再論貴州省大地構(gòu)造特征(三)

楊順文，黃 波，楊 濤

(1.貴州理工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽 550003；2.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)，貴州 都勻 558000)

貴州省新元古代—晚古生代沉積了厚約40余千米碳酸鹽巖—碎屑巖建造(表1)[1-2]，造就了沉積—噴流沉積型多種礦產(chǎn)，以錳、磷、汞、鉛鋅、鎳鉬釩、重晶石及鋁土礦等大型—超大型礦床系列，在國內(nèi)占有重要地位[1-7]，由此對研究新元古代—晚古生代中期的地質(zhì)背景與外生成礦作用具重要意義。

表1 貴州省新元古代—古生代構(gòu)造旋回及主要的成礦作用

Table 1 Neoproterozoic-Mid-Paleozoic tectonic cycle and major ore forming processes in Guizhou province

1 大地構(gòu)造背景

根據(jù)新版《貴州區(qū)域地質(zhì)志》(2017)的劃分，由上揚(yáng)子陸塊與江南復(fù)合造山帶組成[1-2]，結(jié)合黃波等[4-7]對貴州省大地構(gòu)造特征總結(jié)，武陵—雪峰—加里東—海西運(yùn)動(dòng)早期，巖漿活動(dòng)較弱，造就了黔北—黔東—黔南地區(qū)以沉積—噴流沉積型礦床為主的大型—超大型礦床系列(圖1、圖2、表1、表2；據(jù)貴州區(qū)域地質(zhì)志整理，2017)[1-7]。

1-推測斷層(編號(hào))；2-主要斷層；3-正斷層；4-逆斷層圖1 貴州省構(gòu)造單元分區(qū)圖Fig.1 Patition map of geotectonic elements in Guizhou

1-推測斷層(編號(hào))；2-主要斷層；3-正斷層；4-逆斷層圖2 貴州省推測隱伏斷層構(gòu)造Fig.2 Structural distribution of concealed fracture in Guizhou

表2 黔北—黔東—黔南地區(qū)構(gòu)造單元特征表Table 2 Showing characteristics of tectonic units in the northern-eastern-southern part of Guizhou province

2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與主要的成礦作用

新元古代—晚古生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要為武陵運(yùn)動(dòng)、雪峰運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)及海西運(yùn)動(dòng)，其中武陵構(gòu)造、雪峰—加里東構(gòu)造為洋陸轉(zhuǎn)換背景；而海西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)則進(jìn)入陸內(nèi)造山階段[1-2]。

2.1 武陵運(yùn)動(dòng)

新元古代早期揚(yáng)子克拉通發(fā)生裂解，以松桃—貴陽—普安一帶的南華狹窄洋盆分裂出揚(yáng)子地塊和華南地塊，隨著南華狹窄洋盆的萎縮，揚(yáng)子古陸與華南古陸的匯聚和碰撞，形成了三級(jí)構(gòu)造單元分界線的普安—貴陽—梵凈山斷裂，揚(yáng)子陸塊東南緣出現(xiàn)溝—弧—盆格局，發(fā)育了梵凈山群、四堡群火山—沉積巖系，形成了在湘、黔、桂地區(qū)分布廣泛的碳酸鹽巖臺(tái)地。位于梵凈山群的基性—超基性巖，熔離成銅鎳礦條件差，相對較高的輝石橄欖巖范圍和厚度較小，限制了找礦遠(yuǎn)景。從江地區(qū)(南東部)的過鋁S型摩天嶺花崗巖，巖漿中所含揮發(fā)組分和巖漿期后的氣液活動(dòng)弱，目前僅在其外緣發(fā)現(xiàn)有少量礦點(diǎn)，找礦潛力不大[2]。

2.2 雪峰—加里東運(yùn)動(dòng)

本期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷了裂陷離散、匯聚及造山伸展三個(gè)動(dòng)力背景。1)下江時(shí)期，華南板塊分裂為揚(yáng)子板塊和華夏板塊的裂陷離散背景，其間華南裂谷盆地的產(chǎn)生，形成臺(tái)(盆)地、斜坡格局，經(jīng)歷了從裂谷盆地—洋盆—前陸盆地—磨拉石盆地的演化，成礦作用較弱。2)南華系—古生代中期隨著揚(yáng)子陸塊與華南古陸的匯聚，華南裂谷盆地洋殼向華南古陸俯沖，出現(xiàn)的溝—弧—盆格局及多期次級(jí)裂陷，為噴流沉積作用提供了前提條件。3)早古生代末的廣西運(yùn)動(dòng)引起揚(yáng)子、華南地塊碰撞的造山伸展，形成了少量華南褶皺帶及基性—超基性巖脈侵入，出現(xiàn)了雪峰—加里東期中壓低溫變質(zhì)帶和加里東褶皺區(qū)，成礦作用較弱。

南華系大塘坡期次級(jí)裂陷與錳成礦關(guān)系密切(表3)；震旦系陡山沱組(洋水組)、燈影組與磷成礦關(guān)系密切，形成于臺(tái)地邊緣淺灘，從早期陡山沱組(洋水組)成礦的臺(tái)地邊緣淺灘環(huán)境到晚期震旦—寒武系燈影組成礦的臺(tái)地邊緣淺灘，該時(shí)期磷礦形成于次級(jí)裂陷盆地；震旦系—寒武系碳酸鹽巖是貴州鉛鋅礦和汞礦的重要賦礦層位；牛蹄塘為寒武系次級(jí)裂陷最大期，與重晶石、鎳鉬釩成礦關(guān)系密切。

表3 黔北—黔東—黔南地區(qū)主要沉積—噴流沉積型礦床基本特征Table 3 Basic characteristics of main sedimentary exhalative deposits in the Northern-Eastern-Southern part of Guizhou

1)錳礦：主要分布于松桃縣境內(nèi)(北東部)，含礦巖系為下南華統(tǒng)大塘坡組第一段碳質(zhì)頁巖中，礦體多呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于含錳巖系底部，礦石礦物主要為菱錳礦、鈣菱錳礦等。成因爭論有熱水、生物及化學(xué)成因等[8-14]，周琦等[15]和李建威等[16]提出與古天然氣滲漏成因有關(guān)(圖3)，形成于南華裂谷盆地次級(jí)拉張—斷陷沉積盆地中心，受深部斷裂控制明顯，是殼-幔源無機(jī)成因的甲烷和富錳氣液上升、溢出通道，在海底火山噴發(fā)并沉積成礦；平面上沿?cái)嗔殉湿M長帶狀展布，形成重要“內(nèi)生外成”的成礦系統(tǒng)，總資源潛力預(yù)計(jì)超過10億t，成為國內(nèi)最大的錳礦集中區(qū)。

1—南華系大塘坡組第一段；2—南華系下統(tǒng)兩界河組和鐵絲坳組；3—?dú)馀轄顦?gòu)造菱錳礦石；4—塊狀構(gòu)造菱錳礦石；5—條帶狀構(gòu)造菱錳礦石；6—凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)砂巖透鏡體；7—白云巖透鏡體；8—碳質(zhì)頁巖；9—古斷裂圖3 古天然氣滲漏沉積型錳礦成礦模式圖Fig.3 The ideogram of the formation of manganese ore from ancient natural gas leakage

2)磷礦：產(chǎn)于震旦系陡山沱組(洋水組)上部的海侵序列陸緣碎屑和碳酸鹽巖沉積，主要分布于黔中的開陽、息烽、甕安、福泉等地，磷來源為海源，前南華紀(jì)多發(fā)磷豐度高的基性巖漿和巖漿期后氣液活動(dòng)，為海水溶解磷質(zhì)提供了豐富的物源。而產(chǎn)于震旦-寒武系燈影組則較為廣泛，主要分布于務(wù)川—湄潭—甕安一線，含磷巖系由含磷生物屑白云巖、磷塊巖、泥硅質(zhì)磷塊巖等組成，礦層產(chǎn)于含磷巖系底部?？偟膩碚f，陡山沱組、燈影組與磷礦關(guān)系密切，環(huán)境為臺(tái)地邊緣淺灘，形成于次級(jí)裂陷背景盆地?cái)U(kuò)展期[17-19]，成為我國重要產(chǎn)磷大省。

3)重晶石礦：主要為天柱縣大河邊超大型礦床(圖4)[20]，含礦巖系為震旦系—寒武系老堡組上部，上部多為條紋狀礦石，厚0.5～1.5 m，穩(wěn)定性好；中部為碳酸鹽—硫化物—重晶石層，品位低；下部多為淺色塊狀礦石，厚1～4 m。礦體產(chǎn)出受NE向同沉積斷裂帶控制，受控于裂谷海槽萎縮背景下的次級(jí)裂陷最大期(牛蹄塘期)。

圖4 天柱縣大河邊重晶石地質(zhì)背景及成礦模式Fig.4 The geological background and ideogram of the formation of barite in Dahebian，Tianzhu county

4)鎳鉬釩礦：下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色巖系中產(chǎn)出鎳鉬釩礦，寒武系底部廣泛發(fā)育富Ni、Mo、V、Cu、U和Ag硫化物的黑色頁巖層，連續(xù)性好，規(guī)?？捎^，在貴州北西部主要為鎳鉬組合，向東主要為鉬釩，再向東南則以釩為主，主要的金屬礦物組合為：鎳黃鐵礦、二硫鎳礦、針鎳礦、方硫鎳礦、黃銅礦、閃鋅礦、砷黝銅礦等，脈石礦物主要為水云母、伊利石、絹云母、石英、方解石等，其成因?yàn)閲娏鞒练e型[2、21-23]，受控于裂谷海槽萎縮背景下的次級(jí)裂陷。

5)鉛鋅、汞礦：震旦—寒武系的碳酸鹽巖是貴州鉛鋅礦的重要賦礦層位，礦體(化)多呈似層狀、透鏡狀順層產(chǎn)出，原生礦物都是方鉛礦、閃鋅礦，具明顯噴流沉積特征。該層位也是汞礦重要含礦層，以臺(tái)地邊緣斜坡相碳酸鹽巖為主，黔中主要為燈影組；黔北、黔東及黔東南主要為寒武系，礦體多沿層間破碎帶呈層狀、似層狀、透鏡狀順層產(chǎn)出，一般長數(shù)百米至上千米，厚數(shù)米至數(shù)十米，以單一辰砂為主，非金屬以碳酸鹽礦物占多數(shù)，礦質(zhì)來源主要為地層經(jīng)后期熱水改造成礦，可能與寒武系發(fā)生的噴流沉積有關(guān)或殼?；旌蠂娏鞒练e有關(guān)[2-7、24]，加上后期熱液改造在有利地段富集，成為國內(nèi)最大的汞礦集中區(qū)。

6)煉鎂白云巖：產(chǎn)出層位主要為寒武—奧陶系白云巖，屬半封閉局限海臺(tái)地—瀉湖環(huán)境的準(zhǔn)同生白云巖，具分布廣、層位穩(wěn)定、厚度大等特點(diǎn)，巖石組合主要為一套中厚層狀藻顆粒白云巖及藻疊層石白云巖，多達(dá)煉鎂白云巖要求，也可用于冶金和化工原料等[2]，是較為典型的沉積型礦床。

2.3 海西運(yùn)動(dòng)

早古生代末到早石炭世，從裂陷盆地進(jìn)入擠壓的陸內(nèi)造山背景，使早期地層接受廣泛的風(fēng)化剝蝕，為鋁土礦的形成提供了前提條件。中晚二疊世出現(xiàn)大陸溢流和偏堿性玄武巖，形成北東向、北西向展布的淺水臺(tái)地相與較深水臺(tái)盆相間的沉積格局。

晚古生代中晚期，是重要沉積型鋁土礦形成時(shí)期，集中于黔中的遵義—息烽地區(qū)和清鎮(zhèn)—修文地區(qū)、黔東的凱里—黃平地區(qū)及黔北的務(wù)正道地區(qū)四個(gè)成礦帶；并伴生有鈧、鋰、鎵等稀散金屬礦產(chǎn)[26-28]，主要的賦礦地層為下石炭統(tǒng)九架爐組和中下二疊統(tǒng)大竹園組—梁山組，成為國內(nèi)重要的鋁資源大省。

3 討論

1)新元古代—早古生代，貴州地處洋陸轉(zhuǎn)換背景，巖漿活動(dòng)較弱，形成了主要沉積作用的大致35 km碳酸鹽巖—碎屑巖建造；海西運(yùn)動(dòng)則進(jìn)入了陸內(nèi)造山背景，加上中新生代沉積建造[1-7、29]，形成近50 km碳酸鹽巖—碎屑巖為主的巨厚層沉積建造，造就了以沉積型為主的礦產(chǎn)。

2)從青白口系—震旦系均有不同性質(zhì)的少量火山活動(dòng)和巖漿侵入(表1)，后期海相低溫背景限制了巖漿期后的氣液活動(dòng)及成礦元素活化。因此，武陵構(gòu)造期發(fā)育的梵凈山群、四堡群火山—沉積巖系；對應(yīng)的弧后盆地拉張侵位于梵凈山群基性—超基性巖和從江地區(qū)過鋁S型摩天嶺花崗巖成礦作用較小，多為礦(化)點(diǎn)，找礦潛力不大。

3)雪峰—加里東構(gòu)造旋回早期，華南板塊再次分裂為揚(yáng)子板塊和華南板塊的裂陷離散背景，其間華南裂谷盆地的形成，由此產(chǎn)生了臺(tái)(盆)地、斜坡格局，經(jīng)歷了裂谷盆地—洋盆—前陸盆地—磨拉石盆地的演化；以砂泥質(zhì)為主的變質(zhì)沉積巖系，成礦作用總體較小。南華紀(jì)—早古生代中期隨著揚(yáng)子陸塊與華南古陸的匯聚，華南裂谷盆地洋殼向華南古陸俯沖，出現(xiàn)的溝—弧—盆沉積格局，產(chǎn)生的多次次級(jí)拉張—裂陷構(gòu)造，分別為南華紀(jì)大塘期、震旦系陡山沱期、燈影期，以及下寒武統(tǒng)牛蹄塘期，是裂陷洋盆對噴流沉積型礦床的控制，主要表現(xiàn)為匯聚背景盆地萎縮基礎(chǔ)上的次級(jí)裂陷擴(kuò)展期，成礦物源多為深源性成礦物質(zhì)與海相物質(zhì)相互作用并沉積形成和“內(nèi)生外成”的成礦系統(tǒng)，產(chǎn)生了以錳、磷、重晶石、鉛鋅、汞、鎳鉬釩等為主的噴流沉積型大型—超大型礦床系列。早古生代末的廣西運(yùn)動(dòng)引起揚(yáng)子、華南地塊碰撞造山作用，因地質(zhì)背景改變，很少出現(xiàn)類似礦床，因此南華系—早古生代中期是該類礦床主要成礦期。

4)晚古代早期進(jìn)入陸內(nèi)造山背景，地表巖石接受長期的風(fēng)化剝蝕，形成廣泛的紅土化風(fēng)化殼，在水流搬運(yùn)下集中于黔中、黔東和黔北瀉湖海灣中弱酸—還原性環(huán)境中進(jìn)行關(guān)鍵的“移硅沉鐵富鋁”作用，促進(jìn)硅質(zhì)移出、鐵質(zhì)下沉于礦層底部，使鋁進(jìn)一步富集在下石炭統(tǒng)九架爐組、中下二疊統(tǒng)大竹園組—梁山組地層中沉積，造就了黔中的遵義—息烽地區(qū)(中小型礦集區(qū))和清鎮(zhèn)—修文地區(qū)(大型—超大型礦集區(qū))、黔東的凱里—黃平地區(qū)(大中型礦集區(qū))及黔北的務(wù)正道地區(qū)(大型—超大型礦集區(qū))四個(gè)成礦帶，成為國內(nèi)重要的鋁資源大省。

5)隨著海西運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展，中晚二疊世大規(guī)模峨眉山玄武巖噴發(fā)和輝綠巖的侵入，拉開了大規(guī)模內(nèi)生成礦的序幕，帶來了深源性成礦流體和促進(jìn)地層中成礦物質(zhì)的活化，形成中低溫成礦域[2]，同時(shí)地質(zhì)背景改變，不再形成大規(guī)模鋁土礦。

6)地球經(jīng)歷了數(shù)十億年的演化，產(chǎn)生了平均密度為2.8 g/cm3硅酸鹽為主的地殼，地幔平均4.5 g/cm3[30-31]；與高密度相關(guān)的有色金屬、黑色金屬、貴金屬、稀有稀土分散元素等富集處[4-7，32]。在南華系—早古生代中期形成的“內(nèi)生外成”成礦系統(tǒng)，在相似的成礦背景下，也有可能形成與有色金屬、黑色金屬、貴金屬、稀有稀土分散元素等礦床，成為隱伏大型—超大型礦集區(qū)的可能。

4 結(jié)論

1)新元古代—晚古生代中期是貴州重要的沉積時(shí)期，厚達(dá)40余千米巨厚層以海相為主的碳酸鹽巖—碎屑巖沉積建造，形成相關(guān)的沉積型礦產(chǎn)。

2)南華系—早古生代中期隨著揚(yáng)子陸塊與華南古陸的匯聚，形成溝—弧—盆格局，產(chǎn)生的次級(jí)拉張裂陷構(gòu)造環(huán)境和“內(nèi)生外成”的成礦系統(tǒng)，造就了重要的噴流沉積時(shí)期，產(chǎn)生了以錳、磷、重晶石、鉛鋅、汞、鎳鉬釩為主的大型—超大型礦床系列，使貴州成為我國重要資源大省。

3)晚古生代陸內(nèi)造山背景，形成的廣泛紅土化風(fēng)化殼，集中于黔中、黔東和黔北瀉湖海灣的弱酸—還原性沉積環(huán)境中進(jìn)行關(guān)鍵的“移硅沉鐵富鋁”的元素遷移與富集，形成了大規(guī)模的鋁土礦。隨著中晚二疊世大規(guī)模峨眉山玄武巖噴發(fā)和輝綠巖的侵入，轉(zhuǎn)為重要的內(nèi)生作用成礦期，不再形成大規(guī)模鋁土礦。

4)南華系—早古生代中期是貴州重要噴流沉積成礦時(shí)期和下石炭統(tǒng)九架爐—中下二疊統(tǒng)大竹園組—梁山組大規(guī)模鋁土礦的賦礦層位，其余地區(qū)具相近成礦背景和可能形成與有色金屬、貴金屬、黑色金屬及稀有稀土分散等元素有關(guān)的大型—超大型礦集區(qū)；由此加強(qiáng)勘查工作和研究，以期達(dá)到找礦突破！