陳國(guó)勇,王 亮,胡從亮,安 琦,李家斌,譚 華
(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,貴州貴陽(yáng) 550004;2.貴州省地質(zhì)調(diào)查院,貴州貴陽(yáng) 550081;3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局104地質(zhì)大隊(duì),貴州都勻 558000)
黔西北地區(qū)是上揚(yáng)子西緣成礦帶重要組成部分,長(zhǎng)期以來(lái)是我國(guó)鉛鋅成礦研究熱點(diǎn)地區(qū)之一,其鉛鋅礦床控礦條件和成因存在不同認(rèn)識(shí)和觀點(diǎn)。代表性研究成果有:川滇黔鉛鋅成礦區(qū)成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃研究(四川省地礦局,1983)、貴州省鉛鋅(銀)礦資源總量預(yù)測(cè)報(bào)告認(rèn)為該區(qū)礦床屬沉積改造礦床①;黃智龍等(2011)等認(rèn)為,成礦物質(zhì)主要來(lái)源于基底地層,成礦流體中的硫主要由地層中的膏鹽層提供,成礦流體為殼-?;旌狭黧w,認(rèn)為大規(guī)模流體運(yùn)移在鉛鋅成礦過(guò)程中具有重要作用;王獎(jiǎng)?wù)榈?2001)、張長(zhǎng)青(2008)等認(rèn)為屬M(fèi)VT型鉛鋅礦床;陳國(guó)勇等(2020)提出了疊加(復(fù)合/改造)成因觀點(diǎn),但對(duì)裂陷作用、大規(guī)模玄武巖漿噴發(fā)、逆沖推覆斷層與鉛鋅成礦的關(guān)系分析不夠深入。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該區(qū)鉛鋅礦床屬M(fèi)VT型。以往的研究從某些側(cè)面深化了礦床成因類(lèi)型認(rèn)識(shí),為今后鉛鋅成礦研究奠定了基礎(chǔ)。但以往對(duì)該區(qū)礦床成因類(lèi)型的研究,有的觀點(diǎn)太寬泛(如MVT型),有的成因類(lèi)型不明確,有的對(duì)成礦背景和地殼演化認(rèn)識(shí)還不夠深入,指導(dǎo)鉛鋅礦勘查與找礦預(yù)測(cè)仍存在一定局限性。基于此,對(duì)黔西北地區(qū)地殼裂陷、地殼隆升、玄武巖漿噴發(fā)、地層褶皺倒轉(zhuǎn)、逆沖推覆與鉛鋅成礦關(guān)系進(jìn)行探索,可以為貴州新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)提供參考和借鑒。
黔西北地區(qū)是指以埡都-紫云斷裂、師宗-安順(師宗-彌勒北東段)斷裂、昭通-曲靖斷裂所圍限的范圍,大地構(gòu)造屬古亞洲構(gòu)造域揚(yáng)子陸塊西南緣(徐志剛等,2008)。以師宗-安順斷裂為界,北西為上揚(yáng)子陸塊,包括會(huì)澤隆起、陸良-盤(pán)縣隆起、水城裂陷槽和黔北隆起;南東為江南復(fù)合造山帶(貴州省地質(zhì)調(diào)查院,2017),包括陸西-興義隆起、水城裂陷槽和黔南凹陷(圖1)。該區(qū)發(fā)育泥盆系-二疊系、三疊系-侏羅系、白堊系和第三系等地層,其間有多個(gè)沉積間斷和缺失。加里東運(yùn)動(dòng)之后,經(jīng)歷海西期裂陷、中晚二疊世大規(guī)模玄武巖漿噴發(fā)及印支-燕山-喜山期造山運(yùn)動(dòng)。其中海西期整體表現(xiàn)為臺(tái)內(nèi)隆升拉張構(gòu)造環(huán)境,水城裂陷槽是拉張裂陷的結(jié)果,貫穿于揚(yáng)子地塊和江南復(fù)合造山帶。表層構(gòu)造樣式表現(xiàn)為侏羅山式褶皺和斷裂,是印支晚期-燕山期運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。
圖1 黔西北地區(qū)構(gòu)造略圖
研究區(qū)南東隅的江南復(fù)合造山帶,由西向東早古生代沉積底板變化為Ptk-O1m-O1d,沉積底板西部隆起幅度大,剝蝕程度高,東部隆起幅度小,剝蝕程度低(云南省地礦局,1990;貴州省地礦局,1987)。在水城裂陷槽內(nèi),晚古生代和中生代分別有4次和2次沉積間斷。在水城斷裂南西盤(pán)的陸西-興仁隆起和埡都-紫云斷裂北東盤(pán)的黔南凹陷,晚古生代各有5次沉積間斷,中生代僅有1次沉積間斷(表1)。
沉積間斷反映水城斷裂與埡都-紫云斷裂之間及兩側(cè)的隆升沉降歷史。在水城裂陷槽內(nèi),沉積間斷次數(shù)相對(duì)較少,間斷幅度小,接受較厚的沉積。水城斷裂南西側(cè)和埡都-紫云斷裂北東側(cè),沉積間斷次數(shù)相對(duì)較多,間斷幅度大。在地殼拉張變薄區(qū),產(chǎn)生大規(guī)模的玄武巖漿噴發(fā)。研究區(qū)是峨眉山大火成巖省的組成部分,玄武巖出露面積為2.5×105km2,體積為0.3×106~0.6×106km3(肖龍等,2005;何斌等,2003),在賓川縣的上倉(cāng)剖面厚度可達(dá)5384 m,向東到貴州水城、盤(pán)縣一帶減薄至幾百米(何冰輝,2016),貴州最大厚度在滇黔分界附近的威寧舍居樂(lè),厚度為1245 m。玄武巖漿噴發(fā)與埡都-紫云斷裂、師宗-安順斷裂等有關(guān)(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1987),根據(jù)火山角礫巖等火山口巖相分布,推測(cè)玄武巖噴發(fā)中心分布于埡都-紫云斷裂北東盤(pán)之赫章、大方、黔西、織金,水城斷裂南西盤(pán)的銀廠(chǎng)坡、威寧、淤泥河、盤(pán)縣、晴隆,計(jì)有11個(gè)玄武巖漿噴發(fā)中心(圖1),說(shuō)明噴發(fā)中心主要分布于裂陷槽兩側(cè)隆起區(qū)的地殼拉伸變薄部位。
黔西北地區(qū)的裂陷作用表現(xiàn)為水城裂陷槽的發(fā)生發(fā)展和消亡全過(guò)程。根據(jù)王尚彥等(2006)研究,水城裂陷槽經(jīng)歷早泥盆世初期熱膨脹隆起剝蝕、早泥盆世中晚期地殼拉張變薄、早泥盆世晚期-中二疊世斷陷、晚二疊世大規(guī)模巖漿噴發(fā)四個(gè)階段,受埡都-紫云斷裂和水城斷裂的控制。
早、中泥盆世火烘組為最大裂陷沉積分布區(qū),平面上呈北西長(zhǎng)錐狀分布,錐頭北西抵達(dá)云南昭通,南東分布于盤(pán)縣、安順、興仁、紫云,巖性為含竹節(jié)石、海百合莖、腕足類(lèi)及珊瑚、層孔蟲(chóng)的深水盆地相深灰色、黑色粘土巖夾灰?guī)r、泥灰?guī)r及砂巖;下二疊統(tǒng)龍吟組呈北西走向長(zhǎng)方形分布,北西邊界達(dá)水城,南東段分布于紫云-貞豐,巖性為斜坡-盆地相粘土巖夾砂巖及灰?guī)r;中二疊統(tǒng)沉積呈北西走向短錐狀,錐頭在關(guān)嶺,南東分布于貞豐-紫云,主要巖性為薄板灰?guī)r、生物屑灰?guī)r;上二疊統(tǒng)沉積呈南北向蘑菇狀,菇柄分布于貞豐,菇帽在關(guān)嶺-紫云一帶,巖性為臺(tái)緣灘、礁相碳酸鹽巖和斜坡-盆地相碎屑巖。
水城裂陷槽之外的隆起區(qū),為臺(tái)地相沉積。泥盆系獨(dú)山組巖性為淺海相碳酸鹽巖及碎屑巖;龍吟組在臺(tái)地相區(qū)沉積缺失;中二疊統(tǒng)為深灰色中-厚層生物屑泥晶灰?guī)r、生物屑亮晶灰?guī)r;上二疊統(tǒng)為海陸交互相含煤碎屑巖夾灰?guī)r、淺海臺(tái)地相灰?guī)r夾含煤碎屑巖沉積。
2.3.1 地球物理場(chǎng)
鉛鋅礦分布于布格重力異常梯級(jí)帶或其附近、航磁負(fù)磁異常及正負(fù)異常過(guò)渡帶、居里面隆起點(diǎn)、莫霍面陡變帶及扭曲部位。重力、航磁、莫霍面、居里面反映基底隆凹,不同規(guī)模的隆凹是不同礦產(chǎn)富集的有利地帶(王亮等,2021)。小波多尺度重力異常分解疊合分析,發(fā)現(xiàn)威寧、赫章、六盤(pán)水和織金等表現(xiàn)為北西向重力低異常帶(圖2),對(duì)應(yīng)于基底凹陷部位,已知的豬拱塘、五指山、杉樹(shù)林等大中型鉛鋅床分布于規(guī)模較大的凹陷帶邊緣。
2.3.2 地球化學(xué)場(chǎng)
(1)水系沉積物化探異常
Pb-Zn-Ag-Cd-As-Mn-Bi因子分析異常圖反映,已知的鉛鋅礦床均落入因子異常內(nèi)(圖3),受埡都-紫云、水城、昭通-曲靖、師宗-安順等斷裂的控制(陳國(guó)勇等,2020)。
表1 研究區(qū)及周邊地層及缺失一覽表②~⑨
圖2 黔西北地區(qū)1~4階小波細(xì)節(jié)重力異常疊加圖
圖3 貴州省地球化學(xué)Pb、Zn、Ag、Cd、As、Mn、Bi因子分析異常圖(據(jù)陳國(guó)勇等,2020修編)
(2)成礦元素高背景層
玄武巖及其上、下地層巖石中成礦元素含量平均值具有如下富集特點(diǎn)②(表2):
Cu:與中國(guó)沉積層平均含量相比,玄武巖中富集系數(shù)可達(dá)4.55倍,玄武巖之上的P3l-T2y地層中富集系數(shù)2.2,玄武巖之下的P2q+m-C1j+s地層中富集系數(shù)0.3。
表2 威寧-水城背斜地層巖石中成礦元素平均含量統(tǒng)計(jì)表(×10-6)
Pb、Zn、Cd、Ag:與中國(guó)沉積層平均含量相比,玄武巖中的富集系數(shù)分別為4.7、2.12、58.87和37.18,玄武巖之上的P3l-T2y地層中的富集系數(shù)分別為5.51、2.09、55.28、35.49,玄武巖之下的P2q+m-C1j+s地層中的富集系數(shù)分別為6.03、0.93、83.02、58.43。
碳酸鹽巖Pb、Zn平均含量分別為9×10-6和20×10-6(張乾,1989),黔西北地區(qū)玄武巖之下碳酸鹽地層中的Pb、Zn平均富集系數(shù)分別為2.08和7.37倍,地層有提供鉛鋅成礦的可能;玄武巖之上的P3l-T2y地層,沉積時(shí)間為晚二疊世長(zhǎng)興期-中三疊世中期,對(duì)應(yīng)于海西期末-印支早期,雖然存在Pb、Zn高背景層,但由于海西期之后沒(méi)有明顯的成礦作用發(fā)生,未受到成礦改造。
麒麟廠(chǎng)鉛鋅礦床玄武巖之下的石炭系大塘組、擺佐組、威寧組,泥盆系宰格組地層中,Pb、Zn、Cd、Ag平均含量分別為48.04×10-6、33.39×10-6、2.46×10-6、3.05×10-6(李志平等,2018),與中國(guó)沉積層平均含量比較,富集系數(shù)4.36、0.74、46.41、59.80,與威寧-水城背斜玄武巖之下地層巖石中Pb、Zn、Cd、Ag富集水平相近。
一般來(lái)說(shuō),在成礦之前,巖石的含礦性越好,就越易成礦(張乾,1989)。元素的豐度直接影響元素參與地球化學(xué)過(guò)程的強(qiáng)度,從而支配著元素的地球化學(xué)行為及其遷移和沉淀,一般豐度越大形成礦物的能力越強(qiáng)(張德會(huì),2020)。威寧-水城背斜地層巖石中成礦元素作為成礦后在巖石中的殘留部分,仍然高于中國(guó)沉積層平均含量,反映地層有可能為鉛鋅成礦提供成礦物源。
2.3.3 同位素地球化學(xué)
鉛鋅成礦測(cè)年是世界難題。溫利剛等(2017)列出了川滇黔鉛鋅礦多金屬成礦域主要鉛鋅礦床的成礦時(shí)代,鉛鋅成礦主要集中在220 Ma和200 Ma,對(duì)應(yīng)于印支運(yùn)動(dòng)時(shí)期,與峨眉山玄武巖主噴發(fā)期(257~259 Ma)相近,認(rèn)為鉛鋅礦床分布區(qū)與峨眉山玄武巖分布區(qū)一致,且礦床產(chǎn)于玄武巖之下的碳酸鹽巖中,峨眉山玄武巖在鉛鋅成礦過(guò)程中可以提供部分成礦物質(zhì)。流體包裹體均一溫度在150~250 ℃,部分大于300 ℃,鉛鋅成礦深度的地?zé)嵩鰷刈饔秒y以達(dá)到,峨眉山玄武巖巖漿活動(dòng)是成礦熱動(dòng)力最理想的提供者。
據(jù)相關(guān)資料(貴州省地礦局104隊(duì),2012;陳國(guó)勇等,2020),產(chǎn)于埡都-紫云斷裂帶上的石門(mén)坎礦床中鉛鋅礦床:206Pb/204Pb為18.4930~18.5396,207Pb/204Pb為15.7471~15.8042,208Pb/204Pb為38.9832~39.1788,206Pb/207Pb的比值均小于1.2;那雍枝鉛鋅礦床礦石、容礦白云巖δEu分別為1.452和2.334;產(chǎn)于水城斷裂帶的杉樹(shù)林鉛鋅礦床δEu 4.194,206Pb/204Pb為18.5643~18.6103,207Pb/204Pb為15.7662~15.8334,208Pb/204Pb為39.2059~39.4181,206Pb/207Pb的比值小于1.2。鉛同位素測(cè)試數(shù)據(jù)落在地幔鉛和上部大陸地殼鉛范圍,且排列成一條直線(xiàn)。鉛同位素和δEu表明成礦物質(zhì)可能來(lái)自地殼深部巖漿源。
黔西北地區(qū)δ34S為-13.71‰~26.40‰,變化較大;石門(mén)坎鉛鋅礦床閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦δ34S為-2.525‰~4.533‰,反映δ34S具幔源特征(陳國(guó)勇等,2020),δ34S變化大,反映多來(lái)源成因,可能來(lái)自海水硫酸鹽和沉積物中的硫,也有部分可能來(lái)自生物硫。周家喜等(2012)認(rèn)為礦床成礦流體具有“多來(lái)源混合”特征。成礦物質(zhì)的多來(lái)源特征,推測(cè)與海西期裂陷作用和印支早期構(gòu)造熱液活動(dòng)有關(guān)。
2.3.4 鉛鋅礦床分布與玄武巖的關(guān)系
玄武巖漿作用與鉛鋅成礦作用的關(guān)系爭(zhēng)論頗多。如Cu、Pb、Zn、Ag等主要富集于基性巖,但它們的成礦富集卻與克拉克值最高的巖漿巖不相關(guān)(張德會(huì),2020);成礦物源主要來(lái)源于前震旦系基底火山碎屑巖,也與峨眉山玄武巖的噴發(fā)有成生聯(lián)系(金中國(guó),2006)。研究區(qū)鉛鋅礦床(點(diǎn))幾乎分布于玄武巖被之下的泥盆系望城坡組、石炭系和二疊系棲霞組地層中。肖龍等(2007)認(rèn)為大火成巖省獨(dú)特巨量巖漿活動(dòng)是引起多層次物質(zhì)和能量交換的重要場(chǎng)所,成礦物質(zhì)的聚集導(dǎo)致成礦作用和礦床的形成是必然的,因此大火成巖省本身就是一個(gè)大成礦系統(tǒng)。鎂鐵質(zhì)大火成巖省中可形成熱液型Cu-Pb-Zn-Au-Ag礦床,以及遠(yuǎn)程低溫?zé)嵋旱V床等。峨眉山大火成巖省發(fā)育以釩鈦磁鐵礦床和銅鎳硫化物礦床為主的多種巖漿-熱液成礦作用(徐義剛等,2013),不排除玄武巖漿-熱液活動(dòng)參與鉛鋅成礦作用的可能。
2.3.5 區(qū)域礦床共性特征
水城-紫云裂陷槽內(nèi)分布有硅質(zhì)巖、重晶石、螢石、菱鐵礦、錳礦、金、鉛鋅等礦床,具有海底噴流沉積礦床的某些特點(diǎn)。
水城裂陷槽是晚古生代廣西裂谷盆地的一個(gè)分枝,廣西陽(yáng)朔盆地上泥盆統(tǒng)榴江組層狀硅質(zhì)巖和結(jié)核狀硅質(zhì)巖具有較低的Al/(Al+Fe)值,為熱液成因硅質(zhì)巖,多表現(xiàn)為Eu正異常(Chen et al,2006)。樂(lè)紀(jì)重晶石礦床,容礦巖石為上泥盆統(tǒng)榴江組薄層硅質(zhì)巖,可與桂中古潭重晶石礦床(陳大經(jīng)等,2005)對(duì)比。重晶石礦床被認(rèn)為是與熱水噴流沉積成因有關(guān)的礦床,與重晶石伴生的金屬成礦元素有Cu、Pb、Zn、As、Cl、Co、Mo、Ni、Nb、Sb、Sr、V、Ag等,其伴生的成礦組分也具有熱水沉積巖(礦)特征(高軍波等,2013)。
錳礦床被認(rèn)為是低溫?zé)崴练e成因(秦元奎等,2010),海底火山噴發(fā)和還原的沉積環(huán)境條件控制金礦物質(zhì)初始富集(莊新國(guó),1995),含礦建造和離散-會(huì)聚構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變下的盆地流體活動(dòng)是右江盆地北部微細(xì)粒浸染型金礦成礦富集區(qū)形成的重要前提條件(李忠和劉鐵兵,1996)。金礦床也具有盆地流體成礦的某些特征。
中志留統(tǒng)至下石炭統(tǒng)地層中產(chǎn)出熱液型菱鐵礦床,分布于赫章、水城一帶,呈層狀產(chǎn)于晚古生界碳酸鹽巖中,礦物組成為鎂菱鐵礦,次為黃鐵礦,少量的方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦及微量的輝銅礦、輝銻礦、毒砂等⑩,根據(jù)礦物組成特點(diǎn)推斷,菱鐵礦成因可能與熱水沉積有關(guān)。
鉛鋅礦床主要分布于師宗-安順、昭通-曲靖和埡都-紫云斷裂所圍限的三角地帶及附近,北東向斷層與之交匯部位是成礦的有利位置,產(chǎn)出環(huán)境與具有明顯熱水沉積的重晶石、錳礦、菱鐵礦特征相似(圖1)。
右江盆地演化過(guò)程中的礦化作用是十分豐富的,主要類(lèi)型包括海底熱液噴流沉積礦床和層控礦床,礦床大多出現(xiàn)于受北西向或北東向同生斷裂控制的臺(tái)盆邊緣的碳酸鹽巖中,受盆地的拉張期形成的地層控制,并與這些控礦斷裂的后期復(fù)活作用有關(guān)(曾允孚和劉文均,1995)。水城裂陷槽內(nèi)同生斷裂對(duì)于沉積、成礦產(chǎn)生了積極作用,與晚古生代裂陷相關(guān)的裂谷盆地環(huán)境內(nèi)形成的沉積、熱水噴流沉積的重晶石、鐵、錳礦,以及鉛鋅礦等熱液礦床的礦源層(陶平等,2015)。研究區(qū)鉛鋅礦集中分布于埡都-紫云斷裂和水城斷裂邊界,與熱液活動(dòng)邊界相對(duì)應(yīng)。
埡都-紫云斷裂北東側(cè),發(fā)育北東向背斜緊密、向斜寬緩的褶皺樣式,師宗-安順斷裂以南和昭通-曲靖斷裂以西,發(fā)育北北東向褶皺和斷裂(圖1)。在水城裂陷槽以東形成由南西向北東逆沖的疊瓦狀斷裂組合,在水城裂陷槽以西形成由東向西逆沖的疊瓦狀斷裂組合。在逆沖過(guò)程中,伴隨深部含礦熱液上升,改造之前形成的鉛鋅礦體(化)。主控礦斷裂為昭通-曲靖、埡都-紫云、師宗-安順和水城斷裂。銀廠(chǎng)坡鉛鋅礦床與麒麟廠(chǎng)鉛鋅礦床對(duì)比,礦床規(guī)模存在較大差異,與距離昭通-曲靖隱伏深斷裂(牛欄江斷裂)遠(yuǎn)近有關(guān),銀廠(chǎng)坡鉛鋅礦床成礦有利部位為石炭系黃龍組與牛欄江斷層交匯處,因逆沖斷層抬升而被剝蝕;豬拱塘超大型鉛鋅礦床成礦有利部位是二疊系棲霞組與埡都-紫云斷層的交匯處,因交匯部位倒轉(zhuǎn)深埋而保存。
3.2.1 赫章縣豬拱塘鉛鋅礦床
礦床位于赫章縣城南西約15 km,探明鉛鋅資源量327萬(wàn)噸,為超大型礦床。容礦巖石為中二疊統(tǒng)棲霞組中至塊狀層灰?guī)r、上泥盆統(tǒng)望城坡組中厚層白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r,以前者為主,礦體呈透鏡狀緊靠F1產(chǎn)出,平面上呈帶狀延伸,主礦體長(zhǎng)1640 m,寬120~530 m,礦體平均厚11.01 m,礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦,脈石礦物為方解礦、白云石;礦石具自形-半自形-它形粒狀、交代殘余、包含和壓碎結(jié)構(gòu),塊狀、浸染狀、脈狀、角礫狀構(gòu)造、少量條帶狀構(gòu)造;平均含Zn 8.71%,含Pb2.95%,有用組份以鋅為主,鉛次之,伴生銀、鎘、鍺、硒、金等。
由于多期構(gòu)造疊加以及不同時(shí)代碳酸鹽巖巖性的相似性,F(xiàn)1和F2斷塊內(nèi)碳酸鹽巖時(shí)代和層序難以恢復(fù),構(gòu)造分析難度大。以往認(rèn)為F1和F2斷層之間厚度巨大棲霞組,是逆斷層重復(fù)造成,礦床受F1斷層破碎帶的控制(何良倫等,2019,2020;楊坤光等,2020;吳大文等,2020)。作者通過(guò)綜合分析認(rèn)為,礦床受埡都-紫云同沉積斷層、倒轉(zhuǎn)褶皺和逆沖推覆斷層的控制(圖4)。印支早期形成倒轉(zhuǎn)背斜和逆沖推覆斷層,受沿構(gòu)造上升含礦熱液作用,在倒轉(zhuǎn)背斜和逆沖斷層中形成疊加改造礦體(礦化)。F4斷層在剖面結(jié)構(gòu)上與一系列的逆沖斷層極不配套,是褶皺返回期拉張作用的結(jié)果,并與F15、F18層間正斷層匹配(圖4),在剖面上造成地層的加厚或減薄效應(yīng)。倒轉(zhuǎn)地層的認(rèn)識(shí),更好解決了F1和F2棲霞組地層厚度過(guò)大、F4正斷層與其它斷層不配套、部分鉆孔中“控礦斷層”之?dāng)鄬犹卣鞑幻黠@等問(wèn)題。但尚需進(jìn)一步收集相關(guān)資料,綜合分析和提升認(rèn)識(shí)。
3.2.2 威寧縣銀廠(chǎng)坡鉛鋅礦床
位于威寧縣城南西55 km,探明鉛鋅資源量8.4萬(wàn)噸,為小型礦床。容礦巖石為上石炭統(tǒng)黃龍組鈣質(zhì)白云巖,礦化帶呈層狀產(chǎn)出,礦體呈透鏡狀分布于礦化帶內(nèi),容礦巖層發(fā)育鐵錳蝕變,礦體走向長(zhǎng)700 m,傾斜延深350 m;平均厚度1.44 m。礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦等,次為黃銅礦;脈石礦物以白云石、方解石為主,次為石英、玉髓。礦石具結(jié)晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等,碎裂狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造;平均含Zn 6.17%、含Pb 10.19%、含Ag 287.26×10-6。
昭通-曲靖斷裂經(jīng)過(guò)銀廠(chǎng)坡,是一條不可忽視的斷裂,其重要性以往文獻(xiàn)很少提及,其影響遠(yuǎn)不如小江、埡都-紫云、師宗-安順等斷裂。斷裂兩側(cè)構(gòu)造樣式和礦床特征有較大差異。西側(cè)為會(huì)澤縣礦山廠(chǎng)、麒麟廠(chǎng)超大型鉛鋅礦床,東側(cè)為威寧縣銀廠(chǎng)坡小型鉛礦床。礦山廠(chǎng)、麒麟廠(chǎng)鉛鋅礦床構(gòu)造為北東向,且并非完全由背斜控礦,與昭通-曲靖斷裂交切的向斜部位,同樣是成礦有利位置,容礦地層為中下石炭統(tǒng)擺佐組粗晶白云巖。銀廠(chǎng)坡鉛鋅礦床構(gòu)造為北北東向,容礦地層為上石炭統(tǒng)黃龍組鈣質(zhì)白云巖,僅牛欄江之隔,構(gòu)造方向、容礦巖石和礦床規(guī)模存在較大差異。有的學(xué)者認(rèn)為礦床受黃龍組鈣質(zhì)白云巖撓曲、層間剝離、層間滑動(dòng)帶的控制(廖震文和鄧小萬(wàn),2002;廖震文,2006)。作者認(rèn)為主要受昭通-曲靖斷裂(牛欄江斷裂)、褶皺、逆沖推覆斷層聯(lián)合控制(圖5、圖6c),靠近牛欄江斷層的有利成礦部位,受逆沖斷層抬升遭受剝蝕;而麒麟廠(chǎng)鉛鋅礦床,靠近牛欄江斷層,位于下盤(pán)向斜牽引部位,因深埋而保留,推測(cè)深部有較好的找礦前景。
海西旋回前形成的加里東造山帶,中心在廣西羅城-龍勝、湖南通道一帶,此時(shí)黔西北地區(qū)處于造山帶前陸(貴州省地質(zhì)調(diào)查院,2017),主構(gòu)造為北東向褶皺和斷裂,造成D2/Ptk、D2h/O1m、D2m/S1w、D2g/S2m和D2d/O1沉積缺失,武陵構(gòu)造旋回期形成的彌勒-師宗-梵凈山邊界斷裂可能復(fù)活,控制貴州不同的地球化學(xué)背景分區(qū)(圖3)。
海西期以北西向的紫云-埡都斷裂活動(dòng)最為強(qiáng)烈,其兩側(cè)具有不同的地球化學(xué)背景并控制鉛鋅礦床分布。在紫云-埡都斷裂與銅仁-三都斷裂之間,含礦層位為震旦系陡山沱組、寒武系清虛洞組、泥盆系高坡場(chǎng)組(望城坡組)和獨(dú)山組,石炭系及以上地層沒(méi)有鉛鋅礦產(chǎn)出;紫云-埡都斷裂南西盤(pán)的水城裂陷槽,從泥盆系-二疊系,存在Pb、Zn高背景層,主要容礦地層為泥盆系、石炭系和二疊系(圖6a),二疊系茅口組之上的地層基本沒(méi)有鉛鋅礦產(chǎn)出。
二疊紀(jì)末-三疊紀(jì),受西部新特提斯構(gòu)造和華南古特提期閉合影響(馬文璞,1996),泥盆紀(jì)-二疊紀(jì)裂陷轉(zhuǎn)化為南北向擠壓環(huán)境,紫云-埡都斷裂由拉張邊界轉(zhuǎn)化為擠壓走滑邊界。南部和西部產(chǎn)生的壓應(yīng)力共同作用,在紫云-埡都斷裂南西側(cè),形成由南西向北東推覆的倒轉(zhuǎn)褶皺和疊瓦狀逆沖斷層;在昭通-曲靖斷裂兩側(cè)形成由東向西推覆的倒轉(zhuǎn)褶皺和疊瓦狀逆沖斷層。沿構(gòu)造上升的含礦熱液,進(jìn)一步改造前期Pb、Zn等高背景層和礦體(礦化),形成疊加(復(fù)合/改造)型礦床(圖6c)。
圖4 貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦床101勘探線(xiàn)剖面(C-D剖面)(據(jù)注釋修改)
圖5 云南省會(huì)澤縣礦山廠(chǎng)-貴州省威寧縣銀廠(chǎng)坡鉛鋅礦床地質(zhì)剖面(A-B剖面)圖(據(jù)注釋修改)
印支-燕山運(yùn)動(dòng),巖層進(jìn)一步褶皺和斷裂,并在褶皺返回晚期產(chǎn)生拉張滑覆,破壞原有的構(gòu)造和礦體(礦化)。受東部新特提斯構(gòu)造和東部濱太平洋構(gòu)造域共同影響,前期構(gòu)造發(fā)生偏轉(zhuǎn),且完整性被破壞。喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為面型隆升,已形成的礦床抬升至地表,經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、剝蝕,局部形成殘坡積礦床(陳國(guó)勇等,2020)。
早泥盆世-二疊紀(jì)陽(yáng)新世晚期,發(fā)生裂陷作用,沿裂陷邊界斷層,深部上升的含礦流體,在斷層旁側(cè)的地層中形高背景層或“礦源層”,見(jiàn)圖6a。成礦物質(zhì)來(lái)源可能與深部中酸性巖漿活動(dòng)有很大關(guān)系(王亮等,2020),成礦作用發(fā)生于裂陷沉降的構(gòu)造環(huán)境中,有利于礦質(zhì)在盆地中沉積保存,形成礦源層(余超和余君鵬,2010)。
二疊紀(jì)陽(yáng)新世晚期-樂(lè)平世吳家坪中晚期,地幔柱上涌,地殼上隆,峨眉山玄武巖漿噴發(fā)。玄武巖漿帶來(lái)的巨大熱源及含礦熱液,使Pb、Zn等金屬元素大規(guī)模遷移成為可能(吳建忠和余紅平,2011)。水城裂陷槽溫度低,槽外隆起和大規(guī)模巖漿活動(dòng)溫度高,因溫度、壓力和濃度差等,有用組分向裂陷槽及斷層帶匯聚形成礦體或礦化,見(jiàn)圖6b。根據(jù)杉樹(shù)林、天橋、板板橋礦床地質(zhì)特征及Zn、Pb、S同位素組成對(duì)比分析(黃智龍等,2011),認(rèn)為黔西北鉛鋅成礦區(qū)成礦流體運(yùn)移方向?yàn)樯紭?shù)林→天橋→板板橋,即成礦流體從南東向北西運(yùn)移;玄武巖內(nèi)帶位于云南賓川,貴州杉樹(shù)林、天橋等鉛鋅礦床位于玄武巖中-外帶(何冰輝,2016),且位于陸良-盤(pán)縣隆起與黔北隆起的多個(gè)玄武巖漿噴發(fā)中心之間。這表明玄武巖熱釋放和成礦組分的運(yùn)移方向是一致的。
圖6 黔西北地區(qū)鉛鋅礦成礦模式圖
埡都-紫云斷裂向南東延伸至廣西稱(chēng)為“丹池?cái)嗔选?,“丹池?cái)嗔选苯?jīng)歷了中泥盆世-中三疊世斷陷沉積→印支期擠壓褶皺、NW向斷裂逆沖作用→燕山晚期拉張剪切變形、巖漿侵位、錫多金屬成礦的演化過(guò)程(蔡明海等,2012),埡都-紫云斷裂與丹池?cái)嗔褳橥粩嗔训牟煌课?,推測(cè)成礦作用有其相似性。黔西北地區(qū)鉛鋅礦床成礦過(guò)程類(lèi)似盤(pán)龍鉛鋅礦床,屬改造過(guò)的鉛鋅礦床(徐述騰等,2018)。
二疊紀(jì)樂(lè)平世吳家坪晚期,玄武巖風(fēng)化、剝蝕和夷平,龍?zhí)督M煤系地層形成,繼之三疊系沉積(圖6b);二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)早期,受西部和南部古特提斯閉合影響,地層褶皺、倒轉(zhuǎn)、逆沖推覆,構(gòu)造熱液改造前期礦床,見(jiàn)圖6c。
印支中晚期-燕山期,地層巖石進(jìn)一步褶皺和斷裂,在褶皺回返階段形成拉張環(huán)境,產(chǎn)生正斷層和層間滑覆(圖4),破壞已形成的地層、構(gòu)造和礦體(礦化);喜山運(yùn)動(dòng)將前期形成的礦體抬升到地表,形成殘坡積礦床。
(1)研究區(qū)鉛鋅具多階段成礦特點(diǎn),成因類(lèi)型不是MVT型鉛鋅礦。印支期-燕山期造山運(yùn)動(dòng)波及貴州全省,但在埡都-紫云斷裂南西盤(pán)卷入的三疊系至白堊系地層中,幾乎沒(méi)有鉛鋅礦床分布,礦體主要產(chǎn)于玄武巖之下的碳酸鹽巖地層中;在埡都-紫云斷裂北東盤(pán),鉛鋅礦主要賦存于上泥盆統(tǒng)之下的地層,且鉛鋅礦體呈層狀產(chǎn)出,在石炭系及之上的地層中,幾乎沒(méi)有鉛鋅礦床分布。鉛鋅成礦具多期多階段性特點(diǎn),結(jié)合地史時(shí)期構(gòu)造演化與鉛鋅成礦關(guān)系分析,成礦作用時(shí)間與造山作用時(shí)間不一致,黔西北地區(qū)鉛鋅礦床不是MVT型。
(2)鉛鋅礦主要受裂陷邊界斷裂、玄武巖漿大規(guī)模噴發(fā)和印支早期逆沖推覆構(gòu)造控制。研究區(qū)主要斷裂具有長(zhǎng)期活動(dòng)的歷史。二疊紀(jì)玄武巖漿噴發(fā)前,沿裂陷邊界斷裂上升的含Pb、Zn等有用組分與巖層同沉積,形成高含量背景層;二疊紀(jì)玄武巖漿大規(guī)模噴發(fā),熱動(dòng)力和沿?cái)鄬由仙V熱液雙重作用,驅(qū)使Pb、Zn等有用組分向有利地層和構(gòu)造部位運(yùn)移,形成鉛鋅礦體或礦化;印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),巖層褶皺、倒轉(zhuǎn)和逆沖推覆,沿?cái)嗔焉仙暮V熱液,改造早期形成的鉛鋅礦體或礦化體。
(3)礦床成因?qū)侬B加(復(fù)合/改造)型礦床。礦床經(jīng)歷沉積初始富集和大規(guī)模巖漿熱動(dòng)力作用、熱液作用、印支早期構(gòu)造熱液改造,屬疊加(復(fù)合/改造)型礦床,印支中晚期后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),沒(méi)有明顯的鉛鋅成礦作用發(fā)生,破壞礦床并使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
(4)構(gòu)造、地層、巖性耦合有利鉛鋅成礦。具有長(zhǎng)期活動(dòng)的埡都-紫云斷裂、水城斷裂和昭通-曲靖斷裂與有利地層、巖性、次級(jí)構(gòu)造的耦合部位,是鉛鋅成礦的有利地段。
致謝:《地質(zhì)與勘探》審稿專(zhuān)家和責(zé)任編輯多次對(duì)文章提出指導(dǎo)意見(jiàn),貴州省地礦局代傳固研究員提供了“貴州省玄武巖噴發(fā)中心及玄武巖銅礦分布圖”,這些幫助促進(jìn)了文章的修改和完善,在此衷心表示感謝。
[注 釋]
① 陳士杰,畢坤.1989.貴州省鉛鋅(銀)礦資源總量預(yù)測(cè)報(bào)告[R].貴州省地礦局.
② 貴州省有色和核工業(yè)地勘局.2015.貴州省黔西北威水背斜鉛鋅礦整裝勘查報(bào)告[R].
③ 云地省地礦局第二區(qū)域地質(zhì)大隊(duì).1979.1:20萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(羅平幅)[R].
④ 云地省地礦局第一地質(zhì)大隊(duì).1980.1:20萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(魯?shù)榉?[R].
⑤ 貴州省地質(zhì)局一零八隊(duì). 1974.1:20萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(盤(pán)縣幅)[R].
⑥ 貴州省地勘局.1996.1:5萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(鎮(zhèn)寧幅)[R].
⑦ 貴州省地礦局104隊(duì).1996.1:5萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(麻江幅)[R].
⑧ 貴州省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院.1998.1:5萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(安西幅)[R].
⑨ 貴州省地礦局115地質(zhì)大隊(duì).1995.1:5萬(wàn)中華人民共和國(guó)地質(zhì)圖(織金幅)[R].
⑩ 貴州省地質(zhì)調(diào)查院.2020.中國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷(送審稿)[M].