中国玄武岩时空分布规律研究（8）
胡经国
㈥、四川盆地峨眉山玄武岩
1、四川盆地二叠纪玄武岩喷发事件的油气地质意义
有关文献基于四川盆地二叠纪玄武岩喷发事件，在众多前人研究成果的基础上，详细研究了玄武岩的时空分布特征，分析了玄武岩喷发事件的油气地质意义。
研究结果表明，峨眉山玄武岩在垂向上具有多旋回特征，最多可识别出10～11个旋回；在平面上不仅在川西、川南有大面积分布，而且在川东北也有分布。
玄武岩油气地质意义表现在：玄武岩经过后期改造发育有有效储集空间，可以构成油气储层；玄武岩喷发前，在玄武岩浆呈柱状上侵过程中形成的隆升系统，对后期的生物礁和颗粒滩沉积体系的发育创造了有利条件，并且为下二叠统茅口组古岩溶储层发育创造了条件；与隆升同时发育拉张系统，为下伏茅口组灰岩白云岩化深部Mg2＋来源提供了运移通道，二叠系含油气系统的形成亦受控于此。
㈦、四川地区玄武岩
1、四川盐源二叠纪玄武岩
四川盐源地区的峨眉山玄武岩广泛分布，为峨眉山大火成岩省的重要组成部分。有关文献对盐源峨眉山玄武岩岩体进行了大量的野外地质调查工作，对区内具有代表性的样品进行了测试分析，并且收集了大量区内数据及资料，通过对岩体样品岩相学、矿物学、元素地球化学的研究，详细探讨了盐源峨眉山玄武岩岩体成因，反演了该区构造岩浆演化，从而揭示了盐源峨眉山玄武岩岩体的岩浆来源及其演化，为该区基础地质调查及找矿勘探工作提供了重要的理论支撑。
盐源地区峨眉山玄武岩以灰绿色致密块状、斑状、杏仁状钙碱性玄武岩为主，夹少量苦橄岩、凝灰质砂岩。火山岩韵律其一：为熔岩中所见的清晰的红顶绿底冷却单位，玄武岩由较大气孔杏仁状玄武岩－不含或较少气孔的致密块状玄武岩－较小而密集的气孔杏仁状玄武岩喷发韵律；火山岩韵律其二：为由火山碎屑岩、熔岩、（沉）火山碎屑岩组成的火山岩韵律。岩石普遍发生了蚀变。在主量元素方面，该区主要为碱性系列钾质类型火山岩和拉斑玄武岩系列高钾类型玄武岩。除2件样品TiO2＜2.8%以外，其余样品均为高钛玄武岩。
2、川西坳陷西南端二叠纪玄武岩喷发环境及分布特征
川西坳陷西南端，在雅安周公山构造钻获玄武岩气藏以来，对玄武岩的研究引起石油地质工作者的极大重视。经实地踏勘及研究认为，玄武岩主要分布在三大古陆及其前缘；可以分为海相喷发、陆相喷发和先海相后陆相的三类环境。根据火山构造，可分为中心式喷发及裂隙式喷发等。进而可以将火山岩相划分为溢流相、爆发相、火山颈相、火山沉积相和次火山岩相等。从油气储集条件考量，与火山颈相关的溢流相较为有利；若与烃源配置适当则可形成玄武岩油气藏。
3、金沙江白鹤滩水电站坝址区玄武岩
金沙江白鹤滩水电站，位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级水电站。该电站具有以发电为主并兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。其水库正常蓄水位825米，相应库容206亿立方米；地下厂房装有16台机组，初拟装机容量1600万千瓦，多年平均发电量602.4亿千瓦时。该电站计划于2013年主体工程正式开工，2021年首批机组发电，2022年工程完工。在该电站建成以后，将仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站。
金沙江白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩，与一般柱状节理玄武岩相比特点明显。其柱状节理起伏、不规则；柱体断面不规则而且切割不完全；柱体内微裂隙发育，岩体内缓倾角构造结构面也较发育，岩体完整性较差；但是呈断续镶嵌结构。
在柱状节理玄武岩工程地质调查、岩体弹性波测试、多种现场岩体变形试验等工作基础上，有关研究者系统分析了白鹤滩柱状节理玄武岩的基本力学特性和不同试验加载条件下的岩体变形机制。在白鹤滩柱状节理玄武岩中发育的柱状节理、微裂隙及缓倾角结构面，是导致岩体变形模量较低的主要因素。柱状节理玄武岩水平向变形模量明显大于铅直向变形模量，这是由结构面发育特征和岩体应力状态决定的。在新鲜柱状节理玄武岩中的柱状节理和微裂隙为硬性结构面，围压状态下呈闭合状，解除围压后易张开、松弛；保持围岩状态下柱状节理玄武岩仍具有较高的变形模量。
4、四川洪雅瓦屋山玄武岩
四川省洪雅县瓦屋山分布有大量玄武岩。
㈧、云南地区玄武岩
1、云南金平晚二叠纪玄武岩
分布于哀牢山－红河断裂带西南侧的金平晚二叠纪玄武岩，属于低钛拉斑玄武岩（LT，Ti/Y<500）。该玄武岩的地球化学特征总体上与洋岛玄武岩（OIB）相似。根据其岩相学、主量元素和微量元素特征，将其划分为LT1和LT2两个地球化学亚类型。它们的分布和主要地球化学标志为：
LT1分布于下部，高Mg#(48～63)，SiO2(50%～56%)，高ΣREE(118～145μg/g)、低Fe2O3(1.36%～1.63%)，Na2O(1.88%～3.17%)，TiO2(1.37%～1.92%)，高Th、U，低Nb、Ta和Sr负异常。
LT2分布于上部，低SiO2(47%～56%)，Mg#(34～59)，低ΣREE(75～117μg/g)，高Fe2O3(1.56%～2.47%)、Na2O(2.33%～5.03%)、TiO2(1.49%～2.34%)，Sr强负异常。
二者地球化学特征的差异，是同一母岩浆经不同的分离结晶和同化混染作用的结果。金平与宾川峨眉山玄武岩的化学地层学对比表明，金平LT1和LT2玄武岩与宾川峨眉山玄武岩下部的LT1、LT2十分相似。它们可能是同时或在类似的环境下形成的。金平玄武岩属于峨眉山大火山岩省的一部分，同为峨眉地幔柱早期活动的产物。新生代哀牢山－红河断裂的左滑剪切运动，导致了宾川与金平玄武岩的错位。
链接：LREE和HREE
REE是稀土元素的英文简写（RareEarthElement）。稀土元素从18世纪末叶开始陆续发现。在化学元素周期表中，镧系元素以及与镧系15个元素密切相关的一个元素钇(Y）共16个元素，统称为稀土元素。
LREE和HREE是轻稀土和重稀土的英文缩写。其中，轻稀土包括La、Ce、Pr、Nd、Po、Sm、Eu；重稀土包括Gd-Lu。有的学者将镧系元素三分为轻稀土、中稀土和重稀土。
2、云南峨眉山玄武岩的古地磁研究
上二叠统峨眉山玄武岩广泛分布于中国西南云、贵、川三省，是中国境内唯一被公认的大陆溢流玄武岩省，即峨眉山大火山岩省。从20世纪80年代开始，围绕峨眉山玄武岩开展了大量古地磁研究。随着对峨眉山地幔柱理论的提出和形成，以及与晚瓜德鲁普期生物灭绝事件在时间上紧密联系的发现，峨眉山玄武岩喷发的持续时限已成为争论焦点。为此，相关磁性地层学研究十分重要。尽管古地磁研究取得了重要进展，但是在一些关键问题上，如在剩磁的原生性、持续时间以及古纬度等方面尚存争议。因此,相关研究者选取云南省东北部昭通地区两个连续剖面（鲁甸县的水磨和大地剖面）进行了古地磁学和磁性地层学研究。选取代表性样品进行了岩石磁学研究。磁化率随温度变化曲线表现出585℃的磁铁矿居里温度特征，指示主要磁性矿物为磁铁矿。磁滞回线显示，在小于200mT以前获得饱和，矫顽力（B_c）和剩磁矫顽力（B_(cr)）都较低（B_c13mT，B_(cr)26mT），也指示以低矫顽力磁性矿物为主导。
3、云南省丽江－宾川地区二叠纪玄武岩
在峨眉山大火成岩省中，宾川－丽江地区的溢流玄武岩厚度最大，发育较为完整。该区岩石w(SiO2)为36.72%~51.44%；在微量元素中，不相容元素如大离子亲石元素K、Rb、Cs、Ba、Th富集，高场强元素Ta、Nd、Hf、Zr以及LREE含量低。它们的岩石地球化学性质呈现递变性，富集轻稀土和大离子亲石元素，具有与洋岛玄武岩（OIB）相似的地球化学特征，为板内拉张玄武岩。
通过岩石学和地球化学研究，系统分析该区玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征，认为研究区玄武岩可划分为3个系列：高镁(wMgO=12.3%～14.3%)、低镁(wMgO=2.48%～7.53%)和过渡系列(wMgO=10.4%～11.3%)火山岩。
高镁系列玄武岩岩石接近原始岩浆的组成，岩浆源区可能为下地幔，形成深度大，源区地幔部分熔融比例小。低镁系列玄武岩受到较强的地壳混染作用的影响，显示出富集岩石圈地幔或地壳物质的参与，形成深度浅，熔融比例较大，可能有地壳物质混染。过渡系列玄武岩介于前两者之间。
根据玄武岩大地构造环境判别图解，确定玄武岩形成于大陆拉张环境，与地幔柱活动有关。
另据报道，相关研究者通过对云南省宾川－丽江地区二叠纪玄武岩岩石学和地球化学研究，系统阐述了玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征。认为，研究区玄武岩可划分为高镁、低镁和过渡3个系列火山岩。其岩石地球化学性质呈现递变性，富集轻稀土和大离子亲石元素，具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征，为板内拉张玄武岩。同时，运用现代岩石成因理论，探讨了玄武岩的地幔源区特征、岩浆过程及可能的形成机制。运用多个玄武岩大地构造环境判别图解，确定玄武岩形成于大陆拉张环境，与地幔柱活动有关。起源于地幔柱的岩浆与岩石圈相互作用，经历不同程度的壳源混染，形成系列玄武岩。
㈨、贵州地区玄武岩
1、贵州晚二叠世玄武岩
贵州晚二叠世玄武岩是峨眉山大火成岩省的组成部分，并且位于其东区，全部属于高钛玄武岩。它是地幔柱边部或消亡期局部熔融的产物。产于贵州省玄武岩中的铜矿床（点），与北美大陆同类型铜矿有相似之处，可以统称为玄武岩铜矿，属于“与陆相镁铁质喷发岩有关的铜矿床成矿系列”。
2、贵州峨眉山玄武岩喷发期的岩相古地理研究
相关文献指出，从动态的角度，贵州峨眉山玄武岩喷发时期可以分为茅口期晚期和龙潭期（吴家坪期）。其中，龙潭期又可分为三个喷发旋回，对应于四个不同的岩相古地理环境，体现了东吴运动在造成贵州地区地壳抬升、下沉和接受最大海侵之后，又上升、拉张、沉陷带发生地裂（又称峨眉地裂）以及地幔物质喷溢等地质活动，具有间歇性和多旋回性的特征。
有关研究者从研究海陆变迁入手，揭示峨眉山玄武岩喷发与沉积作用的内在联系，进而探讨了其与金、锑等矿产的成因联系，提出该期各相区与成矿区的形成模式。通过对贵州峨眉山玄武岩不同喷发期岩相古地理的研究，可以看出，茅口期晚期和龙潭期早期海域的沉积韵律和相带展布格局，与玄武岩喷发的间歇性和多旋回性特征完全一致。玄武岩的喷发为成矿提供了物质基础，玄武岩喷发的间歇期又为沉积矿产的富集提供了机遇。这种岩浆期后气液以富含硅和二氧化碳为特征的玄武岩，本身富含铁、锰、铜、铅、锌、锑、砷、汞、金、银、氟、磷以及一些稀散和放射性元素等成矿组分。在喷发过程中,气液成分有一定变化，各阶段和离岩浆的远近距离不同以及喷发性质和环境差异，形成了火山气液矿床、火山沉积矿床和沉积矿床的不同成矿带。
3、贵州省大方县二叠纪玄武岩地球化学特征研究
分布于中国西南三省(云南、贵州、四川)的峨眉山玄武岩是中国唯一被地学界认可的大火成岩省。其成因与地幔柱活动有关。自地幔柱理论提出以来，对峨眉山玄武岩的研究进入了一个崭新的时期。前人对云南、四川等地峨眉山玄武岩的研究相对较多，但是对峨眉山大火成岩省东岩区的贵州玄武岩研究相对较弱。
大方县位于黔西北毕节市境内。该区内有较完整的玄武岩出露。有关研究者以实测剖面为基础，研究了大方地区二叠纪玄武岩的岩石学特征、地球化学特征，并且与相邻地区的玄武岩进行了对比，分析了大方玄武岩的岩区特征、形成原因及其与峨眉山地幔柱的关系。现已取得如下认识和进展：
⑴、通过野外地质调查和剖面测制，查明了大方玄武岩的岩性特征和喷发规律：大方玄武岩岩石类型主要有微晶玄武岩、杏仁状玄武岩、蚀变玄武质凝灰岩和火山集块角砾岩；可见厚层熔岩夹多层灰岩夹层。根据灰岩夹层可以划分3个喷发阶段；其喷发环境为海陆交互环境；以溢流相为主，爆发相次之。
⑵、主量元素特征显示，SiO2含量为46.42～51.28，平均值48.77%；K2O+Na2O均值为3.12%，全碱含量低，属于大陆拉斑玄武岩系列；TiO2平均值为4.24%，属高钛玄武岩。稀土元素显示，大方玄武岩的LREE/HREE=7.50～9.31，平均为8.06，具有明显的轻稀土富集，表明轻稀土分馏程度高。在稀土元素蛛网图上，可见明显的Ce、Eu负异常，说明其发生了广泛的斜长石分离结晶。
4、贵州水城地区二叠纪峨眉山玄武岩
贵州水城地区二叠系玄武岩是峨眉山玄武岩东缘的重要组成部分。鉴于其特殊的构造岩浆活动事件及其资源环境响应，一直为国内外地质工作者高度关注。有关文献依托水城地区1∶5万区域地质调查资料，从时空产出特征、岩石学及地球化学特征及其成矿资源响应等方面，对峨眉山玄武岩进行了系统的研究阐述，认为峨眉山玄武岩与铜矿、锰矿、稀土矿及钪锐钛矿的成矿作用有密切关系，为区域二叠系玄武岩喷溢事件及其成矿响应研究提供了新的资料。
㈩、云南－贵州地区玄武岩
1、滇－黔边境鲁甸沿河铜矿床与峨眉山玄武岩
滇－黔边境鲁甸沿河铜矿床矿化，受二叠纪玄武岩最上部古火山口相角砾凝灰岩－气孔状熔岩和上覆宣威组碳泥质层控制。其矿石矿物主要为自然铜、氧化铜与辉铜矿。自然铜呈板片状、网脉状、浸染状产出。该铜矿床矿化与阳起石化、沥青化、硅化和沸石化密切相关。
在峨眉山大火成岩省寻找沿河式铜矿应关注以下重要问题：
⑴、地球化学急变带所确定的岩石圈不连续界面，控制了峨眉山玄武岩裂隙式喷发；
⑵、古火山口相从苦橄质到安山质高分异岩浆喷发；
⑶、火山口环境联系下的贫硫、贫酸根同生热液活动；
⑷、富有机质地层中有机－无机相互作用所产生的强还原性环境；
⑸、脆韧性断裂带的发育导致矿体进一步富化。
2、滇黔相邻地区峨眉山玄武岩
2019年11月30日编写于重庆
2020年1月1日修改于重庆
2022年3月19日修改于重庆
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