曹其琛,黃 波,楊 濤,張銀峰,郭百創(chuàng),范中學(xué),趙勝利,臧進前
( 1.貴州理工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院,貴陽550003;2.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院,濟南 250101;3.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊,貴州 都勻 558000;4.貴州省電子信息技師學(xué)院,貴州 都勻 558000;5.山東地礦國際投資有限公司, 濟南 250000;6.山東省物化探勘查院,濟南 250000)
貴州省是我國重要資源大省之一[1-3],涉及了能源礦產(chǎn)、黑色金屬、有色金屬、貴金屬、稀有稀土分散元素及冶金、化工原料、建材及其他非金屬等礦產(chǎn),經(jīng)歷了四期構(gòu)造旋回,產(chǎn)生了獨特地質(zhì)背景,控制主要的礦床分布,由此對研究貴州省構(gòu)造單元、構(gòu)造旋回與礦床分布特征具重要意義。
貴州省位于我國西南地區(qū),以沉積蓋層厚度大、褶皺和斷裂構(gòu)造復(fù)雜、基底出露零星、剛化程度弱為特點[1-3]。隨著地質(zhì)工作加深和理論的不斷完善,重新劃分了貴州省構(gòu)造單元(圖1、圖2、表1、表2),完成了新版貴州省區(qū)域地質(zhì)志編輯(2017),取得了新的成果[2]。
圖1 貴州省構(gòu)造單元分區(qū)圖Fig.1 Partition map of Guizhou geotectonic units
1-推測斷層及編號;2-主要斷層;3-正斷層;4-逆斷層;5-平移斷層;F1-吼灘斷層;F2-羊磴-遵義-衛(wèi)城斷層;F3-普安-貴陽-梵凈山斷層;F4-玉屏-施洞-三都斷層;F5-納雍-開陽斷層;F6-紫云-埡都斷層;F7-水城-望謨-八茂斷層;F8-龍宮-貞豐斷層;F9-泥凼斷層;F10-楊拱斷層圖2 貴州省推測隱伏斷層構(gòu)造Fig.2 Structural map of Guizhou inferred concealed fault
上揚子地塊位于普安—貴陽—梵凈山斷裂北西部,面積約7.5萬km2,處于武陵運動形成的揚子陸塊之上,自南華紀(jì)以來的相對隆起區(qū),基底逐漸過渡至以四川盆地為代表的由古元古代-新太古界組成;新元古代梵凈山時期地層與上覆地層高度不整合接觸,新元古代板溪群相對下江群、丹洲群處于相對穩(wěn)定環(huán)境,震旦到中三疊世基本為淺海臺相沉積,晚三疊世開始為陸相沉積。巖漿活動主要為晚二疊世鈣堿性大陸溢流拉斑玄武巖,主要分布于興仁—安順—織金—畢節(jié)以西地區(qū)[2]。
1)威寧隆起區(qū):位于西部的威寧、盤縣等地;出露地層有震旦系、寒武系、泥盆—石炭—二疊系、三疊—侏羅—白堊系、古近—新近系等。經(jīng)歷了雪峰-加里東構(gòu)造旋回的臺地相,海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸—臺地(緣)相、裂谷盆地—火山巖相、前陸盆地—山間盆地相等;主要為北東向和北西向構(gòu)造,其間發(fā)育有北西向、北東向褶皺和斷層為特征。
2)六盤水裂陷槽:主要位于西部的六盤水;出露地層主要為泥盆—石炭—二疊系及少量志留系、三疊系、白堊系。經(jīng)歷了海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸-臺地(緣)相、裂谷火山巖相、前陸盆地-山間盆地相;主要形跡為北西向構(gòu)造,以緊閉背斜與平緩向斜組成的褶皺為特征。
3)黔北隆起區(qū):位于中西部—北部;出露地層有青白口—南華—震旦系、寒武—奧陶—志留系、泥盆—石炭—二疊系、三疊—侏羅—白堊系。經(jīng)歷了雪峰—加里東構(gòu)造旋回期的陸棚—斜坡相、臺地(緣)相、裂谷盆地—火山巖相、山間盆地相等;海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸—臺地(緣)相、裂谷盆地—火山巖相、前陸盆地—山間盆地相等;以北東向和南北向隔槽式褶皺組合為主??蓜澐譃槿齻€五級構(gòu)造單元,即織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)、畢節(jié)北東向弧形褶皺帶及鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)。
4)赤水克拉通盆地區(qū):位于北西角的赤水一帶;出露地層有志留系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系,經(jīng)歷了海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸—臺地相,前陸盆地相,以北東向構(gòu)造為主,其次為東西向和北西向,以開闊平緩背向斜組合,斷層發(fā)育較差為特征。
表1 貴州省大地構(gòu)造相劃分表(據(jù)2017《貴州省區(qū)域地質(zhì)志》修編)
補充說明:青白口系—志留系為洋陸轉(zhuǎn)換類型,泥盆系—第四系為陸內(nèi)造山類型。
表2 貴州省構(gòu)造單元劃分(據(jù)2017年《貴州省區(qū)域地質(zhì)志》)
位于普安—貴陽—梵凈山斷裂南東部,面積約10萬km2,自青白口紀(jì)下江時期以來的相對坳陷區(qū),是武陵運動形成的江南復(fù)合造山帶西南段武陵期—加里東期造山帶的主體部分。
1)興義隆起區(qū):位于黔西南的興義、興仁、晴隆等地;出露地層主要為晚古生代—中生代—新生代組合,經(jīng)歷了海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸—臺地(緣)相、裂谷火山巖相、前陸盆地—山間盆地相,主要為北東向和北西向構(gòu)造,以穹隆—構(gòu)造盆地,短軸背向斜組合為特征。
2)右江裂谷—前陸盆地:位于黔西南的冊亨、望謨、羅甸等地;出露地層主要為中生代的晚古生代—中生代組合地層,經(jīng)歷了海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱岸—臺地(緣)相、裂谷盆地—火山巖相、前陸盆地—山間盆地相等,以東西向、北西向和北東東向構(gòu)造為主的緊閉背向斜組合為特征;劃分為冊亨東西向緊閉褶皺變形區(qū)和望謨北西向褶皺帶。
3)黔南坳陷區(qū):位于中南部—南東部的黔中、黔南、銅仁等地,為古生代陸盆地區(qū);地層從上元古宇到新生代均有出露,經(jīng)歷了武陵—雪峰—加里東旋回的濱?!_地(緣)相、陸相、斜坡—盆地相、前陸盆地相、板內(nèi)巖漿相,海西—印支—燕山、喜山—新構(gòu)造旋回的濱海-臺地(緣)相、陸相、斜坡—盆地相、前陸—山間盆地相、板內(nèi)巖漿相,主要為近南北向、北東向、近東西向構(gòu)造,以隔槽式—復(fù)式褶皺組合為特征,間有部分變形相對較弱的穹盆構(gòu)造。
4)榕江加里東褶皺區(qū):位于南東部的黎平、榕江、從江、天柱及雷山等地;江南復(fù)合造山帶的西南段,自晚古生代以來褶皺隆升區(qū),部分地層缺失,新元古代大面積出露,主要為四堡群、下江群和丹洲群淺變質(zhì)(火山)陸源碎屑巖系,與其上的南華紀(jì)—早古生代地層同存于加里東褶皺斷裂,形成北東向背向斜組合,并發(fā)生了區(qū)域變質(zhì),劃分為榕江開闊復(fù)式褶皺變形區(qū)和黎平緊閉復(fù)式褶皺變形區(qū)。
區(qū)內(nèi)出露地層從新元古代至新生代,不同沉積環(huán)境和沉積組合,發(fā)育了多類型的巖漿巖和變質(zhì)巖,經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動,主要有武陵、加里東、燕山及喜山構(gòu)造運動,劃分出四個構(gòu)造旋回。
1)武陵構(gòu)造旋回(新元古代青白口紀(jì)中期—梵凈山及四堡時期):新元古代早期揚子克拉通發(fā)生裂解,分裂出揚子地塊和華南地塊;隨著華南狹窄洋盆的萎縮、消亡,并向揚子陸塊俯沖,出現(xiàn)了溝—弧—盆格局。梵凈山(四堡)時期,發(fā)育了梵凈山群、四堡群深水盆地相細碎屑巖沉積及枕狀玄武巖(細碧巖)—石英角斑巖和基性—超基性巖的蛇綠巖組合;到梵凈山末期揚子、華南古陸碰撞,形成廣闊的陸間造山帶及華南陸塊,而黔東北存在一個揚子古陸東南大陸邊緣的弧形拼接貼帶—江南復(fù)合造山帶之武陵期造山帶(黔東北—黔東南—黔西南)。從華南狹窄洋盆萎縮、消亡,揚子古陸與華南古陸的匯聚、碰撞形成華南板塊,形成了三級構(gòu)造單元分界線的普安—貴陽—梵凈山斷裂,使梵凈山群、四堡發(fā)生綠片巖相的區(qū)域動力變質(zhì)作用,運動方向由西向東,形成了在湘、黔、桂地區(qū)分布廣泛的碳酸鹽巖臺地。
2)雪峰—加里東構(gòu)造旋回(新元古代青白口紀(jì)晚期—早古生代):揚子地塊與華夏地塊在此基礎(chǔ)上再次發(fā)生裂解,其間華南裂谷盆地的形成,由此形成了臺(盆)地、斜坡格局,經(jīng)歷了從裂谷盆地—洋盆—前陸盆地—磨拉石盆地的演化。下江時期在揚子古陸邊緣的梵凈山以北出現(xiàn)了濱岸—臺地相、陸棚—斜坡—盆相沉積格局,形成了從板溪群、下江群至丹洲群的沉積分異。到南華紀(jì)—早古生代隨著揚子陸塊與華南古陸的匯聚,華南裂谷盆地洋殼向華南古陸俯沖,使其北西緣出現(xiàn)溝—弧—盆格局。早古生代末的廣西運動引起揚子、華南地塊碰撞,形成了華南褶皺帶及基性—超基性巖脈侵入;導(dǎo)致晚古生代地層與下伏地層角度不整合,使北東向沉積格局轉(zhuǎn)變?yōu)橥砉派谋睎|、北西向展布,使新元古代、早古生代發(fā)生綠片巖相、低區(qū)域動力變質(zhì)作用,出現(xiàn)了雪峰—加里東期中壓低溫變質(zhì)帶和華南加里東褶皺區(qū)。
3)海西—印支—燕山構(gòu)造旋回(晚古生代—早白堊世):晚古生代開始到早白堊世,進入從裂陷到擠壓階段,出現(xiàn)了基性火山活動,產(chǎn)生大陸溢流和偏堿性玄武巖,形成北東向、北西向展布的淺水臺地相與較深水臺盆相間的沉積格局;到三疊世初由裂陷向擠壓轉(zhuǎn)換階段的燕山運動,形成了黔東南前陸隆起和黔中—四川盆地坳陷,發(fā)育了前陸盆地和磨拉石盆地沉積組合,形成了構(gòu)造運動由東向西的褶皺和斷層,由開闊平緩褶皺構(gòu)造成的穹隆—構(gòu)造盆地過渡,奠定了現(xiàn)今主要的地質(zhì)構(gòu)造格局。
4)喜山及新構(gòu)造旋回(晚白堊世—第四紀(jì)):晚白堊世至第四紀(jì)進入板內(nèi)隆升活動階段,形成一系列地壘—地塹式構(gòu)造組合,并切割了前期構(gòu)造形跡和地質(zhì)體,同時晚白堊—古近紀(jì)地層出現(xiàn)褶皺變形,使新近系與下伏地層呈角度不整合,至今仍處于隆升中,控制了河谷階地、第四系分布、溫泉、地震及地貌和水系格式。
1)構(gòu)造旋回與成礦作用
武陵構(gòu)造旋回:主要發(fā)生在揚子陸塊東南緣,沿普安—貴陽—梵凈山南東側(cè)發(fā)生,構(gòu)成了江南復(fù)合造山帶之武陵造山帶,使梵凈山群、四堡發(fā)生綠片巖相區(qū)域動力變質(zhì)作用和少量巖漿活動,碰撞期后或造山巖漿巖與鎢、錫、鈮、鉭有關(guān)。此外,金中國等研究貴州省鉛鋅礦床認(rèn)為該期構(gòu)造運動導(dǎo)致了鉛、鋅、銀等成礦物質(zhì)進一步富集[3],為黔東地區(qū)鉛鋅礦床提供了部分成礦物質(zhì)來源;該期成礦作用較弱,主要在東部產(chǎn)出,其次為北東部的梵凈山地區(qū)及南東部的從江地區(qū)成礦作用。
雪峰—加里東構(gòu)造旋回:貴州處于被動大陸邊緣,出現(xiàn)臺地(板溪群)—斜坡(下江群)—盆地(丹洲群)格局,形成江南復(fù)合造山帶,區(qū)域變質(zhì)作用隨之減弱,伴隨少量的巖漿活動、逆沖推覆斷層過渡型韌性剪切帶和變質(zhì)核雜巖構(gòu)造等,控制了沉積型、噴流沉積及沉積改造型等礦產(chǎn),與之有關(guān)的礦產(chǎn)主要有鉛、鋅、金、汞、錳、重晶石、烴源巖及頁巖氣、磷、鎳、鉬、釩等,主要分布于北東部及中西部。
海西—印支—燕山構(gòu)造旋回:從晚古生代開始發(fā)生陸內(nèi)裂陷,到三疊紀(jì)轉(zhuǎn)化為前陸盆地,燕山運動使貴州進入板內(nèi)造山階段,發(fā)育了板內(nèi)巖漿巖,控制了沉積型、噴流沉積及沉積改造型等礦產(chǎn),與之有關(guān)礦主要有煤、錳、鋁土、重晶石、烴源巖及頁巖氣、鐵、金、銻、汞、砷、鉛、鋅、軟玉等,形成了以中東部和西部為主的重要中低溫成礦域[2]。
喜山及新構(gòu)造旋回:貴州整體進入板內(nèi)隆升階段,發(fā)育了山間盆地,主要成礦作用為黔西南重要的紅土型金礦集中區(qū)。
總之,貴州省構(gòu)造活動經(jīng)歷了四期構(gòu)造旋回,各構(gòu)造旋回的地質(zhì)演化與貴州主要礦產(chǎn)的成礦過程及時空分布關(guān)系密切,造就了豐富的礦產(chǎn)資源(表3)。
表3 貴州構(gòu)造旋回和主要成礦作用(據(jù)2017年《貴州省區(qū)域地質(zhì)志》)
2)根據(jù)黃波等和馬曉旻在研究“全球旋渦大地構(gòu)造”結(jié)合貴州省大地構(gòu)造特征認(rèn)為[6-8]:貴州省地處“東亞旋渦”SE80o~150o方向;以沿紫云—埡都深斷裂帶為界(F6),北東部地處“旋渦”SE80o~120o方向,由于受到了順時針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的自南向北和自東向西應(yīng)力作用,形成了SN—NNE—NE向的主體構(gòu)造。紫云—埡都深斷裂帶北西部,即“旋渦”SE120o~150o方向,主要應(yīng)力方向為NE向及SW方向上應(yīng)力的復(fù)合作用,具多期構(gòu)造特點,產(chǎn)生了NW向構(gòu)造和旋扭構(gòu)造,形成了獨特的地質(zhì)背景,控制了貴州省主要礦床分布,成為貴州重要礦產(chǎn)集中區(qū)[1-6]。
3)根據(jù)前人資料,貴州省莫霍面深度由東部40 km向西則增大到50 km[1-6],基本上在安順以西明顯變厚,是黔西南—黔西地區(qū)“加厚旋涌”產(chǎn)生的前提。
紫云—埡都深斷裂帶是貴州重要斷裂構(gòu)造之一,也是六盤水裂陷槽與織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)和畢節(jié)弧形褶皺帶、望謨北西向褶皺帶與都勻南北向緊閉隔槽式褶皺變形區(qū)的分界線,省內(nèi)長度大于350 km,由一系列北西走向、傾向南西的西部—西南部呈疊瓦狀逆沖斷裂組成,在赫章北西部進入云南,南東部于羅甸西部呈近東西向進入廣西;具多期活動特點,海西至印支期發(fā)育陸緣裂谷(斷陷)盆地以北西向為主的沖斷褶皺系統(tǒng),燕山期受到來自西部(印度板塊與亞洲板塊的碰撞)和東部(與太平洋板塊向亞洲大陸的俯沖消亡有關(guān))等多個構(gòu)造擠壓作用,產(chǎn)生巨大的縮短加厚而形成。構(gòu)造應(yīng)力由北東向南西傳遞,其后整個構(gòu)造帶的驅(qū)動力變?yōu)槟衔飨虮睎|傳遞,并分別向北東和南西擴展結(jié)果;該斷裂帶形成與早期拉伸盆地受擠壓關(guān)閉有關(guān),應(yīng)力來源為基底傳遞[1-4]。該斷裂在下地殼加厚作用下深切了上地幔軟流圈,產(chǎn)生了“加厚旋涌”效應(yīng),即下地殼加厚切開了軟流圈,改變了軟流圈運動方式,伴隨強烈?guī)r漿活動和成礦物質(zhì)上涌,在有利成礦環(huán)境中與碎屑巖—碳酸鹽巖建造中完成各種成礦作用[5、9-15];主要礦產(chǎn)資源有:貴金屬(以銀廠坡銀礦及黔西南紅土型金礦集中產(chǎn)出為代表)、有色金屬(以銅、鉛鋅、銻、汞礦等為代表)、稀有分散元素(以鉈礦為代表,黔西南大規(guī)模的鉈礦,成為全國鉈礦資源優(yōu)勢產(chǎn)區(qū),具有較高開發(fā)和科研價值,填補了“鉈元素不能獨立成礦”理論[3])、黑色金屬(以鐵礦為代表)、能源礦產(chǎn)(以黔西地區(qū)煤田集中產(chǎn)出為代表)、寶玉石(以羅甸玉為代表)及冶金輔助原料礦集區(qū),使黔西南—黔西地區(qū)成為貴州重要礦產(chǎn)集中區(qū),加上中東部和北東部的磷、鋁土、錳、汞、重晶石等礦床集中區(qū)[2-3,6],成為我國重要礦產(chǎn)資源大省。
1)貴州省大地構(gòu)造經(jīng)歷了四期構(gòu)造旋回,武陵構(gòu)造旋回產(chǎn)生了普安—貴陽—梵凈山斷裂,是上揚子陸塊與江南復(fù)合造山帶的分界線,形成了黔東北—黔東南—黔西南的武陵造山帶;雪峰—加里東旋回產(chǎn)生了臺地(板溪群)—斜坡(下江群)—盆地(丹洲群)格局,形成了黔東南的加里東造山帶;海西—印支—燕山旋回在晚古生代發(fā)生了陸內(nèi)裂陷,中生代早期轉(zhuǎn)化為前陸盆地,燕山運動進入板內(nèi)造山帶的前陸盆地;喜山及新構(gòu)造旋回進入了板內(nèi)隆升階段,發(fā)育了山間盆地;形成了獨特的地質(zhì)背景,控制了沉積型、噴流沉積及沉積改造型等礦床為主的中低溫成礦域。
2)貴州省地處“東亞旋渦”SE80o~150o方向,受到了“旋渦”旋轉(zhuǎn)結(jié)果,形成了以紫云—埡都深斷裂帶為界,北東部產(chǎn)生了SN—NNE—NE向的主體構(gòu)造和南西部的NW向構(gòu)造和旋扭構(gòu)造,控制了貴州省主要礦床分布,成為貴州重要礦產(chǎn)資源集中區(qū)。
3)貴州地殼西厚東薄,引發(fā)了“加厚旋涌”效應(yīng),即下地殼加厚并深切軟流圈,伴隨強烈?guī)r漿活動、成礦物質(zhì)上涌及成礦作用,使黔西南—黔西地區(qū)成為貴州重要礦產(chǎn)集中區(qū),成為我國重要資源大省。
補充說明:1.此前黃波等根據(jù)原貴州省區(qū)域地質(zhì)志(1987)結(jié)合前人的研究成果,分析了貴州省大地構(gòu)造特征與礦床分布[6]。隨著新版區(qū)域地質(zhì)志(2017)結(jié)合本人研究的最新成果:全球中新生代重要成礦動力模式“加厚旋涌”(下地殼的加厚作用—陸陸碰撞與板塊俯沖,以喜瑪拉雅和太平洋東部邊緣最為明顯,有的學(xué)者認(rèn)為高達數(shù)百km,如許志琴等認(rèn)為印度板塊俯沖至雅魯藏布江縫合帶下約200 km[16-17],切開了上地幔軟流圈,改變了軟流圈的運動方式(引用馬曉旻和黃波等研究認(rèn)為軟流圈以“旋渦”對流方式),伴隨強烈?guī)r漿活動和成礦物質(zhì)上涌,產(chǎn)生了全球最大的二個成礦帶),重新分析了貴州省大地構(gòu)造與礦床分布,提出了“再論貴州省大地構(gòu)造特征”。
2.最近從貴州省105地質(zhì)大隊獲悉,盤縣架底金礦共獲2層金礦體[18],圈出12個金礦體,最大金礦體長2 940 m,寬70~570 m,厚度0.8~41.7 m,平均4.9 m,最高品位37×10-6,經(jīng)預(yù)算已達大型,是貴州乃至全國目前在玄武巖中最大原生金礦(信息來源于2018年7月10日《礦業(yè)幫》微信群)。在赫章縣豬拱塘發(fā)現(xiàn)超大型鉛鋅礦(113隊)探明鉛鋅資源量276萬t[19],圈定礦體69個,鉛平均2.4%,鋅平均7.6%;主礦體長1 640 m,平均厚度11 m,鉛鋅資源量182萬t,占總資源量66%,還圈出共生硫鐵礦2個,資源量569萬t;伴生金、銀、鎵、鎘、鍺、硒等礦產(chǎn),具巨大開發(fā)價值(信息來源貴州人民政府網(wǎng)微信群,2018年7月24日),是“黔西南—黔西地區(qū)是貴州重要礦產(chǎn)資源集中區(qū)”強有力的證據(jù)之一。