旁侧派生的里德尔破裂指示其为正断性质(图11c)。

(4)PD04-3点处发育两组共轭节理，指示一期近SN向伸展作用(图11d，σ1方位为65°∠87°，σ2方位为262°∠3°，σ3方位为172°∠1°)。

此外，在岜岳北西侧D15点处发育一系列SEE向小型低角度正断层，其正向错移先存NW向劈理并造成牵引变形(图11e)。

2.5 构造应力场演替序列

据构造形迹间的交切和叠加关系，我们对研究区内4期构造应力场作用的先后序次进行了厘定：

(2)断裂对褶皱的错移改造。从图2a可知，NNW(NW)向褶皱被NE向右行走滑断裂和NW向左行断裂以及NNE—近SN向断裂切割，亦被NEE—NE向左行走滑断裂、NW向右行走滑断裂及近EW向逆断裂所破坏，显然，NE向挤压构造作用早于NWW—近EW向和近SN向挤压。

(3)断裂交切关系。在研究区北东部，NNE—近SN向断裂被NE向左行走滑断裂所错移，显示近SN向挤压作用晚于NWW—近EW向挤压。同时，露头尺度的断裂交切关系也进一步证实了这一认识：在拔旺东侧四大寨组灰岩中NEE向断裂左行错断NE向断裂，反映前者形成晚于后者，即近SN向挤压作用晚于NWW—近EW向挤压(图10f)。

(4)NE—NEE向断裂面上发育两组擦痕线理，一组走向擦痕示断裂左行走滑活动，另一组倾向擦痕示断裂正滑性质，两组擦痕的叠覆关系表明前者形成早于后者(图14b、c)，即近水平挤压作用先于伸展作用。

综上，五圩矿田先后经历了D1期NE向构造挤压、D2期NWW—近EW向构造挤压、D3期近SN向构造挤压和D4期近SN向引张构造应力场作用，形成了复杂的构造变形图案。

3 拔旺矿床控矿构造样式

前人研究表明，NW向和NE向构造交汇的隆起部位控制了芒场、大厂、北香和五圩矿田的产出(蔡明海等，2004b；梁婷等，2014)。就五圩矿田而言，矿床的分布呈现出围绕岩浆活动中心，矿化元素组合表现为由内向外从高中温到中低温组合。而矿体则主要受NNW(NW)向褶皱转折端、层间滑脱带和NEE(NE)向叠加褶皱转折端、切层断裂的(联合)控制(郝森等，2016；韦绍成，2020)。蔡明海等(2012)对五圩矿田控矿构造特征进行过概略总结，主要以五圩背斜轴部的箭猪坡矿床为代表进行阐述。本文重点对前人研究程度较低的拔旺矿床展开控矿构造研究。拔旺矿床处于五圩背斜西翼，目前已发现4个锡锌多金属矿体，主要呈切层脉状和顺层(似层)状两种型式产出(图13)。

3.1 切层断裂、裂隙控矿

切层断裂、裂隙控矿构造主要控制Ⅰ号矿体的产出(图13b)。Ⅰ号矿体是矿区的主矿体，主要沿F5断裂展布，断裂走向自西向东由NEE逐渐转为NE向，F5断裂的几何学与运动学特征严格控制了Ⅰ号矿体的空间形态。为此，通过详细的调查研究，我们查明了控矿断裂F5的几何学与运动学特征。该断裂实为一系列走向NEE—NE的密集破裂(节理)面叠合所形成的断裂带，以高角度倾向SSE—SE，局部反倾。该断裂具两期的活动历史(图14a—c)：早期为左行走滑兼逆冲性质，与区域近SN向挤压应力(D3)作用有关，晚期表现为正断为主兼具左行走滑，受近SN向引张应力场控制(D4)。

图13 丹池成矿带拔旺矿床地质简图(a)和控矿构造样式图(b、c)Fig.13 Geological sketch map (a)and ore-controlling structural styles (b,c)of the Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic beltQ—第四系；T2bf—中三叠统百逢组；T1s—下三叠统石炮组；P3lh—上二叠统领好组；P2s2—中二叠统四大寨组第二段；P2s1—中二叠统四大寨组第一段；C2P1n4—上石炭统—下二叠统南丹组第四段；C2P1n3—上石炭统—下二叠统南丹组第三段；C2P1n2—上石炭统—下二叠统南丹组第二段；C2P1n1—上石炭统—下二叠统南丹组第一段；C2ds—上石炭统大山塘组；C1lz-b—下石炭统鹿寨组—巴平组并层 Q—Quaternary;T2bf— Middle Triassic Baifeng Formation;T1s— Lower Triassic Shipao Formation;P3lh— Upper Permian Linghao Formation;P2s2—the Second Member of Middle Permian Sidazhai Formation;P2s1—the First Member of Middle Permian Sidazhai Formation;C2P1n4—the Fourth Member of Upper Carboniferous—Lower Permian Nandan Formation;C2P1n3—the Third Member of Upper Carboniferous—Lower Permian Nandan Formation;C2P1n2—the Second Member of Upper Carboniferous—Lower Permian Nandan Formation;C2P1n1—the First Member of Upper Carboniferous—Lower Permian Nandan Formation;C2ds—Upper Carboniferous Dashantang Formation;C1lz-b—coalescence of the Lower Carboniferous Luzhai and Baping Formation

Ⅰ号主矿体实则是一个被多个无矿围岩块段(南丹组第四段砾屑灰岩)分割成的由若干个富矿包组成的矿体群。其中单矿体多向南陡倾，产状一般为172°～182°∠76°～86°，部分矿体近直立或反倾向北。在各中段的平面形态呈哑铃状、藕状、不规则囊状，平面长度一般 40～88 m，矿石呈块状构造，品位高。同时，受多条并行排列的断裂、裂隙面控制，目前所圈定的“Ⅰ号矿体”范围内，除主矿体(群)外，实则还存在多个平行矿带，控制着若干小规模矿体的产出。矿带内矿体的组合排布具有明显的雁列式特征。这一现象在PD04中得以很好地展现——矿带整体产状165°∠75°，矿带内主要充填方解石，其间发育3个富矿包，长轴走向呈NE30°～60°，其与矿带的排布组合方式反映矿带具左行走滑特征，富矿包长轴方向与该剪切带派生的里德尔剪切面相一致(图14d、e)。

图14 丹池成矿带拔旺矿床脉状矿体主控矿断裂F5的运动学特征及控矿规律Fig.14 Kinematic characteristics and ore-controlling regularities of fault F5 in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)F5断裂次级裂面擦痕与正阶步示正断兼左行走滑(PD02)；(b)F5断裂次级裂面上发育两期擦痕线理(315中段)；(c)F5断裂次级裂面上发育两期擦痕线理(PD02)；(d)F5断裂次级裂隙中发育雁列式富矿包(照片为顶壁，视右行，实为左行，PD04)；(e)F5断裂次级裂面中发育雁列式富矿包现象素描与模型解释(PD04)；L1—早期擦痕线理，L2—晚期擦痕线理(a)slickensides and normal steps on the secondary plane of F5 indicate a top-to-the-SSE shear sense with sinistral strike-slip (PD02);(b)two stages of slickensides developed on the secondary fracture phane of F5 fault (section 315);(c)two stages of slickensides developed on the secondary fracture phane of F5 fault (PD02);(d)the echelon veins developed in the secondary fracture of F5 (the photo shows the top wall,which is regarded as dextral,but is actually sinistral,PD04);(e)phenomenon sketch and model explanation in Figure 14d;L1—early slickensides;L2—late slickensides

需要说明的是，Ⅰ号主矿体(群)的产出除受NEE—NE向F5断裂控制外，还被NNW—近SN向顺层滑动构造面所制约，体现在单矿体长轴均呈NEE或NE向，而单矿体短轴则被NNW—近SN向构造面限制。

3.2 顺层滑动破碎带控矿

顺层滑动破碎带F3控制了Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3矿体的产出(图13c)，矿体产状245°～277°∠55°～66°与岩层近一致，矿体厚度一般较小，且多保留了原岩的层理或顺层剪切面理构造，矿石品位较低。根据顺层滑动破碎带的构造成因机制和构造期次，可将该类控矿构造样式细分为3个亚类型：

(1)D1期NNW(NW)向弯滑褶皱作用机制形成的层间滑动破碎带控矿。以G08点为代表，该矿体产在NEE向Ⅰ号主矿体(群)西端南侧的NNW向次级从属褶皱转折端(图15a、b、c)，矿体呈透镜状，顺层面未有较大延伸。

(2)D3期近EW向叠加褶皱作用引发的层间滑脱破碎带控矿。以PD01号平硐中为典型，顺层矿体在NWW向叠加褶皱(枢纽产状280°∠72°)核部具明显膨大现象(图15d、e)。

(3)D3期近SN向挤压导致先存NNW—近SN向层理面(或剪切面)右行走滑，在面理拐弯处的局部启张空间容矿。以PD04号平硐内某顺层容矿剪切带为代表，该剪切带总体呈NNW向，沿线发育数个透镜状小矿体，构成尖灭再现特征，剪切面上发育擦痕与正阶步，指示右行走滑兼具逆冲分量(图15g、h)。

图15 丹池成矿带拔旺矿床似层状矿体控矿构造样式Fig.15 Ore-controlling structural style of stratoid orebody in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)NNW(NW)向次级褶皱转折端控矿(G08)；(b)褶皱转折端局部放大，矿化体保留先存面理构造(G08)；(c)NNW(NW)向次级褶皱转折端控矿特征素描(G08)；(d)NWW向叠加褶皱转折端矿体膨大(PD01)；(e)NWW向叠加褶皱转折端矿体膨大现象素描(PD01)；(f)剪切带几何结构与控矿特征模型；(g)NNW向顺层剪切带局部启张部位容矿现象(PD04)；(h)顺层矿体旁侧岩层面发育擦痕与正阶步示右行剪切(PD04)；Ls—波长，Hs—波幅，AB段—启张部位，BC段—紧闭部位；f1—早期褶皱，f2—晚期褶皱(a)the orebody formed at the hinge zone of the NNW (NW)-trending secondary fold (G08);(b)enlargement of the orebody at the hinge zone of the fold (G08);(c)ore-controlling characteristics of the hinge zone of the NNW (NW)-trending secondary fold (G08);(d)the expanded orebody formed at hinge zone of NWW-trending superimposed fold (PD01);(e)sketch of the expanded orebody formed at hinge zone of NWW-trending superimposed fold (PD01);(f)geometric structure of shear zone and its ore controlling model;(g)ore hosting at partial opening section of NNW-trending bedding shear zone (PD04);(h)slickensides and normal steps on the layer beside the bedding orebody indicate a right-lateral shear sense (PD04);Ls—wavelength,Hs—amplitude,Section AB— opening section,Section BC—closed position;f1—early fold,f2—late fold

4 讨论

4.1 区域构造动力学背景

根据上文对4期构造变形特征、变形序列的论述和解析，结合区域大地构造演化背景，本节对各期挤压构造事件形成的动力学背景加以探讨。

华南板块于早中生代经历的印支期构造运动造成了陆相的T3或T3—J1与下覆不同岩层间的区域性角度不整合和下覆岩层区域性的非均一变质作用，形成了大规模的岩浆活动，结束了华南长期的海相沉积历史，奠定了华南现今基本构造格架(Zhang Guowei et al.,2013)。研究区紧邻NW走向的哀牢山—松马缝合带，该缝合带为印支地块与华南板块于中三叠世碰撞—拼合界线(Findlay and Trinh,1997;Metcalfe,2002;Wang Yuejun et al.,2013;舒良树等，2020)。作为印支构造层(D1—T3)中发育的塑造其构造格架的第一期挤压构造变形，D1期NE向挤压构造应力场控制形成的褶皱与逆断裂走向与哀牢山—松马缝合带近一致。从区域尺度而言，华南板块南缘(越南东北部—海南岛—粤西南)这期NW向构造变形具有向NE扩展并逐步减弱的趋势(林伟等，2011；陈泽超等，2013)，用华南板块北缘扬子板块向华北板块的俯冲机制难以解释，无论从时空关系还是构造变形样式上将这一事件的动力学机制归结于早中生代华南板块同印支地块的碰撞拼合更合理。事实上，区内海西期的拉张裂陷及印支期的挤压褶皱与古特提斯洋的打开和闭合相关联(蔡明海等，2004b；杜远生等，2013；杨成富等，2020)。

D2期NWW—近EW向挤压构造事件在华南有广泛的变形记录，导致了华南中东部宽约1300 km的NE—NNE向冲断—褶皱变形和岩浆岩带的形成(Li Zhengxiang and Li Xianhua,2007)。对该期挤压事件已有较为一致的认识，前人称之为早燕山运动，发生中侏罗世中晚期，受古太平洋板块(或伊泽奈崎板块)俯冲影响，区域构造体制为NWW—近EW向挤压(舒良树等，2004；徐先兵等，2009；张岳桥等，2009)。

精确的地质年代学研究表明，丹池成矿带岩浆作用时代与成矿时间基本一致，主要集中于85～95 Ma之间(王登红等，2004；蔡明海等，2005；李华芹等，2008；罗金海等，2009；梁婷等，2009，2011；王新宇等，2015；Guo Jia et al.,2018；郭佳，2019；Huang Wenting et al.,2019;伍静等，2020)，二者是同一构造—热事件的产物(韩凤彬等，2007)。最近，韦绍成(2020)对五圩矿田拔旺矿床的锡石U-Pb定年，获得了92±11 Ma的成矿年代学信息，进一步证实了丹池成矿带以岩浆热液为主导(锡多金属矿硫来源稳定，以岩浆S为主(梁婷等，2014))的成岩成矿作用发生于85～95 Ma之间。丹池成矿带内矿床的空间分布严格受岩浆活动中心的控制，而这些岩浆活动的中心受构造控制明显，均处于NW向丹池断褶带与NE或近EW向断褶带交汇部位的隆起区(图1)。由此，我们将D3期近SN向挤压构造的时代限定在晚白垩世早期。该期挤压构造事件与古太平洋构造动力学体系对华南板块的作用有关。Koppers等(2001,2003)、Sun Weidong等(2007)通过对太平洋海山岛链的时空分布研究，揭示太平洋板块的漂移方向曾经发生多次转折，其中100～80 Ma太平洋板块向NNW俯冲于欧亚板块之下。Yang Yongtai(2013)提出欧亚板块东侧的Okhotomorsk地块(属伊泽奈崎板块)在晚白垩世早期朝N—NNW向欧亚板块俯冲、碰撞，并在东亚边缘形成与San Andreas断裂体系相似的左旋大陆转换边界。因此，D3期近SN向挤压构造的动力学来源可能是古太洋板块或伊泽奈崎板块对华南的N—NNW向俯冲、碰撞。

D4期近SN向伸展构造事件，可能是继D3期挤压作用之后，在后造山向板内环境转化的区域拉张背景下，沉积变质岩源区发生部分熔融(蔡明海等，2004a；伍静等，2020)，引发的花岗质岩体底辟侵位，并伴随重力作用的叠加，由此造成NE—NEE向压剪性断裂的伸展活动。该期地壳伸展事件的宏观动力学机制可能与古太平洋板块俯冲过程中的高角度俯冲或板片后撤引发的弧后扩张作用有关(Li Jianhua et al.,2020)。

4.2 控矿规律与找矿预测

前已述及，控制Ⅰ号主矿体(群)产出的F5断裂具有两期活动历史，分别为早期的左行走滑兼逆冲与晚期的正断兼左行走滑，那么矿带内矿体在平面上表现出的左行斜列特征究竟由哪期构造活动所控制？这直接决定着边深部找矿方向。综合坑道与钻孔资料分析，我们认为该断裂晚期的正断兼左行走滑活动很可能是包含Ⅰ号主矿体(群)的矿带主导控制因素，理由如下：

(1)前期的勘探工程的布设沿Ⅰ号主矿体(群)的侧伏方向开展，未取得较好的找矿成果，说明矿带并不是向西侧伏。

(2)雁列式(矿)脉在剪切面(断面)上的截面长轴与擦痕线理相垂直。Ⅰ号主矿体(群)中单矿体立体形态呈斜筒状向西侧伏。前期勘探过程中将之作为一个矿体，发现其在454 m标高之上侧伏角约72°，之下侧伏角则变缓为约50°，考虑地表与深部整个矿体(群)的总体侧伏角可能更缓(图16)。因此，控制容矿构造(矿脉与矿带)形成的这一期断裂剪切活动所形成的擦痕理应朝东侧伏。

图16 丹池成矿带拔旺矿床Ⅰ号锡锌矿体纵投影侧伏示意图Fig.16 Vertical projection showing the regularity of side lying of No.1 tin—zinc orebody in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt

(3)雁列脉与剪切面之间的夹角(雁列角)一般有两个高峰值，一种是45°左右，属张裂隙；另一种是10°左右，属剪裂隙(曾佐勋等，2008)。Ⅰ号主矿体(群)中单矿体倾角稍大于断面产状，部分矿体出现向北反倾，一定程度上反映容矿构造的形成与断裂晚期的倾向正滑有关。

(4)PD01号平硐揭露的Ⅰ号主矿体(群)南侧存在一NEE向断裂破碎带(图17a)，带内剪切面理指示为左行剪切(平面)的运动学方向。该断裂破碎带控制一小型矿带产出，矿带总体延伸方向呈向东大角度侧伏(图17b、c)，沿之充填的2个富矿包已近被采空，形成沿垂向分布的两个空洞构成“哑铃形”(图17d)。与之类似，PD04-1点处含矿脉体的形态特征也表明其受断裂的正断作用控制(图11a)。

图17 丹池成矿带拔旺矿床Ⅰ号锡锌矿体产出平面图(PD01)(a)和次级断裂控矿模型图(b)、次级断裂破碎带中矿体产出特征(c、d)Fig.17 Occurrence plan of No.1 tin—zinc orebody in adit PD01 (a);ore-controlling model of secondary fault (b),occurrence characteristics of orebody in secondary fault fracture zone (c,d)，the Bawang Deposit,Nandan—Hechi metallogenic belt

综上，F5断裂晚期正断兼左行走滑活动是控制矿体形态、组合与矿带展布的主导因素，在这一运动学过程的制约下，单矿体具向西的侧伏趋势，而矿带则呈现朝东侧伏的规律，这一控矿模式也与成矿热液自东向西、由深部向浅部运移的成矿动力学过程相吻合(图18)。按照这一控矿模型，沿矿带的侧伏方向，即Ⅰ号主矿体(群)的南南东方向具有进一步找矿前景。

前人研究表明近EW向褶皱与NW、NNW向褶皱叠加部位往往是矿床的产出部位，如大厂矿田的铜坑—长坡矿床、拉么矿床、亢马矿床等(蔡明海，2004b)。对于拔旺矿床而言，Ⅰ号主矿体(群)即产在NEE向褶皱(图10c)、NEE向断裂F5和近SN向顺层滑动破碎带的交汇部位，因此，两方向构造的复合部位亦是重要的找矿方向。

值得注意的是，Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3矿体的平面分布具等距性，即相邻矿体中心间距300～400 m，其间为宽约200 m的无矿段。就更大尺度而言，丹池成矿带内矿田分布亦具有等距性特点，芒场锡多金属矿田、大厂锡多金属矿田及五圩铅锌多金属矿田3个成矿强度较高的矿田间距约35 km(蔡明海，2004b)，这是否与NW向丹池断裂在D3期近SN向挤压下的右行走滑活动所导致的局部应力环境的变化有关？值得进一步探讨。

5 结论

(1)五圩矿田上古生界—下中生界先后经历了4期构造应力场作用：第一期为NE向挤压(D1)，为印支运动的产物，与古特提斯洋的闭合，即印支地块与华南板块的碰撞、拼合有关；第二期为NWW—近EW向挤压(D2)，形成于中侏罗世中晚期的早燕山运动，其动力来源于古太平洋板块(或伊泽奈崎板块)对华南板块的俯冲；第三期近SN向挤压(D3)，发生于晚白垩世早期，其动力学背景可能是古太洋板块或伊泽奈崎板块对华南的N—NNW向俯冲、碰撞；第四期为近SN向引张(D4)，可能与古太平洋板块俯冲过程中的高角度俯冲或板片后撤引发的弧后扩张作用有关。

(2)拔旺矿床主要控矿构造样式为NEE—NE向切层断裂、裂隙控矿和顺层滑动破碎带控矿。切层断裂、裂隙于D4期的伸展活动控制了雁列式脉状矿体的形成，单矿体具向西的侧伏趋势，而矿带则呈现朝东侧伏的规律。似层状矿体受D1期褶皱虚脱空间和D3期构造挤压影响，表现出局部膨大、尖灭再现等现象。

(3)根据构造控矿规律和控矿构造组合特征，认为Ⅰ号主矿体南南东方向是下一步找矿的首选区段；近EW向褶皱、NEE—NE向断裂和NNW—近SN向顺层滑动破碎带的复合部位是重要的找矿方向；NNW—近SN向顺层滑动破碎带具等距性控矿特点，应加强其走向上的追索。

致谢：中国地质科学院地质力学研究所陈柏林研究员和湖南省地质调查院柏道远研究员级高级工程师在本文成文过程中给予了多次指导，两位审稿专家为本文质量的提升提出了指导性与建设性意见，在此一并表示衷心感谢。