貴州納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖成因及其地質(zhì)意義

楊貴園，高軍波，楊瑞東，劉志臣，徐海

1)貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng)，550025；2)貴州大學(xué)喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng)，550025；3)貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇二地質(zhì)大隊(duì)，貴州遵義，563003；4)銅仁學(xué)院旅游與地理系，貴州銅仁，554300

內(nèi)容提要：二疊紀(jì)是地球演化歷史進(jìn)程中的重要一環(huán)，并在我國(guó)華南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組(孤峰組)地層中普遍沉積一套層狀硅質(zhì)巖，它們可能與中、晚二疊世系列重大地質(zhì)事件之間有著密切的成因聯(lián)系。筆者等以位于揚(yáng)子地塊西南緣的貴州納雍營(yíng)盤茅口組硅質(zhì)巖作為研究對(duì)象，通過對(duì)硅質(zhì)巖元素地球化學(xué)組成進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，硅質(zhì)巖Al/(A1+Fe+Mn)值以及多項(xiàng)成因判別圖解等指示其形成過程中有明顯的熱水物質(zhì)輸入，具有熱水成因硅質(zhì)巖的特征。結(jié)合區(qū)域古地理特征，以及硅質(zhì)巖Ce/Ce*、(La/Ce)N值等綜合分析，認(rèn)為硅質(zhì)巖形成于黔中臺(tái)溝內(nèi)的深水環(huán)境。綜合考慮區(qū)域范圍內(nèi)中二疊世硅質(zhì)巖研究成果，并分析納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖與峨眉山玄武巖空間關(guān)系及峨眉地幔柱活動(dòng)歷史，認(rèn)為峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)可能對(duì)包括營(yíng)盤在內(nèi)的華南地區(qū)中二疊世晚期硅質(zhì)巖沉積具有重要控制作用。

晚古生代末期，全球古構(gòu)造—巖漿活動(dòng)及古地理演化經(jīng)歷了重大變革，早二疊世冰室消融造成了華南板塊廣泛區(qū)域發(fā)育淺水碳酸鹽臺(tái)地的沉積，而中—晚二疊世峨眉地幔柱的隆升引起區(qū)域上強(qiáng)烈的拉張構(gòu)造及巖漿—熱液活動(dòng)，不僅形成了大面積峨眉山玄武巖堆積，而且發(fā)育廣泛的巖漿—熱液及沉積成礦事件(張成江等，1999；何斌等，2006；Shellnutt et al., 2009; 徐義剛等, 2013a)。受地殼拉張運(yùn)動(dòng)及深大斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)的影響，揚(yáng)子板塊西緣淺水碳酸鹽臺(tái)地發(fā)生強(qiáng)烈的沉降分異從而形成黔北—滇東一帶裂谷盆地(即黔中臺(tái)溝)，并在臺(tái)溝內(nèi)部廣泛發(fā)育一套特殊的硅質(zhì)巖建造，與晚古生代末期全球性硅質(zhì)沉積事件相對(duì)應(yīng)(Murchey et al., 1992; 周永章等, 2004; Kametaka et al., 2005; 邱振等, 2010; 加娜提古麗·吾斯曼等, 2017; 葉遠(yuǎn)謀等, 2020; 趙振洋等, 2020)。前人對(duì)華南二疊紀(jì)硅質(zhì)巖研究已積累有豐碩成果，但有關(guān)硅質(zhì)巖的成因類型認(rèn)識(shí)不一，存在有熱水成因(夏邦棟等, 1995; 楊玉卿等, 1997; 周永章等, 2004; 林良彪等, 2010; 葉遠(yuǎn)謀等, 2020)和生物成因(王忠誠(chéng)等, 1995; Kametaka et al., 2005; 楊水源等, 2008)的爭(zhēng)論。最近，趙振洋等(2020)對(duì)中下?lián)P子區(qū)北緣中二疊統(tǒng)孤峰組硅質(zhì)巖進(jìn)行研究，推測(cè)它們的形成可能與峨眉地山玄武巖早期海底噴發(fā)作用有關(guān)。

位于滇東、黔北一帶黔中臺(tái)溝內(nèi)的二疊紀(jì)沉積錳礦床賦礦圍巖主要以硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等為主。前人研究已證實(shí)，黔中臺(tái)溝內(nèi)的硅質(zhì)建造與錳礦床在成因上具有緊密聯(lián)系(劉志臣等, 2013; 江冉等, 2016; 徐海等, 2017)。特別是處于黔中臺(tái)溝東緣的遵義二疊紀(jì)錳礦底部分布有一套特殊的硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r，發(fā)育有條帶狀、角礫狀結(jié)構(gòu)(劉志臣等, 2013)，前人將其稱之為“白泥塘層”。我們最近的調(diào)查工作表明，位于黔中臺(tái)溝西南緣的水城—納雍一帶在中、晚二疊世沉積有連續(xù)的硅質(zhì)巖、灰?guī)r、含錳灰?guī)r建造，且硅質(zhì)巖常與錳礦互層產(chǎn)出。該區(qū)更靠近峨眉地幔柱及玄武巖分布區(qū)，且與硅質(zhì)巖緊密共生產(chǎn)出許多錳礦床，但以往研究對(duì)此關(guān)注較少，區(qū)內(nèi)硅質(zhì)巖沉積過程中記錄有哪些與峨眉地幔柱、錳礦成礦等重要地質(zhì)事件有關(guān)的信息，值得深入挖掘。

為此，筆者等以納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖為主要研究對(duì)象，在詳細(xì)地野外調(diào)查工作基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)利用元素地球方法探討硅質(zhì)巖的成因，限定硅的來(lái)源，并試圖闡釋硅質(zhì)巖成巖過程與區(qū)域構(gòu)造事件、古地理變遷、二疊紀(jì)錳礦成礦作用等重要地質(zhì)事件之間的關(guān)系。

1 地質(zhì)背景

二疊紀(jì)時(shí)期，全球范圍內(nèi)發(fā)生了一系列重大地質(zhì)歷史事件。早二疊世岡瓦納大陸冰川大規(guī)模消融，導(dǎo)致全球海平面普遍上升，形成大規(guī)模海侵作用(Montaez et al., 2013; Qie Wenkun et al., 2019)，并造成我國(guó)西南地區(qū)發(fā)育大面積淺水碳酸鹽巖臺(tái)地(顏佳新等, 2002)。中—晚二疊世，峨眉地幔柱強(qiáng)烈活動(dòng)引發(fā)峨眉地裂運(yùn)動(dòng)(陳文一等, 2003)，巨量基性巖漿噴出/溢出地表，并形成了體積龐大的峨眉山玄武巖(圖1a)(Hou Zengqian et al., 2006; 徐義剛等, 2013b)，并因應(yīng)力釋放不均造成地殼差異性升降(He Bin et al., 2003)，導(dǎo)致碳酸鹽臺(tái)地發(fā)生強(qiáng)烈分異，并在云南宣威，后經(jīng)貴州水城、黔西直抵遵義一帶形成一條寬約25～35 km、長(zhǎng)約300 km的深水臺(tái)溝，即“黔中臺(tái)溝”(圖1b)(陳文一等, 2003)。滇東、黔北二疊紀(jì)錳礦均分布于黔中臺(tái)溝內(nèi)，并限制于臺(tái)溝相硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、生物碎屑灰?guī)r建造中(劉平等, 2008)。納雍營(yíng)盤錳礦主要位于黔中臺(tái)溝西南緣，是我國(guó)南方二疊紀(jì)錳礦床的重要組成部分，圍巖以硅質(zhì)巖、含錳灰?guī)r等為主。從地理位置來(lái)看，納雍營(yíng)盤位于峨眉山大火成巖省東部(圖1a)，而且營(yíng)盤剖面沉積連續(xù)，特別是發(fā)育有大量硅質(zhì)巖沉積，它們很可能詳細(xì)記錄著與峨眉山大火成巖省有關(guān)的熱水活動(dòng)等在黔中臺(tái)溝內(nèi)的發(fā)展演化歷史。從納雍營(yíng)盤地區(qū)地質(zhì)概況來(lái)看，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有NW向的百興向斜和威水背斜，以及NNW向的墮卻背斜和NWW向的溝木底向斜。納雍營(yíng)盤剖面主要位于墮卻背斜的東翼(圖1c)。

中二疊世晚期，峨眉地慢柱活動(dòng)引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，形成了著名的峨眉山大火成巖省。峨眉山大火成巖省主要由玄武巖、鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)層狀巖體、堿性雜巖體、酸性巖等組成(徐義剛等, 2013a)，其空間分布跨越了云南、四川和貴州三省，出露面積約為2.5×105km2(徐義剛等, 2013b)。關(guān)于峨眉地幔柱活動(dòng)歷史，大量的年代學(xué)研究表明，峨眉山玄武巖主噴發(fā)期很可能在～260 Ma(Zhou Meifu et al., 2002; He Bin et al., 2007; Zhong Hong et al., 2011)。而與峨眉山大火成巖省相關(guān)的酸性火山活動(dòng)似乎持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)，甚至可延續(xù)至～257 Ma(Zhong Yuting et al., 2020；Shellnutt et al., 2020)。實(shí)際上，在大規(guī)模峨眉山玄武巖形成之前，可能還存在有較大規(guī)模的水下火山噴發(fā)活動(dòng)，并在云南麗江、昆明，以及貴州盤縣、普安等地區(qū)形成了大量的火山灰、火山角礫巖等(Wignall et al., 2009; Sun Yadong et al., 2010; 朱江, 2019, Yan Hao et al., 2020)。朱江(2019)研究認(rèn)為，峨眉山地幔柱最早噴發(fā)時(shí)間很可能在～262 Ma。古生物學(xué)及地層學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)，地幔柱早期噴發(fā)時(shí)間大致對(duì)應(yīng)于Capitanian中期的Jinogondolellaaltudaensis帶(～263 Ma)(孫亞東, 2013)，這些研究工作對(duì)于更好地約束峨眉地幔柱早期火山活動(dòng)的啟動(dòng)時(shí)間均有重要參考價(jià)值。

2 剖面位置和樣品特征剖面沉積序列

2.1 剖面沉積序列

納雍營(yíng)盤剖面沉積連續(xù)且較為完整，發(fā)育有硅質(zhì)巖、含錳硅質(zhì)巖、含錳硅質(zhì)灰?guī)r和氧化錳(圖2)。野外觀察可見氧化錳礦層與硅質(zhì)巖、含錳灰?guī)r等互層，土狀氧化錳多分布于地表淺部，并與極薄硅質(zhì)巖互層，由地表向深部延伸，逐漸過渡為含錳硅質(zhì)灰?guī)r、含錳硅質(zhì)巖和硅質(zhì)巖。

圖2 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組地層巖性柱狀圖

剖面自上而下，巖性特征依次為：

峨眉山玄武巖組：

為綠灰、黑灰色塊狀拉斑玄武巖，風(fēng)化后呈黃、褐黃色松散砂狀玄武巖

厚度大于50 m

--------------假整合接觸-------------

中二疊統(tǒng)茅口組：

第三段: 灰、淺灰色中厚層灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等

厚 3.98 m

第二段：為一套含錳硅質(zhì)灰?guī)r、含硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、生物碎屑灰?guī)r等，巖石氧化后表面有土狀氧化錳分布

該段頂部以深灰色硅質(zhì)灰?guī)r、含硅質(zhì)灰?guī)r，時(shí)夾少量深灰色生物碎屑灰?guī)r

厚 5.25 m

中部為棕黑色“土狀”氧化錳礦層，往內(nèi)過渡為黑色“碴?duì)睢毖趸i礦層夾硅質(zhì)巖，深部則為硅質(zhì)灰?guī)r和含錳硅質(zhì)灰?guī)r，橫向上表現(xiàn)為氧化錳與含錳硅質(zhì)灰?guī)r互層

厚 14.30 m

底部主要為灰、深灰色含錳條帶硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)條帶硅化灰?guī)r

厚 4.56 m

第一段：以灰、淺灰色厚層—塊狀生物碎屑灰?guī)r，中厚層—厚層燧石灰?guī)r

厚 >50 m

2.2 礦物組構(gòu)

納雍營(yíng)盤剖面硅質(zhì)巖主要呈層狀、條帶狀產(chǎn)出，在剖面中部條帶狀硅質(zhì)巖中夾有薄層含錳泥巖(圖3a)，上部主要為灰黑色薄層條帶狀含錳硅質(zhì)巖及硅質(zhì)巖(圖3b)。顯微鏡下觀察，含錳硅質(zhì)巖中可見錳質(zhì)及鐵質(zhì)條帶呈不規(guī)律的紋層狀產(chǎn)出(圖3c)，硅質(zhì)巖物質(zhì)組成以大量細(xì)粒石英礦物為主，粒間分布粘土礦物(圖3d)。

圖3 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組地層及樣品電子顯微鏡照片

3 分析測(cè)試方法與結(jié)果

3.1 樣品采集及測(cè)試方法

在納雍營(yíng)盤剖面共采集11件樣品，其中硅質(zhì)巖、含錳硅質(zhì)巖10件，峨眉山玄武巖1件。樣品主量元素分析在廣州澳實(shí)分析檢測(cè)中心完成，測(cè)試方法詳見徐海(2022)。微量及稀土元素測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。樣品測(cè)試過程為：將樣品粉碎研磨至200目，然后稱取50 mg粉末置于聚四氟乙烯坩堝中并加入HF和HNO3混合溶液加熱消解，待消解完成后進(jìn)行干燥、定容及再溶解等步驟后，采用等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行測(cè)定。詳細(xì)測(cè)試方法見Qi Liang等(2000)。

3.2 分析測(cè)試結(jié)果

納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖Al2O3含量介于0.15%～0.27%，含錳硅質(zhì)巖Al2O3含量介于0.15%～0.25%，而玄武巖樣品(YP-20)的Al2O3含量較高，為12.4%。硅質(zhì)巖SiO2含量介于93.4%～96.03%，含錳硅質(zhì)巖SiO2含量介于82.71%～94.44%，玄武巖SiO2含量為49.96%。硅質(zhì)巖中TiO2含量普遍小于0.01%，玄武巖中則相對(duì)較高，達(dá)到4.16%，總體歸屬高鈦玄武巖系列(Xu Yigang et al., 2001)。納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖相對(duì)富集As、Co、Cu、Ni、U、V、Zn、Sr、Sb、Mo，貧Ba、Ca、Ag、Th等元素。

納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖及含錳硅質(zhì)巖的稀土元素(REE)總量較低，介于15.4×10-6～68.6×10-6，平均值為30.9×10-6。玄武巖稀土總量相比較高，為268×10-6。其LREE/HREE比值介于4.21～6.49，平均值為5.7，且具有明顯Ce負(fù)異常(Ce/Ce*=0.22～0.63)、Eu弱正異常(Eu/Eu*=0.82～1.14)以及明顯Y的正異常。另外，硅質(zhì)巖及含錳硅質(zhì)巖Y/Ho值介于34.5～55.8，平均值為47.4。

4 討論

4.1 硅質(zhì)巖成因分析

通常，硅質(zhì)巖中Fe、Mn富集與熱水物質(zhì)貢獻(xiàn)有關(guān)，Al含量則可約束陸源物質(zhì)的輸入程度，因此Al/(Al+Fe+Mn)值可以作為判斷熱水組份參與沉積作用的指標(biāo)(Bostr?m et al., 1969)。其中，典型熱水沉積物的Al/(Al+Fe+Mn)<0.35(Bostr?m, 1983)。納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖的Al/(Al+Fe+Mn)值為0.01～0.08，遠(yuǎn)小于0.35，顯示熱水活動(dòng)的積極貢獻(xiàn)。

Al—Fe—Mn及Fe—Mn—(Cu+Ni+Co)三角圖解對(duì)于分析硅質(zhì)巖成因有重要指示意義(Adachi et al., 1986; Bostr?m, 1983)。在Al—Fe—Mn和Fe—Mn—(Cu+Ni+Co)圖解中(圖4a、b)，硅質(zhì)巖總體落在熱水沉積區(qū)及其附近，表明硅質(zhì)巖的形成與熱液活動(dòng)有關(guān)，其硅源很可能來(lái)自于熱液體系。SiO2和Al2O3比值也可有效判斷硅質(zhì)巖的成因(Wonder et al., 1988)，納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖在SiO2—Al2O3成因判別圖中主要落入熱水沉積區(qū)(圖4c)。在U—Th相關(guān)性圖解中(圖4d)，也顯示相類似的特征。這些地球化學(xué)特征均表明，納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖形成過程中很可能有明顯的熱水活動(dòng)參與，指示硅更多地來(lái)自于熱水體系。

圖4 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖成因判別圖解

納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖及含錳硅質(zhì)巖REE總量低，LREE/HREE值均大于1，且具有明顯Ce負(fù)異常和Y正異常(圖5)，符合典型熱水沉積硅質(zhì)巖特征。正常海相沉積物Y/Ho平均值為55，而陸源物質(zhì)、球粒隕石、火山巖的Y/Ho平均值為28(Nozaki et al., 1997)。Y/Ho值介于34.5～55.8，高于陸源物質(zhì)、球粒隕石及火山巖而接近于海水的Y/Ho值，結(jié)合前述地球化學(xué)指標(biāo)，說(shuō)明納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖屬于熱水沉積且受陸源物質(zhì)影響小，而相比海水營(yíng)盤硅質(zhì)巖Y/Ho值較低的原因可能是受到火山熱液作用影響。

圖5 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖[標(biāo)準(zhǔn)化值——澳大利亞后太古代平均頁(yè)巖(PAAS)——據(jù)Mclennan, 1989]

4.2 硅質(zhì)巖沉積環(huán)境

Al2O3及TiO2含量主要來(lái)自陸源物質(zhì)輸入，因此其含量可用于指示硅質(zhì)巖沉積環(huán)境。納雍營(yíng)盤剖面主量元素含量檢測(cè)顯示(表1)，樣品Al2O3和TiO2含量極低，硅質(zhì)巖及含錳硅質(zhì)巖Al2O3含量范圍在0.05%～0.25%，平均為0.2%，TiO2含量均低于能被檢測(cè)值，說(shuō)明了其成礦物質(zhì)來(lái)源并非陸源輸入。

表1 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖主量元素(%)分析結(jié)果

Ce異常值能夠有效約束硅質(zhì)巖的形成環(huán)境(表2)，其中大洋中脊附近硅質(zhì)巖的Ce/Ce*值約為0.29，遠(yuǎn)洋盆地硅質(zhì)巖Ce/Ce*值約為0.55，大陸邊緣形成的硅質(zhì)巖Ce/Ce*值為0.90～1.30(Murray et al., 1991)。納雍營(yíng)盤二疊系茅口組硅質(zhì)巖Ce/Ce*值介于0.22～0.63，顯示硅質(zhì)巖沉積環(huán)境介于洋中脊附近和遠(yuǎn)洋盆地環(huán)境，結(jié)合納雍營(yíng)盤二疊紀(jì)時(shí)期地質(zhì)背景和巖相古地理特征，Ce/Ce*值其實(shí)質(zhì)反映了硅質(zhì)巖主要形成于受同沉積斷裂控制的黔中臺(tái)溝內(nèi)。

表2 黔中臺(tái)溝西南緣納雍營(yíng)盤中二疊統(tǒng)茅口組硅質(zhì)巖微量和稀土元素分析結(jié)果(×10-6)及參數(shù)特征

(La/Ce)N值是判別硅質(zhì)巖沉積環(huán)境的重要指標(biāo)，其中大陸邊緣區(qū)域沉積硅質(zhì)巖(La/Ce)N=0.5～1.5，遠(yuǎn)洋盆地內(nèi)硅質(zhì)巖(La/Ce)N=1～2.5，大洋中脊附近硅質(zhì)巖(La/Ce)N≥3.5(Murray, 1994)。納雍營(yíng)盤二疊紀(jì)硅質(zhì)巖(La/Ce)N值介于1.9～5.89，平均為2.98，結(jié)果顯示硅質(zhì)巖沉積環(huán)境貼近于大洋中脊。在Fe2O3/TiO2—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、(La/Ce)N—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)圖解中(圖6)，投圖結(jié)果同樣顯示硅質(zhì)巖樣品均分布于大洋中脊區(qū)域內(nèi)及附近區(qū)域。強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)是圖解中指示洋中脊沉積區(qū)的根本原因，然而除洋中脊以外，海底深大斷裂、弧后盆地、裂谷、島弧等地質(zhì)構(gòu)造背景同樣可以廣泛發(fā)育熱液活動(dòng)(Adachi et al., 1986; Yamamoto, 1987; 張聰?shù)? 2017)。事實(shí)上，中二疊世茅口期研究區(qū)并不存在洋中脊，主要是在東西向展布的黔中臺(tái)溝分布規(guī)模不等的同沉積斷裂，并伴隨有較為廣泛的熱水沉積事件，因此圖中顯示出同樣具有熱液發(fā)育背景的洋中脊沉積區(qū)。所以，納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖(La/Ce)N比值、Fe2O3/TiO2—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)及(La/Ce)N—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)圖解實(shí)質(zhì)上反映硅質(zhì)巖成巖過程主要受控于黔中臺(tái)溝內(nèi)熱液體系控制。

圖6 硅質(zhì)巖(a)Fe2O3/TiO2—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)辨別圖解(據(jù)Murray, 1994)和(b)(La/Ce)N—Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)辨別圖解(據(jù)Murray, 1994)

4.3 成因意義探討

華南二疊紀(jì)時(shí)期發(fā)育大面積的硅質(zhì)巖沉積，但有關(guān)硅源及其形成環(huán)境復(fù)雜多樣。其中滇東、黔北地區(qū)黔中臺(tái)溝內(nèi)發(fā)育的硅質(zhì)巖是華南二疊紀(jì)大面積硅質(zhì)沉積事件的重要組成部分。近年來(lái)，針對(duì)黔中臺(tái)溝東緣遵義地區(qū)錳礦底板硅質(zhì)巖研究，結(jié)果均指示其屬于熱水沉積成因(劉志臣等, 2013; 江冉等, 2016; 徐海等, 2017)，而且在與硅質(zhì)巖具有緊密成因關(guān)系的二疊紀(jì)錳礦床中揭露出與峨眉地幔柱有關(guān)的熱水/液活動(dòng)的地質(zhì)信息(Gao Yongbao et al., 2018; Xu Hai et al., 2021)。大量調(diào)查研究結(jié)果已表明，與峨眉地幔柱有關(guān)的火山活動(dòng)很可能經(jīng)歷了至少兩個(gè)大的時(shí)期(陳文一等, 2003; Sun Yadong et al., 2010; 朱江, 2019)。在地幔柱活動(dòng)形成大規(guī)模溢流玄武巖及相伴的侵入巖(Xu Yigang et al., 2001; Zhong Hong et al., 2009)之前，還存在一段時(shí)期相對(duì)劇烈的火山活動(dòng)，其發(fā)生時(shí)間大致對(duì)應(yīng)于Capitanian中期的Jinogondolellaaltudaensis帶(～260 Ma)(Wu Qiong et al., 2020)，而且顯示海底/水下噴發(fā)特征，形成的火山碎屑物質(zhì)可以從云南賓川一直延伸到貴州水城、納雍、織金等地(Wignall et al., 2009; Sun Yadong et al., 2010; 朱江, 2019)，甚至影響至遵義地區(qū)(Yan Hao et al., 2020)。安徽巢湖二疊系孤峰組硅質(zhì)巖中也發(fā)現(xiàn)有熱液硅的輸入，且與硅質(zhì)巖共生有多層火山灰層(楊水源等, 2008)?？梢姡朊嫉蒯Ｖ缙诤５谆鹕交顒?dòng)影響范圍很廣、程度很深。趙振洋等(2020)進(jìn)一步對(duì)中下?lián)P子區(qū)北緣中二疊統(tǒng)孤峰組硅質(zhì)巖開展綜合研究，推斷峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)是形成區(qū)內(nèi)熱水成因硅質(zhì)巖的重要基礎(chǔ)，這一推論暗示峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)很可能對(duì)區(qū)域同時(shí)期熱水沉積硅質(zhì)巖具有重要控制和影響。峨眉山玄武巖沉積序列中夾層灰?guī)r偏低的鍶同位素組成(0.7068～0.7070)也被認(rèn)為與當(dāng)時(shí)強(qiáng)烈的火山活動(dòng)有一定關(guān)系(Huang Hu et al., 2019)。此外，貴州遵義二疊紀(jì)錳礦床賦礦硅質(zhì)巖的n(87Sr)/n(86Sr)值介于0.706860～0.706866(徐海，2022)，結(jié)合沉積學(xué)、精細(xì)巖相學(xué)研究，也認(rèn)為硅質(zhì)巖的形成可能受到峨眉地幔柱早期水下火山活動(dòng)影響。遵義二疊紀(jì)硅質(zhì)巖硅同位素研究也發(fā)現(xiàn)了熱液硅的明顯參與(葉遠(yuǎn)謀等, 2020)。另從不同成因硅質(zhì)巖的時(shí)空分布來(lái)看，揚(yáng)子板塊中西部二疊紀(jì)硅質(zhì)巖受熱水活動(dòng)影響似乎更為顯著(楊海生等, 2003; 邱振等, 2010, 2011; 劉志臣等, 2013; 徐海等, 2017)，而中東部地區(qū)同層位硅質(zhì)巖記錄的熱水活動(dòng)信息相對(duì)較弱(楊水源等, 2008; 孫秀鳳等, 2016; 談昕等, 2018; 趙振洋等, 2020)。

上文分析已表明，元素地球化學(xué)證據(jù)集中指示納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖為熱水沉積成因。另從其產(chǎn)出特征、形成時(shí)代等方面綜合分析，該硅質(zhì)巖主要產(chǎn)于峨眉山高鈦玄武巖之下，表明其形成時(shí)間應(yīng)早于峨眉山玄武巖大規(guī)模溢流時(shí)間。同時(shí)，納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖與黔北二疊紀(jì)錳礦底板硅質(zhì)巖具有等時(shí)性，并可與中下?lián)P子區(qū)中二疊統(tǒng)孤峰組熱水成因硅質(zhì)巖(趙振洋等, 2020)進(jìn)行對(duì)比。Yan Hao等(2020)對(duì)遵義錳礦頂?shù)装逭惩翈r中鋯石開展U-Pb定年，結(jié)果為261.6±2.4 Ma和262.5±2.3 Ma，這一結(jié)果較好地對(duì)應(yīng)于峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)時(shí)間(孫亞東, 2013)。此外，結(jié)合朱江(2019)關(guān)于峨眉地幔柱早期(水下)火山活動(dòng)方式、影響范圍等綜合調(diào)查研究成果，納雍營(yíng)盤剖面位于此次火山活動(dòng)影響范圍之內(nèi)。因此，我們認(rèn)為，納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖的形成與峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)密切相關(guān)，這一時(shí)期強(qiáng)烈的海底火山活動(dòng)及與之相關(guān)的熱水/液作用為包括納雍營(yíng)盤在內(nèi)的廣大區(qū)域硅質(zhì)沉積提供了重要物源，是區(qū)域熱水成因硅質(zhì)巖形成的重要基礎(chǔ)。此外，這一結(jié)果也從一個(gè)側(cè)面，為限定滇東至黔北二疊紀(jì)錳礦床物質(zhì)來(lái)源，約束礦床成因提供了新的科學(xué)證據(jù)。

5 結(jié)論

(1)貴州納雍營(yíng)盤二疊紀(jì)硅質(zhì)巖Al/(Al+Fe+Mn)、Al—Fe—Mn、Fe—Mn—(Cu+Ni+Co)和U—Th等成因判別圖解集中顯示，硅質(zhì)巖形成過程中有明顯的熱水物質(zhì)參與，硅主要來(lái)自于熱水體系。結(jié)合硅質(zhì)巖Ce/Ce*、(La/Ce)N值及古地理特征，認(rèn)為納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖沉積環(huán)境為同沉積斷裂的深水相的黔中臺(tái)溝。

(2)峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)或與之相關(guān)的熱水/液作用提供了納雍營(yíng)盤硅質(zhì)巖沉積所需的硅質(zhì)組分，區(qū)域內(nèi)同沉積斷裂及拉伸作用形成了較深水黔中臺(tái)溝，兩者共同控制和約束區(qū)域硅質(zhì)巖的形成和時(shí)空分布。

(3)峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)影響范圍廣、程度深，綜合華南地區(qū)二疊紀(jì)硅質(zhì)巖時(shí)空分布規(guī)律和成因，認(rèn)為峨眉地幔柱早期海底火山活動(dòng)可能對(duì)華南二疊紀(jì)硅質(zhì)巖有重要控制作用。

致謝：謹(jǐn)以此文祝賀楊文采主編80華誕！廣州澳實(shí)分析檢測(cè)中心以及中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床學(xué)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為本文樣品測(cè)試分析提供了支持和幫助，在論文撰寫過程中得到了課題組老師的悉心指導(dǎo)，在此致以誠(chéng)摯的謝意。