曾廣乾,梁恩云,劉庚寅,鄒光均,黃遠能

1)中國地質科學院地質力學研究所,北京,100081;2)自然資源部古地磁與古構造重建重點實驗室,北京,100081;3)湖南省地質調查院,長沙,410016;4)河池市宜州區(qū)泰和礦產品有限公司,廣西河池,547000

內容提要:五圩礦田處于桂北丹池成礦帶南段，通過礦田尺度地質構造調查與礦床范圍控礦構造解析，識別出4期構造應力場和2類控礦構造樣式。4期構造應力場分別為：① NE向擠壓(D1)，為印支運動的產物，與古特提斯洋的閉合，即印支地塊與華南板塊的碰撞、拼合有關；② NWW—近EW向擠壓(D2)，形成于中侏羅世中晚期的早燕山運動，其動力來源于古太平洋板塊(或伊澤奈崎板塊)對華南板塊的俯沖；③ 近SN向擠壓(D3)，發(fā)生于晚白堊世早期，其動力學背景可能是古太洋板塊或伊澤奈崎板塊對華南的N—NNW向俯沖、碰撞；④ 近SN向引張(D4)，可能與古太平洋板塊俯沖過程中的高角度俯沖或板片后撤引發(fā)的弧后擴張作用有關。兩類控礦構造樣式分別是NEE—NE向切層斷裂、裂隙控礦和順層滑動破碎帶控礦。切層斷裂、裂隙于D4期的伸展活動控制了雁列式脈狀礦體的形成，使得單礦體具向西的側伏趨勢，而礦帶則呈現朝東側伏的規(guī)律。似層狀礦體受D1期褶皺虛脫空間和D3期構造擠壓影響，表現出局部膨大、尖滅再現等現象。根據構造控礦規(guī)律和控礦構造組合特征，認為Ⅰ號主礦體南南東方向(礦帶側伏方向)是下一步找礦的首選區(qū)段；近EW向褶皺、NEE—NE向斷裂和NNW—近SN向順層滑動破碎帶的復合部位是重要的找礦方向；NNW—近SN向順層滑動破碎帶具等距性控礦特點，應加強其走向上的追索。

丹池成礦帶(南丹—河池成礦帶)系指位于廣西北西部南丹—河池地區(qū)的一條NW向展布的錫多金屬成礦帶。在長約100 km，寬約30 km的成礦帶內，自北向南依次分布有芒場、大廠、北香和五圩4個礦田，產出有錫、鎢、鉬、銅、鉛、鋅、銻、銀、汞等礦產地200余處，其中超大型礦床2個、大—中型礦床13個(蔡明海等，2012)。半個多世紀以來，國內外礦床學家在該礦帶開展了廣泛而深入的研究工作，在巖石學、礦物學、礦床學、地球化學和地質年代學等方面積累了大量的研究資料，并取得了豐碩的研究成果。以往關于構造變形和控礦構造的研究多集中于大廠礦田，關于芒場礦田和五圩礦田構造控礦條件的研究成果較少。部分學者主張多階段構造演化與多期次成礦作用。以汪勁草等(2016)為代表，其基于構造解析，認為大廠礦田存在海西期噴流—沉積成礦系統(tǒng)、印支期層滑剪切成礦系統(tǒng)及燕山期巖漿成礦系統(tǒng)。多數學者則強調多階段構造演化與單期次成礦作用。如，徐鈺(1988)以小構造研究為重點，將大廠礦田的構造歸納為印支期NW向、NE向和燕山期EW向、SN向兩大斷褶系統(tǒng)，并總結了東、中和西成礦帶的控礦構造類型，強調了燕山期構造的控巖、控礦作用。沈鐳等(1992)從空間上恢復了芒場礦田內印支早期NNW向芒場復背斜和燕山晚期NNE向褶皺，并利用趨勢面分析方法給出了兩期褶皺的疊加部位及其控礦模型。章程(2000)通過共軛節(jié)理、層面擦痕、斷層派生構造等構造要素的觀測統(tǒng)計，恢復了五圩礦田中生代4期構造應力場。蔡明海等(2004b，2012)在丹池成礦帶內識別出兩套不同的變形構造樣式和構造組合，分別對應于印支期擠壓變形和燕山中—晚期伸展。將帶內控礦構造樣式歸納為上脈下層、以脈狀礦為主的“馬鞍山式”；上脈下層、以層狀礦為主的“銅坑式”和以脈狀礦為主的“箭豬坡式”，并強調了燕山期構造的控巖、控礦作用。然而，以往的研究缺乏對礦田范圍系統(tǒng)的構造解析與梳理，對礦床尺度控礦構造和控礦規(guī)律的分析與總結更是鮮有報道。正是由于缺乏對直接決定礦體定位的構造變形及其控礦規(guī)律的研究，導致了近年來該成礦帶邊深部找礦工作遭遇瓶頸。因此，本文以南段的五圩礦田為研究對象，通過礦田范圍構造地質調查和礦床尺度控礦構造解析及控礦規(guī)律的分析，以期為實現該地區(qū)邊深部找礦突破提供指導。

1 礦田地質背景

丹池成礦帶的大地構造位置處于右江盆地北東緣，江南古陸南西側，屬古特提斯構造域和太平洋構造域的復合部位(陳洪德等，1989；曾允孚和劉文均，1993)，成礦帶分布范圍與展布特征與南丹—(老)河池海西—印支期斷陷褶皺帶相當(圖1)。這一地區(qū)在加里東運動后，于古生代及早中生代不斷坳陷，并在印支期和燕山期強烈褶皺變形，且伴隨強烈的中酸性巖漿活動，產出大量以錫多金屬為特色的礦產(王東明，2012)。

圖1 桂北丹池成礦帶構造地質與礦產分布圖(據蔡明海等，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&)

五圩礦田位于丹池成礦帶南段，地層從下泥盆統(tǒng)至中三疊統(tǒng)均有出露，以中、上泥盆統(tǒng)為主(圖2)。中泥盆統(tǒng)至中二疊統(tǒng)巖性以碳酸鹽巖為主，夾少量碎屑巖和硅質巖，下泥盆統(tǒng)、上二疊統(tǒng)至中三疊統(tǒng)以碎屑巖為主，間夾碳酸鹽巖沉積。其中塘丁組(D1-2t)灰黑色泥巖、泥質粉砂巖、砂質泥巖為鉛、鋅、錫、銻、銀礦的主要賦礦圍巖，南丹組(C2P1n)礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r為次要賦礦層位。羅富組(D2l)泥灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，榴江組(D3l)硅質頁巖以及五指山組(D3w)條帶狀灰?guī)r，為砷、汞礦的賦礦圍巖(梁婷等，2014)。

圖2 丹池成礦帶五圩礦田地質與礦床分布圖(a)和五圩礦田構造剖面圖(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—中三疊統(tǒng)蘭木組；T2bf—中三疊統(tǒng)百逢組；T1s—下三疊統(tǒng)石炮組；P3lh—上二疊統(tǒng)領好組；P2m—中二疊統(tǒng)茅口組；P1q—下二疊統(tǒng)棲霞組；P2hls—中二疊統(tǒng)猴子關組；P2s—中二疊統(tǒng)四大寨組；C2P1m—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)馬平組；C2P1n —上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組；C2d-h —上石炭統(tǒng)大埔組—黃龍組并層；C2ds—上石炭統(tǒng)大山塘組；C2P1h-m —上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)威寧組；C1-2d —石炭系都安組；C1lz-b—下石炭統(tǒng)鹿寨組—巴平組并層；D3l-w—上泥盆統(tǒng)榴江組—五指山組并層；D2l—中泥盆統(tǒng)羅富組；D1-2t—下—中泥盆統(tǒng)塘丁組 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

礦田內NNW向五圩背斜、岜岳向斜和九圩背斜為主要褶皺構造，是NW向丹池背斜南延部分，陳毓川等(1993)認為褶皺軸跡的偏轉是后期SN向褶皺疊加改造的結果。區(qū)內斷裂構造主要發(fā)育有NNW、NNE、NE和近EW向4組，以NNW向、NNE向為主，多分布在五圩背斜核部，成組平行排列，陡立產出(傾角>60°)。這些斷裂和裂隙是礦田內主要控礦構造，拔旺、水落、箭豬坡、芙蓉廠等礦床均受該組構造控制(蔡明海等，2012)。礦田范圍內沒有巖漿巖出露，以往推測在箭豬坡礦床以北3～10 km，東西寬約6 km范圍內存在隱伏巖體(蔡建明等，1995)。

2 礦田構造變形與應力場恢復

通過對褶皺、斷層、節(jié)理、劈理等多構造要素的測量與統(tǒng)計，根據構造變形的交切、疊加和改造關系，初步擬定出五圩礦田中生代3期擠壓和1期引張構造應力場。以下即以變形期次為主線，詳細闡述和解析五圩礦田中生代構造變形特征。

2.1 NE向擠壓構造應力場

從區(qū)域背景而言，丹池成礦帶內褶皺軸跡以NW向為主，主體構造格架由NE向擠壓作用所塑造，五圩礦田內現今NNW向構造線由后期疊加改造而成。NE向擠壓構造應力場在研究區(qū)內形成了NNW(NW)向逆沖斷裂(圖3a、b)和同走向區(qū)域性褶皺九圩背斜、岜岳向斜和五圩背斜(圖3)，褶皺兩翼不對稱，東緩西陡，局部倒轉(圖2b)。同時在宏觀褶皺的兩翼形成了大量次級從屬褶皺(圖3c、d，圖3f—h，圖4a、c、d)。這些次級褶皺走向與宏觀褶皺一致，樞紐近水平，為不對稱褶皺，褶皺位態(tài)顯示為上層面向上逆沖的運動學特征，指示為宏觀褶皺同期層間剪切作用所形成。同時，觀察到巖層面上發(fā)育順傾向擦痕與正階步(圖4e)及層間劈理(圖4f)，指示這些褶皺形成于彎滑褶皺作用機制。

圖4 丹池成礦帶五圩礦田NE向擠壓應力場形成的構造形跡Fig.4 Structural features of NE-trending compressive stress field in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)岜岳向斜西翼發(fā)育的NNW(NW)向次級褶皺(D09)；(b)岜岳向斜東翼發(fā)育的NNW(NW)向同斜倒轉小褶皺(D17)；(c)岜岳向斜東翼發(fā)育的NNW(NW)向次級褶皺(D38)；(d)岜岳向斜東翼發(fā)育的NNW(NW)向次級褶皺(G08-1)；(e)南丹組灰?guī)r層面擦痕與正階步示逆沖；(f)石炮組粉砂質泥巖層間劈理示上層面逆沖(D204)；S0和S1分別代表層理和劈理(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，岜岳向斜東翼D17點處蘭木組粉砂質泥巖中發(fā)育一系列同斜倒轉尖棱狀小褶皺(圖3e、圖4b、圖5a)，翼間角約28°，樞紐優(yōu)勢產狀為330°∠7°。這些小褶皺軸面傾向NEE，與宏觀褶皺軸面傾向一致，而與其所處構造部位次級從屬褶皺軸面相反。其成因機制應與宏觀褶皺類似，受控于自東向西的逆沖滑脫作用(斷展褶皺作用)(圖5b)，與蓋層于下伏基底之上的整體向南西西(南西)滑移以及派生的深部傾向北東東(北東)的逆斷裂等有關。

圖5 丹池成礦帶五圩礦田NW向褶皺形成機制與岜岳向斜東翼NW向同斜倒轉褶皺成因解釋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向擠壓構造應力場

前人多忽視了丹池成礦帶內NWW—近EW向擠壓作用的存在(蔡明海等，2004b；張漸漸，2017)，事實上，這是中生代一期非常重要的構造變形事件。區(qū)內NWW—近EW向擠壓構造應力場的識別主要通過以下構造形跡：

(1)研究區(qū)東部發(fā)育的NNE—近SN向斷裂(圖6b、c)，如水任斷裂(G03)、三境—塘州斷裂(G04)、紅沙—龍馬斷裂。蔡明海等(2004b)認為這些斷裂是區(qū)域近SN向擠壓(晚期擠壓)形成的橫張斷裂，但它們延伸較大，有別于橫張節(jié)理規(guī)模局限的特征，且在研究區(qū)南東角，這些NNE向斷裂明顯被NE向右行走滑斷裂所錯移，因此它們的形成時間不應晚于NWW—近EW向擠壓事件?？紤]到這些斷裂與區(qū)域上NNE—近SN向褶皺軸跡近平行，因此，它們很可能早期表現為逆斷裂性質，晚期在近SN擠壓構造應力場作用下發(fā)生伸展正斷活動。

圖6 丹池成礦帶五圩礦田NWW—近EW向擠壓應力場形成的多構造要素統(tǒng)計Fig.6 Statistics of multi structural elements formed by NWW—EW-trending compressive stress field in Wuxu ore-fieldt，Nandan—Hechi metallogenic beltσ1代表早期最大主壓力方向；σ1′ 和σ3′ 分別代表晚期最大主壓力和最小主應力方向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)研究區(qū)北西部大楊村西側右行走滑斷裂(圖6a)及南東部岜故一帶NE向右行走滑斷裂和NW向左行走滑斷裂構成的共軛斷裂系(圖6d、e)。

(3)露頭尺度的構造形跡有拔旺北部PD05-1點處的NEE向右行走滑小斷裂(節(jié)理)(圖6f、圖7a，σ1方位為280°∠33°，σ2方位為124°∠54°，σ3方位為18°∠12°)、內結一帶巴平組灰?guī)r中發(fā)育的右行走滑小斷裂(節(jié)理)(圖6g、圖7b，σ1方位為94°∠6°，σ2方位為292°∠83°，σ3方位為184°∠1°)、拔旺北東側南丹組灰?guī)r中發(fā)育的NW向右行走滑小斷裂(節(jié)理)(圖6h、圖7c)及拔旺南東側四大寨組灰?guī)r中發(fā)育的NE向右行走滑小斷裂(節(jié)理)(圖6i、圖7d)。

圖7 丹池成礦帶五圩礦田NWW—近EW向擠壓應力場形成的構造形跡及其與近SN向擠壓應力場所形成構造形跡的交切關系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向節(jié)理面上擦痕與正階步示右行走滑兼正滑(PD05-1)；(b)NEE向節(jié)理面上擦痕與正階步示右行走滑(D41)；(c)NW向左行走滑小斷裂及其派生張節(jié)理(D43)；(d)NE向右行走滑小斷裂與NEE向左行走滑小斷裂(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)

該期擠壓作用使得五圩礦田內主體褶皺軸跡由NW向偏轉為NNW向，尚在丹池成礦帶及其鄰區(qū)形成了芒場背斜、北香背斜、青菜園背斜(張漸漸，2017)、羅富背斜(⑤)、隆明背斜(②)、巴羊向斜(③)、云榜背斜(④)、下南背斜(⑥)、蘭木向斜()、三石向斜()、東山背斜()和板升向斜()(圖12)等若干NNW—近SN向區(qū)域性褶皺。

2.3 近SN向擠壓構造應力場

近SN向擠壓構造應力場在研究區(qū)內形成的構造要素包括：

(1)近EW向褶皺，在岜岳向斜兩翼均有發(fā)育。這些褶皺呈大角度斜跨疊加在主體NNW向褶皺之上，褶皺樞紐呈較大角度傾伏，具典型的疊加褶皺特征(圖8a—d，圖9，圖10a—c)。區(qū)域性的近EW褶皺發(fā)育在納合—紅沙一帶，褶皺兩翼大致對稱，翼間角約120°(圖2c)，兩期褶皺的疊加造就了內結—龍馬一帶的構造盆地(圖2a)。

圖8 丹池成礦帶五圩礦田近SN向擠壓應力場形成的多構造要素統(tǒng)計Fig.8 Statistics of multi structural elements formed by SN-trending compressive stress field in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt

圖9 丹池成礦帶五圩礦田岜岳向斜東翼NEE向疊加褶皺變形特征(a)(D306-1)；褶皺翼部層間逆沖式剪切形成拉張方解石脈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褶皺β圖解中實線代表褶皺翼部產狀，虛線代表軸面產狀；P2s2—中二疊統(tǒng)四大寨組第二段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

圖10 丹池成礦帶五圩礦田近SN向擠壓應力場形成的構造形跡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向疊加褶皺(D10)；(b)岜岳向斜東翼NEE向疊加褶皺(D25)；(c)岜岳向斜東翼NEE向疊加褶皺(G08)；(d)NEE向節(jié)理面上擦痕與正階步示左行剪切兼逆沖(底面，PD05-2)；(e)NEE向左行剪切型節(jié)理派生雁列式張節(jié)理(D24-1)；(f)NEE向左行走滑小斷裂錯移NE向右行走滑小斷裂(D24-1)；(g—h)共軛節(jié)理(充填方解石脈)示NNE向擠壓(D34)；(i)四大寨組灰?guī)r層面擦痕與正階步示右行走滑兼逆沖(PD02-2)；褶皺β圖解中黑線代表褶皺翼部觀測點產狀，藍線代表翼部優(yōu)勢產狀，紅線代表軸面產狀；β為褶皺樞紐(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向逆斷裂，主要發(fā)育在水任—拉顯一帶(圖8e)，近EW向納合—紅沙背斜的北翼，造成石炭系向北逆沖于二疊系之上(圖2c)。

(3)NE—NEE向左行走滑斷裂(節(jié)理)。規(guī)模性斷裂見于研究區(qū)北東部，發(fā)育數條NE向左行走滑斷裂，左行錯斷NNE—近SN向斷裂(圖8f)。露頭尺度小斷裂或節(jié)理，見于拔旺東側，發(fā)育一系列NEE向小斷裂左行錯移巖層，最大斷距達20cm(圖7d)、PD05-2點處發(fā)育NEE向節(jié)理面上擦痕與正階步示左行兼逆沖(圖8g、圖10d，σ1方位為44°∠6°，σ2方位為165°∠4°，σ3方位為276°∠80°)、D24-1點處發(fā)育的NEE向左行剪切型節(jié)理(圖8h、圖10e)及PD02-1點處發(fā)育NEE向左行雁列式方解石脈(圖8i)。

(4)NW向右行走滑斷裂，見于研究區(qū)西側下渡以西，右行錯斷巖層達1.5 km(圖8j)。

(5)共軛節(jié)理，見于板鑾東側巴平組灰?guī)r中，共軛節(jié)理銳角平分線約為NE15°，指示最大主壓應力方向為NNE向(圖8k，圖10g、h，σ1方位為15°∠22°，σ2方位為195°∠68°，σ3方位為105°∠0°)。

(6)PD02-2點處四大寨組灰?guī)r巖層呈NNW走向，巖層面上發(fā)育擦痕與正階步，指示一期右行走滑兼逆沖活動(圖8l、圖10i)。

該期擠壓作用尚在丹池成礦帶及其周緣形成了鐵板哨背斜、拉么背斜、亢馬背斜、大山—馬鞍山背斜(張漸漸，2017)、六里向斜(①)、敏村向斜(⑦)、弄甘嶺背斜(⑧)、云榜背斜(④)、那仰復向斜(⑨)和百江背斜(⑩)(圖12)等若干近EW向宏觀褶皺。在芒場礦田和大廠礦田內形成了近SN向橫張節(jié)理，并沿之充填花崗質巖脈。

圖12 丹池成礦帶五圩礦田與鄰區(qū)褶皺變形特征及疊加關系Fig.12 Fold deformation characteristics and superimposed relationships in Wuxu ore-field，Nandan—Hechi metallogenic belt，and adjacent areaE—古近系；T—三疊系；P—二疊系；C—石炭系；D—泥盆系；βμP—二疊紀輝綠巖；xK—白堊紀煌斑巖；γοK2—晚白堊世石英斑巖；γπK2—晚白堊世花崗斑巖；γδπK2—晚白堊世花崗閃長斑巖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向引張構造應力場

區(qū)內觀測到的SN向引張應力場作用下形成的構造形跡主要發(fā)育在拔旺村一帶(圖8)，包括：

(1)PD04-1點處NEE向正滑型節(jié)理，其局部拉張部位控制含礦方解石脈產出(圖11a)。

(2)PD04-2點處NEE向伸展型節(jié)理，在節(jié)理的橋接區(qū)方解石脈發(fā)生膨大(圖11b)。

(3)PD02-3點處NEE向節(jié)理旁側派生的里德爾破裂指示其為正斷性質(圖11c)。

(4)PD04-3點處發(fā)育兩組共軛節(jié)理，指示一期近SN向伸展作用(圖11d，σ1方位為65°∠87°，σ2方位為262°∠3°，σ3方位為172°∠1°)。

此外，在岜岳北西側D15點處發(fā)育一系列SEE向小型低角度正斷層，其正向錯移先存NW向劈理并造成牽引變形(圖11e)。

2.5 構造應力場演替序列

據構造形跡間的交切和疊加關系，我們對研究區(qū)內4期構造應力場作用的先后序次進行了厘定：

(2)斷裂對褶皺的錯移改造。從圖2a可知，NNW(NW)向褶皺被NE向右行走滑斷裂和NW向左行斷裂以及NNE—近SN向斷裂切割，亦被NEE—NE向左行走滑斷裂、NW向右行走滑斷裂及近EW向逆斷裂所破壞，顯然，NE向擠壓構造作用早于NWW—近EW向和近SN向擠壓。

(3)斷裂交切關系。在研究區(qū)北東部，NNE—近SN向斷裂被NE向左行走滑斷裂所錯移，顯示近SN向擠壓作用晚于NWW—近EW向擠壓。同時，露頭尺度的斷裂交切關系也進一步證實了這一認識：在拔旺東側四大寨組灰?guī)r中NEE向斷裂左行錯斷NE向斷裂，反映前者形成晚于后者，即近SN向擠壓作用晚于NWW—近EW向擠壓(圖10f)。

(4)NE—NEE向斷裂面上發(fā)育兩組擦痕線理，一組走向擦痕示斷裂左行走滑活動，另一組傾向擦痕示斷裂正滑性質，兩組擦痕的疊覆關系表明前者形成早于后者(圖14b、c)，即近水平擠壓作用先于伸展作用。

綜上，五圩礦田先后經歷了D1期NE向構造擠壓、D2期NWW—近EW向構造擠壓、D3期近SN向構造擠壓和D4期近SN向引張構造應力場作用，形成了復雜的構造變形圖案。

3 拔旺礦床控礦構造樣式

前人研究表明，NW向和NE向構造交匯的隆起部位控制了芒場、大廠、北香和五圩礦田的產出(蔡明海等，2004b；梁婷等，2014)。就五圩礦田而言，礦床的分布呈現出圍繞巖漿活動中心，礦化元素組合表現為由內向外從高中溫到中低溫組合。而礦體則主要受NNW(NW)向褶皺轉折端、層間滑脫帶和NEE(NE)向疊加褶皺轉折端、切層斷裂的(聯合)控制(郝森等，2016；韋紹成，2020)。蔡明海等(2012)對五圩礦田控礦構造特征進行過概略總結，主要以五圩背斜軸部的箭豬坡礦床為代表進行闡述。本文重點對前人研究程度較低的拔旺礦床展開控礦構造研究。拔旺礦床處于五圩背斜西翼，目前已發(fā)現4個錫鋅多金屬礦體，主要呈切層脈狀和順層(似層)狀兩種型式產出(圖13)。

3.1 切層斷裂、裂隙控礦

切層斷裂、裂隙控礦構造主要控制Ⅰ號礦體的產出(圖13b)。Ⅰ號礦體是礦區(qū)的主礦體，主要沿F5斷裂展布，斷裂走向自西向東由NEE逐漸轉為NE向，F5斷裂的幾何學與運動學特征嚴格控制了Ⅰ號礦體的空間形態(tài)。為此，通過詳細的調查研究，我們查明了控礦斷裂F5的幾何學與運動學特征。該斷裂實為一系列走向NEE—NE的密集破裂(節(jié)理)面疊合所形成的斷裂帶，以高角度傾向SSE—SE，局部反傾。該斷裂具兩期的活動歷史(圖14a—c)：早期為左行走滑兼逆沖性質，與區(qū)域近SN向擠壓應力(D3)作用有關，晚期表現為正斷為主兼具左行走滑，受近SN向引張應力場控制(D4)。

圖13 丹池成礦帶拔旺礦床地質簡圖(a)和控礦構造樣式圖(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—中三疊統(tǒng)百逢組；T1s—下三疊統(tǒng)石炮組；P3lh—上二疊統(tǒng)領好組；P2s2—中二疊統(tǒng)四大寨組第二段；P2s1—中二疊統(tǒng)四大寨組第一段；C2P1n4—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組第四段；C2P1n3—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組第三段；C2P1n2—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組第二段；C2P1n1—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)南丹組第一段；C2ds—上石炭統(tǒng)大山塘組；C1lz-b—下石炭統(tǒng)鹿寨組—巴平組并層 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號主礦體實則是一個被多個無礦圍巖塊段(南丹組第四段礫屑灰?guī)r)分割成的由若干個富礦包組成的礦體群。其中單礦體多向南陡傾，產狀一般為172°～182°∠76°～86°，部分礦體近直立或反傾向北。在各中段的平面形態(tài)呈啞鈴狀、藕狀、不規(guī)則囊狀，平面長度一般 40～88 m，礦石呈塊狀構造，品位高。同時，受多條并行排列的斷裂、裂隙面控制，目前所圈定的“Ⅰ號礦體”范圍內，除主礦體(群)外，實則還存在多個平行礦帶，控制著若干小規(guī)模礦體的產出。礦帶內礦體的組合排布具有明顯的雁列式特征。這一現象在PD04中得以很好地展現——礦帶整體產狀165°∠75°，礦帶內主要充填方解石，其間發(fā)育3個富礦包，長軸走向呈NE30°～60°，其與礦帶的排布組合方式反映礦帶具左行走滑特征，富礦包長軸方向與該剪切帶派生的里德爾剪切面相一致(圖14d、e)。

圖14 丹池成礦帶拔旺礦床脈狀礦體主控礦斷裂F5的運動學特征及控礦規(guī)律Fig.14 Kinematic characteristics and ore-controlling regularities of fault F5 in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)F5斷裂次級裂面擦痕與正階步示正斷兼左行走滑(PD02)；(b)F5斷裂次級裂面上發(fā)育兩期擦痕線理(315中段)；(c)F5斷裂次級裂面上發(fā)育兩期擦痕線理(PD02)；(d)F5斷裂次級裂隙中發(fā)育雁列式富礦包(照片為頂壁，視右行，實為左行，PD04)；(e)F5斷裂次級裂面中發(fā)育雁列式富礦包現象素描與模型解釋(PD04)；L1—早期擦痕線理，L2—晚期擦痕線理(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

需要說明的是，Ⅰ號主礦體(群)的產出除受NEE—NE向F5斷裂控制外，還被NNW—近SN向順層滑動構造面所制約，體現在單礦體長軸均呈NEE或NE向，而單礦體短軸則被NNW—近SN向構造面限制。

3.2 順層滑動破碎帶控礦

順層滑動破碎帶F3控制了Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3礦體的產出(圖13c)，礦體產狀245°～277°∠55°～66°與巖層近一致，礦體厚度一般較小，且多保留了原巖的層理或順層剪切面理構造，礦石品位較低。根據順層滑動破碎帶的構造成因機制和構造期次，可將該類控礦構造樣式細分為3個亞類型：

(1)D1期NNW(NW)向彎滑褶皺作用機制形成的層間滑動破碎帶控礦。以G08點為代表，該礦體產在NEE向Ⅰ號主礦體(群)西端南側的NNW向次級從屬褶皺轉折端(圖15a、b、c)，礦體呈透鏡狀，順層面未有較大延伸。

(2)D3期近EW向疊加褶皺作用引發(fā)的層間滑脫破碎帶控礦。以PD01號平硐中為典型，順層礦體在NWW向疊加褶皺(樞紐產狀280°∠72°)核部具明顯膨大現象(圖15d、e)。

(3)D3期近SN向擠壓導致先存NNW—近SN向層理面(或剪切面)右行走滑，在面理拐彎處的局部啟張空間容礦。以PD04號平硐內某順層容礦剪切帶為代表，該剪切帶總體呈NNW向，沿線發(fā)育數個透鏡狀小礦體，構成尖滅再現特征，剪切面上發(fā)育擦痕與正階步，指示右行走滑兼具逆沖分量(圖15g、h)。

圖15 丹池成礦帶拔旺礦床似層狀礦體控礦構造樣式Fig.15 Ore-controlling structural style of stratoid orebody in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt(a)NNW(NW)向次級褶皺轉折端控礦(G08)；(b)褶皺轉折端局部放大，礦化體保留先存面理構造(G08)；(c)NNW(NW)向次級褶皺轉折端控礦特征素描(G08)；(d)NWW向疊加褶皺轉折端礦體膨大(PD01)；(e)NWW向疊加褶皺轉折端礦體膨大現象素描(PD01)；(f)剪切帶幾何結構與控礦特征模型；(g)NNW向順層剪切帶局部啟張部位容礦現象(PD04)；(h)順層礦體旁側巖層面發(fā)育擦痕與正階步示右行剪切(PD04)；Ls—波長，Hs—波幅，AB段—啟張部位，BC段—緊閉部位；f1—早期褶皺，f2—晚期褶皺(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 討論

4.1 區(qū)域構造動力學背景

根據上文對4期構造變形特征、變形序列的論述和解析，結合區(qū)域大地構造演化背景，本節(jié)對各期擠壓構造事件形成的動力學背景加以探討。

華南板塊于早中生代經歷的印支期構造運動造成了陸相的T3或T3—J1與下覆不同巖層間的區(qū)域性角度不整合和下覆巖層區(qū)域性的非均一變質作用，形成了大規(guī)模的巖漿活動，結束了華南長期的海相沉積歷史，奠定了華南現今基本構造格架(Zhang Guowei et al.,2013)。研究區(qū)緊鄰NW走向的哀牢山—松馬縫合帶，該縫合帶為印支地塊與華南板塊于中三疊世碰撞—拼合界線(Findlay and Trinh,1997;Metcalfe,2002;Wang Yuejun et al.,2013;舒良樹等，2020)。作為印支構造層(D1—T3)中發(fā)育的塑造其構造格架的第一期擠壓構造變形，D1期NE向擠壓構造應力場控制形成的褶皺與逆斷裂走向與哀牢山—松馬縫合帶近一致。從區(qū)域尺度而言，華南板塊南緣(越南東北部—海南島—粵西南)這期NW向構造變形具有向NE擴展并逐步減弱的趨勢(林偉等，2011；陳澤超等，2013)，用華南板塊北緣揚子板塊向華北板塊的俯沖機制難以解釋，無論從時空關系還是構造變形樣式上將這一事件的動力學機制歸結于早中生代華南板塊同印支地塊的碰撞拼合更合理。事實上，區(qū)內海西期的拉張裂陷及印支期的擠壓褶皺與古特提斯洋的打開和閉合相關聯(蔡明海等，2004b；杜遠生等，2013；楊成富等，2020)。

D2期NWW—近EW向擠壓構造事件在華南有廣泛的變形記錄，導致了華南中東部寬約1300 km的NE—NNE向沖斷—褶皺變形和巖漿巖帶的形成(Li Zhengxiang and Li Xianhua,2007)。對該期擠壓事件已有較為一致的認識，前人稱之為早燕山運動，發(fā)生中侏羅世中晚期，受古太平洋板塊(或伊澤奈崎板塊)俯沖影響，區(qū)域構造體制為NWW—近EW向擠壓(舒良樹等，2004；徐先兵等，2009；張岳橋等，2009)。

精確的地質年代學研究表明，丹池成礦帶巖漿作用時代與成礦時間基本一致，主要集中于85～95 Ma之間(王登紅等，2004；蔡明海等，2005；李華芹等，2008；羅金海等，2009；梁婷等，2009，2011；王新宇等，2015；Guo Jia et al.,2018；郭佳，2019；Huang Wenting et al.,2019;伍靜等，2020)，二者是同一構造—熱事件的產物(韓鳳彬等，2007)。最近，韋紹成(2020)對五圩礦田拔旺礦床的錫石U-Pb定年，獲得了92±11 Ma的成礦年代學信息，進一步證實了丹池成礦帶以巖漿熱液為主導(錫多金屬礦硫來源穩(wěn)定，以巖漿S為主(梁婷等，2014))的成巖成礦作用發(fā)生于85～95 Ma之間。丹池成礦帶內礦床的空間分布嚴格受巖漿活動中心的控制，而這些巖漿活動的中心受構造控制明顯，均處于NW向丹池斷褶帶與NE或近EW向斷褶帶交匯部位的隆起區(qū)(圖1)。由此，我們將D3期近SN向擠壓構造的時代限定在晚白堊世早期。該期擠壓構造事件與古太平洋構造動力學體系對華南板塊的作用有關。Koppers等(2001,2003)、Sun Weidong等(2007)通過對太平洋海山島鏈的時空分布研究，揭示太平洋板塊的漂移方向曾經發(fā)生多次轉折，其中100～80 Ma太平洋板塊向NNW俯沖于歐亞板塊之下。Yang Yongtai(2013)提出歐亞板塊東側的Okhotomorsk地塊(屬伊澤奈崎板塊)在晚白堊世早期朝N—NNW向歐亞板塊俯沖、碰撞，并在東亞邊緣形成與San Andreas斷裂體系相似的左旋大陸轉換邊界。因此，D3期近SN向擠壓構造的動力學來源可能是古太洋板塊或伊澤奈崎板塊對華南的N—NNW向俯沖、碰撞。

D4期近SN向伸展構造事件，可能是繼D3期擠壓作用之后，在后造山向板內環(huán)境轉化的區(qū)域拉張背景下，沉積變質巖源區(qū)發(fā)生部分熔融(蔡明海等，2004a；伍靜等，2020)，引發(fā)的花崗質巖體底辟侵位，并伴隨重力作用的疊加，由此造成NE—NEE向壓剪性斷裂的伸展活動。該期地殼伸展事件的宏觀動力學機制可能與古太平洋板塊俯沖過程中的高角度俯沖或板片后撤引發(fā)的弧后擴張作用有關(Li Jianhua et al.,2020)。

4.2 控礦規(guī)律與找礦預測

前已述及，控制Ⅰ號主礦體(群)產出的F5斷裂具有兩期活動歷史，分別為早期的左行走滑兼逆沖與晚期的正斷兼左行走滑，那么礦帶內礦體在平面上表現出的左行斜列特征究竟由哪期構造活動所控制？這直接決定著邊深部找礦方向。綜合坑道與鉆孔資料分析，我們認為該斷裂晚期的正斷兼左行走滑活動很可能是包含Ⅰ號主礦體(群)的礦帶主導控制因素，理由如下：

(1)前期的勘探工程的布設沿Ⅰ號主礦體(群)的側伏方向開展，未取得較好的找礦成果，說明礦帶并不是向西側伏。

(2)雁列式(礦)脈在剪切面(斷面)上的截面長軸與擦痕線理相垂直。Ⅰ號主礦體(群)中單礦體立體形態(tài)呈斜筒狀向西側伏。前期勘探過程中將之作為一個礦體，發(fā)現其在454 m標高之上側伏角約72°，之下側伏角則變緩為約50°，考慮地表與深部整個礦體(群)的總體側伏角可能更緩(圖16)。因此，控制容礦構造(礦脈與礦帶)形成的這一期斷裂剪切活動所形成的擦痕理應朝東側伏。

圖16 丹池成礦帶拔旺礦床Ⅰ號錫鋅礦體縱投影側伏示意圖Fig.16 Vertical projection showing the regularity of side lying of No.1 tin—zinc orebody in Bawang deposit，Nandan—Hechi metallogenic belt

(3)雁列脈與剪切面之間的夾角(雁列角)一般有兩個高峰值，一種是45°左右，屬張裂隙；另一種是10°左右，屬剪裂隙(曾佐勛等，2008)。Ⅰ號主礦體(群)中單礦體傾角稍大于斷面產狀，部分礦體出現向北反傾，一定程度上反映容礦構造的形成與斷裂晚期的傾向正滑有關。

(4)PD01號平硐揭露的Ⅰ號主礦體(群)南側存在一NEE向斷裂破碎帶(圖17a)，帶內剪切面理指示為左行剪切(平面)的運動學方向。該斷裂破碎帶控制一小型礦帶產出，礦帶總體延伸方向呈向東大角度側伏(圖17b、c)，沿之充填的2個富礦包已近被采空，形成沿垂向分布的兩個空洞構成“啞鈴形”(圖17d)。與之類似，PD04-1點處含礦脈體的形態(tài)特征也表明其受斷裂的正斷作用控制(圖11a)。

圖17 丹池成礦帶拔旺礦床Ⅰ號錫鋅礦體產出平面圖(PD01)(a)和次級斷裂控礦模型圖(b)、次級斷裂破碎帶中礦體產出特征(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

綜上，F5斷裂晚期正斷兼左行走滑活動是控制礦體形態(tài)、組合與礦帶展布的主導因素，在這一運動學過程的制約下，單礦體具向西的側伏趨勢，而礦帶則呈現朝東側伏的規(guī)律，這一控礦模式也與成礦熱液自東向西、由深部向淺部運移的成礦動力學過程相吻合(圖18)。按照這一控礦模型，沿礦帶的側伏方向，即Ⅰ號主礦體(群)的南南東方向具有進一步找礦前景。

前人研究表明近EW向褶皺與NW、NNW向褶皺疊加部位往往是礦床的產出部位，如大廠礦田的銅坑—長坡礦床、拉么礦床、亢馬礦床等(蔡明海，2004b)。對于拔旺礦床而言，Ⅰ號主礦體(群)即產在NEE向褶皺(圖10c)、NEE向斷裂F5和近SN向順層滑動破碎帶的交匯部位，因此，兩方向構造的復合部位亦是重要的找礦方向。

值得注意的是，Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3礦體的平面分布具等距性，即相鄰礦體中心間距300～400 m，其間為寬約200 m的無礦段。就更大尺度而言，丹池成礦帶內礦田分布亦具有等距性特點，芒場錫多金屬礦田、大廠錫多金屬礦田及五圩鉛鋅多金屬礦田3個成礦強度較高的礦田間距約35 km(蔡明海，2004b)，這是否與NW向丹池斷裂在D3期近SN向擠壓下的右行走滑活動所導致的局部應力環(huán)境的變化有關？值得進一步探討。

5 結論

(1)五圩礦田上古生界—下中生界先后經歷了4期構造應力場作用：第一期為NE向擠壓(D1)，為印支運動的產物，與古特提斯洋的閉合，即印支地塊與華南板塊的碰撞、拼合有關；第二期為NWW—近EW向擠壓(D2)，形成于中侏羅世中晚期的早燕山運動，其動力來源于古太平洋板塊(或伊澤奈崎板塊)對華南板塊的俯沖；第三期近SN向擠壓(D3)，發(fā)生于晚白堊世早期，其動力學背景可能是古太洋板塊或伊澤奈崎板塊對華南的N—NNW向俯沖、碰撞；第四期為近SN向引張(D4)，可能與古太平洋板塊俯沖過程中的高角度俯沖或板片后撤引發(fā)的弧后擴張作用有關。

(2)拔旺礦床主要控礦構造樣式為NEE—NE向切層斷裂、裂隙控礦和順層滑動破碎帶控礦。切層斷裂、裂隙于D4期的伸展活動控制了雁列式脈狀礦體的形成，單礦體具向西的側伏趨勢，而礦帶則呈現朝東側伏的規(guī)律。似層狀礦體受D1期褶皺虛脫空間和D3期構造擠壓影響，表現出局部膨大、尖滅再現等現象。

(3)根據構造控礦規(guī)律和控礦構造組合特征，認為Ⅰ號主礦體南南東方向是下一步找礦的首選區(qū)段；近EW向褶皺、NEE—NE向斷裂和NNW—近SN向順層滑動破碎帶的復合部位是重要的找礦方向；NNW—近SN向順層滑動破碎帶具等距性控礦特點，應加強其走向上的追索。

致謝：中國地質科學院地質力學研究所陳柏林研究員和湖南省地質調查院柏道遠研究員級高級工程師在本文成文過程中給予了多次指導，兩位審稿專家為本文質量的提升提出了指導性與建設性意見，在此一并表示衷心感謝。