广西北山铅锌矿区层间滑动作用与成矿的关系

董海雨，余 何，康皓钰，周 勋

(1.桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 541004；2.贺州学院，广西 贺州 542899)

前人对广西北山地区的岩相古地理、成矿地质条件、同位素和矿床成因都作了较多的研究[1-6]，而对于其中的成矿构造缺乏系统研究，只知道矿体的赋存在礁顶白云岩内，而不知矿体为何在其内，为什么矿体在哪个位置？而不在其他位置。本文在前人工作的基础上，从矿体形貌学上去鉴别矿床构造成因，从构造学上厘定大体成矿时代，从层滑角度，简要探讨北山铅锌矿的成矿构造、成矿时代、构造演化，为区域内地质找矿提供参考。

1 成矿地质背景

广西北山铅锌矿大地构造位置处于江南古陆的西南缘，右江再生槽北部的边缘，属于古特提斯域和滨太平洋域的复合部位，南岭成矿域的西部边缘。该地区成矿条件复杂，矿床类型多。北山矿床主要位于北北东褶皱的核部或翼部。区域出露的地层有四堡群、板溪群、震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系，矿区地层为泥盆系容县组(D3r)，桂林组(D3g)、东岗岭组(D2d)。容县组为浅灰色、灰白色厚层状灰岩夹白云质灰岩；桂林组分为深灰色、灰黑色薄-中厚层状灰岩夹泥灰岩、扁豆状灰岩；东岗岭组分为两段，下段为灰、深灰色厚层灰岩，夹生物碎屑灰岩，上段为深灰色薄层泥灰岩、泥岩夹泥质灰岩。矿体产在东岗岭组顶部细-中晶白云岩内。

1.1 控矿构造

1.1.1 背斜

矿区核部出露地层主要是东岗岭组(北部)和容县组、桂林组(南部)，两边地层是石炭系。矿床整体位于背斜的核部及翼部。该背斜长49km，宽约3km～ 5km，轴向20°，为直立倾伏褶皱，整个褶皱具有向南倾的趋势即北高南低。背斜的东翼，倾向南东，比较陡，倾角20°～ 45°，西翼倾向北西，较缓约10°～ 30°。两翼分别被断层给破坏，核部地层小褶皱发育。

1.1.2 断裂

(1)F3断层：长约2400m，走向北北东，倾向南东东，倾角30°～75°，属于正断层，垂直断距30m～180m，破碎带宽0.5m～8m，片理化发育，方解石脉沿片理呈网脉状充填切割矿层，并具有多个方向的擦痕，说明活动的多期性。

(2)F4断层：位于二号矿带的东部，长约6000m，呈舒缓波状延伸。走向北北东，倾向南东东，倾角较陡约70°，破碎带宽度约8m～50m。断层破碎带片理化发育，与F3一样具有多组不同方向的擦痕，主矿体主要赋存在该断层的上下两盘中(图1)。

图1 北山矿地质简图

1-上朝组；2-尧云岭组；2-罗城组；3-容县组；4-桂林组；6-东岗岭组；7-堆积褐铁矿；8-正断层；9-矿点；10-北山礁出露范围；12-矿体露头；

2 矿床地质特征

2.1 矿体形貌特征

矿体的几何形态反映了成矿构造的外形，成矿构造又为矿体提供容矿空间。似层状、透镜状原因有三：喷流沉积成因(原生)、构造成因(层滑断裂、褶皱等)、或是两个的复合。管道状和脉状只能是构造成因(后生)。北山地区地表地下分布有几百个大大小小的溶洞。从野外观察的情况，地表的溶洞比较水平，内部未充满其他岩石，有些目前还在进行，应为第四纪以来形成的。地下的溶洞与地层平行，内部已充满角砾岩、泥岩。矿区的西部常见石炭系与泥盆系呈平行不整合接触，不整合面上常见角砾状灰岩与古风化壳，表明在印支期层间滑动褶皱之前，矿区中泥盆统地层曾接近古地表，具有形成古岩溶的地质条件。由于印支运动及其大规模的成矿作用，古岩溶很可能在层滑褶皱过程中就为印支期中低温成矿热液充填。由于受层滑作用，本区的溶洞大部分分布层间或岩性界面处，地下的溶洞随岩层的弯曲而弯曲，或受一些节理控制，内部已经充满了堆积物。脉状矿体在主矿体的上部和边部都有发现，推测与主矿体相连，一般距主矿体10m左右，由于现在岩溶顶部和两壁都有大大小小的裂隙，同样古岩溶内部也有裂隙，只不过是已被充填，即脉状矿体(图2)。内部矿体边部具有明显溶蚀现象，底部有溶塌角砾岩、局部有泥岩，形成的矿体很富几乎没有杂石，这些特征无不指向古岩溶控矿(图2)。成矿作用晚于围岩，具有后生成因的特点。

图2 北山矿床巷道内部岩溶特征

a-溶塌角砾岩；b-节理形成小溶洞；c-脉状矿体；d溶洞边界溶蚀现象；e-矿体边部现象；f-不规则矿体；g-变形泥岩夹灰岩透镜体;h-岩溶内背斜构造

2.2 矿物生成期次

北山地区的矿石穿插比较复杂，从相互穿插关系的判断，至少经历四期：早期形成黄铁矿呈黄色，金属光泽强，规模大；中期闪锌矿呈细脉状或角砾状充填于黄铁矿中。中-晚期黄铁矿充填于早期黄铁矿和白云岩内构造裂隙中，晚期方铅矿穿插闪锌矿、黄铁矿，部分立方体晶形完整。这些都说明成矿作用具有多期性。

2.3 矿体平面和剖面特征

2.3.1 矿体的平面特征及指示

矿体的平面形态比较简单，呈透镜状，具有左行排布规律(图3)，可能受早期层滑作用影响。矿体赋存在中泥盆东岗岭组生物礁顶部白云岩中。其余地层几乎见不到矿体。矿区北部地层受倾伏背斜的影响已经剥蚀，南部地层延伸西南的地下深部。矿体找矿方向放在矿区的南部。

图3 矿段水平分布图(a)与构造解析简图(b)

2.3.2 矿体的剖面特征及指示

根据勘探线剖面可知，矿体呈透镜状、似层状、“S”型状、分支复合脉状。断层F3的上下盘都有矿体分布，呈现出破坏矿体的现象。三个矿段整体分布是北高南低(图4)。矿体是顺层的，通常是随着围岩的弯曲而弯曲，主要是受后期褶皱改造。矿体有陡变缓处，矿体的厚度往往增大。Ⅰ3、Ⅱ号矿体被F3切断，从勘探线1A可知，它们能够拼合，证明曾经具有“藕断丝连”，成矿构造可能受到地下水作用连通在一起。Ⅰ3号矿体和Ⅲ号矿体同在F3的下盘，背斜的西翼，两矿体距离几十米，本地区最大的矿体Ⅱ号矿体位于F3的上盘，即背斜东翼，断层滑移距离在30m～180m。所以在Ⅱ和Ⅲ号矿体的东边，具有寻找错失矿体的可能性。

图4 北山矿勘探线联合剖面图

3 层滑构造解析

3.1 层滑作用

碳酸盐岩系层滑断裂是一种重要的控矿构造类型，区域性多层次的滑脱界面控制了我国不少重要的多金属矿床的产出和定位[7]。一个地区发生构造运动，显然会保存一定量构造痕迹，是否能观察到现象，对于判断该区构造成因非常重要。印支期华南内微板块挤压变形强烈，北山地区泥盆系地层又普遍存在岩性差异，显然具有发生层滑的条件。内部的构造解析表明，特别是桂林组(D3g)薄层状泥质灰岩、泥灰岩、泥岩，更容易发生层滑作用，而矿体底部的厚层状生物碎屑层滑作用不明显。野外观察的顺层擦痕及顺层充填的方解石脉，构造透镜体、层间角砾岩、层内雁裂脉、层间劈理的构造行迹保留完好。顺层的擦痕主要指向近南北向，成矿构造对矿床的构造性质、成因演化、成矿预测，具有重要的实际地质意义。层滑作用常形成似层状、透镜状、脉状的矿体。层间滑动作用成矿分为两种：一种是矿体呈似层状、透镜状发育在层间属于层间滑动作用成矿(北山、三排洞)，另一种是脉状矿体和节理控制的矿体属于层内滑动作用成矿(包括某一地层内滑动和层内断裂，如五圩箭竹坡多金属矿)。在整个北山矿区的，发现大量的雁裂脉，既有左行也有右行的，证明在石炭纪后，该区域发生了脆韧性的剪切作用。

3.2 构造演化

通过上限地层去厘定层间滑动的时代。矿区现有地层最高层位为石炭系，证明海西末期层间滑动作用已经逐渐开始，印支早期，广西北部大部分地区出露地表，不再接受沉积，这个时期是层间滑动和岩溶形成的主要时期，层间滑动作用给岩溶的形成提供了前提条件。层滑动作用过程中产生大量的热使地层温度升高，容易把分散的成矿元素活化、迁移一个成矿构造或多个成矿构造阶段(低压环境)。

矿体赋存在古岩溶构造中，成矿构造受褶皱的改造，证明褶皱之前已经形成了岩溶，从矿体形貌学分析矿体受古岩溶控制，古岩溶肯定是晚于地层。岩溶发育在特殊地层层位且具有一定方向性，后含矿热液对成矿构造加宽加长作用明显。印支中晚期北西向挤压持续加强，褶皱形成后，又发生了伸展作用形成正断层。

图5 矿体形成演化图

笔者在地表、巷道都发现了共轭剪节理，根据共轭角的钝锐之分，受力的方向也指向北西西-南东东方向。其构造演化过程：①海西末期至印支早期北山地区先经历了近南北向的层间滑动剪切作用(图5a)，之后顺层的方解石脉、矿体透镜体状充填(图5b)；②印支期晚期北西向的挤压，形成北北东、北东向构造背斜(图5c)；③褶皱形成后受到近东西向的拉张形成北山地区F3、F4正断层(图5d)这样三个构造演化阶段和递进变形关系，形成如今的构造格局。

4 结论

(1)基于构造解析认为印支早期是层间滑动作用和岩溶发展阶段，印支晚期，矿体受到褶皱、断裂破坏。首次在北山提出印支期层间滑动作用成矿，也是本地区最主要的成矿期。

(2)印支运动使本区基本构造框架定型，北山矿床受构造控制明显，其中北山背斜是控矿构造，而层间滑动断裂-岩溶是成矿构造。