趙勝利，黃波 ，楊濤，馬力克，朱和書，于寧，曹其琛，孫芳芳

（1.山東地礦國際投資有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.貴州理工學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003；3.貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊，貴州 都勻 558000；4.貴州省地質(zhì)資料館，貴州 貴陽 550003；5.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

貴州省地處揚子克拉通西南緣，經(jīng)歷了至今870 Ma構(gòu)造演化過程，其中新元古代—早古生代主要為海相沉積環(huán)境，是貴州重要的噴流-沉積成礦背景，隨著黔西地區(qū)晚古生代峨眉山玄武巖的噴發(fā)和輝綠巖侵入（圖1）拉開了大規(guī)模內(nèi)生成礦的序幕，并控制了主要的礦床分布（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987，2017；王華云等，1996；武國輝等，2009a，2009b；徐偉鈞等，2018；曹其琛等，2019；楊順文等，2020）。本文基于對貴州省近些年地質(zhì)調(diào)查成果的綜合研究，重新剖析了晚古生代巖漿活動與成礦的關(guān)系，該成果對區(qū)域內(nèi)研究玄武巖與成礦作用均具重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

黔西地區(qū)主要構(gòu)造單元由威寧隆起區(qū)、六盤水裂陷槽及部分黔北隆起區(qū)西部、興義隆起區(qū)和右江裂谷-前陸盆地區(qū)北西部組成（表1，圖2，圖3，據(jù)貴州區(qū)域地質(zhì)志1987；2017整理），發(fā)育以晚古生代—中生代為主的沉積建造，具玄武巖多期次噴發(fā)與輝綠巖侵入，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造以NW向為主。

圖2 貴州省構(gòu)造單元分區(qū)圖（據(jù)貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017；楊順文等，2020修改）

圖3 貴州省推測隱伏斷層構(gòu)造（據(jù)貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017修改）

表1 貴州省黔西地區(qū)構(gòu)造單元特征

2 峨眉山玄武巖及輝綠巖

2.1 地質(zhì)特征

黔西地區(qū)的晚古生代大陸溢流玄武巖噴發(fā)約3萬km2，多呈巖被產(chǎn)出，主要在畢節(jié)-織金-平壩-安順-興仁一線以西成片分布，往東逐漸變薄至尖滅。輝綠巖為潛火山相，多以巖床產(chǎn)出，少量為巖株、巖墻等侵入于上泥盆統(tǒng)至中二疊統(tǒng)中，主要侵入于下二疊統(tǒng)茅口組；接觸帶具少量同化混染、重結(jié)晶及褪色等現(xiàn)象，局部為矽卡巖化帶或大理巖化帶。

區(qū)內(nèi)玄武巖噴發(fā)經(jīng)歷了3個旋回，最多為23層（次）。第一旋回以中心式強爆發(fā)—溢流為主,大致在E104.5°以西為陸相，以東為海陸交替相；第二旋回范圍擴(kuò)大，為裂隙式寧靜溢流為主,僅在東部邊緣處于海域；第三旋回范圍縮小，為弱爆發(fā)—溢流的混合噴發(fā)，大致在畢節(jié)-織金-普安以西為陸相噴發(fā)，以東為海域。

2.2 巖石學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育噴溢相玄武質(zhì)熔巖、爆發(fā)空落相玄武質(zhì)火山碎屑巖及少量以層狀為主的輝綠巖。

（1）玄武質(zhì)熔巖：主要礦物為斜長石和輝石，次為玻璃質(zhì)、磁鐵礦、鈦鐵礦等。斜長石含量一般≥50%，粒徑多為（1.2～4.0）×（0.4～1.2）mm；輝石一般≤30%，粒徑多＜0.05 mm；玻璃質(zhì)變化較大，含量為10%～35%；磁鐵礦、鈦鐵礦含量3%～5%，以拉斑玄武結(jié)構(gòu)為主。噴發(fā)層頂?shù)撞砍＞撸E）圓狀杏仁狀氣孔，一般為1～3 mm，充填物以綠泥石為主，少量硅酸鹽、碳酸鹽及金屬礦物碎屑等充填。

（2）玄武質(zhì)火山碎屑巖：①玄武質(zhì)熔結(jié)火山碎屑巖，以同源玄武巖巖屑為主，少量為灰?guī)r-硅質(zhì)巖巖屑等異源成份，多呈棱角狀，向上過渡為玄武質(zhì)熔結(jié)角礫巖至玄武質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，膠結(jié)物多為玄武質(zhì)熔巖；②玄武質(zhì)火山碎屑巖，下部常以集塊-角礫級居多，有玄武質(zhì)巖屑及少量灰?guī)r巖屑等；上部的火山碎屑常以玄武質(zhì)凝灰級為主，少為玻屑和斜長石晶屑；③玄武質(zhì)沉火山碎屑巖，成分以玄武巖巖屑為主，其次有玻屑等，出現(xiàn)由沉火山角礫巖→沉凝灰?guī)r→正常沉積巖的變化。

（3）輝綠巖：以拉斑玄武結(jié)構(gòu)為主，部分厚度較大的巖體內(nèi)部具輝綠結(jié)構(gòu)或嵌晶含長結(jié)構(gòu)，屬“熔巖狀潛火山巖”，多位于茅口組上部，以層狀為主。

2.3 巖石地球化學(xué)特征

（1）主量元素特征：①噴溢相玄武巖與輝綠巖基本相同，屬同源異相巖漿巖；②MgO含量低，玄武巖平均值為4.71%；輝綠巖平均值為4.81%；固結(jié)指數(shù)（SI），玄武巖平均20.16%，輝綠巖平均21.01%，由此認(rèn)為巖漿分異程度高；③TiO2含量高，為高鈦玄武巖；④斜長石（An）主要在拉長石范圍；⑤以鈣堿性巖石為主（里特曼指數(shù)δ為1.8～3.3），少量為鈣性巖石（δ＜1.8）和堿鈣性巖石（δ為3.3～9.0）；⑥多數(shù)樣品SiO2過飽和，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物出現(xiàn)石英（Q），屬拉斑玄武巖套中的石英拉斑玄武巖（貴州區(qū)域地質(zhì)志，1987；2017）。

（2）稀土元素特征：稀土元素總量（∑REE）平均值為245.86×10-6，重稀土所占比例較小，平均值為10.99%，屬輕稀土富集，δEu值介于0.87～1.06之間，配分模式無明顯Eu異常。

（3）微量元素特征：滇黔邊界的鎮(zhèn)雄和息烽玄武巖與大陸地殼豐度對比Cr、Rb貧化，Ni、U與大陸地殼相當(dāng)，Pb、Zn、Co、Sr、V、Sc、Nb、Ta、Zr、Hf、Th富集，Cu、Ti明顯富集，隨著富集程度加大，元素則易于富集成礦，這類巖石則會成為較好的成礦母巖（表2）。

表2 貴州省陽新世—樂平世大陸溢流玄武巖微量元素含量

（4）同位素特征：①玄武巖87Sr/86Sr比值為0.7061±0.008，與大陸裂谷玄武巖（0.706～0.710）和地幔值0.704±0.002相近，推測其與板內(nèi)裂谷作用有關(guān)，可能來源于地幔（毛德明，1991）；②盤縣玄武巖頂部的凝灰?guī)rLA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為（251±1.0）Ma（朱江等，2011），限定了其主要的噴發(fā)結(jié)束時間。

2.4 成因

在玄武巖和輝綠巖logτ-logδ和FeO-MgO-Al2O3圖解中（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017），主要落入大陸—大陸裂谷玄武巖范圍，屬川滇黔峨眉山地幔柱大火成巖省的組成部分（Chung and John，1995；盧紀(jì)仁，1996；王登紅，1998；王登紅等，2005；涂光熾和趙振華，2003），黔西地區(qū)玄武巖屬地幔柱頭部的東部邊緣，形成于大陸板塊內(nèi)部裂陷環(huán)境。

3 峨眉山玄武巖的成礦作用

前人研究表明黔西—黔西南地區(qū)是貴州礦產(chǎn)資源集中區(qū)，主要礦產(chǎn)資源有貴金屬（以銀廠坡銀多金屬礦及黔西南紅土型金礦集中產(chǎn)出為代表）、有色金屬（以銅、鉛鋅、銻、汞礦等為代表）、稀有稀土分散元素（以黔西—黔西南地區(qū)稀有元素“鈮”、“鉈”礦，尤其是“鉈”礦成為國內(nèi)的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，具有較高開發(fā)和科研價值）、黑色金屬（以鐵礦為代表）、能源礦產(chǎn)（以黔西地區(qū)煤田的集中產(chǎn)出為代表）、寶玉石（以羅甸玉為代表）及冶金輔助原料礦集區(qū)，其形成多與玄武巖關(guān)系密切（圖4；武國輝等，2009a；黃波等，2009；徐偉鈞等，2018；曹其琛等，2019；楊順文等，2020；貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017）。

圖4 貴州省中新生代主要沉積改造礦床分布略圖（據(jù)貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局，2014；黃波和楊濤，2021）

（1）銅礦：黔西地區(qū)銅礦床（點）主要為沉積型銅礦和熱液型銅礦（朱炳泉等，2002；廖震文和胡光道，2006；武國輝等，2009）。前者主要賦存于玄武巖噴發(fā)期間隙噴發(fā)間隙期的古風(fēng)化殼和噴發(fā)結(jié)束沉積的上二疊統(tǒng)宣威組下部鐵鋁黏土質(zhì)層中，并進(jìn)一步劃分為陸相-湖盆相沉積型銅礦。熱液型銅礦廣泛分布于玄武巖氣孔狀、塊狀熔巖內(nèi)，為噴溢形成的熱液銅礦和熱液充填銅礦，以及分布于玄武巖下伏于茅口組灰?guī)r接觸面上的第一段凝灰?guī)r中。由此推測玄武巖中高豐度的銅（±200×10-6，表2）和巖漿熱液關(guān)系密切，為玄武巖型銅礦提供了前提條件。

（2）鉛鋅（銀）礦：前人將黔西地區(qū)劃分為6個成礦亞帶（表3，武國輝等，2009a；劉路等，2019），其中（Ⅰ-1）～（Ⅰ-4）成礦亞帶主要為燕山運動產(chǎn)物，賦礦地層主要為晚古生代沉積建造；（Ⅰ-5）和（Ⅰ-6）成礦亞帶為加里東運動產(chǎn)物，賦礦地層主要為震旦系和下寒武統(tǒng)沉積建造，構(gòu)造了川滇黔鉛鋅礦的重要組成部分，也是貴州省主要的礦產(chǎn)地（武國輝等，武國輝等，2009a；劉路等，2019）。

表3 貴州省黔西地區(qū)鉛鋅礦成礦區(qū)（帶）劃分

（3）銻礦、汞礦及稀有分散元素“鉈”礦：黔西地區(qū)的晴隆大廠銻礦田為海相火山熱水沉積—改造型，隨著峨眉山玄武巖的多期次噴發(fā)和輝綠巖的侵入，帶來了豐富的“銻源”和熱動力源，在中上二疊統(tǒng)變余玄武巖、硅化粘土巖及石英蝕變巖中的有利部位富集成礦（武國輝等，2009a；劉路等，2019）。黔西地區(qū)汞礦床主要集中于興仁濫木廠汞礦帶內(nèi)，主要容礦地層為上二疊統(tǒng)海相沉積建造，其次為下三疊統(tǒng)，礦床中還伴生有與巖漿活動有密切關(guān)系的低溫?zé)嵋盒拖∮蟹稚⒃亍般B”及多礦種或多種礦化蝕變（武國輝等，2009a），本文推測其成礦與峨眉山玄武巖活動關(guān)系密切。

（4）硫鐵礦、稀土礦產(chǎn)：硫鐵礦產(chǎn)出層位為玄武巖底部及玄武巖尖滅后的上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（Pl3）底部，分布特征見（表4，貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017）。黔西地區(qū)上二疊統(tǒng)宣威組（Px3）底部，產(chǎn)出了以含鈮為主的稀有金屬礦床，形成了鈮、鈧、稀土（釔等）富集區(qū)，也顯示了與峨眉山玄武巖活動關(guān)系密切。

表4 貴州省黔西地區(qū)硫鐵礦分布特征表

（5）羅甸玉：為近年來新發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)，主要位于羅甸縣南部，產(chǎn)于輝綠巖與二疊系四大寨組灰?guī)r外接觸帶并蝕變產(chǎn)生的軟玉礦種，礦物組合為透閃石和石英，多為玉白—淺綠色、微透明—半透明致密塊狀，油脂—蠟狀光澤，摩氏硬度6.5，密度2.98 g/cm3，顯示了與輝綠巖關(guān)系密切。

（6）黔西南地區(qū)紅土型金礦：主要賦礦地層為中上二疊統(tǒng)至中下三疊統(tǒng)濱海相沉積建造，海西-印支期構(gòu)造運動造成的濱岸-臺地（緣）相、裂谷盆地相等晚古生代濱海相碳酸鹽巖-碎屑巖沉積地層隨著玄武巖多期次噴發(fā)和輝綠巖的侵入活動，帶來了豐富的“金源”。盆緣斷裂的存在為礦液的排放和運移提供了通道，燕山運動時，蓋層發(fā)生褶皺斷裂，使成礦流體沿蓋層斷裂向背斜和彎隆核部負(fù)壓區(qū)運移。當(dāng)?shù)V液運移至富含同生黃鐵礦和有機質(zhì)的細(xì)碎屑巖附近，即斷裂與該類巖石的復(fù)合部位時，礦液中絡(luò)合物內(nèi)的金受其吸附和還原發(fā)生沉淀，形成了黔西南重要的紅土型金礦集中區(qū)及滇黔桂重要的金礦產(chǎn)出地（韓至鈞和盛學(xué)庸，1996；武國輝等，2009a，2009b；王國坤等，2017）。

（7）鐵礦：富鐵礦床主要集中于黔西地區(qū)，以水城觀音山鐵礦、赫章菜園子鐵礦等大型菱鐵礦床為代表，賦礦地層主要為泥盆系—石炭系碳酸鹽巖，多為斷裂控制，礦體以脈狀、透鏡狀和似層狀產(chǎn)出的中低溫?zé)嵋盒偷V床（武國輝等，2009a），其成礦同樣與峨眉山玄武巖活動關(guān)系密切。

（8）煤礦：黔西地區(qū)廣泛分布的上二疊樂平統(tǒng)是貴州主要成煤期，以陸相宣威組、海陸交互相龍?zhí)督M及淺海相合山組三種含煤巖系為主，分布廣、含煤性好。宏觀煤類以半亮煤為主，煤種主要為肥煤—無煙煤，尤其是六盤水煤田、黔西北煤田（以貴陽為中心算，應(yīng)屬“黔西煤田”）及織納煤田組成的黔西地區(qū)的煤田集中區(qū)，是貴州省主要的富煤及煤層氣層位，形成了我國南方產(chǎn)煤大?。ㄙF州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017）。

4 討論

地殼主要為較低密度2.8 g/cm3的硅酸鹽組成（Rudnick and Gao,2003；張宏飛和高山，2012；劉軍等，2019），地幔平均為4.528 g/cm3，形成了較高密度元素的富集。地表的外生地質(zhì)作用產(chǎn)生了大量沉積巖和少量變質(zhì)巖、巖漿巖的地質(zhì)背景；元素活化能力弱，密度較高元素在地殼中豐度低，要富集并形成礦床，必須經(jīng)過特定地質(zhì)作用。因此，與較高密度相關(guān)礦床的形成多與深部內(nèi)生作用有關(guān)。隨著峨眉山玄武巖的活動，拉開了貴州省大規(guī)模內(nèi)生成礦序幕，具高豐度有色金屬、貴金屬、黑色金屬、稀有稀土分散元素等玄武巖在特定地質(zhì)作用下易于成礦。

馬曉旻（1989，1991）的“全球螺旋大地構(gòu)造”學(xué)說提出全球具12個“旋渦”單元，徐偉鈞等（2018）提出了“全球螺旋構(gòu)造”，我國地處東亞螺旋，黔西地區(qū)位于東亞螺旋SE120o～150o方向（圖5～6），來自燕山期順時針方向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了NW向主體構(gòu)造系列以紫云-埡都（F6，圖3）為代表的深大斷裂，提供了巖漿活動、成礦流體的運移通道和沉淀空間。

圖5 全球螺旋構(gòu)造平面略圖（據(jù)馬曉旻，1989修改）

武國輝等（2009a）、徐偉鈞等（2018）及曹其琛等（2019），以及黃智龍等（2001）所統(tǒng)計川滇黔的400多個始于海西晚期和印支-燕山期主要的沉積-改造型多金屬礦床（點），均與峨眉山玄武巖噴發(fā)和輝綠巖侵入的巖漿期后熱活動相對應(yīng)。研究區(qū)內(nèi)玄武巖具裂隙-中心式噴發(fā)的特點，噴發(fā)后接受了上二疊統(tǒng)至三疊系的數(shù)千米厚沉積，形成了區(qū)域性埋藏變質(zhì)環(huán)境。王曉剛等（2010）在研究玄武巖后期生成的沸石、蒙脫石、石英、綠泥石、綠簾石組合及斜長石的明顯鈉長石化，計算其形成壓力為2～3 kPa，溫度200～300 °C，使含煤巖系進(jìn)一步接受變質(zhì)，形成了肥煤—無煙煤集中區(qū)。同時原巖中的成礦元素有了區(qū)域活化和再富集的機會，在黔西地區(qū)煤的變質(zhì)分布與鉛鋅礦帶呈一致性，顯示了巖漿熱流與鉛成礦的相關(guān)性（唐紅松和王滋平，2005；陶樹等，2010）。黃智龍等（2001）在玄武巖鉛同位素的卡農(nóng)投影圖上，得到Th-Pb數(shù)據(jù)集中于一個狹小范圍內(nèi)，部分地層和玄武巖中鉛同位素落入方鉛礦范圍內(nèi)，表明地層和玄武巖均提供了成礦物質(zhì)來源。黃智龍等（2001）測試的會澤鉛鋅礦圍巖中方解石的REE相對富集，LREE屬富集型；碳氧同位素中δ13CPDB位于地幔范圍和δ18OSMOW升高；在δDH2Oδ18OH2O圖上落入深部巖漿水區(qū)域，表明地幔流體參與了成礦流體的形成過程。

圖6 東亞螺旋與貴州省大地構(gòu)造圖（據(jù)貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987及馬曉旻，1989；1991修編)

前人研究認(rèn)為“加厚旋涌”是全球中-新生代重要成礦動力模式（劉軍等，2019；曹其琛等，2019；楊順文等，2020；楊濤和黃波，2021），下地殼加厚作用以喜瑪拉雅的陸陸碰撞和太平洋東部邊緣的板塊俯沖最為明顯，有的專家認(rèn)為其高達(dá)數(shù)百千米，如許志琴等（1999，2011）認(rèn)為印度板塊俯沖至雅魯藏布江縫合帶下約200 km，而萬天豐（2004）研究認(rèn)為青藏高原的板塊俯沖高達(dá)800～1000 km，深切上地幔軟流圈，改變了軟流圈運動方式（馬曉旻，1989，1991）。本文認(rèn)為軟流圈是“螺旋”對流方式，伴隨強烈?guī)r漿活動和成礦物質(zhì)上涌，形成了全球最大的2個成礦帶（涂光熾和趙振華，2003；孫衛(wèi)東等，2010；劉軍等，2019；曹其琛等，2019；楊濤和黃波，2021）。

“加厚旋涌”效應(yīng)的疊加作用使黔西南—黔西地區(qū)形成了貴州重要礦產(chǎn)資源集中區(qū)。貴州省莫霍面深度由東部最薄處37 km向西則增大到最厚處52 km（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017），王華云等（1996）認(rèn)為“燕山期受到來自西部（印度板塊與亞洲板塊的碰撞）和東部（與太平洋板塊向亞洲大陸的俯沖消亡有關(guān)）等多個構(gòu)造擠壓作用，產(chǎn)生巨大的縮短加厚而形成”，因此黔西地區(qū)下地殼加厚作用深切了上地幔軟流圈，改變了軟流圈運動方式，伴隨強烈?guī)r漿活動和成礦物質(zhì)上涌，在有利成礦環(huán)境與碎屑巖—碳酸鹽巖建造中完成各種成礦作用。

2018年中國找礦取得36大突破，有2個就在黔西南—黔西地區(qū)（周麗娜和張兵強，2018；何良倫等，2019）。其中盤縣架底金礦圈出12個金礦體（周麗娜和張兵強，2018），最大礦體長2.9 km，寬70～570 m，厚度0.8～41.7 m，平均4.9 m，最高品位37×10-6，經(jīng)預(yù)算達(dá)大型規(guī)模，是目前貴州乃至全國玄武巖中最大的原生金礦。赫章縣豬拱塘新發(fā)現(xiàn)的首個超大型鉛鋅礦床礦體沿埡都—紫云斷裂及其次級構(gòu)造等充填，探明鉛鋅資源量276萬噸，鉛平均品位2.4%，鋅7.6%（何良倫等，2019）；還圈出共生硫鐵礦2個，資源量達(dá)569萬噸；伴生金、銀、鎵、鎘、鍺、硒等礦產(chǎn)，具較大開發(fā)價值，是貴州黔西南—黔西地區(qū)成為礦集區(qū)強有力的證據(jù)之一。

5 結(jié)論

（1）峨眉山玄武巖來源于地幔且分異程度高，具高豐度的有色金屬、貴金屬、黑色金屬及稀有稀土分散等元素，提供了豐富深源性高密度的成礦物質(zhì)。燕山期順時針螺旋旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的NW向主體構(gòu)造系列及深大斷裂，提供了利于成礦流體的運移通道和沉積環(huán)境，是貴州省礦產(chǎn)資源集中產(chǎn)出的前提條件。

（2）多期次峨眉山玄武巖噴發(fā)和輝綠巖的入侵，伴隨玄武質(zhì)巖漿活動過程中形成的流體和熱動力作用，活化了地層中成礦物質(zhì)，并在成礦過程中提供了部分成礦物質(zhì)，拉開了貴州省大規(guī)模內(nèi)生成礦序幕，促進(jìn)了有色金屬、黑色金屬、貴金屬、稀有稀土分散元素等成礦流體的形成和含煤巖系的變質(zhì)成煤。

（3）燕山期后的強烈構(gòu)造運動，促進(jìn)了貴州中新生代“加厚旋涌”效應(yīng)的疊加作用，在黔西南—黔西地區(qū)最終形成了貴州重要礦產(chǎn)資源集中區(qū)。