第七章 结论
本书以峨眉地幔热柱活动为主线,通过对贵州西部区域地质、地球物理场、地球化学场、峨眉山玄武岩在贵州的表现形式、晚二叠世贵州西部陆相与海陆交互相和海相峨眉山玄武岩分布区典型矿床特征及成因论述、峨眉山玄武岩成矿差异性分析以及成矿差异性形成机理等研究,得出以下主要结论:
(1)峨眉地幔热柱的岩浆活动持续时间长,从晚古生代开始到中生代,一直延续到新生代早期。峨眉地幔热柱岩浆活动从老到新总体演化趋势是:从基性到酸性至碱性,由喷发到侵入,由海相到海陆交互相到陆相,由幔源到以幔源为主的壳幔混合来源。峨眉地幔热柱在贵州的成矿系统主要有:与基性-超基性岩有关的岩浆-热液成矿系统;与深部古异常热流场有关的中-低温热液改造成矿系统。
(2)峨眉山玄武岩具有非常鲜明的地幔热柱成因的地球化学特征,表明峨眉火成岩层的形成主要与地幔热柱的活动有关。贵州境内的峨眉山玄武岩主要出露于西部地区,露头面积约3000km2。分布区呈东的舌形,西厚东薄,最厚1249m(威宁舍居乐),黔西-安顺一线以东厚仅数十米,且多不连续,在瓮安-福泉一带尖灭分布面积约3.2万km2。贵州峨眉山玄武岩具有不同于典型拉斑玄武岩的特点:TiO2含量在3.2%~4.54%之间,几乎高1倍,属于高钛玄武岩;贵州峨眉山玄武岩具有高钛、低镁、相对贫钙、富铁,碱钙性区显然偏碱,固结指数明显较低等特点。
(3)中二叠世、晚二叠世之间的最为强烈的一次峨眉地幔热柱活动导致地壳快速升降运动产生,贵州西部发生大面积峨眉山玄武岩浆喷溢,海水向南退去,使贵州大部分地区抬升为陆,并且造成贵州西北高、东南低的古地理格局。从西北向东南依次形成陆相、海陆交互相、海相沉积环境。陆相形成多次喷发的峨眉山玄武岩,既有气孔状玄武岩或杏仁状玄武岩,又有玄武岩熔岩流分布;海陆交互相主要形成玄武岩熔岩流或凝灰岩分布;海相基本没有玄武岩分布。
(4)贵州西部峨眉山玄武岩按照其碱度分区,可分为钙性区(Ⅰ)、钙碱性区(Ⅱ)、碱钙性区(Ⅲ)3个碱度区,且峨眉山玄武岩从黔西北到黔西南具有从钙性到碱钙性的过渡趋势。黔西北地区主要为铜、铅、锌元素组合异常,而黔西南地区主要为金、砷、锑、汞元素组合异常。贵州西部地区也出现“西北铜铅锌,西南金砷锑汞”的矿床分带现象。
(5)黔西北地区的成矿构造从大尺度的成矿带到小尺度的矿体具有以下几个特征:水城断陷盆地控制成矿带的展布;区域性的深大断裂构造带以及紧密褶皱构造带控制矿田的展布;主干断层与次级断层交汇部位以及背斜倾伏端控制着矿床的分布;断裂破碎带、层间滑动面、虚脱空间等则为矿体的赋存空间。黔西南地区构造控矿作用主要反映在以下3个方面:隐伏深大断裂控制着低温成矿带的展布方向;背斜构造、穹隆构造等构造圈闭控制着所有低温成矿域中矿床分布位置;构造圈闭中的走向断层、层间剥离构造及构造破碎系统控制着矿体的产状和形态。
(6)从元素的地球化学性质上来看,汞、锑、砷、铊的活动性比铜、铅、锌的活动性强,汞、锑、砷、铊更利于与挥发分结合进行搬运,这可从黔西南地区峨眉山玄武岩的挥发组分较高的结果得以佐证。峨眉山玄武岩浆喷发,会引起区域的热异常,形成一个以喷发口为中心且温度向外逐渐降低呈放射状的热异常带。黔西北地区靠近喷发中心,其温度较高,对铜、铅、锌等中温热液矿床的形成有利;而黔西南地区则远离喷发中心,温度较低,对金、砷、锑、汞、铊低温热液矿床的形成有利。这也是造成贵州西部南、北成矿差异的原因之一。
(7)峨眉地幔热柱活动喷发的峨眉山玄武岩浆是区内主要成矿物质来源,并且构成初始矿源层。晚古生代至中生代峨眉地幔热柱活动,伴有酸性、基性岩浆岩的侵入,使区内断裂、褶皱构造发育,沿深大断裂带造成区域的地热异常。在有硫化物和氧逸度低的还原条件下,初始矿源层中的金、砷、锑、汞、铊等成矿元素被溶解而进入溶液,形成络合物的形式迁移。而铜、铅、锌等元素在氧化环境中只能形成不溶性硫化物,若铜、铅、锌等元素要以可溶性的氧化物络合物存在时,是不会溶于还原热溶液中的。因此,金、砷、锑、汞、铊元素与铜、铅、锌金属元素由于物理化学性质的差异,在初始矿源层中就被分开了。地表水等沿着断裂裂隙系统下渗,在地热增温率的作用下形成热液循环,热液在循环中不断从初始矿源层里萃取金、砷、锑、汞、铊等成矿元素,形成浓度很高的热卤水。燕山期由于大规模的构造作用产生大量断裂裂隙,含矿热液沿断裂裂隙上升至浅表,进入氧化环境时,少量已溶的铜、铅、锌金属元素处于稳定的溶解状态而不会沉淀,然而以络合物形式运移的金、砷、锑、汞、铊等成矿物质则迅速沉淀。这就是黔西南地区金、砷、锑、汞、铊等矿床不与铜、铅、锌等矿床同时出现,金与砷、锑、汞、铊元素密切共生的地球化学原因。
(8)中二叠世、晚二叠世间黔西北地区发生多次大面积峨眉山玄武岩浆喷发,峨眉山玄武岩浆喷发的主火山口位于黔西北地区,喷发的岩浆是以密度较高较为黏稠的熔岩流形式流动,由于处于一种陆相的沉积环境,使得喷发的峨眉山玄武岩浆未能与水体发生大规模的水-岩作用,较多的是以火山气液的形式在峨眉山玄武岩中直接成矿,如黔西北地区的玄武岩型铜矿床;或在峨眉山玄武岩中形成含成矿物质较高的含矿建造,如水城杉树林铅锌矿床。由于黔西北地区大量的峨眉山玄武岩浆喷发,那些含大量矿化剂、密度较低、活动性较强的喷发物质借助西北高、东南低的地形在重力作用下就能长距离迁移于黔西南地区,而黔西南地区此时正处于海陆交互相-海相环境,峨眉山玄武岩浆及火山凝灰物质就进入海水,与海水发生海解作用,将其中的成矿物质海解出来,沉淀于黔西南地区的海陆交互相或局限海台地相的龙潭组地层中形成初始矿源层,如黔西南地区的层控型金、砷、锑、汞、铊等矿床,这是造成贵州西部南、北宏观成矿差异性的主要原因。