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构造序次及其在找矿预测中的应用——以华南热液型铀矿床为例 陈柏林 中国地质科学院地质力学研究所 导读： 许多热液矿床受构造控制。分析不同序次构造形迹之间的关系、从低序次构造组合规律中识别高序次隐性控矿构造的存在，进而构建控矿构造模型并指导找矿预测，已成为当前构造控矿研究的关键，也是实现矿体定位预测、深部找矿突破的重要环节。 作者指出，构造序次关系非常普遍，它不同于构造级别，不同序次构造之间具有时差性、派生性、绝对性、可隐性等特点，低序次构造通常分布在高一序次构造影响的范围内，受局部构造应力场控制。控矿构造研究应从低序次到高序次，从含矿构造入手，开展力学性质和组合规律分析，厘定控矿构造型式，总结构造控矿规律；找矿预测则应从高序次到低序次，根据构造控矿型式和序次的控制规律，分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向，进行找矿预测。 本文在简述构造序次概念和核心含义、分析构造地质研究中常见的序次关系的基础上，提出了构造序次分析在找矿预测中的两步骤思路方法，并以华南邹家山铀矿床和长江铀矿田为例，阐述矿田构造研究和找矿预测中如何从低序次含矿构造入手、总结构造控矿规律、厘定控矿构造型式，构建构造控矿模型，继而依据构造形迹的控制关系，预测低序次构造发育的部位，指导找矿预测，最后对构造序次分析在找矿预测应用中需注意的问题进行了讨论。 研究认为，江西相山邹家山铀矿床不是受NE向的邹家山-石洞断裂控制，而是受NEE向、中-低倾角倾向NNW的隐性构造带控制，找矿方向是沿现有矿带SWW方向、中等倾角的深部。长江铀矿田不是受棉花坑断裂和油洞断裂控制，而是受NNW(近SN)向陡倾角构造带控制，浅部次级断裂含(储)矿，其下延归并的主构造带起导矿、运(配)矿作用，找矿方向是沿NNW(近SN)向含矿构造的延伸、延深部位以及地表矿带内空白区的深部。 在长江铀矿田，根据本文的找矿预测建议，实施了深部找矿验证科学深钻（GUSD-1，也俗称长江1号），该验证孔在1550 m打到了近SN走向的9号铀矿带向南、向深部的延伸铀矿化，发现了国内迄今埋藏最深的铀矿体，被中国地质学会评为2020年度十大科技进展之一。 研究指出，在进行构造序次分析时要特别注意构造形迹的成生联系，也要注重构造期次，更要区分成矿前、成矿期和成矿后构造，对具体的矿田、矿床或矿化带，对导矿、运矿(配矿)、储矿(含矿)构造间的关系(即控矿构造与含矿构造的关系)要进行客观分析，厘定控矿构造型式，构建构造控矿模型，指导找矿预测实践。 地质找矿应从基础地质构造调查开始，本文研究成果对指导找矿具有实际意义。 ------内容提纲------ ----------- 0 引言 李四光创立的地质力学是我国区域-大地构造主要学派之一，地质力学强调用联系的观点和方法开展构造分析。地质力学提出“构造体系”的概念，即具有成生联系的构造形迹及其所夹地块的总和。所谓成生联系，有4个方面限制条件（即四性）：组合形式规律性、空间分布局限性、形成时间同时性、动力作用同一性。可以说，地质力学是地球系统科学的早期代表。 构造序次（tectonic generation，structural generation）是地质力学的最主要概念之一，是由李四光提出的。是指在同一方式动力作用下的岩块或地块，在其形变过程中所形成的不同性质、不同方向的结构面先后出现的次序，或者是由于边界条件的局部改变，各种构造形迹挨次控制关系。 构造序次分析是建立构造体系7个步骤的第二步，是分析地质构造形迹成因联系的唯一途径，是确定构造体系的关键。自20世纪70年代以来，运用地质力学联系的观点与方法，构造体系及构造序次的概念逐渐被应用于与地质构造有关的各个领域。构造序次分析在矿田构造、找矿预测中的作用也越来越被广大地质工作者所认可。 然而，随着国家经济的发展，浅部矿床勘查开发日趋减少，隐伏矿床、中深部矿床的勘查被提上了日程，众多热液矿床受构造控制明显，矿田构造解析在深地资源勘查中的作用愈显突出。如何分析构造形迹的挨次控制关系、怎样从低序次构造组合规律来认识高序次隐性控矿构造的存在、进而构建控矿构造模型并进一步指导找矿预测已成为当前构造控矿研究的关键，也是实现矿体定位预测、深部找矿突破最重要的环节。本文在简述构造序次概念和核心含义、分析了构造地质研究中常见的序次关系的基础上，提出了构造序次分析在找矿预测中的两步骤思路方法，并以华南邹家山铀矿床和长江铀矿田为例，阐述矿田构造研究和找矿预测中如何从低序次含矿构造入手、总结构造控矿规律、厘定控矿构造型式，构建构造控矿模型，继而依据构造形迹的挨次控制关系，预测低序次构造发育的部位，指导找矿预测，最后对构造序次分析在找矿预测应用中需注意的问题进行了讨论。 1 构造序次概念与核心含义 1.1 构造序次概念 构造序次是地质力学的最主要概念之一，是由李四光（1973）提出的。构造序次（tectonic generation，structural generation），也称为构造世代、构造世序。表示在同一场地壳运动中，岩块或地块遭受同一时期、同一动力作用方式持续作用下，所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序，或者是由于边界条件的局部改变，各项构造形迹挨次控制关系。构造序次是反映地质构造内在成生联系的一个重要概念。下面以单向水平挤压下岩块形变过程的两个概念模型（背斜形成过程和扭性结构面的持续活动）为例，分析一连串构造形迹形成发育的序次。 1.2 扭性结构面活动过程不同序次构造形迹 （1）当地块遭受水平方向（设定为SN向）的挤压应力作用，形成EW向压性结构面（P1），如褶皱、劈理等，同时形成NE向左行和NW向右行两组扭性结构面（R1和R1′）（共轭剪节理）以及SN向张性结构面（T1）。这些构造都是第一序次的构造形迹（图1蓝色部分）。
图1 扭裂面活动过程中不同序次构造形迹 （2）当SN向挤压力持续作用下，NE向第一序次扭性结构面（R1）发生左行走滑活动，R1断层的左行走滑活动导致局部应力场发生小的变化，在R1断层面附近（一侧或两侧一定范围）形成近EW向压性结构面（P2）、NNE向左行和NW向右行两组扭性结构面（R2和R2′）（共轭剪节理）以及近SN向张性结构面（T2）。这些构造都是第二序次的构造形迹（图1洋红色部分）。 （3）随着构造变形的继续发展，NW向第二序次扭性结构面（R2′）发生右行走滑活动，R2′断层的右行走滑活动导致局部应力场再次发生小的变化，在R2′断层面附近（一侧或两侧一定范围）形成近EW向压性结构面（P3）、NNE向左行和NW向右行两组扭性结构面（R3和R3′）（共轭剪节理）以及近SN向张性结构面（T3）。这些构造都是第三序次的构造形迹（图1黑色部分）。 1.3 背斜形成过程不同序次构造形迹 （1）当水平产状的岩层遭受水平方向（设定为EW方向）的侧向挤压力作用后，形成褶皱和断裂，这是最常见的构造变形过程，侧向压应力达到一定程度时，岩石开始出现第一阶段的变形，这个阶段，岩块的上、中、下不同岩层P、Q、R三个点的应力状态与地块总体应力场完全一致，即最大主压应力为EW向、中间主应力为垂向、最小主应力为SN向（图2a）。可形成以下构造形迹：与最大主压应力斜交的扭性结构面（共轭剪破裂）；与最大主压应力方向平行的张性结构面；与最大主压应力方向垂直的压性结构面，包括与即将出现的褶皱轴面一致的节理、皱纹、挤压破碎带等，这些都是第一序次的构造形迹（图2a洋红色构造）。
（2）当侧向压力持续作用，岩层一旦发生弯曲，背斜就出现了。这对岩石形变是一个重要标志，边界条件随之发生了改变，应力状态也发生了变化。这个阶段，岩块的上层（P层）的应力状态变化为最小主应力呈E-W向（即E-W向拉张），这时顶部出现与轴向一致的纵向张裂隙；岩块的下层（R层）仍然为E-W向挤压，背斜核部内层形成较紧闭小褶皱；由于弯曲，使层与层之间沿着层面发生相对的扭动（层间滑动），局部应力场发生改变，如背斜东翼的T点，最大主压应力为向西缓倾、中间主应力为水平S-N向，最小主应力为向东陡倾，在中间层（Q层）产生层间拖曳褶皱、轴面劈理、层间破碎带，其中形成轴面倒向西、倾向东的小褶皱；背斜西翼则形成与T点呈镜面对称的构造形迹；同时由于岩层的弯曲在较硬岩层之间的转折则出现虚脱现象等。这都是第二序次的构造形迹（图2b中蓝色构造）。 （3）当侧向挤压力继续加强的情况下，背斜进一步发展，在许多部位产生局部应力场。背斜顶部沿纵张裂隙不断扩大，加上重力作用，中间地块陷落，形成背斜地堑；中间地块下降过程中和两侧地块间发生正断层活动（注意，正断层只发育在背斜中和面以上，不会向下穿越中和面）。由于断层的正断活动，在剖面上沿断层面两侧一定范围（W点）局部应力场再次发生改变，最大主压应力为近直立，中间主应力水平SN向，最小主应力水平EW向，沿断层面及两侧形成派生的分支羽状张裂隙、压性劈理、小褶皱以及岩层的牵引构造等，所有这些在地堑块体下降过程中形成的构造都属于第三序次的构造形迹（图2c中红色构造）。 1.4 构造序次的核心 作为地质力学构造体系最主要概念之一，构造序次的核心是地质构造内在成生联系，强调主干构造及其派生的构造形迹的先后挨次控制关系。包含了成生联系四要素（组合形式规律性、空间分布局限性、形成时间同时性、动力作用同一性）。构造序次的这种关系也可以理解为构造的辈分关系。第一序次构造派生第二序次的构造，第二序次的构造派生第三序次的构造，以此类推。 由上述分析可见，在定义构造序次的概念（含义）时，必须注意以下几个关键要点：① 构造序次划分的基本前提是同一方式的动力（同一构造应力场）作用期间所发生的一连串构造形迹及其间的挨次控制关系；② 构造序次的概念不是指构造运动时期，野外鉴定构造时期一般通过不整合、岩浆岩时代、同位素测年方法等。而序次的鉴定，是从成生联系的角度来解释的，由于岩石形变过程导致局部构造应力场发生变更，变更过程大致可划分阶段。这个不同阶段的划分，实质上就是构造形迹形成过程的划分，类似于一期成矿作用中的矿物结晶世代。不同序次的构造形迹产生的时间间隔可以有差异，可短可长，但是不能太长，不能超过一个构造运动时期。具体的间隔只能根据具体的构造动力条件、发生变形的岩石力学性质、变形的温压条件和它们之间的相互关系进行具体的分析判别。 在同一动力作用下，随着变形（特别是递进变形）的发展，同一结构面会发生力学性质的序次转换。如褶皱形成过程中，表层岩石第一序次的纵向压性结构面，随着褶皱岩层的弯曲，局部应力场的改变，演化为第二序次的纵张结构面（图2b）。再如递进剪切变形过程中，随着剪切变形的发展，变形带内发生明显旋转，原来的反向剪切面（相对于共轭的另一组）会逐渐旋转至压性结构面位置，力学性质由扭性转变为压性，原来张性结构面会逐渐旋转至扭性结构面（共轭反向剪切面）的位置，力学性质由张性转变为扭性（图略）（北京大学地质系，1978）。 2 构造研究中常见序次现象 作为构造变形过程具有成因联系和挨次控制关系的构造形迹，序次关系是无所不在的。在地质力学构造体系研究中，构造序次分析是建立构造体系7个步骤的第二步，是分析地质构造形迹成生联系的唯一途径，是确定构造体系的关键。因此在开展构造地质和矿田构造研究中，构造序次关系是非常多见的构造现象，也是每个地质研究者必须关注和面对的。 2.1 羽列是最典型构造序次关系 羽列就是构造形迹的羽状排列、雁行状排列，也称雁列、斜列，是非常常见的构造形迹组合关系。羽列更是最典型的构造序次关系，它是高序次扭裂面（剪切面）呈隐性、低序次结构面（压性、压扭性、张性、张扭性均可）呈显性的一种构造形迹组合关系（图3）。
对于羽列的排列方式，各家有不同的命名方式，分别用“行（xing）”、“阶”、“列”等，还有把运动学与排列形式混合的称呼，如“左行右阶”、“右行左阶”等。这些称呼或命名给构造地质学的初学者造成了很大的困惑。而且，由于羽列实体的力学性质不同（是压性的构造透镜体、褶皱轴或地震鼓包还是张性的脉体、盆地或地震洼地），将排列与运动学混合命名常出现明显的错误。笔者认为，在涉及羽列的命名时，首先要确认排列的形式，在确认排列形式之后，根据呈羽状排列的地质体的力学性质，再分析运动学。说到排列，常用“行（hang）”和“列”，由于“行（hang）”与“行（xing）”不易区分，使用“列”更具唯一性。依据“行（hang）”和“列”的概念，对于有延长方向的脉体（或褶皱轴、透镜体等）而言，其延长方向是“行（hang）”，即走向方向为“行（hang）”，那么倾向方向就是“列”。我们顺倾向（图3中蓝色箭头）方向看，下一个出现在左侧，称为“左列式”，下一个出现在右侧，称为“右列式”（图3）。 在确定了排列的基础上，再根据羽状排列地质体的力学性质分析高序次隐性剪切面（扭裂面）的相对运动方向。如图3a，由张性地质体（张性脉体、地震洼地、盆地等）构成的右列式羽列反映隐性剪切面为右行相对运动；而如图3b，由压性地质体（构造透镜体、褶皱轴、地震鼓包等）构成的左列式羽列反映隐性剪切面为右行相对运动。反之，由张性地质体构成的左列式羽列反映隐性剪切面为左行相对运动；由压性地质体构成的右列式羽列反映隐性剪切面为左行相对运动。 由于岩石变形过程中的抗张强度明显低于抗剪强度，在脆性域张破裂总是先于剪破裂发生，所以最常见的是由张破裂构成的羽列，其次压性、压扭性构造也可以构成羽列。在福建肖板金矿外围变质岩中，由12条低序次石英脉呈右列式组成的羽列，指示沿轴线（隐性剪切面）为右行相对运动（图4a）。在湘南枞树板铅锌矿区的寒武系浅变质碎屑岩中，发育了由7条低序次 “S”形石英脉呈左列式组成的羽列，指示沿轴线（隐性剪切面）为左行相对运动（图4b）。在贵州烂泥沟金矿尼罗村薄层灰岩剖面中，发育羽状方解石脉，单体产状20°/NW82°，两组轴线（隐性剪切面）产状25°/NW55°、10°/SE70°，指示沿轴线（隐性剪切面）为正断相对运动（图4c），为剖面“X”型共轭剪破裂，反映最大主压应力为近直立。在柴达木盆地中，作为重要油气藏的红三旱背斜群也同样存在多序次的关系，7个第三序次NWW走向背斜呈右列式“S”形排列，轴线构成红三旱背斜群的二号背斜（图4d-1）；包括二号背斜在内的5个第二序次背斜呈左列式排列，其轴线构成了红三旱背斜群（图4d-2），这是第一序次构造。此外，现代地震活动所形成的地震鼓包、地震洼地、地震破裂也常常呈羽状排列。
需要指出的是，羽状排列的张性石英脉往往会出现“S”形或反“S”形（如图4b），这是递进变形作用的结果。张性脉体从隐性轴线沿张裂面方向向两侧发育，例如在左行隐性剪切面中，第一世代形成的张性脉（图5a，图中蓝色）在递进变形中发生逆时针旋转，而从第一世代末端继续生长的第二世代张性脉体依然沿张破裂方向发育（图5b，图中粉红色），当递进变形继续进行时，第一世代与第二世代脉体一起发生逆时针旋转，且从第二世代末端继续生长的第三世代张性脉体依然沿张破裂方向发育（图5c，图中黄色），同时隐性轴线（剪切面）处还会偶见第三世代脉体穿切第一及第二世代的脉体的现象（图5c）。同样，沿右行剪切面发育的羽状张性脉在递进变形中发生顺时针旋转，最终形成反“S”形（图5）。
2.2 河西走廊西段多序次活动构造 河西走廊是我国西部一个典型的压陷盆地，受晚中生代末以来印度板块与欧亚板块碰撞和持续向北挤压作用影响，青藏高原隆升，受阿拉善地块、塔里木地块的阻挡，昆仑山北缘、祁连山北缘发生巨大的逆冲推覆，同时形成阿尔金走滑断裂，起到变形-位移的调节作用。河西走廊处于这种近SN（NNE）向挤压区域构造背景中，新构造活动非常强烈，特别是西段的酒西盆地及其邻区，发育了多序次的活动断裂（图6）。
在河西走廊西段，第一序次活动断裂是阿尔金左行走滑断裂东段（F1）、祁连山北缘逆冲兼左行断裂（F2）和昌马逆冲兼左行断裂（F3）（图6a）。其中在区域上祁连山北缘逆冲推覆断裂由旱峡—大黄沟断裂、玉门断裂和佛洞庙断裂3条第二序次的逆冲断裂呈右列式展布构成（陈柏林等，2005）。在河西走廊西段，第二序次旱峡-大黄沟断裂（F2）由3条更低序次的红柳沟-金湾子断裂（F2-1）、金湾子-南山村断裂（F2-2）和南山村-杨树沟断裂（F2-3）呈右列式展布构成（图6a）。NEE向阿尔金断裂左行和NWW向祁连山北缘断裂逆冲兼左行活动在酒西盆地派生第二序次嘉峪关右行逆冲活动断裂（F8）、阴洼山右行逆冲活动断裂（F6）、隐性的新民堡-火烧沟逆冲活动断裂（F5）、文殊山右行逆冲活动断裂（F7）（图6a）。其中隐性的新民堡-火烧沟逆冲活动断裂（F5）由两条呈左列式斜列的第三序次新民堡逆冲活动断裂（F5-1）和火烧沟逆冲活动断裂（F5-2）构成（图6b）。 第二序次的阴洼山断裂（F6）右行逆冲活动引起局部构造应力场的改变，派生了第三序次的阴洼山西缘断裂（F6-2），并发生左行逆冲新构造活动（图6c）。从力学上分析，走滑断裂的端部局部应力场会发生很大的变化，在对向的端部形成挤压隆升区，在背向的端部形成伸展坳陷区。本区NW 向的阴洼山断裂发生右行逆冲活动后，在断裂北西端的南西侧形成挤压区，局部主压应力迹线变化为NNW 向，因此可以形成近SN 向左行逆冲断裂。局部构造应力场主压应力迹线（NNW 向）与区域构造应力场主压应力迹线（NNE 向）有着较大的差异，这也是不同序次构造与不同级别构造的本质区别所在，即低级别构造所反映的应力场与区域构造应力场是一致的。同时，从位移平衡上分析，只有近SN 向阴洼山西缘断裂发生巨大的左行逆冲，才能抵消因为阴洼山断裂右行逆冲活动产生的巨大位移，其中阴洼山断裂垂向位移最保守的估算也可达1800 m。正是因为阴洼山断裂和阴洼山西缘断裂的巨大逆冲分量，使得在平坦的戈壁滩上孤零零的隆起一个高差达450 m的阴洼山（覆盖在奥陶系之上的白垩系及古近系、新近系已被剥蚀），地貌上格外醒目。 2.3 湘南枞树板铅锌矿区多序次脉体和裂隙 枞树板铅锌矿位于湖南省郴县，地处著名的柿竹园多金属矿田的外围，属于受断裂构造控制的脉状铅锌矿床，成矿作用与千里山岩体关系密切。矿区围岩是寒武系浅变质碎屑岩，并有成矿后的花岗斑岩脉穿插，花岗斑岩脉年龄约80 Ma。 在枞树板矿区东部左家垅东侧河道约7 m ×4 m露头的花岗斑岩脉中发育了一组呈NNE（20°）走向的裂隙构造和张性硅质脉组合，显示了多序次构造特点。其中中段和NE段仅发育张性硅质脉（图7a、b），SW段比较复杂，有4组脉体和节理（图7c）：① 舒缓波状但呈SN向加宽加厚的硅化脉，主要分布于NE段和中段；② 355°/近直立的剪切节理呈右列式分布，轴线与单体夹角甚小（＜5°~10°）；③ 轴线呈280°/SW80°，单体65°/近直立的张性左列式羽列脉构成的剪切面；④ 追踪60°和135°两方向裂开形成的不对称追踪张裂隙。切割关系是②、③、④切割①，②切割③中张性羽列，④切割②和③，如果仅考虑切割关系可分出前后4期裂隙，其顺序是①、③、②、④；但是，如果从构造序次和配套关系分析，②、③、④为同一期构造应力场作用的产物。
从序次上分析，③由3个序次裂隙组成，第一序次是轴线呈280°/SW80°的左行隐性剪切面，其由3条走向为288°的第二序次隐性左行剪切面呈右列式构成（图7c），单条走向为288°的第二序次隐性左行剪切面又是由众多走向65°的第三序次张裂面呈左列式构成（图7e），其低序次的张性羽列先出现；②由2个序次裂隙构成，第一序次是走向355°的右行隐性剪切面，其由多条走向5°的略偏张扭性的裂隙呈右列式构成（图7d），与轴线夹角小的张扭性（扭性为主，略偏张）羽列，形成要晚于张性羽列，因此②切割③；追踪张节理形成一般晚于扭性剪节理，故④切割②和③。 从配套关系上分析，②轴线（第一序次剪切面）为右行隐性剪切面，③轴线（第一序次剪切面）为左行隐性剪切面，②与③两者运动方向相反，追踪张正位于两者之间（轴线走向45°），与低序次张性羽列单体相近，与②、③轴线代表的剪切运动方向相协调（图7c）。因此，②、③、④一起反映了一期σ1为NE（45°左右）方向的构造应力场。所以，图7的脉体和裂隙构造反映了2期构造应力作用，早期为近SN向的主压应力，使NE向（NNE）弧形断面发生左行，在弧形面中近SN向部位呈引张状态，充填硅化脉；晚期是NE向的主压应力，形成②、③、④三组节理，切割①硅化脉。 3 控矿构造序次分析 成矿作用与区域构造演化关系密切，在成矿学角度从大到小不同尺度区域依次称为成矿省、成矿带、矿集区、矿田、矿床等，与不同尺度的区域构造相对应。这里就涉及到了不同级别的构造。 3.1 构造序次与构造级别的关系 构造的“级别”主要是指规模，形成于统一构造应力场，具有同时性，是共生关系；“级别”是相对的，同一条构造带在不同尺度区域中所属级别是不同的，区域性的三级构造在矿田尺度就是一级构造。例如秦祁昆构造带是我国一级巨型构造带，秦岭构造带是二级构造带，商丹断裂带为三级构造带；但是在凤太矿集区或凤太矿田内，商丹断裂带就是一级构造带。 构造级别与构造序次是完全不同的两个概念，虽然它们都是形成于统一的区域构造应力场，但是在概念、通用性、时差性、共生性、相对性、可隐性、分布范围及局部应力场等方面存在差异（表1）。
构造序次与构造级别还存在以下的相互关系。 （1）同序次不同级别构造：高序次构造的规模可大可小，大的如秦岭构造带中数百km长的复背斜构造，中小的如马蹄沟金矿区构造，小微的如露头尺度的变质岩中的区域性片理构造。 （2）同级别不同序次构造：相同规模、相同级别的构造可以是不同序次的。如区域性片理、片麻理构造是高序次低级别构造，小褶皱的轴面劈理、小断层破碎带中的劈理、叶理是低序次低级别构造。 3.2 控矿构造序次分析必要性 地质力学强调：在进行构造体系分析时，构造序次分析是重要步骤之一，只有查清构造序次关系，才能把各式各样的局部构造形迹按照一定的规律排列组合起来，建立构造型式和构造体系。 在实际中，如果忽视序次关系研究，就会出现随意按构造形迹的性质和方向划为某一构造体系的错误。如赣南某钨矿处于NNE向构造带通过部位，主要含矿裂隙呈NWW走向，显示张扭性特征。以往仅依据裂隙方向和性质，误认为是NNE向构造的伴生张裂面，但经过序次关系调查分析，这组裂隙应为斜贯矿区内的NE向断裂派生的压扭性构造（图8），矿化时才呈张性，从而对构造控矿规律有了较正确的认识。
在前述的褶皱序次模型中，随着褶皱变形的持续发展，同一方向的构造形迹往往出现力学性质的序次转换（图2c）。在背斜转折端外层第一序次的横张裂隙与第二序次的纵张裂隙虽然是两个方向、且后者又切割前者的特点，但不是两期构造，是一期构造中的不同序次的构造（图2c）；在背斜的横剖面上，内层（R层）发育与褶皱轴面平行的压性构造、中间层（Q层）的层间滑动构造和外层（P层）在纵张基础上发育的正断层，三者具有相同的方向却具不同力学性质，它们也不是三期构造，而是同一期构造变形的不同序次构造形迹（图2c）。 在河西走廊酒西盆地内的阴洼山西缘断裂，明显是奥陶系浅变质砂岩逆冲在新近系和全新统之上，1∶20万区域地质调查因无法合理解释而定为性质不明断层，因为按照区域构造应力场NNE向最大主压应力，近SN向断层只能是右行正断，很难想象会发生左行逆冲运动。按照构造序次分析，是高序次NW走向阴洼山断裂的右行逆冲活动派生的局部构造应力场就很容易解释了。 又如玻利维亚 Altiplano 盆地北段的Laurani金多金属矿床，成矿火山岩年龄 7.5 Ma，有学者未进行构造序次分析，缺少构造体系概念，分出3期构造变形，即环状构造体系、扭动构造体系、东西构造带（SN向挤压构造应力场）。经过构造序次和构造体系分析，该区实际上是一个典型火山构造控矿（图略），且不存在SN向挤压构造应力场的大地构造背景。 再如滇西南翁孔坝铜多金属矿床，有学者也是缺少构造序次和构造体系概念，未进行构造序次划分，认为经历了4期构造活动，形成东西向构造带、南北向构造带、北西向构造带、北东向构造带。若经过构造序次分析，这是一个典型的褶皱（背斜）构造伴生及派生低序次构造控矿型式（图略）。 3.3 构造序次控矿分析方法 在运用构造序次开展构造控矿规律研究和找矿预测过程中，要遵循两个原则（思路方法）：即通过从低序次到高序次的构造分析，总结构造控矿规律；再从高序次到低序次，根据总结的构造控矿型式和序次的挨次控制规律，分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向，开展找矿预测。 3.3.1 总结构造控矿规律——从低序次到高序次 在矿田构造研究中，矿体赋存的构造称为含矿构造，也称储矿构造和容矿构造。含矿构造是低序次构造，这些含矿构造的组合形式、分布规律反映了高一序次构造（控矿构造）的型式。只有对含矿构造进行精细的研究，确定它们的力学性质、相互关系和组合形式，才能建立控矿构造型式（体系），总结构造控矿规律。 如受低序次张裂面控制的石英脉型矿体，如果出现三个或三个以上呈羽状排列，这说明矿体的分布受高序次的隐性扭裂面（剪切面）控制（图3a）。如秦岭造山带的商丹断裂带附近的马蹄沟金矿床，通过探矿坑道的解析观察，发现了矿化带内小—微型（几毫米至十几米规模）富矿体的空间展布规律（平面上呈右列式、剖面上呈前列式），厘清了含矿构造（控制富矿体的裂隙）的序次关系，结合变形运动学特点，构建了控矿构造型式——低角度伸展滑覆型韧性变形带控矿。 在甘新交界的金窝子金矿田，通过紧闭褶皱、韧脆性变形带低序次面理、石英脉型金矿体的空间展布特征及其与蚀变岩型金矿体关系等分析，厘清构造序次，结合变形运动学，构建了控矿构造型式——推覆构造系统控矿。 在黔西南地区卡林型金矿带的纳秧、簸箕田、水银洞、紫木凼一带，通过对每个金矿床的含矿构造及其与逆冲断层、逆冲断层上盘开阔褶皱（灰家堡背斜）、反向逆冲断层的组合特征分析，厘清构造序次的关系，建立了灰家堡背斜-逆冲断裂控矿构造型式。 3.3.2 找矿预测——从高序次到低序次 找矿预测是矿田构造研究的目的所在，根据上述从低序次到高序次总结的构造控矿规律和建立的构造控矿模型，可以开展找矿预测。任何一个较高序次的构造型式都有其独有的构造变形样式、运动学特点和形成的动力学条件。如低序次构造形迹呈羽状排列，反映了其轴线所代表的高序次构造形迹是隐性扭裂面（剪切面）。那么根据扭裂面的活动特点，其派生的低序次构造形迹具有规律性的排列，除了已经被发现的以外，还会存在一些尚未被发现的低序次构造形迹（图9），这是运用构造序次分析开展找矿预测的基本逻辑。对于张性构造形迹控制的脉状矿床，其预测区在M区（图9a），对于由压性构造形迹控制的矿床（如油气褶皱圈闭），其预测区在Y区（图9b）。
对于受逆冲推覆断裂及其派生背斜构造控制的黔西南地区卡林型金矿床，依据所建立的构造控矿模型和逆冲推覆构造主逆冲断裂派生的不同序次构造形迹的分布规律以及已经发现的金矿体（带）（图10中红色），可以预测在主逆冲断裂顶部矿体下延（图10中A位）、上盘二序次正向逆冲断层（图10中B位）、上盘二序次反向逆冲断层（图10中C位）、上盘前缘背斜转折端虚脱部位（图10中D位）、上盘二序次反向逆冲断层上盘前缘背斜转折端虚脱部位（图10中E位）等都是金矿体最有利的含矿部位，是有利的找矿预测区（图10）。
4 找矿预测实例 4.1 邹家山铀矿床 4.1.1 地质概况与问题 相山铀矿田地处钦杭构造带南侧，矿田内出露基底变质-沉积岩系、火山岩系、红层盖层，最醒目是NE向断裂和相山火山盆地构造。矿田由北、西和东3个成矿区24个铀矿床组成。 邹家山铀矿床位于相山（火山-侵入杂岩体）火山塌陷盆地西部，邹家山-石洞断裂带北东端，是我国目前探明的富大火山岩型铀矿床之一。铀矿体赋存于各种岩石中，以碎斑熔岩为主。矿体受低级别裂隙构造控制。由1~4、14、15及19号矿带组成。 前人认为由于邹家山-石洞主断裂的活动，在其旁侧派生了次级断裂，这些次级断裂是铀矿体的含矿构造，邹-石主断裂是控矿构造。这种说法既混淆了序次与级别的概念，也未进行序次分析。 4.1.2 控矿构造序次分析与构造控矿模型 首先，从低序次构造（含矿构造）研究入手。通过对邹家山铀矿床露天采场精细的调查，确认含矿构造单体是弧形断层面夹透镜状岩块的结构特点。 在对含矿构造空间组合特征调查基础上，结合矿带的空间展布特点（勘查资料显示矿体平、剖面均显示斜列组合特征），矿体（带）斜列与邹-石断裂的延伸方向及被认为的运动学特征不一致；通过构造序次分析，认为邹家山铀矿床含矿构造不是邹-石主断裂左行活动派生的低序次构造（图11）。邹家山铀矿床矿体单体平面上为北东向，矿体群呈北东东向展布，矿体剖面上单体中偏陡倾角，矿体群中偏缓倾角（图11）。从这些低序次含矿构造（矿体或矿带）展布的空间特点，建立了邹家山铀矿构造控矿模型——隐性的中缓倾角左行正断构造变形带控矿（图12）。成矿时邹-石主断裂还不存在。
4.1.3 找矿预测 按照构造序次的关系，进一步找矿方向是平面上现有矿带南西西方向（图11a中A区），剖面上为中缓倾角西北侧深部（图11b中的C区），而不是前人认为的平面上沿着主断裂延伸方向，即现有矿带的南西方向（图11a中B区），剖面上现有矿带的陡倾角的深部（图11b中的D区）。 4.2 长江铀矿田 4.2.1 地质概况与问题 诸广铀矿集中区位于湘粤赣交界的诸广山一带，主体由诸广山杂岩体组成，周边为古生代浅变质岩系。该铀矿集中区由鹿井、三九、城口、长江、百顺、澜河、全安7个铀矿田组成，长江铀矿田位于矿集区中部，是华南最大铀矿田之一，矿田内有目前国内唯一在产的硬岩型铀矿床——棉花坑铀矿床（图13）。
前人认为“棉花坑断裂左行活动派生低级别近南北向张性断裂是含矿构造”即“棉花坑断裂控矿”，“北西向油洞断裂既导矿也容矿”。但从序次关系上是相矛盾的。 4.2.2 控矿构造序次分析与构造控矿模型 首先，从含矿构造研究入手。矿田内含矿构造是发育于油洞岩体和长江岩体中的北北西（近南北）向构造，贯穿整个铀矿田。平面延伸长度大（单个最长4130 m，多带首尾相接达8~10 km），剖面延深大（800~1500 m），产状稳定（平均走向349°），成带成群密集出现。 矿化以猪肝色硅化为最显著特征，矿化与晚期白色石英脉无关，伽玛等值线与晚期石英脉斜交。矿化形式以交代为主，充填特征不明显，无明显张裂特征。成矿后构造活动不明显。 按照构造序次的关系，走滑断裂派生的低序次构造只能沿隐性高序次构造所影响的范围内展布（图3、图9）。对于长江铀矿田，如果按照前人对控矿构造的认识，即NEE向棉花坑断裂控矿，含矿构造是其左行活动派生的低序次张性构造，则含矿构造应该如图14a这种形式分布，即沿着NEE走向的棉花坑断裂的影响范围内展布，不会沿NNW（近SN）向延伸太长；或者油洞断裂是控矿构造，则含矿构造应该如图14b这种形式沿着油洞断裂影响的范围内分布，也不会沿NNW（近SN）向延伸太长。
然而，长江铀矿田含矿构造的实际展布是远远超出了棉花坑断裂的影响范围（图14c）。显然不能是棉花坑断裂或油洞断裂派生的低序次构造形迹，棉花坑断裂或油洞断裂不是控矿构造。 含矿构造带自北向南贯穿整个长江铀矿田，铀矿带的巨大延伸、稳定产状代表了其属于压性、压扭性力学性质的构造形迹，而不是郭春影（2013）、叶松鑫等（2019）和刘军港等（2019）认为的是由于棉花坑断裂左行活动派生的张性裂隙或油洞断裂右行派生的张性裂隙。 所以，长江铀矿田含矿构造带是一个独立的构造系统。形成于近东西向挤压的构造应力场（图15a）。结合围岩时代、基性岩脉时代、铀矿化时代等，可以重建铀矿田控矿构造的演化历史。该控矿构造系统经历了含矿构造形成期（图15a）、基性岩脉侵位期（图15b）、成矿期（图15c）、成矿后脆性破矿断裂形成期（图15d）和隆升剥露期（图15e）五个演化阶段，最终形成目前的状态。
长江铀矿田的导矿构造是区域伸展构造环境及其相关的岩浆活动，配（运）矿构造是与深部气液热流体贯通的呈北北西（近南北）向高角度正断层，其上部与北北西（近南北）向含矿构造相连，棉花坑断裂为破矿构造，而合适的隆升剥露幅度是保矿构造（图15）。 4.2.3 找矿预测 不同的控矿构造型式决定了不同的找矿方向。如果按照郭春影等（2013）和叶松鑫等（2019）的观点，棉花坑断裂和油洞断裂是高序次的控矿断裂，那么找矿方向就是沿着该两断裂的延伸方向进行找矿（图14a、b），即图13A、B、C、D黄绿色半透明区。按照本文的控矿构造型式分析，该区含矿构造不是棉花坑断裂和油洞断裂派生的低序次断裂，而是独立的NNW（近SN）向构造系统，那么找矿方向就是沿着现有含矿构造的延伸方向和延深的深部（图14c），即图13的E、F、G绿色半透明区是有利的找矿预测区。同时，根据NNW（近SN）向含矿构造产状比较稳定、局部具有弧形形态、小锐角分支复合、呈平行带状成群出现等特点，在现有矿带间浅表空白区的深部也很可能存在隐伏矿带，如平面上就是图13中的H、I和J绿色半透区的深部。 4.2.4 找矿预测效果 根据本文的找矿预测建议，项目一级实施了深部找矿验证科学深钻（GUSD-1，也俗称长江1号），该验证孔在1550 m打到了近SN走向的9号铀矿带向南、向深部的延伸铀矿化，其猪肝色硅化的特点与9号铀矿带北段及浅部完全一样，发现了国内迄今埋藏最深的铀矿体，被中国地质学会评为2020年度十大科技进展之一。取得了显著的控矿构造序次和构造型式分析预测有利找矿靶区的案例效果。 5 讨论 本文强调构造序次在控矿构造分析的作用，但是并不是绝对的，需要客观、实事求是的分析矿田区控矿构造的特点。同时，强调构造序次，并不是要忽视构造期次划分和构造演化历史重建。 5.1 构造序次与构造分期问题 构造序次强调的是一期构造运动过程中，在应力作用下形成的构造形迹挨次控制关系，强调的是区域构造应力场是统一的，确定构造形迹之间的成生联系，而且要满足成生联系的4个方面限制条件（四性）。而构造分期是构造运动时期，两者明显不同，后者的时间跨度明显要比前者长许多。如果用矿物的结晶来比喻，构造运动时期是不同期、不同阶段的矿物结晶过程时期，而构造序次则相当于同一期矿物结晶过程中的前后世代关系。 在矿田构造研究和找矿预测中，首先要进行构造运动分期，要明确区分成矿前、成矿期、成矿后构造，同时要重视成矿演化与构造演化的关系。只有在此基础上，以含矿构造的展布特征为切入点，再针对含矿构造的形成过程进行构造序次分析，继而在研究含矿构造组合关系的基础上厘定控矿构造型式、总结构造控矿规律，最终构建构造控矿模型。这样才能抓住构造控矿的实质，为找矿预测打下坚实的基础。 5.2 构造序次分析要特别注重成生联系 低序次构造形迹的组合及破裂方式反映了高序次构造的存在及其运动学、动力学特征，不管它是显性的还是隐性的都是如此；而高序次构造控制和决定了低序次构造形迹的分布特征和组合规律，特别是低序次构造形迹只出现在高序次构造所影响的范围之内。同时，低序次构造形迹的力学性质也要与高序次构造的运动方式相匹配。因此，在构造序次分析过程中，不仅仅需要构造形迹的空间分布（几何学）相匹配，更要有运动学（力学性质）和动力学（构造应力场）特征的相匹配。 如赣南某钨矿的含矿构造呈NWW向，有NNE向构造带通过，不能简单的认为NWW向含矿构造是NNE向压扭性构造的伴生张性构造，而通过序次分析之后，确认NWW向含矿构造与NNE向构造没有成生联系，而是与NE向构造具有成生联系（图8）。又如长江铀矿田，仅从表面上看，NNW（近SN）向含矿构造与NEE向的棉花坑断裂左行活动相匹配。但是，一方面NNW（近SN）向含矿构造的形态特征（大部分平直，部分呈弧形，延伸稳定）不是张性构造的特点，而是压扭性构造的特点；另一方面也是更重要的是NNW（近SN）向含矿构造的分布范围已经远远超出了NEE向棉花坑断裂的影响范围（图13、图14），所以，它们之间不具有挨次控制的成生联系，结合岩体时代、NEE（近EW）向辉绿岩脉的时代、铀成矿时代，确定NEE（近EW）向是NNW（近SN）向压性构造带的伴生张性裂隙（图15）。再如邹家山铀矿床，不管是平面上还是剖面上，矿体群组合和分布都与邹家山-石洞断裂的平面延伸和剖面延深明显不协调，所以邹家山铀矿床含矿构造与邹家山-石洞断裂成生联系不明显，因而控矿的是另一组走向NEE、中等偏缓倾角倾向NNW的隐性构造带（图11）。 5.3 强调构造序次并不忽视不同级别构造控矿 本文强调构造序次分析及其在找矿预测中的应用，是要求在开展矿田构造研究过程中注重含矿构造形迹的成生联系，进而能够准确构建控矿构造型式，更好地开展找矿预测。但是针对具体矿床或矿田，要客观、实事求是，不一定都是高序次构造控矿、低序次构造含矿，也有许多是高级别构造控矿（导矿、运矿）、低级别构造含矿，要具体情况具体分析。正如本文的两个实例，邹家山铀矿床，从构造序次分析后，仍然是低序次构造控矿，但是其高序次构造与前人的认识不同了，认为邹家山-石洞断裂是成矿后构造，这与其明显的线性沟谷地貌特征相吻合。本文第二个应用实例长江铀矿田，前人认为是低序次构造含矿，经过构造序次的分析，认为含矿构造与棉花坑断裂不存在序次控制关系，反而是含矿构造及其下延的NNW（近SN）向构造是主体，棉花坑断裂等是其配套的伴生张性构造，NNW（近SN）向构造深部主断裂起导矿和运矿作用，浅部的低级别断裂为含矿构造，所以长江铀矿田不是不同序次构造控矿与含矿，而是不同级别构造控矿与含矿（图13~15）。同时，在矿田、矿床范围内，同序次、不同力学性质的伴生构造对矿体最后定位所起到的作用也有明显的差异，也需要做精细的分析。 是什么成生联系的构造型式控矿，还是不同级别的构造控矿与含矿都是客观地质存在，矿田构造研究的目的是查明它，而不是先入为主、不顾客观地质实际，或者不进行构造序次分析，把本该具有成因联系的不同序次构造不做深入研究而简单的划分成多期次构造等，都是不可取的。如前文的玻利维亚 Altiplano 盆地北段的Laurani金多金属矿床，矿体发育在非常年轻的新近纪晚期的火山岩中（年龄仅为7.5 Ma），被认为其经历了3期构造变形，显然是不符合实际情况的，而且更不可能经历一期SN向的挤压，因为该矿床位于南美洲安第斯山脉，是东太平洋板块向东俯冲的南美洲板块之下而形成的新生代造山带，该区没有形成SN向挤压的区域大地构造背景条件。 6 结论 构造序次是指在同一场地壳运动中，岩块或地块遭受于同一时期、同一动力作用方式持续作用下，所形成的不同性质和排列方位的各项结构面先后出现的次序，或者是由于边界条件的局部改变，各项构造形迹挨次控制关系。 构造序次是地质力学的重要概念，强调的是构造形迹之间的成因联系，是构造体系分析的最重要步骤，是厘定构造型式、建立构造体系的基础。构造序次不同于构造级别，不同序次之间具有时差性、派生性、绝对性、可隐性等特点。 矿田构造研究过程首先从低序次到高序次，从含矿构造入手，通过力学性质和组合规律分析，厘定控矿构造型式，总结构造控矿规律；再从高序次到低序次，根据构造控矿型式和序次的挨次控制规律，分析低序次含矿构造可能出现的位置和方向，开展找矿预测。 通过控矿构造的序次分析认为邹家山铀矿床不是受NE向的邹家山-石洞断裂控制，而是受NEE走向、中-低倾角倾向NNW的隐性构造带控制，找矿方向是沿现有矿带SWW方向、中等倾角的深部。长江铀矿田不是受棉花坑断裂和油洞断裂控制，而是受NNW（近SN）向陡倾角构造带控制，浅部次级断裂含矿、其下延归并的主构造带起导矿、配（运）矿作用，找矿方向是沿NNW（近SN）向含矿构造的延伸、延深部位以及地表矿带内空白区的深部。 在开展构造序次分析时要特别注意构造形迹的成生联系，也要注重构造期次，要区分成矿前、成矿期和成矿后构造，对具体的矿田、矿床或矿化带，对导矿、运矿（配矿）、储矿（含矿）构造间的关系（也即控矿构造与含矿构造的关系）要进行客观分析，确认它们之间到底是序次关系、还是级别关系，拟或是同级序的伴生关系，构建控矿构造型式，指导找矿预测实践。 致谢：本文内容初见2023年2月25日构造地质学网络论坛，后于第十六届全国矿床会议矿田构造专题主题报告（2023年4月2日，太原），受到关注，遂成文与同行分享。成文过程与杨兴科教授进行过多次交流和讨论，两名审稿专家的宝贵建议，对提高本文受益匪浅，在此一并感谢。 |
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