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黔西北地区隆起裂陷、逆冲推覆作用与铅锌成矿关系

2022-08-01陈国勇胡从亮李家斌

地质与勘探 2022年4期
关键词:紫云水城铅锌

陈国勇,王 亮,胡从亮,安 琦,李家斌,谭 华

(1.贵州省地质矿产勘查开发局,贵州贵阳 550004;2.贵州省地质调查院,贵州贵阳 550081;3.贵州省地质矿产勘查开发局104地质大队,贵州都匀 558000)

0 引言

黔西北地区是上扬子西缘成矿带重要组成部分,长期以来是我国铅锌成矿研究热点地区之一,其铅锌矿床控矿条件和成因存在不同认识和观点。代表性研究成果有:川滇黔铅锌成矿区成矿远景区划研究(四川省地矿局,1983)、贵州省铅锌(银)矿资源总量预测报告认为该区矿床属沉积改造矿床①;黄智龙等(2011)等认为,成矿物质主要来源于基底地层,成矿流体中的硫主要由地层中的膏盐层提供,成矿流体为壳-幔混合流体,认为大规模流体运移在铅锌成矿过程中具有重要作用;王奖臻等(2001)、张长青(2008)等认为属MVT型铅锌矿床;陈国勇等(2020)提出了叠加(复合/改造)成因观点,但对裂陷作用、大规模玄武岩浆喷发、逆冲推覆断层与铅锌成矿的关系分析不够深入。多数学者认为该区铅锌矿床属MVT型。以往的研究从某些侧面深化了矿床成因类型认识,为今后铅锌成矿研究奠定了基础。但以往对该区矿床成因类型的研究,有的观点太宽泛(如MVT型),有的成因类型不明确,有的对成矿背景和地壳演化认识还不够深入,指导铅锌矿勘查与找矿预测仍存在一定局限性。基于此,对黔西北地区地壳裂陷、地壳隆升、玄武岩浆喷发、地层褶皱倒转、逆冲推覆与铅锌成矿关系进行探索,可以为贵州新一轮找矿突破战略行动提供参考和借鉴。

1 成矿背景

黔西北地区是指以垭都-紫云断裂、师宗-安顺(师宗-弥勒北东段)断裂、昭通-曲靖断裂所围限的范围,大地构造属古亚洲构造域扬子陆块西南缘(徐志刚等,2008)。以师宗-安顺断裂为界,北西为上扬子陆块,包括会泽隆起、陆良-盘县隆起、水城裂陷槽和黔北隆起;南东为江南复合造山带(贵州省地质调查院,2017),包括陆西-兴义隆起、水城裂陷槽和黔南凹陷(图1)。该区发育泥盆系-二叠系、三叠系-侏罗系、白垩系和第三系等地层,其间有多个沉积间断和缺失。加里东运动之后,经历海西期裂陷、中晚二叠世大规模玄武岩浆喷发及印支-燕山-喜山期造山运动。其中海西期整体表现为台内隆升拉张构造环境,水城裂陷槽是拉张裂陷的结果,贯穿于扬子地块和江南复合造山带。表层构造样式表现为侏罗山式褶皱和断裂,是印支晚期-燕山期运动的产物。

图1 黔西北地区构造略图

2 裂陷作用

2.1 地壳隆起与岩浆活动

研究区南东隅的江南复合造山带,由西向东早古生代沉积底板变化为Ptk-O1m-O1d,沉积底板西部隆起幅度大,剥蚀程度高,东部隆起幅度小,剥蚀程度低(云南省地矿局,1990;贵州省地矿局,1987)。在水城裂陷槽内,晚古生代和中生代分别有4次和2次沉积间断。在水城断裂南西盘的陆西-兴仁隆起和垭都-紫云断裂北东盘的黔南凹陷,晚古生代各有5次沉积间断,中生代仅有1次沉积间断(表1)。

沉积间断反映水城断裂与垭都-紫云断裂之间及两侧的隆升沉降历史。在水城裂陷槽内,沉积间断次数相对较少,间断幅度小,接受较厚的沉积。水城断裂南西侧和垭都-紫云断裂北东侧,沉积间断次数相对较多,间断幅度大。在地壳拉张变薄区,产生大规模的玄武岩浆喷发。研究区是峨眉山大火成岩省的组成部分,玄武岩出露面积为2.5×105km2,体积为0.3×106~0.6×106km3(肖龙等,2005;何斌等,2003),在宾川县的上仓剖面厚度可达5384 m,向东到贵州水城、盘县一带减薄至几百米(何冰辉,2016),贵州最大厚度在滇黔分界附近的威宁舍居乐,厚度为1245 m。玄武岩浆喷发与垭都-紫云断裂、师宗-安顺断裂等有关(贵州省地质矿产局,1987),根据火山角砾岩等火山口岩相分布,推测玄武岩喷发中心分布于垭都-紫云断裂北东盘之赫章、大方、黔西、织金,水城断裂南西盘的银厂坡、威宁、淤泥河、盘县、晴隆,计有11个玄武岩浆喷发中心(图1),说明喷发中心主要分布于裂陷槽两侧隆起区的地壳拉伸变薄部位。

2.2 地壳裂陷与沉积作用

黔西北地区的裂陷作用表现为水城裂陷槽的发生发展和消亡全过程。根据王尚彦等(2006)研究,水城裂陷槽经历早泥盆世初期热膨胀隆起剥蚀、早泥盆世中晚期地壳拉张变薄、早泥盆世晚期-中二叠世断陷、晚二叠世大规模岩浆喷发四个阶段,受垭都-紫云断裂和水城断裂的控制。

早、中泥盆世火烘组为最大裂陷沉积分布区,平面上呈北西长锥状分布,锥头北西抵达云南昭通,南东分布于盘县、安顺、兴仁、紫云,岩性为含竹节石、海百合茎、腕足类及珊瑚、层孔虫的深水盆地相深灰色、黑色粘土岩夹灰岩、泥灰岩及砂岩;下二叠统龙吟组呈北西走向长方形分布,北西边界达水城,南东段分布于紫云-贞丰,岩性为斜坡-盆地相粘土岩夹砂岩及灰岩;中二叠统沉积呈北西走向短锥状,锥头在关岭,南东分布于贞丰-紫云,主要岩性为薄板灰岩、生物屑灰岩;上二叠统沉积呈南北向蘑菇状,菇柄分布于贞丰,菇帽在关岭-紫云一带,岩性为台缘滩、礁相碳酸盐岩和斜坡-盆地相碎屑岩。

水城裂陷槽之外的隆起区,为台地相沉积。泥盆系独山组岩性为浅海相碳酸盐岩及碎屑岩;龙吟组在台地相区沉积缺失;中二叠统为深灰色中-厚层生物屑泥晶灰岩、生物屑亮晶灰岩;上二叠统为海陆交互相含煤碎屑岩夹灰岩、浅海台地相灰岩夹含煤碎屑岩沉积。

2.3 地壳裂陷与成矿作用

2.3.1 地球物理场

铅锌矿分布于布格重力异常梯级带或其附近、航磁负磁异常及正负异常过渡带、居里面隆起点、莫霍面陡变带及扭曲部位。重力、航磁、莫霍面、居里面反映基底隆凹,不同规模的隆凹是不同矿产富集的有利地带(王亮等,2021)。小波多尺度重力异常分解叠合分析,发现威宁、赫章、六盘水和织金等表现为北西向重力低异常带(图2),对应于基底凹陷部位,已知的猪拱塘、五指山、杉树林等大中型铅锌床分布于规模较大的凹陷带边缘。

2.3.2 地球化学场

(1)水系沉积物化探异常

Pb-Zn-Ag-Cd-As-Mn-Bi因子分析异常图反映,已知的铅锌矿床均落入因子异常内(图3),受垭都-紫云、水城、昭通-曲靖、师宗-安顺等断裂的控制(陈国勇等,2020)。

表1 研究区及周边地层及缺失一览表②~⑨

图2 黔西北地区1~4阶小波细节重力异常叠加图

图3 贵州省地球化学Pb、Zn、Ag、Cd、As、Mn、Bi因子分析异常图(据陈国勇等,2020修编)

(2)成矿元素高背景层

玄武岩及其上、下地层岩石中成矿元素含量平均值具有如下富集特点②(表2):

Cu:与中国沉积层平均含量相比,玄武岩中富集系数可达4.55倍,玄武岩之上的P3l-T2y地层中富集系数2.2,玄武岩之下的P2q+m-C1j+s地层中富集系数0.3。

表2 威宁-水城背斜地层岩石中成矿元素平均含量统计表(×10-6)

Pb、Zn、Cd、Ag:与中国沉积层平均含量相比,玄武岩中的富集系数分别为4.7、2.12、58.87和37.18,玄武岩之上的P3l-T2y地层中的富集系数分别为5.51、2.09、55.28、35.49,玄武岩之下的P2q+m-C1j+s地层中的富集系数分别为6.03、0.93、83.02、58.43。

碳酸盐岩Pb、Zn平均含量分别为9×10-6和20×10-6(张乾,1989),黔西北地区玄武岩之下碳酸盐地层中的Pb、Zn平均富集系数分别为2.08和7.37倍,地层有提供铅锌成矿的可能;玄武岩之上的P3l-T2y地层,沉积时间为晚二叠世长兴期-中三叠世中期,对应于海西期末-印支早期,虽然存在Pb、Zn高背景层,但由于海西期之后没有明显的成矿作用发生,未受到成矿改造。

麒麟厂铅锌矿床玄武岩之下的石炭系大塘组、摆佐组、威宁组,泥盆系宰格组地层中,Pb、Zn、Cd、Ag平均含量分别为48.04×10-6、33.39×10-6、2.46×10-6、3.05×10-6(李志平等,2018),与中国沉积层平均含量比较,富集系数4.36、0.74、46.41、59.80,与威宁-水城背斜玄武岩之下地层岩石中Pb、Zn、Cd、Ag富集水平相近。

一般来说,在成矿之前,岩石的含矿性越好,就越易成矿(张乾,1989)。元素的丰度直接影响元素参与地球化学过程的强度,从而支配着元素的地球化学行为及其迁移和沉淀,一般丰度越大形成矿物的能力越强(张德会,2020)。威宁-水城背斜地层岩石中成矿元素作为成矿后在岩石中的残留部分,仍然高于中国沉积层平均含量,反映地层有可能为铅锌成矿提供成矿物源。

2.3.3 同位素地球化学

铅锌成矿测年是世界难题。温利刚等(2017)列出了川滇黔铅锌矿多金属成矿域主要铅锌矿床的成矿时代,铅锌成矿主要集中在220 Ma和200 Ma,对应于印支运动时期,与峨眉山玄武岩主喷发期(257~259 Ma)相近,认为铅锌矿床分布区与峨眉山玄武岩分布区一致,且矿床产于玄武岩之下的碳酸盐岩中,峨眉山玄武岩在铅锌成矿过程中可以提供部分成矿物质。流体包裹体均一温度在150~250 ℃,部分大于300 ℃,铅锌成矿深度的地热增温作用难以达到,峨眉山玄武岩岩浆活动是成矿热动力最理想的提供者。

据相关资料(贵州省地矿局104队,2012;陈国勇等,2020),产于垭都-紫云断裂带上的石门坎矿床中铅锌矿床:206Pb/204Pb为18.4930~18.5396,207Pb/204Pb为15.7471~15.8042,208Pb/204Pb为38.9832~39.1788,206Pb/207Pb的比值均小于1.2;那雍枝铅锌矿床矿石、容矿白云岩δEu分别为1.452和2.334;产于水城断裂带的杉树林铅锌矿床δEu 4.194,206Pb/204Pb为18.5643~18.6103,207Pb/204Pb为15.7662~15.8334,208Pb/204Pb为39.2059~39.4181,206Pb/207Pb的比值小于1.2。铅同位素测试数据落在地幔铅和上部大陆地壳铅范围,且排列成一条直线。铅同位素和δEu表明成矿物质可能来自地壳深部岩浆源。

黔西北地区δ34S为-13.71‰~26.40‰,变化较大;石门坎铅锌矿床闪锌矿、方铅矿和黄铁矿δ34S为-2.525‰~4.533‰,反映δ34S具幔源特征(陈国勇等,2020),δ34S变化大,反映多来源成因,可能来自海水硫酸盐和沉积物中的硫,也有部分可能来自生物硫。周家喜等(2012)认为矿床成矿流体具有“多来源混合”特征。成矿物质的多来源特征,推测与海西期裂陷作用和印支早期构造热液活动有关。

2.3.4 铅锌矿床分布与玄武岩的关系

玄武岩浆作用与铅锌成矿作用的关系争论颇多。如Cu、Pb、Zn、Ag等主要富集于基性岩,但它们的成矿富集却与克拉克值最高的岩浆岩不相关(张德会,2020);成矿物源主要来源于前震旦系基底火山碎屑岩,也与峨眉山玄武岩的喷发有成生联系(金中国,2006)。研究区铅锌矿床(点)几乎分布于玄武岩被之下的泥盆系望城坡组、石炭系和二叠系栖霞组地层中。肖龙等(2007)认为大火成岩省独特巨量岩浆活动是引起多层次物质和能量交换的重要场所,成矿物质的聚集导致成矿作用和矿床的形成是必然的,因此大火成岩省本身就是一个大成矿系统。镁铁质大火成岩省中可形成热液型Cu-Pb-Zn-Au-Ag矿床,以及远程低温热液矿床等。峨眉山大火成岩省发育以钒钛磁铁矿床和铜镍硫化物矿床为主的多种岩浆-热液成矿作用(徐义刚等,2013),不排除玄武岩浆-热液活动参与铅锌成矿作用的可能。

2.3.5 区域矿床共性特征

水城-紫云裂陷槽内分布有硅质岩、重晶石、萤石、菱铁矿、锰矿、金、铅锌等矿床,具有海底喷流沉积矿床的某些特点。

水城裂陷槽是晚古生代广西裂谷盆地的一个分枝,广西阳朔盆地上泥盆统榴江组层状硅质岩和结核状硅质岩具有较低的Al/(Al+Fe)值,为热液成因硅质岩,多表现为Eu正异常(Chen et al,2006)。乐纪重晶石矿床,容矿岩石为上泥盆统榴江组薄层硅质岩,可与桂中古潭重晶石矿床(陈大经等,2005)对比。重晶石矿床被认为是与热水喷流沉积成因有关的矿床,与重晶石伴生的金属成矿元素有Cu、Pb、Zn、As、Cl、Co、Mo、Ni、Nb、Sb、Sr、V、Ag等,其伴生的成矿组分也具有热水沉积岩(矿)特征(高军波等,2013)。

锰矿床被认为是低温热水沉积成因(秦元奎等,2010),海底火山喷发和还原的沉积环境条件控制金矿物质初始富集(庄新国,1995),含矿建造和离散-会聚构造体制转变下的盆地流体活动是右江盆地北部微细粒浸染型金矿成矿富集区形成的重要前提条件(李忠和刘铁兵,1996)。金矿床也具有盆地流体成矿的某些特征。

中志留统至下石炭统地层中产出热液型菱铁矿床,分布于赫章、水城一带,呈层状产于晚古生界碳酸盐岩中,矿物组成为镁菱铁矿,次为黄铁矿,少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿及微量的辉铜矿、辉锑矿、毒砂等⑩,根据矿物组成特点推断,菱铁矿成因可能与热水沉积有关。

铅锌矿床主要分布于师宗-安顺、昭通-曲靖和垭都-紫云断裂所围限的三角地带及附近,北东向断层与之交汇部位是成矿的有利位置,产出环境与具有明显热水沉积的重晶石、锰矿、菱铁矿特征相似(图1)。

右江盆地演化过程中的矿化作用是十分丰富的,主要类型包括海底热液喷流沉积矿床和层控矿床,矿床大多出现于受北西向或北东向同生断裂控制的台盆边缘的碳酸盐岩中,受盆地的拉张期形成的地层控制,并与这些控矿断裂的后期复活作用有关(曾允孚和刘文均,1995)。水城裂陷槽内同生断裂对于沉积、成矿产生了积极作用,与晚古生代裂陷相关的裂谷盆地环境内形成的沉积、热水喷流沉积的重晶石、铁、锰矿,以及铅锌矿等热液矿床的矿源层(陶平等,2015)。研究区铅锌矿集中分布于垭都-紫云断裂和水城断裂边界,与热液活动边界相对应。

3 逆冲推覆作用

3.1 区域逆冲推覆构造

垭都-紫云断裂北东侧,发育北东向背斜紧密、向斜宽缓的褶皱样式,师宗-安顺断裂以南和昭通-曲靖断裂以西,发育北北东向褶皱和断裂(图1)。在水城裂陷槽以东形成由南西向北东逆冲的叠瓦状断裂组合,在水城裂陷槽以西形成由东向西逆冲的叠瓦状断裂组合。在逆冲过程中,伴随深部含矿热液上升,改造之前形成的铅锌矿体(化)。主控矿断裂为昭通-曲靖、垭都-紫云、师宗-安顺和水城断裂。银厂坡铅锌矿床与麒麟厂铅锌矿床对比,矿床规模存在较大差异,与距离昭通-曲靖隐伏深断裂(牛栏江断裂)远近有关,银厂坡铅锌矿床成矿有利部位为石炭系黄龙组与牛栏江断层交汇处,因逆冲断层抬升而被剥蚀;猪拱塘超大型铅锌矿床成矿有利部位是二叠系栖霞组与垭都-紫云断层的交汇处,因交汇部位倒转深埋而保存。

3.2 典型矿床逆冲推覆构造

3.2.1 赫章县猪拱塘铅锌矿床

矿床位于赫章县城南西约15 km,探明铅锌资源量327万吨,为超大型矿床。容矿岩石为中二叠统栖霞组中至块状层灰岩、上泥盆统望城坡组中厚层白云岩和白云质灰岩,以前者为主,矿体呈透镜状紧靠F1产出,平面上呈带状延伸,主矿体长1640 m,宽120~530 m,矿体平均厚11.01 m,矿石矿物为闪锌矿、方铅矿和黄铁矿,脉石矿物为方解矿、白云石;矿石具自形-半自形-它形粒状、交代残余、包含和压碎结构,块状、浸染状、脉状、角砾状构造、少量条带状构造;平均含Zn 8.71%,含Pb2.95%,有用组份以锌为主,铅次之,伴生银、镉、锗、硒、金等。

由于多期构造叠加以及不同时代碳酸盐岩岩性的相似性,F1和F2断块内碳酸盐岩时代和层序难以恢复,构造分析难度大。以往认为F1和F2断层之间厚度巨大栖霞组,是逆断层重复造成,矿床受F1断层破碎带的控制(何良伦等,2019,2020;杨坤光等,2020;吴大文等,2020)。作者通过综合分析认为,矿床受垭都-紫云同沉积断层、倒转褶皱和逆冲推覆断层的控制(图4)。印支早期形成倒转背斜和逆冲推覆断层,受沿构造上升含矿热液作用,在倒转背斜和逆冲断层中形成叠加改造矿体(矿化)。F4断层在剖面结构上与一系列的逆冲断层极不配套,是褶皱返回期拉张作用的结果,并与F15、F18层间正断层匹配(图4),在剖面上造成地层的加厚或减薄效应。倒转地层的认识,更好解决了F1和F2栖霞组地层厚度过大、F4正断层与其它断层不配套、部分钻孔中“控矿断层”之断层特征不明显等问题。但尚需进一步收集相关资料,综合分析和提升认识。

3.2.2 威宁县银厂坡铅锌矿床

位于威宁县城南西55 km,探明铅锌资源量8.4万吨,为小型矿床。容矿岩石为上石炭统黄龙组钙质白云岩,矿化带呈层状产出,矿体呈透镜状分布于矿化带内,容矿岩层发育铁锰蚀变,矿体走向长700 m,倾斜延深350 m;平均厚度1.44 m。矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿等,次为黄铜矿;脉石矿物以白云石、方解石为主,次为石英、玉髓。矿石具结晶结构、交代结构等,碎裂状构造、浸染状构造、角砾状构造、块状构造;平均含Zn 6.17%、含Pb 10.19%、含Ag 287.26×10-6。

昭通-曲靖断裂经过银厂坡,是一条不可忽视的断裂,其重要性以往文献很少提及,其影响远不如小江、垭都-紫云、师宗-安顺等断裂。断裂两侧构造样式和矿床特征有较大差异。西侧为会泽县矿山厂、麒麟厂超大型铅锌矿床,东侧为威宁县银厂坡小型铅矿床。矿山厂、麒麟厂铅锌矿床构造为北东向,且并非完全由背斜控矿,与昭通-曲靖断裂交切的向斜部位,同样是成矿有利位置,容矿地层为中下石炭统摆佐组粗晶白云岩。银厂坡铅锌矿床构造为北北东向,容矿地层为上石炭统黄龙组钙质白云岩,仅牛栏江之隔,构造方向、容矿岩石和矿床规模存在较大差异。有的学者认为矿床受黄龙组钙质白云岩挠曲、层间剥离、层间滑动带的控制(廖震文和邓小万,2002;廖震文,2006)。作者认为主要受昭通-曲靖断裂(牛栏江断裂)、褶皱、逆冲推覆断层联合控制(图5、图6c),靠近牛栏江断层的有利成矿部位,受逆冲断层抬升遭受剥蚀;而麒麟厂铅锌矿床,靠近牛栏江断层,位于下盘向斜牵引部位,因深埋而保留,推测深部有较好的找矿前景。

4 构造演化与区域成矿模式

4.1 构造演化

海西旋回前形成的加里东造山带,中心在广西罗城-龙胜、湖南通道一带,此时黔西北地区处于造山带前陆(贵州省地质调查院,2017),主构造为北东向褶皱和断裂,造成D2/Ptk、D2h/O1m、D2m/S1w、D2g/S2m和D2d/O1沉积缺失,武陵构造旋回期形成的弥勒-师宗-梵净山边界断裂可能复活,控制贵州不同的地球化学背景分区(图3)。

海西期以北西向的紫云-垭都断裂活动最为强烈,其两侧具有不同的地球化学背景并控制铅锌矿床分布。在紫云-垭都断裂与铜仁-三都断裂之间,含矿层位为震旦系陡山沱组、寒武系清虚洞组、泥盆系高坡场组(望城坡组)和独山组,石炭系及以上地层没有铅锌矿产出;紫云-垭都断裂南西盘的水城裂陷槽,从泥盆系-二叠系,存在Pb、Zn高背景层,主要容矿地层为泥盆系、石炭系和二叠系(图6a),二叠系茅口组之上的地层基本没有铅锌矿产出。

二叠纪末-三叠纪,受西部新特提斯构造和华南古特提期闭合影响(马文璞,1996),泥盆纪-二叠纪裂陷转化为南北向挤压环境,紫云-垭都断裂由拉张边界转化为挤压走滑边界。南部和西部产生的压应力共同作用,在紫云-垭都断裂南西侧,形成由南西向北东推覆的倒转褶皱和叠瓦状逆冲断层;在昭通-曲靖断裂两侧形成由东向西推覆的倒转褶皱和叠瓦状逆冲断层。沿构造上升的含矿热液,进一步改造前期Pb、Zn等高背景层和矿体(矿化),形成叠加(复合/改造)型矿床(图6c)。

图4 贵州省赫章县猪拱塘铅锌矿床101勘探线剖面(C-D剖面)(据注释修改)

图5 云南省会泽县矿山厂-贵州省威宁县银厂坡铅锌矿床地质剖面(A-B剖面)图(据注释修改)

印支-燕山运动,岩层进一步褶皱和断裂,并在褶皱返回晚期产生拉张滑覆,破坏原有的构造和矿体(矿化)。受东部新特提斯构造和东部滨太平洋构造域共同影响,前期构造发生偏转,且完整性被破坏。喜山期构造运动表现为面型隆升,已形成的矿床抬升至地表,经风化、搬运、剥蚀,局部形成残坡积矿床(陈国勇等,2020)。

4.2 区域成矿模式

早泥盆世-二叠纪阳新世晚期,发生裂陷作用,沿裂陷边界断层,深部上升的含矿流体,在断层旁侧的地层中形高背景层或“矿源层”,见图6a。成矿物质来源可能与深部中酸性岩浆活动有很大关系(王亮等,2020),成矿作用发生于裂陷沉降的构造环境中,有利于矿质在盆地中沉积保存,形成矿源层(余超和余君鹏,2010)。

二叠纪阳新世晚期-乐平世吴家坪中晚期,地幔柱上涌,地壳上隆,峨眉山玄武岩浆喷发。玄武岩浆带来的巨大热源及含矿热液,使Pb、Zn等金属元素大规模迁移成为可能(吴建忠和余红平,2011)。水城裂陷槽温度低,槽外隆起和大规模岩浆活动温度高,因温度、压力和浓度差等,有用组分向裂陷槽及断层带汇聚形成矿体或矿化,见图6b。根据杉树林、天桥、板板桥矿床地质特征及Zn、Pb、S同位素组成对比分析(黄智龙等,2011),认为黔西北铅锌成矿区成矿流体运移方向为杉树林→天桥→板板桥,即成矿流体从南东向北西运移;玄武岩内带位于云南宾川,贵州杉树林、天桥等铅锌矿床位于玄武岩中-外带(何冰辉,2016),且位于陆良-盘县隆起与黔北隆起的多个玄武岩浆喷发中心之间。这表明玄武岩热释放和成矿组分的运移方向是一致的。

图6 黔西北地区铅锌矿成矿模式图

垭都-紫云断裂向南东延伸至广西称为“丹池断裂”,“丹池断裂”经历了中泥盆世-中三叠世断陷沉积→印支期挤压褶皱、NW向断裂逆冲作用→燕山晚期拉张剪切变形、岩浆侵位、锡多金属成矿的演化过程(蔡明海等,2012),垭都-紫云断裂与丹池断裂为同一断裂的不同部位,推测成矿作用有其相似性。黔西北地区铅锌矿床成矿过程类似盘龙铅锌矿床,属改造过的铅锌矿床(徐述腾等,2018)。

二叠纪乐平世吴家坪晚期,玄武岩风化、剥蚀和夷平,龙潭组煤系地层形成,继之三叠系沉积(图6b);二叠纪末-三叠纪早期,受西部和南部古特提斯闭合影响,地层褶皱、倒转、逆冲推覆,构造热液改造前期矿床,见图6c。

印支中晚期-燕山期,地层岩石进一步褶皱和断裂,在褶皱回返阶段形成拉张环境,产生正断层和层间滑覆(图4),破坏已形成的地层、构造和矿体(矿化);喜山运动将前期形成的矿体抬升到地表,形成残坡积矿床。

5 结论

(1)研究区铅锌具多阶段成矿特点,成因类型不是MVT型铅锌矿。印支期-燕山期造山运动波及贵州全省,但在垭都-紫云断裂南西盘卷入的三叠系至白垩系地层中,几乎没有铅锌矿床分布,矿体主要产于玄武岩之下的碳酸盐岩地层中;在垭都-紫云断裂北东盘,铅锌矿主要赋存于上泥盆统之下的地层,且铅锌矿体呈层状产出,在石炭系及之上的地层中,几乎没有铅锌矿床分布。铅锌成矿具多期多阶段性特点,结合地史时期构造演化与铅锌成矿关系分析,成矿作用时间与造山作用时间不一致,黔西北地区铅锌矿床不是MVT型。

(2)铅锌矿主要受裂陷边界断裂、玄武岩浆大规模喷发和印支早期逆冲推覆构造控制。研究区主要断裂具有长期活动的历史。二叠纪玄武岩浆喷发前,沿裂陷边界断裂上升的含Pb、Zn等有用组分与岩层同沉积,形成高含量背景层;二叠纪玄武岩浆大规模喷发,热动力和沿断层上升含矿热液双重作用,驱使Pb、Zn等有用组分向有利地层和构造部位运移,形成铅锌矿体或矿化;印支早期构造运动,岩层褶皱、倒转和逆冲推覆,沿断裂上升的含矿热液,改造早期形成的铅锌矿体或矿化体。

(3)矿床成因属叠加(复合/改造)型矿床。矿床经历沉积初始富集和大规模岩浆热动力作用、热液作用、印支早期构造热液改造,属叠加(复合/改造)型矿床,印支中晚期后的构造运动,没有明显的铅锌成矿作用发生,破坏矿床并使其结构更加复杂。

(4)构造、地层、岩性耦合有利铅锌成矿。具有长期活动的垭都-紫云断裂、水城断裂和昭通-曲靖断裂与有利地层、岩性、次级构造的耦合部位,是铅锌成矿的有利地段。

致谢:《地质与勘探》审稿专家和责任编辑多次对文章提出指导意见,贵州省地矿局代传固研究员提供了“贵州省玄武岩喷发中心及玄武岩铜矿分布图”,这些帮助促进了文章的修改和完善,在此衷心表示感谢。

[注 释]

① 陈士杰,毕坤.1989.贵州省铅锌(银)矿资源总量预测报告[R].贵州省地矿局.

② 贵州省有色和核工业地勘局.2015.贵州省黔西北威水背斜铅锌矿整装勘查报告[R].

③ 云地省地矿局第二区域地质大队.1979.1:20万中华人民共和国地质图(罗平幅)[R].

④ 云地省地矿局第一地质大队.1980.1:20万中华人民共和国地质图(鲁甸幅)[R].

⑤ 贵州省地质局一零八队. 1974.1:20万中华人民共和国地质图(盘县幅)[R].

⑥ 贵州省地勘局.1996.1:5万中华人民共和国地质图(镇宁幅)[R].

⑦ 贵州省地矿局104队.1996.1:5万中华人民共和国地质图(麻江幅)[R].

⑧ 贵州省区域地质调查研究院.1998.1:5万中华人民共和国地质图(安西幅)[R].

⑨ 贵州省地矿局115地质大队.1995.1:5万中华人民共和国地质图(织金幅)[R].

⑩ 贵州省地质调查院.2020.中国矿产地质志·贵州卷(送审稿)[M].

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