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      滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)弧后裂谷盆地動力學(xué)與成礦序列

      2011-12-18 03:44:22方維萱張海賈潤幸
      大地構(gòu)造與成礦學(xué) 2011年4期
      關(guān)鍵詞:裂谷火山巖火山

      方維萱,張海,賈潤幸

      (1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,北京100012;2.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司,北京100012;3.中色金地資源科技有限公司,北京100012)

      滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)弧后裂谷盆地動力學(xué)與成礦序列

      方維萱1,2,張海1,2,賈潤幸1,3

      (1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,北京100012;2.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司,北京100012;3.中色金地資源科技有限公司,北京100012)

      滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)沉積盆地原型盆地與構(gòu)造-古地理屬于發(fā)育在大陸地殼之上的弧后裂谷盆地。該弧后裂谷盆地具有明顯三向物源特征,一是靠近康滇和屏馬古陸塊附近,發(fā)育淺水碎屑巖相序,屬于大陸蝕源巖區(qū)形成的沉積組合。二是云南個舊地區(qū)以中三疊統(tǒng)個舊組碳酸鹽巖為代表的沉積組序,主體以陸緣海盆內(nèi)源沉積為主,屬于大陸邊緣裂谷盆地?zé)岢两敌纬傻某练e組合。三是三疊紀(jì)來自沉積盆地底源,地幔熱物質(zhì)源區(qū)的海相火山巖;海底熱水同生沉積-交代作用形成的熱水沉積巖等沉積組合。來自深部地幔熱物質(zhì)源區(qū)的海相火山巖,包括堿性苦橄巖類、堿性玄武巖類和酸性凝灰?guī)r,并伴隨凝縮段中凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、深水硅質(zhì)巖和錳碳酸鹽巖等火山-熱水沉積巖組合。因受地幔熱點控制,形成了個舊-那坡三疊紀(jì)弧后裂谷盆地,這種三向物源特征與弧后盆地雙向物源明顯不同。在盆地演化歷史上,該沉積盆地經(jīng)歷了揚(yáng)子地塊陸緣石炭紀(jì)伸展盆地、二疊紀(jì)陸緣裂谷盆地與三疊紀(jì)弧后裂谷盆地三個主要演化階段。三疊紀(jì)弧后裂谷盆地動力學(xué)特征為張剪性伸展作用,受大陸側(cè)向擠壓收縮體制控制而發(fā)生萎縮封閉。在垂向沉積相序列上三層結(jié)構(gòu)為“下細(xì)夾火山巖、中變粗后變細(xì)且發(fā)育堿性苦橄巖和堿性玄武巖、上粗含煤”。垂向成礦序列結(jié)構(gòu)為“下部為銀銻鉛鋅礦、中部為錫銅多金屬礦、上部為錳-銀鉛鋅礦,頂部為煤礦”。

      弧后裂谷盆地;三向物源;相序結(jié)構(gòu);成礦序列;超大型錫銅多金屬礦床;個舊

      0 引 言

      弧后盆地形成于活動大陸邊緣,位于大陸邊緣弧附近或島弧帶后側(cè),系與板塊俯沖作用下的弧后伸展作用有關(guān),或由于海底擴(kuò)張作用在新生洋殼基礎(chǔ)上發(fā)育的張裂性盆地(Karig,1971;Sleep and Tok?z,1973;Tamaki and Honza,1991;Marsaglia,1995)。長期以來,弧后盆地是地學(xué)界研究熱點之一。在弧后盆地動力學(xué)研究上取得了明顯進(jìn)展,Tamaki和Honza(1991)將現(xiàn)代西太平洋活動大陸邊緣上,弧后盆地形成的動力學(xué)機(jī)制歸納為5種模式,其中:(1)主動張裂模式為地幔物質(zhì)上涌和貫入造成板塊開裂。(2)被動張裂模式為軟流圈下沉(軟流圈流動模式Ⅱ),引起海溝向后移動和弧后板塊后退。(3)地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)機(jī)制,造成軟流圈向海溝方向流動(軟流圈流動模式Ⅰ)。然而,對于地質(zhì)歷史時期,活動大陸邊緣弧后盆地動力學(xué)機(jī)制處于探索中,尤其是先期發(fā)生過板塊(板片)拼接后,后期在被動大陸邊緣上大陸發(fā)生伸展變形過程中,形成了陸表海盆與古陸塊(斷塊構(gòu)造)并存的盆地-島嶼構(gòu)造區(qū)(方維萱等,2001)。在巖石圈俯沖消減與大陸擠壓收縮體制下,被動大陸邊緣逐漸轉(zhuǎn)換為活動大陸邊緣。被動大陸邊緣之上陸表海域中,盆-島構(gòu)造區(qū)成為地球動力學(xué)體制轉(zhuǎn)換區(qū),火山島弧-造山帶-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換及巖石組合是這種大陸動力學(xué)背景下,區(qū)域構(gòu)造學(xué)與巖石學(xué)-地球化學(xué)的物質(zhì)記錄(方維萱等,2002)。早期板塊之間的碰撞帶(拼接帶),在后期構(gòu)造-沉積學(xué)演替過程中為重要的構(gòu)造轉(zhuǎn)換區(qū)域,沿這種巖石圈脆弱帶,常形成來自地幔源區(qū)巖漿巖,包括基性-超基性巖、堿性巖、鉀鎂煌斑巖和金伯利巖等,這些物質(zhì)記錄有助于恢復(fù)重建大陸動力學(xué)背景與演替進(jìn)程。

      沉積盆地的構(gòu)造-古地理位置重建,是恢復(fù)火山島弧-造山帶-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換大陸動力學(xué)演替過程的主要方法之一(方維萱等,2002)?;『笈璧匕l(fā)育的地殼類型、巖相學(xué)分帶和物源區(qū)分析等,有助于恢復(fù)重建弧后盆地的構(gòu)造-古地理位置。在地殼類型上,(1)以大洋地殼為基底的弧后盆地和殘留弧后盆地,構(gòu)造-巖相學(xué)特征主要為發(fā)育島弧火山巖和深水碳酸鹽巖,包括拉斑玄武巖、海相火山碎屑巖、火山濁積巖和蝕變火山凝灰?guī)r、深水碳酸鹽巖等,不發(fā)育陸源碎屑巖。沉積盆地具有典型雙向物源結(jié)構(gòu),沉積作用和物源區(qū)具有不對稱性。在水平方向上巖相學(xué)分帶性明顯,在偏火山島弧帶一側(cè)以火山物質(zhì)供給為主,發(fā)育富鈉火山巖,次為火山碎屑巖和火山濁積巖組成的水下扇群。在水下扇群末端,相變?yōu)樯詈O嗝擅撌凸栀|(zhì)沉積相;最終,相變?yōu)閮?nèi)源深水碳酸鹽巖沉積。(2)發(fā)育在陸殼為基底上的弧后盆地,可因造山帶形成、演化為弧背前陸盆地,如北美科迪勒拉和南美安第斯中新生代大規(guī)模的弧背前陸盆地。在沉積序列上,具有下粗上細(xì)、中間夾火山巖的層序特征。(3)發(fā)育在大陸地殼之上的弧后盆地,在物源上具三源性,沉積作用和物源具有極不對稱性。水平方向上巖相學(xué)分帶性明顯,一是大陸物源區(qū),靠近大陸一側(cè)多發(fā)育淺水碎屑巖。二是島弧或擴(kuò)張中心火山活動處,以火山物質(zhì)供給為主,發(fā)育火山碎屑巖與火山熔巖,并與碎屑流、濁流沉積和深水相共生。深水相巖石組合為水下扇濁積巖、(碎屑流成因的)粉砂質(zhì)濁積巖、(生物成因的半遠(yuǎn)洋)碳酸鹽巖、異地碳酸鹽巖、(生物成因的遠(yuǎn)洋)硅質(zhì)巖。三是以盆地內(nèi)源沉積碳酸鹽巖為主,靠近大陸一側(cè)陸架上,多發(fā)育淺海碳酸鹽巖夾多層風(fēng)暴沉積巖;在盆地沉降中心處,發(fā)育深水相碳酸鹽巖。然而,因陸殼為基底形成的弧后盆地,在沉積物源、巖相學(xué)和盆地動力學(xué)上具有復(fù)雜性,這對恢復(fù)重建弧后盆地構(gòu)造-古地理位置和盆地動力學(xué)造成了很大難度。

      曾允孚等(1995)認(rèn)為華南右江盆地是在古生代裂谷基礎(chǔ)上形成的復(fù)合盆地。莊永秋等(1996)認(rèn)為本區(qū)在晚華力西-印支期地殼發(fā)生張裂沉陷,晚燕山期巖漿高侵位,屬于構(gòu)造-巖漿盆地。方維萱等(2002)提出本區(qū)在深部地幔熱點作用下,形成了弧后裂谷盆地;晚燕山期在地幔熱點作用下,形成了大陸垂向動力成礦系統(tǒng)(方維萱等,2001);方維萱和賈潤幸(2011)進(jìn)一步研究證明本區(qū)堿性苦橄巖類是地幔熱物質(zhì)上涌的物質(zhì)記錄,為該弧后裂谷盆地形成與演化提供了大陸動力學(xué)背景??傊?,對于滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)沉積盆地及鄰區(qū)的動力學(xué)認(rèn)識分歧很大(茍漢成,1985;劉仁福等,1988;陳海泓和肖文交,1998;李志偉等,2000;陳翠華等,2003;譚富文等,2004;高陽和張壽庭,2007;張建東等,2007;徐偉等,2008;徐政語等,2010;吳孔友等和劉磊,2010)。在構(gòu)造-古地理單元與成礦特征上,弧后裂谷盆地和弧后盆地是超大型塊狀硫化物礦床產(chǎn)出的重要地質(zhì)背景和條件(Huston and Large,1989;李永植,1996;Lentz,1998;Galley et al.,2007),個舊地區(qū)三疊紀(jì)沉積盆地具有弧后裂谷盆地特征(方維萱等,2001,2002;方維萱和賈潤幸,2011),因此,采用構(gòu)造-巖相學(xué)方法恢復(fù)重建三疊紀(jì)沉積盆地原型盆地、構(gòu)造-古地理位置及盆地動力學(xué),對確定新的找礦方向具有較大的理論指導(dǎo)意義和價值。本文從弧后裂谷盆地三向物源性、三層巖相學(xué)垂向相序結(jié)構(gòu)、區(qū)域構(gòu)造-巖相學(xué)相帶對比等角度,對該三疊紀(jì)弧后裂谷盆地動力學(xué)進(jìn)行恢復(fù)重建。在礦田構(gòu)造尺度上,探索該弧后裂谷盆地與成礦序列之間的關(guān)系。

      1 古陸島嶼構(gòu)造區(qū)與同生斷裂帶

      本區(qū)沉積盆地基底主要有三個構(gòu)造層:(1)結(jié)晶基底構(gòu)造層,由經(jīng)歷了中深變質(zhì)作用的下元古界組成,具有中-高級變質(zhì)地體特征。大致來看,哀牢山巖群屬下部,厚9000 m,瑤山群屬中下部,厚3600 m,大紅山巖群為上部,厚度大于3800 m。哀牢山巖群和大紅山巖群現(xiàn)今出露在沉積盆地西南側(cè),在東側(cè)屏邊出露瑤山群。(2)淺變質(zhì)褶皺基底構(gòu)造層,由淺變質(zhì)的中元古界昆陽群組成,出露于盆地北側(cè)石屏-建水-牛首山。昆陽群下部為堿性基性火山巖夾凝灰?guī)r,上部為碳酸鹽巖與碎屑巖,總厚度逾萬米;賦存有著名的稀礦山型鐵銅礦床、東川型銅礦和易門銅礦。格林威爾造山運(yùn)動(晉寧期)形成了康滇-越北造山帶。由于結(jié)晶基底構(gòu)造層至今尚未獲得較公認(rèn)的年齡數(shù)據(jù),厘定與淺變質(zhì)褶皺基底構(gòu)造層的上下關(guān)系,但考慮到變質(zhì)變形程度差異甚大,本文暫作兩類不同的基底構(gòu)造層。我國四川-云南和越南北部,元古代鐵銅-REE礦床賦存于淺變質(zhì)褶皺基底構(gòu)造層。(3)褶皺基底構(gòu)造層,可以劃分為上下兩個亞構(gòu)造層。下構(gòu)造層褶皺較強(qiáng),但基本未發(fā)生區(qū)域性強(qiáng)烈變質(zhì)作用,為震旦紀(jì)造山帶垮塌與高原化構(gòu)造層,是云南主要含磷層位和含銅砂巖層位之一。澄江組底部后造山期磨拉石相序發(fā)育,厚度百余米到2000 m,在盆地西側(cè)建水和石屏一帶發(fā)育,局部形成了沉積巖型銅礦。在東川地區(qū)陡山沱組中形成了濫泥坪沉積型銅礦。屏邊-文山一帶發(fā)育的屏邊群中,碎屑巖厚度達(dá)5000 m以上。上構(gòu)造層寒武-志留紀(jì)(陳懋弘等,2006)為被動陸緣裂谷盆地構(gòu)造層,在滇東寒武系中,發(fā)育的黑色炭質(zhì)巖系是磷礦和黑色巖系中多元素成礦層位,也是區(qū)域重要的礦源層。

      這些基底構(gòu)造層由區(qū)域上古陸島嶼和水下隆起主要物質(zhì)組成;同時,將滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)弧后裂谷盆地在周緣圍限(圖1),它們在沉積盆地-造山帶-島弧轉(zhuǎn)換過程中具重要的構(gòu)造動力學(xué)作用,證明該弧后裂谷盆地是發(fā)育在大陸地殼基礎(chǔ)上。

      1.1 古陸島嶼構(gòu)造區(qū)

      (1)康滇古陸塊-島嶼構(gòu)造區(qū)??档峁抨憠K呈南北向分布于川西-滇中地區(qū),由中元古界淺變質(zhì)巖系組成。自震旦紀(jì)以來,在古地理面貌上呈窄長的高原陸地構(gòu)造區(qū),屬格林威爾造山期形成的斷褶山系,其后經(jīng)不斷去頂剝蝕,演化成為高原陸地。在其東側(cè)、南側(cè)和西側(cè),下三疊統(tǒng)超覆于前三疊紀(jì)不同層位之上,暗示曾發(fā)生了較大規(guī)模的構(gòu)造反轉(zhuǎn)。

      圖1 揚(yáng)子地塊西南緣及鄰區(qū)三疊紀(jì)造山帶-沉積盆地-島弧帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換格局重建圖Fig.1 Reconstruction of framework transformation for Triassic orogenic belts-sedimentary basin-arc belts in the southwestern margin and adjacent area of the Yangtze Block

      (2)越北-屏馬古陸-島嶼構(gòu)造區(qū)。越北地塊元古界變質(zhì)雜巖與云南屏馬陸塊,屬于同一元古界變質(zhì)雜巖組成的島嶼群。早泥盆世前,該陸塊長期隆起遭受剝蝕??档崤c越北古陸屬于揚(yáng)子地塊的組成部分,對于古生代陸表海域演化具有明顯控制作用,對二疊-三疊紀(jì)沉積盆地-造山帶-島弧帶轉(zhuǎn)換與演替過程具有較強(qiáng)的制約作用。

      (3)哀牢山古陸。哀牢山造山帶在中-晚三疊世開始隆起成山,控制和影響其西側(cè)思茅-墨江弧后前陸盆地和東側(cè)楚雄后陸盆地形成與演化(方維萱等,2002;張志斌和曹德斌,2002;譚富文等,2004;戚學(xué)祥等,2010)。哀牢山造山帶位于個舊三疊紀(jì)盆地西南側(cè),因三疊紀(jì)隆升造山作用,阻斷了個舊-建水與越北黑水河三疊紀(jì)海域連通,在沉積盆地-造山帶-島弧轉(zhuǎn)換過程中起到了十分重要的作用。

      三疊紀(jì)期間,除上述三個較大古陸塊外,在區(qū)域上尚有一系列較小古陸塊,經(jīng)剝蝕后形成的水下隆起(海山)和水上島嶼構(gòu)造區(qū),它們不但控制了古生代陸表海盆演化,也是沉積盆地的蝕源巖區(qū),如云開和大明山陸地(水下隆起)、楚雄中央隆起帶和水下隆起。

      1.2 同生斷裂帶與盆地動力學(xué)分析

      確定同生斷裂帶位置的構(gòu)造-巖相學(xué)標(biāo)志十分清晰,一是二疊-三疊紀(jì)發(fā)育震積巖相帶、滑塌角礫巖相帶和重力流沉積相帶組合,它們之間迅速相變,揭示同生斷裂帶強(qiáng)烈活動造成的海底沉積物發(fā)生再沉積。二是三疊紀(jì)裂隙式火山噴發(fā)形成了帶狀火山巖相帶和火山鏈,同生斷裂帶為深部地幔熱物質(zhì)提供了上涌的構(gòu)造通道。三是相變強(qiáng)烈且相鄰的相體結(jié)構(gòu)不對稱,地層厚度能夠揭示斷層生長指數(shù)。這些構(gòu)造-巖相學(xué)結(jié)構(gòu)屬于對同生斷裂生長過程的沉積相記錄和沉積學(xué)響應(yīng)。據(jù)以上標(biāo)志恢復(fù)了控制盆地形成演化的主要有五條同生斷裂帶,它們均屬于一級控盆同生構(gòu)造,發(fā)育的次級同生斷裂則控制了沉積盆地內(nèi)部同生角礫巖相帶和沉降中心。

      (1)建水-彌勒-師宗-晴隆北東向同生斷裂帶。以現(xiàn)今方位看,走向北東,傾向北西,傾角40°~60°,現(xiàn)今構(gòu)造特征為壓剪性斷裂-褶皺帶。根據(jù)同生角礫巖相帶等構(gòu)造-巖相學(xué)恢復(fù),在二疊-三疊紀(jì),該同生斷裂帶傾向南東,三疊紀(jì)末期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)。二疊紀(jì)玄武巖沿該同生斷裂發(fā)育,其北側(cè)路南-羅平鉆孔在442 m和1290 m揭露到昆陽群,南側(cè)羅平鉆孔深達(dá)3656 m,仍為下二疊統(tǒng)(莊永秋等,1996),說明該同生斷裂帶屬于盆地基底斷裂,且切割深達(dá)地殼硅鎂層,具有控制區(qū)域構(gòu)造動力學(xué)的作用。它控制了個舊西區(qū)石炭-二疊紀(jì)火山巖分布范圍,對銀鉛鋅礦-銻礦-錳礦-鋁土礦礦床具有明顯控制作用。

      在三疊紀(jì),建水-彌勒-師宗-晴隆以北西地區(qū),主體發(fā)育陸源淺水碎屑巖相和淺海碳酸鹽臺地相,揭示可能發(fā)育北東向同生斷裂帶。該盆地的北西邊界被康滇古地塊分隔。在沉積盆地內(nèi),發(fā)育次級北東向同生斷裂。該同生斷裂帶在建水-彌勒南控制了二疊紀(jì)火山巖分布范圍。因哀牢山造山帶限制,該同生斷裂帶最終消失在哀牢山造山帶東北側(cè)(建水縣城)。

      (2)南盤江北東向同生斷裂帶。位于建水-彌勒-師宗-晴隆北東向同生斷裂帶東南方向,二者走向大致平行。南盤江同生斷裂帶控制了三疊紀(jì)沉降中心和沉積中心。在個舊地區(qū),石炭-二疊紀(jì)火山巖系總厚達(dá)3600 m,其火山噴溢相熔巖類和火山噴發(fā)沉積相火山碎屑巖類總厚達(dá)3200 m,揭示沿該同生斷裂帶發(fā)生了較大規(guī)模的裂隙式火山噴發(fā)。

      (3)小江近南北向同生斷裂帶。沿川南-滇東-彌勒-個舊一線,二疊紀(jì)具有明顯張裂斷陷特征,沿該同生斷裂帶形成了近南北向二疊紀(jì)玄武巖強(qiáng)烈的裂隙式噴發(fā),在該同生斷裂南端,對個舊錫銅多金屬礦集中區(qū)具有重要控制作用。該同生斷裂帶西分枝個舊斷裂是個舊東區(qū)和西區(qū)的分界斷裂,東分枝甲界山斷裂是個舊東區(qū)邊界斷裂,該斷裂在深部控制個舊弧后裂谷盆地與越北古陸分離演化。其次級的北東向同生斷裂控制了個舊東區(qū)沉積相帶形成與分異,堿性苦橄巖和基性巖沿次級北東向同生斷裂發(fā)生火山噴溢。

      (4)紅河北西向同生斷裂帶。該同生斷裂帶分隔了哀牢山造山帶與個舊弧后裂谷盆地南西側(cè)。在印支期,該斷裂帶具有大規(guī)模左行走滑特征(莊永秋等,1996),在沉積盆地-造山帶-島弧耦合與轉(zhuǎn)換過程中,該斷裂帶發(fā)生的斜沖走滑轉(zhuǎn)換作用,具有協(xié)調(diào)揚(yáng)子地塊西南側(cè)與哀牢山造山帶-印支島弧帶之間的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)換的作用。

      同時,該同生斷裂帶在個舊弧后裂谷盆地南部,控制了三疊紀(jì)北西向沉積中心,弧后裂谷盆地呈南東-北西向發(fā)育,向南東方向延伸到越南北部。在中三疊世,元江-石屏一帶可能為古陸隆起。至晚三疊世,由于哀牢山造山帶發(fā)生逆沖推覆,導(dǎo)致該同生斷裂沿北西向活動強(qiáng)烈,形成了平面上楔狀向楚雄方向延伸的三角洲相粗碎屑巖,元江-石屏古陸發(fā)生斷陷沉降為水下隆起。晚三疊世諾利期至瑞替期,楚雄后陸盆地逐漸發(fā)育,但康滇古陸西側(cè)和南側(cè)依然圍限了晚三疊世沉積范圍。

      (5)開遠(yuǎn)-麻栗坡-那坡-靖西弧形同生斷裂帶。在開遠(yuǎn)-麻栗坡-那坡-靖西發(fā)育向北凸出,北東向-近東西向-北西向弧形同生斷裂帶,根據(jù)構(gòu)造-巖相學(xué)相帶恢復(fù)在二疊-三疊紀(jì)該同生斷裂帶傾向北西、北和北東,三疊紀(jì)末期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),形成自南向北的逆沖推覆構(gòu)造。二疊紀(jì)玄武巖、三疊紀(jì)玄武巖和蛇綠巖發(fā)育,同生斷裂帶北側(cè)海底峽谷相、深水重力流沉積相、深水濁積巖相發(fā)育。在同生斷裂帶以滑塌角礫巖相帶、同生角礫巖相帶和震積巖相帶為標(biāo)志。南側(cè)發(fā)育淺海碳酸鹽巖臺地相、陸源淺水碎屑巖相和殘積鐵鋁質(zhì)巖和含鋁土礦層位,這是近越北古陸的沉積相帶標(biāo)志。

      該同生斷帶在開遠(yuǎn)東林地區(qū)與南盤江北東向同生斷裂帶交匯,該區(qū)中三疊世火山巖相、火山沉積巖相和淺海相灰?guī)r總厚度達(dá)1500 m,火山巖主要有玄武巖和凝灰?guī)r等。

      從以上古陸與島嶼構(gòu)造區(qū)格局、同生斷裂帶并結(jié)合沉積相帶特征分析(圖1),滇桂個舊-那坡弧后裂谷盆地動力學(xué)特征為(方維萱等,2002;方維萱和賈潤幸,2011):印支期,巖石圈在深部向北東方向俯沖消減,形成大陸擠壓收縮體制,在抬升隆起的哀牢山造山帶西側(cè)形成了墨江前陸盆地,東側(cè)形成了楚雄后陸盆地。鄰區(qū)大陸擠壓收縮體制與本區(qū)地幔上涌導(dǎo)致的伸展動力學(xué)體制,處于構(gòu)造動力學(xué)體制耦合與轉(zhuǎn)換過程。本區(qū)陸表海盆和古陸塊受到深部地幔物質(zhì)上涌侵位,形成張裂性伸展動力學(xué)背景控制,同生斷裂構(gòu)造-巖相帶具有網(wǎng)狀發(fā)育特征,主體為北東向、北西向和近南北向,其次為近東西向。由于沿這些同生斷裂帶發(fā)生斷陷沉降和玄武巖噴發(fā),形成了沉降中心、沉積中心和火山噴發(fā)中心。堿性苦橄巖類及堿性玄武巖類代表了深部地幔熱物質(zhì)上涌形成的火山巖相。沿同生斷裂帶發(fā)生斷陷-張裂性成盆作用,為本區(qū)盆地演化、構(gòu)造斷陷沉積和弧后裂谷盆地形成提供了構(gòu)造動力學(xué)背景。深部巖石圈俯沖消減擠壓體制,形成維西-綠春同碰撞火山島弧帶,導(dǎo)致陸殼淺部發(fā)生沉積盆地-造山帶-島弧帶耦合與轉(zhuǎn)換。由于地幔熱物質(zhì)沿深部網(wǎng)狀張裂性同生斷裂帶上涌,致使地殼淺部發(fā)生張剪性伸展作用,最終,弧后裂谷盆地形成并不斷發(fā)育,中三疊世主成盆期,與哀牢山造山帶主造山期相一致。三疊紀(jì)末期,大陸擠壓收縮體制主導(dǎo)本區(qū)構(gòu)造演化與沉積范圍縮小;同時,原同生斷裂帶發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),它們演化為壓剪性斷裂-褶皺構(gòu)造帶。

      2 沉積相序、沉積盆地形成演化史與成礦序列

      在一級構(gòu)造尺度上,本區(qū)屬于揚(yáng)子地塊大陸邊緣西南緣,前三疊紀(jì)主要為被動大陸邊緣;從三疊紀(jì)開始發(fā)生構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換,逐漸演化為活動大陸邊緣;同期,西側(cè)哀牢山造山帶逐漸隆升造山(方維萱等,2002)。在三疊紀(jì),本區(qū)屬于構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過程,滇桂個舊-那坡弧后裂谷構(gòu)造域(二級構(gòu)造尺度)主要構(gòu)造-古地理單元由島嶼構(gòu)造、沉積盆地和同生斷裂帶三類區(qū)域構(gòu)造組成。在弧后裂谷盆地屬于弧后裂谷構(gòu)造域的主要構(gòu)造-古地理單元類型,在三級構(gòu)造尺度上,按照平面幾何學(xué)與盆地動力學(xué)的不同,可以劃分為桂西那坡-滇東富寧-丘北和滇東南個舊-建水兩個一級弧后裂谷盆地(圖1)。

      采用構(gòu)造-巖相學(xué)水平相序分異結(jié)構(gòu)和垂直加積相序結(jié)構(gòu)綜合分析,這是恢復(fù)重建沉積盆地形成與演化歷史的有效方法之一。從弧后裂谷構(gòu)造域角度,考慮到揚(yáng)子地塊西南部陸緣構(gòu)造演化歷史,滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)弧后裂谷盆地是在石炭-二疊紀(jì)玄武巖裂隙式上涌噴發(fā),形成區(qū)域裂陷沉降帶基礎(chǔ)上發(fā)育起來的,三疊紀(jì)末該盆地萎縮封閉。該盆地屬大陸地殼上發(fā)育的弧后盆地沉積相序結(jié)構(gòu),在大陸邊緣上淺水碎屑巖相和碳酸鹽巖臺地相發(fā)育,在島弧帶內(nèi)火山巖相和火山-沉積巖相發(fā)育,屬于海底張剪性伸展作用中心;在近建水島弧帶一側(cè),沉積盆地內(nèi)發(fā)育大量島弧型火山碎屑巖相與火山(熔)巖相,這些火山巖相與碎屑流、火山濁積相和盆地深水相緊密共存,因沉積作用方式多變且沉積速率較高,在垂向和水平方向上交替出現(xiàn)而發(fā)生強(qiáng)烈相變。該弧后裂谷盆地的沉積相序列上,具有“下細(xì)夾火山巖、中變粗后變細(xì)且發(fā)育火山巖,上粗含煤”三層結(jié)構(gòu)特征。

      個舊-建水一級弧后裂谷盆地經(jīng)歷了印支期、燕山期和喜馬拉雅期多期構(gòu)造疊加變形,燕山期巖漿侵位疊加與盆地流體改造。在沉積盆地空間規(guī)模上,現(xiàn)今殘留面積4000 km2??傮w上充填的地層厚度在萬余米,該盆地周緣出露石炭-二疊紀(jì)火山巖和沉積巖系厚達(dá)2000~5000 m,火山巖層厚達(dá)3600 m;三疊系厚度達(dá)5700 m以上。在三疊紀(jì),南北向小江同生斷裂帶將其分隔為個舊東區(qū)和建水西區(qū)兩個二級盆地,兩個二級盆地內(nèi)成礦序列具有一定差異。該弧后裂谷盆地中物源具三向性,一是大陸物源區(qū)提供的陸源碎屑物;二是海底張剪性擴(kuò)張中心火山噴發(fā)和島弧帶提供的火山物質(zhì);三是盆地內(nèi)源碳酸鹽巖,與盆地?zé)岢两底饔糜嘘P(guān)。

      2.1 石炭紀(jì)陸緣伸展盆地構(gòu)造-巖相學(xué)相序結(jié)構(gòu)

      在石炭紀(jì),個舊西區(qū)建水構(gòu)造體制與桂西類似,均屬于揚(yáng)子地塊被動陸緣體制。建水地區(qū)以淺海碳酸鹽臺地相和灘礁相生物灰?guī)r為主,局部有深水硅質(zhì)巖相和海相火山巖,基性火山巖厚達(dá)989 m。桂西地區(qū)發(fā)育深水相鈣屑濁積巖、硅質(zhì)巖和海相基性火山巖。云南金平-越南黑水河為淺海碳酸鹽巖臺地相和生物碎屑灘相,其后演變?yōu)榘腴]塞臺地相。建水地區(qū)發(fā)育島弧型海相枕狀基性熔巖(董云鵬和朱炳泉,1999;董云鵬等,2002),揭示水下島弧開始逐漸形成。沉積相序在水平方向分異強(qiáng)烈,證明沉降和沉積范圍不斷增加,向上沉積水體不斷增深,局部夾海相火山巖,建水地區(qū)水下火山島弧代表了強(qiáng)烈擴(kuò)張中心之一。這種構(gòu)造-巖相學(xué)相序結(jié)構(gòu)屬同生斷裂帶強(qiáng)烈拉張期,導(dǎo)致了盆地基底構(gòu)造層發(fā)生斷陷沉降。構(gòu)造-巖相學(xué)相序結(jié)構(gòu)為“下細(xì)夾火山巖”,揭示了“陸殼斷陷、垂向增深、水平范圍擴(kuò)大、水下島弧發(fā)育”的動力學(xué)過程,形成了沉積水體增深的垂向相序列。

      石炭紀(jì)末期,桂東南-滇東南古陸塊曾發(fā)生短暫抬升,發(fā)育古風(fēng)化殼和平行不整合面,形成了殘積相鋁土礦礦層和鐵鋁質(zhì)巖,這是古陸平原化過程的構(gòu)造-巖相學(xué)特征。

      2.2 二疊紀(jì)陸緣裂谷成盆期構(gòu)造-巖相學(xué)相序結(jié)構(gòu)

      在金平-越南黑水河,從早二疊世早期開闊臺地相→晚期半閉塞臺地相→晚二疊世濱海沼澤相,相序結(jié)構(gòu)具有向上沉積水體逐漸變淺序列,沉積盆地逐漸萎縮,屬大陸邊緣擠壓收縮體制下構(gòu)造-巖相學(xué)特征。晚二疊世開始,沿同生斷裂發(fā)生了大規(guī)模裂隙式基性巖漿噴發(fā),形成了厚達(dá)4500 m玄武巖堆積,鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)侵入巖、科馬提巖與玄武巖(王峰等,2009),與地幔柱上涌侵位的構(gòu)造事件有密切關(guān)系。

      在區(qū)域上建水-桂西-黔西地區(qū),棲霞期半局限泥質(zhì)碎屑巖臺地相超覆在石炭紀(jì)殘積相之上,向上沉積水體逐漸加深,沉積范圍不斷擴(kuò)大。茅口期為淺海碳酸鹽臺地相,局部臺盆深水相發(fā)育。巖石組合為含放射蟲硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖和硅質(zhì)灰?guī)r。硅質(zhì)沉積為凝縮段,代表盆地饑餓期產(chǎn)物。在越北古陸邊緣上,具有向上沉積水體增深的相序結(jié)構(gòu),殘積相(鋁土礦巖和鐵鋁質(zhì)巖)→淺海相生物碎屑灰?guī)r相序結(jié)構(gòu),揭示區(qū)域沉降不斷加深,沉降和沉積范圍加大。

      沿小江南北向同生斷裂帶和建水-丘北-富寧-那坡弧形同生斷裂帶,堿性玄武巖噴發(fā)強(qiáng)烈。在建水一帶,堿性玄武巖溢流相超覆在石炭系上。巖石組合為含橄玄武巖、致密塊狀玄武巖、杏仁狀玄武巖和基性凝灰?guī)r;局部發(fā)育英安巖、英安質(zhì)流紋巖和流紋巖,屬淺海環(huán)境中“雙峰式”火山巖。上二疊統(tǒng)玄武巖組底部沉積角礫巖相(玄武質(zhì)角礫巖和凝灰質(zhì)灰質(zhì)角礫巖)、同生角礫巖相和滑塌角礫巖相發(fā)育。在茅口組頂部灰?guī)r接觸界面附近,這是火山氣液型銀銻鉛鋅礦主要容礦巖相,常在二疊紀(jì)玄武巖中形成銅礦化。與三疊系過渡層位,也是銀銻鉛鋅成礦層位。晚燕山期發(fā)生巖漿侵位,在該成礦層位形成了層間疊加改造型脈狀礦體。該成礦層位具有尋找隱伏銀多金屬礦較大潛力。

      建水二疊紀(jì)堿性玄武巖屬于島弧玄武巖,繼承了石炭紀(jì)島弧特征,二疊紀(jì)火山巖中有生物灰?guī)r、硅質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖夾層,含海相化石。在個舊市西北核桃園-他臘一帶,茅口期海相基性火山巖夾中酸性火山巖厚達(dá)2400 m;英安巖和流紋巖厚約240 m。火山噴溢相由杏仁狀、枕狀和致密塊狀玄武質(zhì)熔巖組成;火山噴發(fā)沉積相由玄武質(zhì)角礫巖、沉凝灰?guī)r和凝灰?guī)r組成,厚達(dá)2000 m;構(gòu)成典型的雙峰式火山巖,主體屬于淺海相。局部出現(xiàn)“紅頂層”延伸到彌勒一帶,屬水上噴發(fā)或陸相特點。二疊系超覆在石炭系之上,說明沉積盆地增深且范圍擴(kuò)大,屬陸緣裂谷盆地主成盆過程,揭示揚(yáng)子地塊被動大陸邊緣,發(fā)生深度裂陷后導(dǎo)致地幔熱物質(zhì)上涌侵位。

      東吳運(yùn)動區(qū)域抬升形成了沉積間斷、古風(fēng)化殼和不整合面等構(gòu)造-巖相學(xué)記錄。

      二疊紀(jì)末,本區(qū)發(fā)生沉積盆地-造山帶-島弧構(gòu)造轉(zhuǎn)換過程。沿同生斷裂帶,地幔深部熱物質(zhì)上涌導(dǎo)致沉積盆地不斷發(fā)育成熟。但大陸淺部處于擠壓收縮體制下,本區(qū)三疊系洗馬塘組平行不整合在二疊系灰?guī)r和玄武巖之上。在本區(qū)西側(cè),哀牢山造山帶已隆升成陸,在墨江形成深層次韌性剪切帶(方維萱等,2002)。

      本區(qū)銀銻鉛鋅礦成礦系列,賦存在上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組與下二疊統(tǒng)茅口組之間。在該弧后裂谷盆地西南側(cè)石屏大冷山-建水蝦洞一帶,北西向銀銻鉛鋅礦成礦帶發(fā)生弧形轉(zhuǎn)向;至該盆地北東側(cè)大莊-中和營-羅平一帶,為北東向銀銻鉛鋅礦成礦帶。這些成礦帶賦存在峨眉山玄武巖組與茅口組之間,銀銻鉛鋅礦體賦存于層間角礫巖帶和斷層破碎帶中。大冷山鉛鋅銀多金屬礦賦存在二疊紀(jì)火山巖與三疊紀(jì)地層底部,探明了荒田和蝦硐兩處中型銀鉛鋅礦床,多處銀銻鉛鋅和金礦點具較好找礦潛力。

      2.3 早-中三疊世弧后裂谷盆地的主成盆期相序分異

      印度-奧倫階沉積相序主體為裂陷沉積特征。從屏馬(越北)古陸和康滇古陸邊緣(圖1)到弧后裂谷盆地邊緣和盆地中心,下三疊統(tǒng)底部紫紅色-灰綠色雜砂巖和礫巖是與上二疊統(tǒng)頂部之間的II型層序界面,向上沉積水體逐漸變深,屬陸緣碎屑沉積體系。陸棚邊緣體系域(SMT)中,局部為泥質(zhì)潮坪相,暗示弧后裂谷盆地再度裂陷與熱沉降過程。

      (1)古陸塊邊緣,早三疊世淺水碎屑巖相范圍擴(kuò)大。

      該弧后裂谷盆地北部(康滇地塊東側(cè)),河流-濱海相為紫紅色-灰綠色雜砂巖及礫巖,向上逐漸遞變?yōu)榉凵皫r夾泥巖、泥灰?guī)r及白云巖,厚度為250~530 m,屬盆地邊緣相帶,代表再度裂陷形成的沉積相帶。早三疊世晚期海侵繼續(xù)擴(kuò)大,濱-淺海相黃色頁巖夾白云巖厚200~300 m,揭示沉積盆地不斷沉降。

      盆地中心與盆地邊緣區(qū)具有類似沉積組合和沉積環(huán)境,沒有發(fā)生同生構(gòu)造作用造成沉積相分異。在建水縣普雄鄉(xiāng)一帶,下三疊統(tǒng)洗馬塘組(T1x)底部與二疊系玄武巖組呈假整合關(guān)系,以紫紅色粉砂質(zhì)泥巖為主;沿走向在底部見砂質(zhì)礫巖,向上逐漸變?yōu)榉劬О自茙r夾粉晶灰?guī)r。在建水縣磨黑地區(qū),洗馬塘組以紫紅色含玄武巖屑粉砂質(zhì)泥巖為主,向上永寧鎮(zhèn)組(T1y)以紫紅色、黃褐色薄層粉砂質(zhì)泥巖為主。中三疊世在建水-彌勒近南北向,繼承了石炭-二疊紀(jì)陸緣裂谷盆地的古地貌,洗馬塘組與二疊系呈平行不整合接觸。

      (2)越北(屏馬)古陸北緣那坡-富寧-丘北一帶,早三疊世在南北方向上沉積相分異強(qiáng)烈,沿丘北-富寧-那坡同生斷裂帶,基性-酸性火山巖強(qiáng)烈噴發(fā),屬弧后裂谷盆地沉降中心。

      淺海碳酸鹽臺地相區(qū)位于屏馬古陸北緣,主要分布在廣南-羅平-開遠(yuǎn)一帶,巖石組合為灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及泥巖,在羅平局部發(fā)育礁灰?guī)r,沉積厚度在2000~2600 m。盆地斜坡相發(fā)育,巖石組合為粉砂巖、泥質(zhì)巖夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和凝灰?guī)r等,具有復(fù)理石韻律,含有浮游菊石等。早三疊世,沿丘北-富寧-那坡同生斷裂帶發(fā)生基性和酸性火山強(qiáng)烈噴發(fā),一直延續(xù)到晚三疊世。麻栗坡八步蛇綠巖侵位,該地帶屬弧后裂谷構(gòu)造域的張裂中心。沉凝灰?guī)r層是尋找金礦的有利層位。

      (3)個舊地區(qū),早三疊世晚期同生斷裂發(fā)生強(qiáng)烈斷陷,沉積相體分異明顯。

      東區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組(Tlf)為紫紅色-灰綠色含沉凝灰質(zhì)砂頁巖,泥巖零星出露于南部龍頭寨和夾馬坎、北部畔山和欖盤寨等地。在卡房礦田南,與下伏龍?zhí)督M為假整合接觸,厚173~389 m。永寧鎮(zhèn)組為灰綠色-黃綠色泥灰?guī)r,夾泥巖和粉砂巖,下部泥巖中含瓣鰓類化石,厚408~457 m;與下伏飛仙關(guān)組及上覆個舊組(T2g)均為整合接觸。中三疊統(tǒng)個舊組以塊狀-厚層狀細(xì)晶白云巖為主,具有向上沉積水體逐漸變深的沉積層序,屬大陸邊緣開闊臺地相。早三疊世以后發(fā)生垂向沉積相分異,早三疊世早期沉積盆地動力學(xué)為斷陷-坳陷沉降過程;晚期在區(qū)域上普遍發(fā)育濱海相泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、泥巖和頁巖。從石屏(300 m)→個舊西區(qū)渣臘(800 m)→攬盤寨(1200 m)(莊永秋等,1996)沉積厚度不斷增加,揭示古地貌具有東高西低特征,沉積相分異逐漸增強(qiáng),斷陷成盆作用開始發(fā)育。

      (4)中三疊世安尼階,熱沉降碳酸鹽巖與火山噴發(fā)相序結(jié)構(gòu)。

      潮坪相、澙湖相分布在個舊-文山一帶,巖石組合為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和泥灰?guī)r。在局部咸化澙湖相發(fā)育,白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r中發(fā)育同生角礫巖、巖溶角礫巖,干裂、鳥眼、層紋等構(gòu)造發(fā)育,生物稀少,石膏假象發(fā)育。

      個舊組(圖2、圖3)潮坪相-咸化澙湖相屬高水位體系域(TST)的沉積組合,但扁豆?fàn)钅噘|(zhì)灰?guī)r可能與風(fēng)暴沉積有關(guān),總沉積厚度在1400~4000 m。個舊組下段卡房段(T2g1)下部發(fā)育火山巖、凝灰質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r,向上火山巖層減少變薄。主體為潮坪-澙湖湘,巖石組合為灰色中厚層狀灰?guī)r、深灰色中厚層狀灰?guī)r與灰質(zhì)白云巖互層。

      個舊組潮坪相-咸化澙湖相是個舊錫多金屬礦床成礦控制巖相(圖2),屬二疊紀(jì)大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)之后,區(qū)域熱沉降形成的沉積相體。海侵體系域沉積組合(TST)發(fā)育,以盆地底源為主的海底火山噴發(fā)及火山熱水沉積相體發(fā)育。在海相火山巖上部,凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖-硅質(zhì)巖屬凝縮段(CS)沉積組合,這是尋找與火山熱水沉積成因有關(guān)的錫銅多金屬礦層的標(biāo)志相體。碳酸鹽巖由于局部含膏鹽流失、自身孔隙度大、化學(xué)性質(zhì)活潑等物理-化學(xué)特性,在燕山晚期巖漿侵位過程中,為巖漿期后熱液成礦作用的發(fā)生提供了良好圍巖條件。

      圖2 中三疊統(tǒng)個舊組巖性與綜合相序柱狀圖(據(jù)莊永秋等,1996資料修編)Fig.2 Comprehensive column map of lithofacies sequence for the Middle Triassic Gejiu Formation(modified after Zhuang et al.,1996)

      圖3 個舊東區(qū)中三疊統(tǒng)個舊組巖相柱狀對比圖(南北向為巖相對比方位,據(jù)云南有色308隊資料和本文坑道實測資料綜合)Fig.3 Lithofacies columns for sequences of the Middle Triassic Gejiu Formation(mapping and modified after 308 Team of Yunnan Nonferrous Metals Bureau)

      安尼期(210 Ma)火山巖分布在個舊組下段卡房段,受盆內(nèi)北東向同生斷裂帶控制,沿北東向同生斷裂發(fā)生裂隙式火山噴發(fā),火山巖呈北東向出露或隱伏于麒麟山-老廠-卡房礦田-田心壩子一帶(圖2、圖3)。安尼期火山巖具有一定規(guī)模,火山巖厚20~50 m,薄層厚0.2~1.0 m,單層最厚達(dá)30 m以上,累計厚度在180 m以上。火山巖層分布標(biāo)高范圍在2300~1500 m,南北向斷續(xù)總長度在25 km,卡房礦田南部隱伏于地下,寬度在6 km,目前工程揭露和地表出露面積合計在150 km2。

      火山巖呈多層狀產(chǎn)于卡房段內(nèi),火山巖產(chǎn)狀平緩,傾角在10°~30°,與地層同步褶皺。被燕山期花崗巖侵位影響或破壞,火山巖與個舊組其他巖石共同組成褶皺?;鹕綆r多已發(fā)生變質(zhì),變質(zhì)較淺者有橄欖玄武巖,具殘余斑狀和杏仁構(gòu)造;殘余斑晶主要為橄欖石和金云母,次為輝石和斜長石?;|(zhì)具變余間粒或變余間隱-交織結(jié)構(gòu),主要為條狀微晶斜長石呈不規(guī)則排列,其間為他形粒狀輝石。變質(zhì)較深者為陽起石變玄武巖和金云母變玄武巖;原巖恢復(fù)為堿性苦橄巖和堿性苦橄質(zhì)玄武巖類(方維萱和賈潤幸,2011),與凝灰質(zhì)白云巖和凝灰質(zhì)角礫狀白云巖共生。

      盆地斜坡相發(fā)育在屏馬古陸北緣平遠(yuǎn)街-南盤江,巖石組合為黏土巖、粉砂巖、細(xì)砂巖和薄層泥灰?guī)r,復(fù)理石韻律和平行條帶狀層理發(fā)育,具有斷陷和快速補(bǔ)償沉積特征。發(fā)育基性和中酸性火山熔巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r,夾層有粉砂巖和頁巖,沉積厚度大于5000 m,屬斷陷沉降和沉積中心部位。

      (5)安尼階火山噴發(fā)沉積相序結(jié)構(gòu)與巖石類型。

      安尼階火山巖相序結(jié)構(gòu)為火山爆發(fā)相→火山噴溢相→火山沉積相,火山噴發(fā)具有三個小旋回(圖2、圖3),每個小旋回從早到晚,巖石類型為堿性苦橄巖類→堿玄巖類、堿性苦橄巖類→堿玄巖類。第一旋回分布在卡房礦田新建礦坑內(nèi)、大白巖、新山和竹林礦段地表和坑內(nèi)、東瓜林礦段坑內(nèi)和老廠礦田期北山礦段。第二旋回在老廠礦田竹葉山礦段和期北山礦段坑內(nèi)、麒麟山寨地表,它們均產(chǎn)于卡房段(T2g12-3)。第三旋回產(chǎn)于老廠礦田5號礦體和塘子凹礦段坑內(nèi),在塘子凹地區(qū)卡房段(T2g15)中也見有基性-超基性火山巖層。

      從早到晚火山巖演化序列明顯(圖2),呈現(xiàn)基性火山巖(堿性玄武巖)→超基性火山巖(?;x橄巖類和黃長玄武巖)→基性火山巖(白榴堿玄巖)韻律性變化。個舊卡房礦田內(nèi),基性-超基性火山巖十分發(fā)育,在大白巖礦段1820 m中段19穿脈,從早到晚為堿性苦橄巖類→堿玄巖類、堿性苦橄巖類→堿玄巖類。從堿性苦橄巖→基性火山巖三個火山噴發(fā)旋回,垂向剖面相序結(jié)構(gòu)為:第一相序旋回為海底次火山巖(侵入)溢流相→海底火山爆發(fā)沉積相→火山噴發(fā)沉積相+碳酸鹽巖沉積(β→Ma過渡相)。第二相序旋回為海底火山爆發(fā)沉積相→海底火山噴發(fā)沉積相→β→Ma過渡相→火山噴發(fā)沉積相→β→Ma過渡相。第三相序旋回為火山爆發(fā)沉積相→次火山巖(侵入)溢流-爆發(fā)相→淺海相碳酸鹽巖臺地潮下相→局限碳酸鹽巖臺地潮坪蒸發(fā)相。沉積水體從下向上逐漸變淺。

      構(gòu)造-巖相學(xué)的亞相填圖發(fā)現(xiàn)在火山巖層及上下層位中,同生角礫巖相帶為同生斷裂位置,推測為海底火山熱液噴流通道和后期盆地流體運(yùn)移通道。在卡房礦田,前進(jìn)礦段1820 m中段16穿SE端與19穿脈NW端相接,(1)視厚度約100 m角礫狀堿玄巖類+海底火山噴氣通道同生斷裂角礫巖相暗示火山噴發(fā)中心存在。主體以淺變質(zhì)巖為主,主要為角巖類和大理巖類,從殘余結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、礦物特征、巖石化學(xué)等綜合恢復(fù)原巖后,從下到上火山巖變化規(guī)律為:堿玄巖類→堿性苦橄巖類→角礫狀堿玄巖類+堿玄巖類→堿玄巖類,巖石組合為堿玄巖類→堿性苦橄巖類→角礫狀堿玄巖類。(2)沉積巖-火山巖相剖面結(jié)構(gòu)從下到上為:潮坪相(β-Ma過渡相)→Ma→β過渡亞相→海相淺成次火山巖溢流相(堿玄巖類斑狀堿性輝石玄武巖亞相)→同生斷裂角礫巖相(海底火山噴氣通道位置,斑狀堿性輝石玄武巖亞相+角礫狀鈦輝石玄武玢巖亞相)→同生斷裂角礫巖相(海底火山噴氣通道位置,角礫狀鈦輝石玄武玢巖亞相)→海相淺成次火山巖溢流相(斑狀堿性輝石玄武巖亞相)。從下向上沉積水體變淺,可能是巖漿侵位造成地殼區(qū)域性抬升。

      構(gòu)造-巖相學(xué)的亞相填圖(圖4)發(fā)現(xiàn),這些同生角礫巖相帶在空間上有一定規(guī)模,且與錫銅成礦有十分密切關(guān)系。一是這些火山巖為錫銅的礦源層,Cu、Sn和 F形成明顯異常和富集(圖4中Kg064-Kg072、Kg084、Kg093-Kg098)。二是同生角礫巖相帶發(fā)育海底熱水同生蝕變相,可作為海底熱水同生蝕變成巖成礦作用的直接標(biāo)志。同生角礫巖相帶由于孔隙度和滲透率較高,也是后期改造過程中盆地流體運(yùn)移的通道和巖漿期后熱液疊加成礦的構(gòu)造通道。三是同生角礫巖相帶中多發(fā)育錫銅礦化,鈦明顯發(fā)生富集成礦。個舊銅錫金屬成礦集中區(qū)形成,與熱沉降潮坪-澙湖湘碳酸鹽巖夾堿性苦橄巖-基性火山巖層關(guān)系密切(圖2、圖3)。其中,占全區(qū)總儲量93%的銅和72%的錫,賦存于卡房段下部堿性苦橄巖-基性火山巖及共生相體中;在老廠和卡房礦田內(nèi),銅錫礦體集中分布在卡房段(T2g11-3)火山巖相及共生相體中,層狀和似層狀銅錫礦體與地層同步褶曲。

      (6)拉丁尼克-諾利克期相序特征為在局限碳酸鹽巖臺地相邊緣,沿同生斷裂帶形成火山熔巖相和火山噴發(fā)沉積相,盆地深水相硅質(zhì)巖和臺凹盆地相。

      中三疊統(tǒng)法郎組(T2f)廣泛分布于個舊西區(qū)及東區(qū)北部水塘寨。該組可分為三段,下段(T2f1)以黃色頁巖、泥巖和板巖為主,夾硅質(zhì)頁巖、碳質(zhì)頁巖和泥質(zhì)灰?guī)r,局部有含錳泥巖,厚400~700 m。中段(T2f2)為泥質(zhì)灰?guī)r夾灰?guī)r,厚400~800 m。上段(T2f3)以雜色頁巖、凝灰質(zhì)千枚巖和板巖為主,夾透鏡狀泥質(zhì)灰?guī)r,厚約1000 m。

      拉丁早期(205 Ma)火山巖位于法郎組下部泥質(zhì)巖層中,分布于個舊西區(qū)水塘寨-保和-木花果及木卜嶺一帶。在保和地區(qū)可見兩層,單層厚10~20 m。巖石類型為塊狀變玄武巖和角閃石化變余玄武質(zhì)凝灰?guī)r。

      圖4 卡房大白巖錫銅礦段1800 m中段西六穿脈實測構(gòu)造巖相學(xué)的亞相柱狀剖面圖Fig.4 Sublithofacies column of tectonic lithofacies mapping in 1800 m level of the Dabaiyan ore district in the Kafang tin-copper ore fields

      拉丁晚期-諾利克期(200 Ma)火山巖形成規(guī)模最大,分布在個舊西區(qū)賈沙向斜軸部林河村-尼得和德勝沖一帶。他白-孟宗火山活動中心在他白以南,火山熔巖及凝灰?guī)r、碳酸鹽巖和泥質(zhì)碎屑巖等組成的火山-沉積巖系總厚可達(dá)1800 m?;鹕饺蹘r有7層,單層厚數(shù)十米到300 m不等。他白地區(qū)東西兩側(cè),火山巖系變薄,熔巖逐漸尖滅,相變?yōu)榉植忌鯊V的凝灰?guī)r相。巖石組合以玄武質(zhì)熔巖為主,包括杏仁狀玄武巖、塊狀玄武巖和橄欖玄武巖;其次為中酸性和酸性凝灰?guī)r,具典型的雙峰式火山巖特點。

      安尼期期末,第一幕印支運(yùn)動形成了區(qū)域假整合和海平面下降,但由于同生斷裂導(dǎo)致斷陷作用強(qiáng)烈,盆地沉降速度大于海平面下降速度,使盆地深水相發(fā)展到最大規(guī)模。從建水到開遠(yuǎn),北東向盆地深水相是拉丁期I型層序界面(SB1)。碳酸鹽巖臺地相邊緣亞相灰質(zhì)礫巖、臺地前上斜坡相帶白云巖和角礫狀灰?guī)r等暗示同生斷裂導(dǎo)致斷陷沉降作用較明顯,拉丁期中期海侵?jǐn)U大,海平面快速上升并達(dá)到最高期,海侵體系域細(xì)碎屑巖與灰?guī)r互層,夾多層錳礦。錳礦層中普遍發(fā)育重力流沉積。拉丁期晚期,隨著海平面回落,在盆地邊緣形成高水位體系域(HST),具復(fù)理石韻律的細(xì)碎屑巖類,與上覆卡尼早期碎屑巖間為II型層序界面(SB2)。拉丁-諾利克期,個舊西區(qū)火山巖發(fā)育,盆地底源物質(zhì)來源比例明顯增加。

      在建水縣蘆寨,中三疊統(tǒng)法郎組含硅質(zhì)條帶粉晶灰?guī)r、黑灰色硅質(zhì)巖夾錳碳酸鹽巖(錳礦層)發(fā)育,屬典型盆地深水相沉積組合。三級深水臺盆中,硅質(zhì)巖和含錳巖相體屬于凝縮段(CS),這是該弧后裂谷盆地饑餓期,對于熱水沉積型錳礦形成十分有利。在弧后裂谷盆地中,堿性苦橄巖類-玄武巖類經(jīng)海底熱水淋濾,形成富錳熱水體系并沿同生斷裂帶附近,形成了熱水沉積型錳礦層,如建水白顯等地錳礦層,主要產(chǎn)于局限碳酸鹽巖臺地邊緣或臺凹相區(qū)。沉凝灰?guī)r層是形成金礦有利巖相層。

      2.4 晚三疊世弧后裂谷盆地萎縮封閉期相序

      在那坡-個舊三疊紀(jì)弧后裂谷盆地個舊-文山一帶,上三疊統(tǒng)僅零星出露或缺失。在北東方向開遠(yuǎn)-建水一帶,上三疊統(tǒng)八盤寨組假整合于中三疊統(tǒng)個舊組之上。在麻栗坡縣白石巖,八盤寨組含錳粉砂巖-泥巖直接不整合于上二疊統(tǒng)或泥盆系之上,巖石組合含礫粗砂巖、含錳細(xì)砂巖及硅質(zhì)巖,具有沉積水體向上變淺趨勢,推測是印支造山運(yùn)動早期的沉積相記錄,由于哀牢山造山帶明顯隆升,造成該沉積盆地南部已開始關(guān)閉。

      在個舊-文山一帶,上三疊統(tǒng)垂向沉積相序為滯流還原泥質(zhì)潮坪相炭質(zhì)頁巖→煤層→河流相粗碎屑巖,揭示沉積水體變淺;頂部粗砂巖-砂礫巖夾多層礫巖等組成的磨拉石相具有山前沖積扇體特征。這種垂向相序結(jié)構(gòu)是向上沉積水體變淺、沉積物粒度變粗、礫石成分由單一變?yōu)閺?fù)雜,最終以粗礫沉積物為相序頂面而結(jié)束。海-陸交互環(huán)境的磨拉石相標(biāo)志該弧后裂谷盆地萎縮封閉。

      卡尼階初期以含礫粗砂巖為代表陸棚邊緣體系域(SMT),其上海侵體系域(TST)可能與相鄰的哀牢山造山帶快速抬升有關(guān)。在凝縮段(CS)細(xì)碎屑巖中,形成了含錳層。最終,高水位體系域(HST)粗碎屑巖成為該沉積盆地封閉層序。

      錳-銀鉛鋅和金礦成礦序列賦存于三疊系。早三疊世,桂西南斷陷盆地深水相中形成了東平錳礦。含礦巖相為盆地中心部位的深水相,屬于滯流、低能環(huán)境。巖石組合為鈣質(zhì)泥頁巖、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)泥晶灰?guī)r、含錳硅質(zhì)泥晶灰?guī)r和碳酸錳礦層,含錳巖相下部有三層薄層沉凝灰?guī)r。中三疊世,云南斗南錳礦和建水白顯錳礦賦存在中三疊統(tǒng)法郎組。斗南錳礦含錳泥質(zhì)巖系的巖石組合為粉砂巖、泥巖夾灰?guī)r和錳礦層,形成于盆地斜坡相帶。白顯錳礦含錳碳酸鹽巖系的巖石組合為泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖夾條帶狀含錳硅質(zhì)灰?guī)r、頁巖、含錳白云巖-含錳灰?guī)r(錳礦層),與熱水沉積成礦作用密切有關(guān)。晚三疊世,含煤碎屑巖系賦存在上三疊統(tǒng)火把沖組中,形成于弧后裂谷盆地萎縮封閉期。

      綜上所述,滇桂那坡-個舊三疊紀(jì)弧后盆地具有明顯三向物源特征,一是靠近康滇和屏馬古陸附近,發(fā)育淺水碎屑巖相序,屬于大陸蝕源巖區(qū)。二是云南個舊地區(qū)以中三疊統(tǒng)個舊組碳酸鹽巖為代表,屬于熱沉降體制下的陸緣海盆內(nèi)源沉積。三是三疊紀(jì)海相堿性苦橄巖-堿性玄武巖類和酸性凝灰?guī)r、熱水沉積巖相(凝縮段CS中凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、深水硅質(zhì)巖、錳碳酸鹽巖),它們是沉積盆地底源物質(zhì)。在垂向沉積相序上,三層結(jié)構(gòu)為“下細(xì)夾火山巖、中變粗后變細(xì)且發(fā)育火山巖、上粗含煤”。

      3 討 論

      晚二疊世開始,本區(qū)受三種不同的大陸動力學(xué)背景控制(圖1),一是因華夏地塊自由南東向北西的俯沖碰撞(梁新權(quán)等,2005),導(dǎo)致云開-玉林一帶褶皺成陸,欽防沉積盆地演化為前陸盆地。二是晚二疊世末,印度板塊向北東俯沖碰撞,導(dǎo)致哀牢山洋盆封閉成陸而影響本區(qū)。三是由于二疊紀(jì)峨眉山地幔柱垂向上侵,大陸玄武巖大規(guī)模噴溢波及本區(qū)西部,并導(dǎo)致大陸發(fā)生伸展變形,局部斷塊沉降與隆升。這三種構(gòu)造動力學(xué)的耦合使本區(qū)更加復(fù)雜化。在二疊紀(jì)末期-三疊紀(jì)初,大陸動力學(xué)特征為造山帶-島弧-沉積盆地耦合與轉(zhuǎn)換過程,個舊地區(qū)發(fā)育堿性苦橄巖類和堿性玄武巖、英安巖和流紋巖等構(gòu)成的雙峰式火山巖。堿性苦橄巖類來源于地幔源區(qū)(方維萱和賈潤幸,2011),這些火山巖標(biāo)志著本區(qū)處于強(qiáng)裂陷時期。因此,需要對本區(qū)以西的揚(yáng)子地塊西南活動大陸邊緣到本區(qū),再到本區(qū)以東的揚(yáng)子地塊東南活動大陸邊緣進(jìn)行綜合對比與分析。將紅河斷裂兩側(cè)地質(zhì)體位置復(fù)原,桂西南-滇東南三疊系與越南黑水河、松潘-甘孜三疊系可以對比,共同構(gòu)成揚(yáng)子陸塊西緣(任紀(jì)舜和金小赤,1996),本區(qū)三疊紀(jì)弧后裂谷盆地向西南連通。

      3.1 墨江三疊紀(jì)前陸盆地-哀牢山造山帶-巖漿島弧帶轉(zhuǎn)換演替

      (1)哀牢山造山帶西側(cè)發(fā)育韌性剪切帶,揭示大陸擠壓收縮變形事件開始。哀牢山中段墨江金鎳礦床上泥盆統(tǒng)金廠巖組粉砂巖類中發(fā)育韌性剪切帶,方維萱等(2004)對其研究和構(gòu)造篩分后認(rèn)為該韌性剪切帶屬于多期構(gòu)造變形產(chǎn)物,早期含鎳金綠色蝕變帶產(chǎn)于韌性剪切帶中,形成于(251.90±4.32)Ma。哀牢山造山帶西側(cè)發(fā)育前陸沖斷褶皺帶,墨江晚三疊世前陸盆地規(guī)模不大(圖1),但沉降深度較大。

      (2)哀牢山造山帶中發(fā)育三疊紀(jì)巖漿侵入活動。在哀牢山-金沙江造山帶,深變質(zhì)帶中部發(fā)育糜棱狀花崗巖,戚學(xué)祥等(2010)研究得到糜棱狀花崗巖中鋯石新生邊年齡分別為(250.2±2.1)~(247.2 ±2.3)Ma,石英軸組構(gòu)測定(EBSD)結(jié)果表明韌性變形變質(zhì)作用形成于角閃巖相條件(500~630℃),該花崗巖體形成于俯沖碰撞型構(gòu)造環(huán)境。哀牢山-金沙江深變質(zhì)帶是早三疊世及以前巖石被俯沖到中下地殼,發(fā)生韌性變形變質(zhì)(10~15 km)后被擠出或隆升到上地殼,揭示了哀牢山深變質(zhì)巖系中存在三疊紀(jì)巖漿活動。

      (3)晚二疊世-早三疊世,揚(yáng)子地塊西緣從斜向洋-陸俯沖碰撞演化為陸-陸碰撞,形成大陸走滑-擠壓收縮體制。哀牢山洋殼向西俯沖碰撞,形成思茅微地塊東側(cè)的太忠-李仙江晚二疊世火山巖弧。晚二疊世主弧期火山巖以太忠、南溫橋和李仙江火山巖為代表,沉凝灰?guī)r相是尋找金礦有利巖相。在平行哀牢山造山帶,發(fā)育北西-南東方向的拉伸線理,一系列楔形體自北西向南東方向側(cè)向擠出,表現(xiàn)為擠壓-剪切走滑造山作用特點。同碰撞型花崗巖在哀牢山造山帶西側(cè),元江縣南溪-魯布及墨江金礦區(qū)內(nèi)發(fā)育;晚三疊世南溪序列花崗巖和侏羅紀(jì)羊岔街序列二長花崗巖,均屬同碰撞型花崗巖。陸緣巖漿弧形成于大陸走滑-擠壓收縮體制中。

      (4)受來自三種不同大陸動力學(xué)背景共同影響,本區(qū)弧后裂谷盆地的形成與演化,為個舊超大型錫銅多金屬礦床集中區(qū)的形成提供了獨特的大陸動力學(xué)條件。

      3.2 弧后裂谷盆地改造與巖漿疊加期

      印支期-喜馬拉雅期,本區(qū)主要為構(gòu)造變形與巖漿侵位疊加。印支期,哀牢山造山帶從西南側(cè)向該弧后裂谷盆地發(fā)生逆沖推覆,最終導(dǎo)致盆地萎縮封閉。燕山晚期,巖漿侵位與巖漿期后熱液交代和疊加改造、巖漿期后熱液與盆地流體混合成巖成礦。侏羅-白堊紀(jì)巖漿活動強(qiáng)烈,堿性輝長巖-閃長巖-花崗巖-堿性正長巖雜巖體侵位,不但形成了巖漿期后熱液交代-充填成礦系統(tǒng),而且形成了盆地?zé)崃黧w系統(tǒng)。個舊東區(qū)花崗巖體主要隱伏于地表以下200~1500 m,面積在150 km2以上。個舊東區(qū)和西區(qū)花崗巖體,在較深部位連結(jié)成軸向為北西向的橢圓狀大巖基,為個舊超大型錫銅多金屬礦床集中區(qū)形成提供了條件。燕山晚期大陸熱點構(gòu)造形成的垂向大陸動力成礦系統(tǒng),與先存弧后裂谷盆地成礦序列發(fā)生疊加成礦(方維萱等,2001),形成了超大型錫銅多金屬成礦集中區(qū)。

      喜馬拉雅期,本區(qū)西側(cè)紅河斷裂帶發(fā)生斜沖走滑作用,并在建水形成堿性斑巖侵位,為金銅礦形成提供了良好條件。任紀(jì)舜和金小赤(1996)確定了越南境內(nèi)馬江古生代地層特征和構(gòu)造位置,與中國滇東南馬關(guān)相一致,紅河斷裂左行滑動最少達(dá)400 km。紅河斷裂和哀牢山西側(cè)糜棱巖化帶北西向斷續(xù)長達(dá)1000 km。在本區(qū)南側(cè),沿紅河北西向斷裂發(fā)育第三紀(jì)走滑拉分盆地,并形成石膏礦床和山間斷陷盆地。斷隆造山與斷陷沉降使個舊錫銅多金屬礦床發(fā)生表生成礦作用,形成了殘坡積成礦系列。

      4 結(jié) 論

      滇桂個舊-那坡三疊紀(jì)沉積盆地,原型盆地屬弧后裂谷盆地。它是在揚(yáng)子地塊石炭-二疊紀(jì)被動大陸邊緣和陸緣伸展盆地基礎(chǔ)上進(jìn)一步演化形成,屬于大陸地殼背景上形成的弧后裂谷盆地。這種弧后裂谷盆地是控制超大型錫銅多金屬礦床集中區(qū)的構(gòu)造類型之一,成礦序列垂向結(jié)構(gòu)為“下部為銀銻鉛鋅和金礦、中部為錫銅(金)多金屬礦、上部為錳-銀鉛鋅和金礦,頂部為煤礦”。本區(qū)具有巨大的尋找隱伏錫銅金多金屬礦和新礦種的找礦潛力,值得進(jìn)行隱伏多金屬礦和新礦種勘查技術(shù)研發(fā)和試驗。

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      Dynamics of Triassic Back-Arc Rift Basin and its Metallogenic Sequence in Gejiu of Yunnan Province to Napo of Guangxi Zhuang Autonomous Region,China

      FANG Weixuan1,2,ZHANG Hai1,2and JIA Runxing1,3
      (1.Beijing Institute of Geology for Mineral Resources,Beijing100012,China;2.Sinotech Mineral Exploration Co.,Ltd,Beijing100012,China;3.Beijing Donia Resources Co.,Ltd,Beijing100012,China)

      The Gejiu superlarge tin-copper polymetallic deposit,located in southeastern Yunnan Province in China,consists of few separate ore fields,for instance,the Malage,Songshujiao,Gaosong,Laochang and Kafang ore fields.This article focused on the study of lithofacies sequence of sedimentary rocks,volcanic rocks,and volcanic sedimentary rocks in the Gejiu superlarge tin-copper polymetallic deposit,as well as the western Guangxi Zhuang Autonomous Region.The tectonic lithofacies analysis and reconstruction of tectonic and palo-geographical location for the prototype basin were used to better understand dynamics of Triassic back-arc rift basin and its metallogenic sequence in Gejiu of Yunnan Province to Napo of Guangxi Zhuang Autonomous Region.

      This study revealed that the prototype basin for the Triassic sedimentary basin from the Gejiu of Yunnan Province to the western part of Guangxi Zhuang Autonomous Region might be the back-arc rift basin,and its tectonic palo-geographic location could be developed on the basement of continental crust on the southern-western margin of the Yangtze Block.This basin were filled up by sediments from three-direction source areas,i.e.,F(xiàn)irst,lithofacies sequence of shallow clastic rocks developed on the margin of the Kangdian-Pingma(Northern Viet Nam)palomassif,which the sequence can be classified into clastic sedimentary associations from the source area of the palomassif.Secondly,carbonate lithofacies of the Middle Triassic Gejiu Group in Gejiu area of Yunnan Province could belong to sedimentation of in-basin source area on sea-basin on the continental margin,which the sedimentary sequence and association could be related to the rifted-basin thermosaging on the continental margin.Thirdly,the Triassic hot-material of mantle derived from the deep part of the basin basement erupted into the basin and volcanic rocks were formed in the basin.At the same time,hot water syn-sedimentation and syn-metasomatism in sea-bed might produce marine altered rocks and hydrothermal sedimentary rocks.Furthermore,marine volcanic rocks derived from the hot-material of mantle origin include alkaline picrite,alkaline basalt,and acid tuffs,accompied by tuffous chert,chert,abyssal chert,and Mn-bearing carbonated rocks.

      Tectonic dynamics of this basin could be the Carboniferous extensional basin on the continental margin of the Yangtze Block.Then,the basin was changed into a rifted basin on the continental margin.The Triassic back-arc rift basin on the continental margin might be formed by extrusive rocks of upwelling hot mantle plume,and its dynamics could be shear-extensional tectonic dynamics.The vertical lithofacies sequences are filled by the lower parts which are fine-grained sedimentary rocks interbedding with marine volcanic rocks,the middle parts which are from coarsening-upward sequence to fining-upward sequence with alkaline picrite and alkaline basalt,and the upper parts which are coarsening-upward sequence bearing coal seams.

      Metallogenic sequence in the Triassic back-arc rift basin is typified by Ag-Sb-Pb-Zn ores hosed in the lower parts,Sn-Cu-polymetallic ores hosted in the middle part,Mn-Ag-Pb-Zn ores hosted in the upper part,and coal seam at the top layer.

      Gejiu of Yunnan;arc-back rifted basin;sediments from three-direction source areas;texture of lithofacies sequence;metallogenic sequence;superlarge tin-copper polymetallic deposits

      P542;P611

      A

      1001-1552(2011)04-0552-015

      2010-10-22;改回日期:2011-06-16

      項目資助:科技部“危機(jī)礦山元素綜合查定和可行性評價技術(shù)(編號:2008EG115074)”、昆明中色地科研發(fā)項目。

      方維萱(1961-),男,研究員,博士生導(dǎo)師,從事礦產(chǎn)普查與勘探研究。Email:fangwuxuan@tom.com

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