峨眉山大火成岩省与玄武岩铜矿_以贵州二叠纪玄武岩分布区为例_王砚耕

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贵州地质
2003 年第 20 卷
质熔岩占绝对优势; ( 3) 在玄武岩浆喷发之前, 地壳通常要发生穹隆, 垂直幅度为 1km; ( 4) 发 育于大陆区的 L IPs 的同位素组成范围很大, 由 典型洋岛玄武岩组成到类古老地壳组成。由此可 见, 大火成岩省不仅规模巨大、组成特殊, 而且 形成机 理复杂。它既 不同于正常的 洋底扩张过 程, 又有别于陆内拉张或裂陷, 而与特殊的地幔 动力学过程有关。这就是当今被国际地学界广泛 认同的新学说 ) ) ) 地幔柱构造 ( Mantle plume tectonic) 。
此外, 在贵州峨眉山玄武岩系之上的上覆硅 质陆源碎屑含煤地层 ( 宣威组/ 龙潭组) 内尚夹
玄武岩 ( 2001) 。笔者认为, 徐氏提出的划分标 准适用于贵州玄武岩。据此, 我们以 T iO2 218% 为准进行划分, 我省的玄武岩 T iO 2 含量不论是 平 均 值 ( 4116% ) , 还 是 区 间 值 ( 312% ~ 4154% ) 都 超 过 218% , 属 高 钛 玄 武 岩 无 疑。
数 10 年前出现的地幔柱学说, 一经提出就 得到国际地球科学界广泛的认同, 并迅速发展, 于上世纪 90 年代初成为当今地学中的一个重要 的概念模型, 推动着当今地球科学领域新一轮革 命, 从而促使地质学家重新审视和认识一些与幔 源有关的金属矿床的成因。大火成岩省 ( L arge Igneous Prov inces, 简写为 L IPs) , 这种地球上特 殊的巨大地质体, 它极其强烈的火山作用动力与 能量, 是板块构造理论难以解释的, 只能与地球 深部过程特殊的地幔动力学相联系, 才能得到较
[ 摘 要] 贵州晚二叠世玄武岩是峨眉山大火成岩省的组成部分, 并位于其东区, 全属高 钛玄武岩。它是地幔柱边部或消亡期局部熔融产物。产于我省玄武岩中的铜矿床 ( 点) , 与 北美大陆同类铜矿有相似之处, 可统称为玄武岩铜矿, 属于 / 与陆相镁铁质喷发岩有关的铜 矿床 成矿系 列0 。 [ 关键词] 峨眉山大火成岩省; 地幔柱; 高钛玄武岩; 玄武岩铜矿; 贵州 [ 中图分类号] P61814104 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1000- 5943 ( 2003) - 01-
按徐义刚的归纳总结, 大火成岩省的重要特 征是: ( 1) 它由面积广瀚的熔岩流组成, 其覆盖 面积一般> 106km2, 最大厚度可> 5km; ( 2) 组 成大火成岩省的岩石类型虽然众多, 但仍以玄武
X[ 收稿日期] 2002- 12- 25 [ 作者简介] 王砚耕 ( 1938- ) , 男, 贵州赤水市人, 研究员, 主要从事地质调查与研究工作。 ¹ 被动火山边缘、洋脊高原、大洋盆地和火山岛链的玄武岩本文不涉及。
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1 概述
全球现代矿产资源勘查的历史, 特别是 20 世纪中叶以来许多世界级矿床发现的事实雄辩地 证明: 所有找矿勘查的重大突破, 无不都是以新 的地质理论为先 导, 并采用先进的 勘查技术方 法, 经过艰苦努力 取得的。如上世 纪 60 年代, 在勃然兴起的板块构造学说的推动下, 在聚会板 块边缘, 走滑板块边缘和大陆板块内部的离散构 造带等, 均找到一些大型、超大型金属矿床, 它 们都是地学理论创新取得的丰硕成果。
可划分出数个火山喷发韵律。
前面 述 及关 于该 岩 组三
分方案, 是大致的和初步的。 该划分 方案 在厚 度较大 的黔 西北的 威宁、赫 章和 六 盘水 市的水 城及 盘县 北部基 本是
图 2 贵 州峨眉山玄武岩综合柱状图 ¹ 46 件玄武岩平均值 ( 据 5贵州省区域地质志6 , 1987) ; º 325 件玄武岩平均值 ( 据 5贵州省区域地质志6 , 1987) ; » 10 件玄武岩平均值 ( 据毛德明等, 1992)
2 大火成岩省及贵州玄武岩
所谓大火成岩省, 是指那些规模巨大, 其岩 性主要为镁铁质喷出岩和侵入岩的分布区。在全 世界各大陆上¹ , 它主要包括大陆溢流玄武岩及 其与之相伴生的侵入岩。如著名的印度德干高原 泛流玄武岩、俄罗斯西北利亚的玄武岩等。广泛 分布在中国西南地区的峨眉山玄武岩, 也是目前 国际地学界公认的、我国唯一的大火成岩省。
可以分出来的。但在此以东,
活动的产物。
特别是岩系厚度< 200m 时, 不易划分, 再往东 至织金南部和安顺之北, 以及贵阳至息烽一线之 东就更不清楚了。
关于贵州玄武岩地球化学特征的研究还很不 深入。据目前 所获材料, 只 能对其作初 步的分 析。常量元 素的特 征是, 高钛、低 镁、相 对贫
在纵向上, 该岩系的厚度以威宁至盘县一带 钙、富铁, 属拉斑玄武岩范围, 并以钙碱性系列
贵州的峨眉山玄武岩组, 是假整合于中二叠 统茅口组 ( P2 m ) 石灰岩与上二叠统中部宣威组 ( P3 x w ) / 龙潭组 ( P3 l t ) / 吴家坪组 ( P3 w j ) 之 间、以大陆溢流拉斑 玄武岩为主的 一套火山地
图 1 贵州峨眉山玄武岩系分布略图 峨眉山大火成岩省范围据 5中国区域地质概论6 综合而成 ( 1994) 1 ) 重要断裂带; 2 ) 大地构造单元界线; 3 ) 玄武岩; 4 ) 镁铁质 或镁铁一 超镁 质侵入 岩; 4 ) 贵 州研究区 范围; 6 ) 省界; 7 ) 国 界; Y ) 扬子 陆块; Px ) 攀 西裂 谷带; S g ) 松 潘 - 甘 孜造 山带; Sj ) 三江 造 山带; Hn ) 华南陆块
第1期
王砚耕, 王尚彦: 峨眉山大火成岩省与玄武岩铜矿
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层。按喷 发 特点 的差 异 和岩
石组合 不同, 可 大致 将 它分
为上、 中、 下 三个 部 分。下
部为玄 武质 火 山碎 屑 岩、玄
武岩 及 砂 页 岩 发 育 完 整 者,
构成几个火山喷发韵律。厚 0
~ 165m。中部 是该岩 系的主 体, 主要为溢流玄武质熔岩,
玄武岩呈暗灰、灰墨色, 块状节理发育。岩
等, 常常要分析与 T iO 2 含量的关系。因此, 许 多学者都把 T iO 2 作为判别不同成因岩类的有效 依据之一。徐义刚等以 T iO2 含量 218% 作为标 准, > 218% 者为高钛玄武岩, < 218% 的归低钛
石类型比较单调, 以拉斑玄武岩为主, 气孔和杏 仁体发育; 玄武质火山碎屑岩主要是凝灰岩, 次 为火山角砾岩, 分布均很局限且厚度不大, 且变 化迅速。
为符合客观实际的认识。这也正是地幔柱学说强 大的理论威力和生命力所生, 并将在找矿勘查工 作中发挥愈来愈大的作用。
本文即以地幔柱学说为指导, 以位于峨眉山 大火成岩省东部的贵州玄武岩分布区为例, 探讨 与该大火成岩有关的 玄武岩铜矿的 一些基本问 题, 但愿对研究我省玄武岩地区的重大基础地质 问题和该区的找矿有所帮助。
211 峨眉山大火成岩省
广泛分布在中国西南部四川、云南和贵州三 省的二叠纪峨眉山玄武岩, 是目前我国唯一的大 火成岩省。以往曾被称为西南暗色岩系 ( 梅厚均 等, 1962) 。对于该大火成岩省的分布范围, 目 前尚无统一的认识。一种是传统认为, 该大火成 岩省的范围仅限于扬子陆块西缘川西、滇东和黔 西 ( 图 1) , 面积仅 1 @ 105~ 2 @ 105km2; 另者则 认为, 该 L IPs 不仅包括前述扬子陆块西缘, 还 包括该陆块之西的巴颜喀拉盆地、义敦 ) 理塘岛 弧带, 以及三江造山带南段的思茅等微陆块 ( 图
并以拉斑玄武 岩占绝对优势,
其间有 不多 的玄 武质火 山碎
屑岩或砂 页岩。厚 0~ 797m 喷发韵 律相 对 较多, 但 不易
识别。上 部 为玄 武质 火 山碎
屑岩及 玄武 岩, 其间 常 见凝 灰质 岩 和碳 质 ( 有机 质) 粘
土岩。后 者 乃喷 发间 隙 期沉
百度文库
积作 用 产 物。 厚 0 ~ 281m 。
2003 年 20 卷 第 1 期 ( 总第 74 期)
贵州地质 GU IZHOU GEOLO GY
V ol120 N o11 ( T ol1 74) 2003 # 5#
峨眉山大火成岩省与玄武岩铜矿
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) ) ) 以贵州二叠纪玄武岩分布区为例
王砚耕, 王尚彦
( 贵州省地质矿产勘查开发局, 贵阳 550004)
在贵州玄武岩分布区, 特别是黔西北地区, 还发育了许多辉绿岩。它们呈岩床状产出, 主要 侵位于中二叠统石灰岩中, 规模一般都不大, 厚 仅数 m 至数 10m; 延长 100m 至 2 000~ 3 000m。 其矿物的组成和化学成分与拉斑玄武岩一致, 它 们共同构成峨眉山大火成岩东部这个比较单一的 高钛玄武岩区。
213 峨眉山玄武岩成因
对于包括贵州二叠纪玄武岩在内的整个峨眉 山玄武岩成因, 在上世纪 90 年代初期以前, 都 认为它的形成与陆内裂谷或被动边缘裂谷作用有 关, 使人笃信无疑。但自地幔柱学说提出以后, 地质学家们开始重新审视以往关于峨眉山玄武岩 成因的结论或认识。近些年来, 一些地质专家、 学者提出峨眉山玄武 岩的形成与地 幔柱活动有 关, 并把它视为大火成岩省 ( 卢纪仁, 1996; 汪 云亮等, 1999; 徐 义刚, 钟孙 霖, 2001; 徐义 刚, 2002; 等等) 。其中, 以徐氏的研究较为深 入, 他们从不同的成因岩类的时空分布及其岩石 组合与成分变化的分析中, 认识到裂谷- 岩浆活 动模式解释不了整个峨眉玄武岩的成分特征; 更 通过对苦橄岩的微量 元素和同位素 地球化学研 究, 找到了地幔热柱在能量和物质两个方面参与 峨眉山玄武岩形成的确凿证据, 认为峨眉山玄武 岩的两个主要岩类 ( 高钛玄武岩和低钛玄武岩) , 可能是不同地幔源区物质在不同条件下的熔融产 物。从而提出峨眉山大火成岩西区的低钛玄武岩 形成于温度最高、岩石圈最薄的地幔柱轴部; 东 区的高钛玄武岩则代表了地幔柱边部或消亡期地 幔小程度部分熔融的产物 ( 徐义刚, 2002) 。
有少量玄武质熔岩和火山碎屑岩, 但厚度很薄,
部分微量元素含量表明, 我省玄武岩以 Cu
分布也局限。它可能代表晚 二叠世早期 ( 乐平 期) 强烈的峨眉山岩浆作用高峰期之后微弱喷发
高背景 ( 富铜) 与基 本特点, 并有 相对较高的 V。
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贵州地质
2003 年第 20 卷
稀土元素总 量 ( E REE ) 平 均与 189179 @ 10- 6, 轻稀土占绝对优势, E L REE 平均值高达 176150 @ 10- 6, 无明显 Eu 的亏损, 稀土分布模 式较为平滑并微向右倾斜 ( 毛德明等, 1992) 与 洋岛玄武岩 ( OIB) 的分布模式基本相似。这可 能与其复杂的形成过程有关, 其真正的原因有待 深入研究。
1) 。其面积达 3 @ 106km2。笔者赞同后一观点所 圈定的峨眉山大火成岩的范围。这不仅是活动论 地球观的体现, 而且也为在思茅、越北等地发现 的二叠纪玄武岩及其地基性 ) 超基性岩的事实所 确认。该 L IPs 以攀西裂谷带为界, 分为东西两 个区 ( 图 1) 。
212 贵州二叠纪玄武岩
贵州的二叠纪玄武岩, 位于峨眉山大火成岩 省的东部, 即所谓东区。主要分布在黔西北的毕 节地区、六盘水市、黔西南州的北部、安顺市的 西部, 贵阳市西部和黔南州的北部 ( 图 1) 。出 露面积约 4 @ 105km2。据笔者对威宁舍居乐、水 城杨梅、赫章野马川、织金化起、晴隆黑山箐、 兴仁三道沟和清镇流长等玄武岩剖面的观察, 并 综合有关资料与成果, 将我省峨眉山玄武岩火山 地层序列、岩性组合和岩石地球化学特征等一并 表示于图 2。
较大, 一般为 400~ 600m, 最大厚度出现在威宁 县的舍 居乐, 为 1 249m。在该线与 黔西至安顺 一线之间的赫章、水城、晴隆等地厚度一般 100
为其主体。 值得一提的是, 为研究大陆溢流玄武岩岩浆
起源的深度和岩浆源区特征或岩石圈的混染程度
~ 300m; 而 黔西至 安顺 之东 一般 厚仅数 10m, 再往东时有时无, 在瓮安、贵定等地更变薄, 仅 数米至 10m, 并很快尖灭。