再论贵州省大地构造特征(三)

2020-06-07杨顺文

有色金属（矿山部分） 2020年3期

杨顺文，黄波，杨涛

(1.贵州理工学院资源与环境工程学院，贵阳 550003；2.贵州省有色金属和核工业地质勘查局物化探总队，贵州都匀 558000)

贵州省新元古代—晚古生代沉积了厚约40余千米碳酸盐岩—碎屑岩建造(表1)[1-2]，造就了沉积—喷流沉积型多种矿产，以锰、磷、汞、铅锌、镍钼钒、重晶石及铝土矿等大型—超大型矿床系列，在国内占有重要地位[1-7]，由此对研究新元古代—晚古生代中期的地质背景与外生成矿作用具重要意义。

表1 贵州省新元古代—古生代构造旋回及主要的成矿作用

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

1 大地构造背景

根据新版《贵州区域地质志》(2017)的划分，由上扬子陆块与江南复合造山带组成[1-2]，结合黄波等[4-7]对贵州省大地构造特征总结，武陵—雪峰—加里东—海西运动早期，岩浆活动较弱，造就了黔北—黔东—黔南地区以沉积—喷流沉积型矿床为主的大型—超大型矿床系列(图1、图2、表1、表2；据贵州区域地质志整理，2017)[1-7]。

1-推测断层(编号)；2-主要断层；3-正断层；4-逆断层图1 贵州省构造单元分区图Fig.1 Patition map of geotectonic elements in Guizhou

1-推测断层(编号)；2-主要断层；3-正断层；4-逆断层图2 贵州省推测隐伏断层构造Fig.2 Structural distribution of concealed fracture in Guizhou

表2 黔北—黔东—黔南地区构造单元特征表Table 2 Showing characteristics of tectonic units in the northern-eastern-southern part of Guizhou province

2 构造运动与主要的成矿作用

新元古代—晚古生代构造运动主要为武陵运动、雪峰运动、加里东运动及海西运动，其中武陵构造、雪峰—加里东构造为洋陆转换背景；而海西期构造运动则进入陆内造山阶段[1-2]。

2.1 武陵运动

新元古代早期扬子克拉通发生裂解，以松桃—贵阳—普安一带的南华狭窄洋盆分裂出扬子地块和华南地块，随着南华狭窄洋盆的萎缩，扬子古陆与华南古陆的汇聚和碰撞，形成了三级构造单元分界线的普安—贵阳—梵净山断裂，扬子陆块东南缘出现沟—弧—盆格局，发育了梵净山群、四堡群火山—沉积岩系，形成了在湘、黔、桂地区分布广泛的碳酸盐岩台地。位于梵净山群的基性—超基性岩，熔离成铜镍矿条件差，相对较高的辉石橄榄岩范围和厚度较小，限制了找矿远景。从江地区(南东部)的过铝S型摩天岭花岗岩，岩浆中所含挥发组分和岩浆期后的气液活动弱，目前仅在其外缘发现有少量矿点，找矿潜力不大[2]。

2.2 雪峰—加里东运动

本期构造运动经历了裂陷离散、汇聚及造山伸展三个动力背景。1)下江时期，华南板块分裂为扬子板块和华夏板块的裂陷离散背景，其间华南裂谷盆地的产生，形成台(盆)地、斜坡格局，经历了从裂谷盆地—洋盆—前陆盆地—磨拉石盆地的演化，成矿作用较弱。2)南华系—古生代中期随着扬子陆块与华南古陆的汇聚，华南裂谷盆地洋壳向华南古陆俯冲，出现的沟—弧—盆格局及多期次级裂陷，为喷流沉积作用提供了前提条件。3)早古生代末的广西运动引起扬子、华南地块碰撞的造山伸展，形成了少量华南褶皱带及基性—超基性岩脉侵入，出现了雪峰—加里东期中压低温变质带和加里东褶皱区，成矿作用较弱。

南华系大塘坡期次级裂陷与锰成矿关系密切(表3)；震旦系陡山沱组(洋水组)、灯影组与磷成矿关系密切，形成于台地边缘浅滩，从早期陡山沱组(洋水组)成矿的台地边缘浅滩环境到晚期震旦—寒武系灯影组成矿的台地边缘浅滩，该时期磷矿形成于次级裂陷盆地；震旦系—寒武系碳酸盐岩是贵州铅锌矿和汞矿的重要赋矿层位；牛蹄塘为寒武系次级裂陷最大期，与重晶石、镍钼钒成矿关系密切。

表3 黔北—黔东—黔南地区主要沉积—喷流沉积型矿床基本特征Table 3 Basic characteristics of main sedimentary exhalative deposits in the Northern-Eastern-Southern part of Guizhou

1)锰矿：主要分布于松桃县境内(北东部)，含矿岩系为下南华统大塘坡组第一段碳质页岩中，矿体多呈似层状、透镜状产于含锰岩系底部，矿石矿物主要为菱锰矿、钙菱锰矿等。成因争论有热水、生物及化学成因等[8-14]，周琦等[15]和李建威等[16]提出与古天然气渗漏成因有关(图3)，形成于南华裂谷盆地次级拉张—断陷沉积盆地中心，受深部断裂控制明显，是壳-幔源无机成因的甲烷和富锰气液上升、溢出通道，在海底火山喷发并沉积成矿；平面上沿断裂呈狭长带状展布，形成重要“内生外成”的成矿系统，总资源潜力预计超过10亿t，成为国内最大的锰矿集中区。

1—南华系大塘坡组第一段；2—南华系下统两界河组和铁丝坳组；3—气泡状构造菱锰矿石；4—块状构造菱锰矿石；5—条带状构造菱锰矿石；6—凝灰岩或凝灰质砂岩透镜体；7—白云岩透镜体；8—碳质页岩；9—古断裂图3 古天然气渗漏沉积型锰矿成矿模式图Fig.3 The ideogram of the formation of manganese ore from ancient natural gas leakage

2)磷矿：产于震旦系陡山沱组(洋水组)上部的海侵序列陆缘碎屑和碳酸盐岩沉积，主要分布于黔中的开阳、息烽、瓮安、福泉等地，磷来源为海源，前南华纪多发磷丰度高的基性岩浆和岩浆期后气液活动，为海水溶解磷质提供了丰富的物源。而产于震旦-寒武系灯影组则较为广泛，主要分布于务川—湄潭—瓮安一线，含磷岩系由含磷生物屑白云岩、磷块岩、泥硅质磷块岩等组成，矿层产于含磷岩系底部。总的来说，陡山沱组、灯影组与磷矿关系密切，环境为台地边缘浅滩，形成于次级裂陷背景盆地扩展期[17-19]，成为我国重要产磷大省。

3)重晶石矿：主要为天柱县大河边超大型矿床(图4)[20]，含矿岩系为震旦系—寒武系老堡组上部，上部多为条纹状矿石，厚0.5～1.5 m，稳定性好；中部为碳酸盐—硫化物—重晶石层，品位低；下部多为浅色块状矿石，厚1～4 m。矿体产出受NE向同沉积断裂带控制，受控于裂谷海槽萎缩背景下的次级裂陷最大期(牛蹄塘期)。

图4 天柱县大河边重晶石地质背景及成矿模式Fig.4 The geological background and ideogram of the formation of barite in Dahebian，Tianzhu county

4)镍钼钒矿：下寒武统牛蹄塘组黑色岩系中产出镍钼钒矿，寒武系底部广泛发育富Ni、Mo、V、Cu、U和Ag硫化物的黑色页岩层，连续性好，规模可观，在贵州北西部主要为镍钼组合，向东主要为钼钒，再向东南则以钒为主，主要的金属矿物组合为：镍黄铁矿、二硫镍矿、针镍矿、方硫镍矿、黄铜矿、闪锌矿、砷黝铜矿等，脉石矿物主要为水云母、伊利石、绢云母、石英、方解石等，其成因为喷流沉积型[2、21-23]，受控于裂谷海槽萎缩背景下的次级裂陷。

5)铅锌、汞矿：震旦—寒武系的碳酸盐岩是贵州铅锌矿的重要赋矿层位，矿体(化)多呈似层状、透镜状顺层产出，原生矿物都是方铅矿、闪锌矿，具明显喷流沉积特征。该层位也是汞矿重要含矿层，以台地边缘斜坡相碳酸盐岩为主，黔中主要为灯影组；黔北、黔东及黔东南主要为寒武系，矿体多沿层间破碎带呈层状、似层状、透镜状顺层产出，一般长数百米至上千米，厚数米至数十米，以单一辰砂为主，非金属以碳酸盐矿物占多数，矿质来源主要为地层经后期热水改造成矿，可能与寒武系发生的喷流沉积有关或壳幔混合喷流沉积有关[2-7、24]，加上后期热液改造在有利地段富集，成为国内最大的汞矿集中区。

6)炼镁白云岩：产出层位主要为寒武—奥陶系白云岩，属半封闭局限海台地—泻湖环境的准同生白云岩，具分布广、层位稳定、厚度大等特点，岩石组合主要为一套中厚层状藻颗粒白云岩及藻叠层石白云岩，多达炼镁白云岩要求，也可用于冶金和化工原料等[2]，是较为典型的沉积型矿床。

2.3 海西运动

早古生代末到早石炭世，从裂陷盆地进入挤压的陆内造山背景，使早期地层接受广泛的风化剥蚀，为铝土矿的形成提供了前提条件。中晚二叠世出现大陆溢流和偏碱性玄武岩，形成北东向、北西向展布的浅水台地相与较深水台盆相间的沉积格局。

晚古生代中晚期，是重要沉积型铝土矿形成时期，集中于黔中的遵义—息烽地区和清镇—修文地区、黔东的凯里—黄平地区及黔北的务正道地区四个成矿带；并伴生有钪、锂、镓等稀散金属矿产[26-28]，主要的赋矿地层为下石炭统九架炉组和中下二叠统大竹园组—梁山组，成为国内重要的铝资源大省。

3 讨论

1)新元古代—早古生代，贵州地处洋陆转换背景，岩浆活动较弱，形成了主要沉积作用的大致35 km碳酸盐岩—碎屑岩建造；海西运动则进入了陆内造山背景，加上中新生代沉积建造[1-7、29]，形成近50 km碳酸盐岩—碎屑岩为主的巨厚层沉积建造，造就了以沉积型为主的矿产。

2)从青白口系—震旦系均有不同性质的少量火山活动和岩浆侵入(表1)，后期海相低温背景限制了岩浆期后的气液活动及成矿元素活化。因此，武陵构造期发育的梵净山群、四堡群火山—沉积岩系；对应的弧后盆地拉张侵位于梵净山群基性—超基性岩和从江地区过铝S型摩天岭花岗岩成矿作用较小，多为矿(化)点，找矿潜力不大。

3)雪峰—加里东构造旋回早期，华南板块再次分裂为扬子板块和华南板块的裂陷离散背景，其间华南裂谷盆地的形成，由此产生了台(盆)地、斜坡格局，经历了裂谷盆地—洋盆—前陆盆地—磨拉石盆地的演化；以砂泥质为主的变质沉积岩系，成矿作用总体较小。南华纪—早古生代中期随着扬子陆块与华南古陆的汇聚，华南裂谷盆地洋壳向华南古陆俯冲，出现的沟—弧—盆沉积格局，产生的多次次级拉张—裂陷构造，分别为南华纪大塘期、震旦系陡山沱期、灯影期，以及下寒武统牛蹄塘期，是裂陷洋盆对喷流沉积型矿床的控制，主要表现为汇聚背景盆地萎缩基础上的次级裂陷扩展期，成矿物源多为深源性成矿物质与海相物质相互作用并沉积形成和“内生外成”的成矿系统，产生了以锰、磷、重晶石、铅锌、汞、镍钼钒等为主的喷流沉积型大型—超大型矿床系列。早古生代末的广西运动引起扬子、华南地块碰撞造山作用，因地质背景改变，很少出现类似矿床，因此南华系—早古生代中期是该类矿床主要成矿期。

4)晚古代早期进入陆内造山背景，地表岩石接受长期的风化剥蚀，形成广泛的红土化风化壳，在水流搬运下集中于黔中、黔东和黔北泻湖海湾中弱酸—还原性环境中进行关键的“移硅沉铁富铝”作用，促进硅质移出、铁质下沉于矿层底部，使铝进一步富集在下石炭统九架炉组、中下二叠统大竹园组—梁山组地层中沉积，造就了黔中的遵义—息烽地区(中小型矿集区)和清镇—修文地区(大型—超大型矿集区)、黔东的凯里—黄平地区(大中型矿集区)及黔北的务正道地区(大型—超大型矿集区)四个成矿带，成为国内重要的铝资源大省。

5)随着海西运动的进一步发展，中晚二叠世大规模峨眉山玄武岩喷发和辉绿岩的侵入，拉开了大规模内生成矿的序幕，带来了深源性成矿流体和促进地层中成矿物质的活化，形成中低温成矿域[2]，同时地质背景改变，不再形成大规模铝土矿。

6)地球经历了数十亿年的演化，产生了平均密度为2.8 g/cm3硅酸盐为主的地壳，地幔平均4.5 g/cm3[30-31]；与高密度相关的有色金属、黑色金属、贵金属、稀有稀土分散元素等富集处[4-7，32]。在南华系—早古生代中期形成的“内生外成”成矿系统，在相似的成矿背景下，也有可能形成与有色金属、黑色金属、贵金属、稀有稀土分散元素等矿床，成为隐伏大型—超大型矿集区的可能。