4.1 贵州陆相玄武岩分布区典型矿床

4.1.1 威宁铜厂河铜矿床

近年来在滇黔交界地区峨眉山玄武岩中发现了自然铜、黑铜矿化现象，并将其定义为似Keweenw型铜矿床（朱炳泉 等，2002）。该发现报道后，这类铜矿化现象迅速引起各界关注，并且取得了较多的研究进展。李厚民等（2004，2005）研究了滇黔交界地区峨眉山玄武岩型铜矿化蚀变特征以及铜矿的PGE微量元素及同位素地球化学特征；戴传固等（2004）研究了贵州西部峨眉山玄武岩型铜矿特征及成矿作用，提出峨眉山玄武岩型铜矿存在两个阶段成矿作用，即火山活动阶段成矿和后期热液活动阶段成矿；邓克勇等（2007）研究了贵州西部玄武岩型铜矿的成矿规律，指出寻找贵州西部玄武岩型铜矿找矿有利靶区。

贵州玄武岩型铜矿矿化部位较多，矿化比较集中的是熔岩流上部，其次为熔岩流下部，最为分散的为熔岩流中部。根据容矿的岩石类型可以分为4种类型：①含自然铜-铜硫化物的玄武岩型，含铜矿物充填在杏仁体、气孔或节理裂隙中，也称铜-沸石型。②含铜硫化物的玄武质角砾岩型，含铜矿物主要是黄铜矿，呈星点状或浸染状分布于角砾岩中，如关岭丙坝铜矿床。③含自然铜-铜硫化物的玄武质凝灰岩型，含铜矿物呈浸染状或细脉状分布于凝灰岩的节理裂隙中，矿化较为集中，如威宁玉龙铜矿床。④含铜硫化物-自然铜的炭质黏土岩型，含铜矿物主要为辉铜矿、硫铜矿以及自然铜等呈星点状、浸染状或脉状分布于炭质黏土岩中，富含沥青质，矿化强度较大并且相对稳定，如威宁黑山坡铜矿床。其中以第三类和第四类最具工业价值（王砚耕 等，2003）。

大量研究表明此类铜矿床与峨眉山玄武岩关系密切。下面以威宁铜厂河铜矿床作为典型玄武岩型铜矿床代表阐述其地质特征。

威宁铜厂河矿区出露地层较为简单，主要为中二叠统茅口组、上二叠统峨眉山玄武岩组和宣威组以及第四系。主要含矿岩系为峨眉山玄武岩，赋矿围岩主要是杏仁状安山火山角砾岩。矿区峨眉山玄武岩组与上覆地层上二叠统宣威组砂岩、泥岩和下伏中二叠统茅口组灰岩均呈假整合接触，出露厚度为156～622m。断裂构造以北西向至北北西向为主，并且是矿区的主要控矿构造，尤其是在北西向与北东向断裂交汇部位往往矿体品位较高（如图4-1）。

图4-1 威宁铜厂河矿区地质简图

（注： 1.地质界线 2.断层 3.铜矿化区 Q——第四系 P₃x——上二叠统宣威组 P₃β——上二叠统峨眉山玄武岩组 P₂m——中二叠统茅口组）

威宁铜厂河矿区峨眉山玄武岩的岩石类型主要是火山熔岩及火山碎屑岩。前者主要包括致密块状玄武岩、杏仁状安山岩、橄榄玄武岩；而后者则主要包括火山集块岩、集块角砾岩、凝灰角砾岩、凝灰岩等。罗孝桓等（2002）将本区峨眉山玄武岩划分为3个喷发旋回、11层喷发层。3个喷发旋回都具有不同喷发性质的火山活动阶段：第一喷发旋回以强爆发溢出为主，往往形成具角砾-块砾的粗火山碎屑岩及熔岩；第二喷发旋回为广泛的持续宁静溢出，主要为陆地喷发，常常形成巨厚-厚层状熔岩；第三喷发旋回主要为弱爆发或弱爆发-溢出的混合形式，多为细火山碎屑岩或细火山碎屑岩与熔岩互层。威宁铜厂河矿区主要有5个含矿层，分别是P₃β^Ⅰ-1火山角砾岩、P₃β^Ⅱ-4深灰色致密玄武岩、P₃β^Ⅱ-6杂色凝灰岩夹杏仁状玄武岩（矿化较弱）、P₃β^Ⅲ-8杏仁状玄武岩、P₃β^Ⅲ-10火山角砾致密玄武岩（表4-1）。

表4-1 威宁铜厂河矿区实测剖面[据武国辉等（2005），有修改]

（注： 系统二叠代号层号主要岩性特性柱状图下统）

铜矿矿化层位较多，矿化组合较为单一，矿化形式简单而分散，矿体常成群出现，矿体形态复杂，主要呈似层状、透镜状产出，其次为扁豆状、团块状、串珠状及浸染状，在断裂破碎带内呈陡脉状富矿体。矿体长度为20～230m，深度为30～200m，厚度为0.6～4m，铜品位为0.44%～17.00%。

矿床的矿物组合类型较为简单，矿石矿物主要为黄铜矿、自然铜、辉铜矿，其次为斑铜矿、铜蓝、孔雀石、黑铜矿、赤铜矿，伴生矿物有黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物主要为辉石、斜长石、绿泥石、石英、玉髓、方解石、白云石，其次为菱铁矿、浊沸石、炭沥青、石膏等。

矿石结构主要为充填交代结构、自形-半自形粒状结构。矿石主要构造为晶洞状构造、浸染状构造、细脉状构造和网状构造。

矿床围岩蚀变类型较多，主要有沥青化、绿泥石化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化，而沥青化是主要的近矿蚀变标志，黄铁矿化、硅化、碳酸盐化的叠加蚀变也是一个非常重要的找矿标志。

在中晚二叠世，大规模的玄武岩浆喷发，带来了大量的铜，故在黔西北的威宁地区形成了铜的高地球化学背景。火山喷发后，火山同生热液沿早期火山机构和火山通道及周围的断裂裂隙上升，使玄武岩浆中的铜不断向上迁移富集。由于古火山口附近火山角砾岩及气孔状玄武岩柱状节理发育，具有较好的透水性，为热液活动提供运移通道和铜的沉淀空间，形成初始铜矿化，后经埋藏变质作用改造，使得含铜的成矿物质重新迁移分配，在应力释放区域进一步富集，最后形成较好的工业矿体。铜矿床成因是与玄武岩浆喷发分异有关的火山同生热液成矿叠加埋藏变质作用改造的矿床（武国辉 等，2005）。

4.1.2 水城杉树林铅锌矿床

川滇黔铅、锌多金属成矿域是我国重要的铅、锌、锗、银产地之一，黔西北铅、锌成矿区属于该成矿域的重要组成部分，目前已发现铅锌矿（点）120余处，该区铅、锌成矿地质条件较好，具有较好的找矿远景（肖宪国 等，2011）。空间上该区许多铅锌矿床的外围都有大面积峨眉山玄武岩出露，黔西北地区还广泛发育70余处辉绿岩株（黄智龙 等，2001）。对峨眉山玄武岩与铅、锌成矿的关系，可谓众说纷纭。柳贺昌（1995）认为在峨眉山玄武岩浆溢流和火山喷气活动中，铅、锌、铜、锗可能进入成矿热卤水而参与成矿，峨眉山玄武岩的展布范围与铅、锌的水平分带大致重合，显示了峨眉山玄武岩对铅、锌成矿的控制；峨眉山玄武岩及其侵入相的辉绿岩的同位素年龄值与铅、锌成矿年龄值部分重合或接近，显示了峨眉山玄武岩与铅、锌多金属成矿相关。郑传仑（1992）和韩润生等（2001）认为峨眉山玄武岩浆提供了铅、锌成矿物质。张云湘等（1988）认为岩浆活动为成矿提供热动力。黄智龙等（2001）认为峨眉山玄武岩提供了部分成矿物质，而峨眉山玄武岩浆活动则提供了主要的热源。王林江（1994）和顾尚义（2006）认为峨眉山玄武岩浆活动既不提供成矿物质，也不提供热动力，故与铅、锌成矿无直接成因联系。高振敏等（2004）和胡瑞忠等（2005）将川滇黔铅、锌成矿域内铅锌矿床视为与峨眉地幔热柱活动间接相关的中低温热液矿床。侯增谦等（2004）将三江地区金属矿床与幔柱构造联系起来，把赋存于碳酸盐地层的铅锌银矿床归入地幔热柱成矿体系的热幔柱-热点成矿系统之内。

黔西北地区是贵州最重要的铅锌银矿集中区，铅锌银矿床主要位于云贵桥-垭都、威宁-六盘水、银厂坡-云炉河坝、猴子场-绿卯坪一带。下面以水城杉树林铅锌矿床作为典型矿床代表阐述其地质特征及峨眉山玄武岩与铅、锌成矿的关系。

水城杉树林铅锌矿床大地构造位置属扬子准地台西端的黔北台隆六盘水断陷中的威宁北西向构造变形区，水杉背斜位于变形区东南端，而矿床位于水杉背斜东南端转折处的倾没端。矿区出露地层为中石炭统黄龙组、上石炭统马平组、中二叠统栖霞组、上二叠统峨眉山玄武岩组。

水杉背斜长约25km，轴向北西向300°～310°，往南东倾没端处轴向转为北西向340°，矿床则位于转折处。该背斜北东翼缓，倾角一般为40°～50°，而南西翼陡，倾角一般为60°～70°，矿床产在背斜南西翼（图4-2）。断层较为发育，背斜转折处的陡翼与纵向断层的叠加控制了矿床的形成（郑传仑，1992）。

图4-2 水城杉树林铅锌矿区域地质图[据郑传仑（1992），有修改]

（注： 1.法郎组 2.关岭组 3.永宁镇组 4.飞仙关组 5.宣威组 6.峨眉山玄武岩组 7.茅口组 8.栖霞组 9.梁山组 10.马平组 11.黄龙组 12.摆佐组 13.地质界线 14.断层 15.矿化范围）

铅锌矿体产于黄龙组灰岩内，受层间高角度断层控制，矿体通常呈脉状、透镜状、囊状产出，多有尖灭再现、侧伏再现现象。矿体与围岩界线清楚，其中⑤号矿体在地表出露，其余均为隐伏矿。④号矿体规模最大，矿体长约460m，最大延深145m，厚0.19～17.79m，平均厚度为4.17m。品位：铅为0.24%～7.94%，平均3.64%，锌为1.09%～26.64%，平均14.98%，占整个矿床总储量的85%。其他矿体规模较小，长80～150m，厚2～3m，平均厚度为1.82m，空间上呈右行雁形排列，由北西向南东侧伏，矿体产状与断裂产状大致相同，倾角55°～75°（图4-3）。

图4-3 水城杉树林铅锌矿床12-12′勘查线剖面图（金中国，2006）

（注： 1.上石炭统黄龙组 2.中二叠统栖霞组 3.灰岩 4.泥质灰岩 5.白云岩 6.浮土 7.构造角砾岩 8.铅锌矿（硫化矿石） 9.铅锌矿（氧化矿石） 10.矿体编号 11.白云岩化界线 12.断层及编号 13.钻孔及编号 14.坑道及编号）

矿物成分简单，矿石类型主要以硫化物为主。矿石矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。脉石矿物有白云石、方解石、重晶石和萤石等。

矿石结构以半自形-他形粒状结构、压碎结构、草莓状结构和交代结构为主。交代结构较为常见，通常是方铅矿交代闪锌矿。矿石构造以块状构造为主，其次为浸染状构造、角砾状构造、条带状构造和层纹状构造。

围岩蚀变主要有黄铁矿化、方解石化、重晶石化、硅化、铁锰碳酸盐化（金中国，2006）。

综观各家对黔西北铅锌矿成因的认识，可有共识观点如下：峨眉地幔热柱活动引起的峨眉山玄武岩浆喷溢对黔西北地区铅锌矿、铜矿、菱铁矿等有着直接或间接的物质、成因和时空关系，峨眉山玄武岩浆活动是区内铅锌矿形成的必要条件之一。由于峨眉地幔热柱活动引起的地壳快速抬升，从而也加强了水城断陷盆地的发展，进而控制了水城断陷盆地内地层沉积和构造形成，此外峨眉地幔热柱活动造成的区域性热事件，为铅、锌成矿提供了热动力。再有，上升的岩浆带来了大量的深源热水，为活化、迁移地层中的铅、锌元素提供了运移的载体，同时，上升的岩浆也能够萃取途经地层内的成矿元素。峨眉山玄武岩浆的喷溢对形成黔西北地区铅锌等矿产起着至关重要的作用（刘幼平 等，2004）。综上所述，笔者倾向于黄智龙等的观点，即峨眉山玄武岩为铅、锌成矿提供了部分物质，峨眉山玄武岩浆活动则提供了主要的热动力。

4.1.3 水城铂、钯矿点

成杭新等（1998）根据中国泛滥平原中铂、钯的空间分布模式，初步圈出了3个铂、钯地球化学省，分别是滇黔铂、钯地球化学省，新疆铂、钯地球化学省以及西藏雅鲁藏布江铂、钯地球化学省。

赵传冬（2000）根据贵州西部665个水系沉积物组合样品和167个岩石样品铂、钯、铜分析数据计算出水系沉积物和岩石的铂、钯背景值，其中水系沉积物铂、钯背景值分别为2.46/10⁹、1.60/10⁹，是中国泛滥平原水系沉积物铂、钯背景值的5.35倍、4倍；岩石的铂、钯背景值分别为1.04/10⁹、0.76/10⁹，比鄢明才等计算的中国上地壳的铂、钯丰度值（均为0.40/10⁹）要高，充分说明贵州西部为一个富含铂、钯的地球化学省。

赵传冬等将贵州西部出露的地质体，按照岩性分为玄武岩、凝灰岩、碎屑岩、泥质岩以及碳酸盐岩，分别分析了其铂、钯背景值并与不同地区的相同地质体铂、钯背景值作了对比（表4-2），得出以下认识：贵州西部主要地质体中的铂、钯背景值与在同一大地构造位置的扬子地台的同类岩石相比较高，且明显高于中国同类地质体的铂、钯背景值（赵传冬，2000）。并且可以看出，相同地区玄武岩的铂、钯背景值最高，碳酸盐岩的最低。本次研究，在黔西北发耳地区采集了两件新鲜的玄武岩样品，并作了铂、钯背景值分析，其背景值明显高于凝灰岩、碎屑岩、泥质岩、碳酸盐岩等地质体，甚至高于贵州西部地区玄武岩的铂、钯背景值。由此可见，黔西北发耳地区为一个铂、钯地球化学异常区，并且可以推断铂、钯异常与玄武岩密切相关。

表4-2 贵州西部、扬子地台及中国同类地质体中的铂、钯背景值

（注： 地质体 地区 铂 钯 地区 铂 钯 地区 铂 钯玄武岩 贵州西部 8.65 4.75 扬子地台 1.40 2.70 中国 0.54 0.46凝灰岩 贵州西部 12.48 7.32 扬子地台 0.13 0.15 中国东部 0.10 0.10碎屑岩 贵州西部 4.82 2.75 扬子地台 0.32 0.38 中国东部 0.26 0.30泥质岩 贵州西部 4.38 2.54 扬子地台 0.62 1.10 中国东部 0.50 0.78碳酸盐岩 贵州西部 0.75 0.54 扬子地台 0.19 0.20 中国东部 0.12 0.16FE1-3 贵州水城发耳 16.00 11.00 FE1-6 贵州水城发耳 13.00 10.00注：除FE1-3、FE1-6两件玄武岩数据外，其余均引自赵传冬（2000）。）

滇黔铂、钯地球化学省在空间上与峨眉山玄武岩叠合较好。中二叠世、晚二叠世之间峨眉地幔热柱活动强烈，造成了大规模峨眉山玄武岩浆喷发，其活动带来的成矿物质具幔源性特点（聂爱国，2009）。贵州西部峨眉山玄武岩的产出与区域性深大断裂密切相关，主要分布于紫云-垭都断裂带以西地域。黔西北地区峨眉山玄武岩厚度较大，为环状递增的中心区，出现一些集块岩、火山角砾岩等。朱炳泉（2003）提出，沿贵州威宁-盘县地球化学急变带，形成火山口分布呈线性排列的裂隙式喷发，目前已发现与峨眉火成岩省及其上覆地层有关的铜、铂钯、铅锌银等矿床明显位于这一地球化学急变带上，推测滇黔边界存在一个铜、镍、铂、钯地球化学异常，并且认为此异常是由峨眉山玄武岩浆喷发的古火山口引起。在野外，见到的火山弹、抛射岩块、火山角砾岩、火山集块岩、熔结凝灰岩等岩石组合为圈定火山口提供了证据。

来雅文等（2005）认为，贵州西部峨眉山玄武岩中的铂、钯是以硫化物态和金属互化物态为主，符合铂族元素成矿的矿石矿物学条件。目前，与溢流玄武岩有关的铜、镍、铂、钯的硫化物矿床形成过程，倾向于认为其成矿经历了以下过程：①地幔热柱上涌。②产生贫硫富集Cu-Ni-PGE的玄武质岩浆，并上升到地壳中形成岩浆房。③岩浆房中岩浆与地壳物质同化混染，硫从围岩加入到岩浆中。④当岩浆中硫达到饱和状态时则产生液相硫化物，由于液相硫化物密度比玄武质岩浆大而使硫化物液滴分离，最终Cu-Ni-PGE从岩浆中析出，形成硫化物矿床（朱炳泉，2003）。

据地幔柱成矿理论，铂族元素矿床主要是地幔柱的尾部的产物，贵州西部的峨眉山玄武岩中出现铂族元素的高含量，但迄今为止还没有发现独立的矿床。四川杨柳坪铂族元素矿床正是不断上升的热穹隆构造将含矿上游的水系切割，由于矿体及含矿岩体产状近水平，正好被水系深切割而出露含矿岩体，最终发现矿床。因此，黔西北地区寻找与峨眉地幔热柱有成因联系的铂族元素矿床，岩体的剥蚀程度则成为关键（王登红，2003）。

1998年成杭新等初步圈出了滇黔铂、钯地球化学省，新疆铂、钯地球化学省以及西藏雅鲁藏布江铂、钯地球化学省，之后，各地质勘查单位对滇黔铂、钯地球化学省做了大量的勘查工作，但仅仅发现一些矿点，并未发现原生铂钯矿床。