峨眉山玄武岩研究论文

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从研究峨眉山玄武岩的岩性、岩相和储层特征入手,分析峨嵋山玄武岩孔隙、裂缝等储集空间的形成分布规律。其岩性主要为熔岩类玄武岩,火山碎屑岩和火山沉积岩;岩相分为溢流相、爆发相和火山沉积相;其储集空间主要是原生气孔、溶蚀孔隙和裂缝;溶蚀火山角砾岩,气孔玄武岩和裂缝发育的致密玄武岩是区内最好的储集岩类。

一、层位和分布

滇、川、黔三省相邻地区的峨眉山玄武岩分布面积达30多万平方公里，平均厚度达705m，最厚为5386m(宾川)，有上陆(相)下海(相)之分，具多旋回中心-裂隙式喷发-喷溢特征。滇东北地区峨眉山玄武岩层序上划归上二叠统(注:按二叠纪新的三分方案，则属中二叠世上部。由于云南、贵州、四川三省的区域地质志为二分方案，故本书仍暂时采用二分)，称玄武岩组，假整合于P1茅口组灰岩之上并整合于P2宣威组之下，自下而上分为4个岩性段(云南省地质局，1989):第一岩性段(P2β1)主要为火山角砾岩;第二(P2β2)、三岩性段(P2β3)主要为斑状玄武岩，二者间以第二岩性段顶部的紫红色凝灰岩为标志相隔;第四岩性段(P2β4)多为致密块状玄武岩夹杏仁玄武岩，局部有凝灰岩及含碳沉积岩夹层(图2-1)。

玄武岩空间分带特征明显，自西向东分别是:①被动大陆边缘裂谷带:分布于盐源-丽江一带，习称西岩区，为海相玄武岩分布区，由流纹岩-大洋斜斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩组成，底部为高钛玄武岩，往上为低钛玄武岩，上部有高钛玄武岩和中酸性岩浆岩;②攀枝花-西昌裂谷带:习称中岩区，发育碱性玄武岩-粗面岩、碧玄岩-霞石岩;③昭觉-小江断裂带:习称东岩区，为陆相玄武岩分布区，由大陆溢流拉斑及偏碱性高原玄武岩系列组成，岩性单一，主要为高钛玄武岩;④地台隐伏玄武岩分布区(已由钻探证实)。西区玄武岩厚度巨大，东区较薄，东部贵州境内逐渐尖灭。

二、岩石学及岩石化学特征

玄武岩的岩石类型有橄榄拉斑玄武岩、玄武岩、碱性玄武岩、斜斑中长玄武岩、安粗玄武岩，总体属拉斑玄武岩系列和偏碱高原玄武岩系列。喷发特征明显，主要岩石类型有块状玄武岩、杏仁状玄武岩、沸石岩和凝灰岩。

块状玄武岩一般分布于每一个玄武岩喷发旋回(玄武岩流)的底部(图版Ⅰ-2)，呈块状。显微镜下见由显微晶质的微小板条状斜长石和他形粒状的绿帘石等暗色矿物组成，是基性岩浆快速喷发沉积后，重结晶的产物。

图2-1 玄武岩铜矿产出层位示意图(P2β1、P2β2、P2β3、P2β4分别表示上二叠统峨眉山玄武岩组第一、二、三、四岩性段)

杏仁状玄武岩一般分布于每一个玄武岩喷发旋回的顶部，杏仁状构造，杏仁体多为白色石英(图版Ⅰ-3)，其次为绿泥石(图版Ⅰ-3、4)、沥青(图版Ⅰ-7)和沸石(图版Ⅰ-8)。杏仁状玄武岩的基质与块状玄武岩相同，由显微晶质的微小板条状斜长石和他形粒状的绿帘石等暗色矿物组成(图版Ⅰ-7)，有时基质结晶程度很差，偏光显微镜下鉴定不出组成矿物(图版Ⅰ-8)。

沸石岩主要分布于玄武岩流的顶部，主要由白色豆状、球颗状沸石组成(图版Ⅰ-6)，其基质(或胶结物)为含碳砂质沉积物，可能为火山物质与含碳碎屑物质共同沉积的产物。

凝灰岩呈红色，分布于玄武岩流的顶部(图版Ⅰ-2)，由火山凝灰物质沉积而成，有时具有球颗、球粒构造(图版Ⅰ-5)，球颗的组成与其基质相同。

块状玄武岩与杏仁状玄武岩的岩石化学组成如表2-1所示，可见它们的岩石化学组成类似，Si、Al、Mg、Fe含量变化不大(SiO2为40.15%～45.36%，Al2O3为14.29%～20.25%，MgO为2.57%～6.03%，FeO+Fe2O3为14.53%～19.1%)，但二者的Ca、Na、K变化较大(CaO为1.87%～9.72%，Na2O为0.28%～4.22%，K2O为0.053%～5.22%)。杏仁玄武岩的Fe2O3为12.84%～16%，FeO为2.25%～4.38%，块状玄武岩的Fe2O3为5.99%～10.31%，FeO为5.23%～8.54%，由于杏仁状玄武岩位于较氧化的玄武岩流顶部，其Fe2O3高于块状玄武岩而FeO低于块状玄武岩。沸石化杏仁岩除比杏仁状玄武岩SiO2含量明显低外，二者的其余元素含量无明显差异。

表2-1 玄武岩的主量元素含量(%)

测试单位:中国地质大学(北京)化学分析室。

三、成因

峨眉山玄武岩为晚二叠世早期峨眉地幔柱活动的产物(王登红，2001;徐义刚等，2001，2002;肖龙等，2003a，b;宋谢炎等，2002)，依据为:①苦橄岩中橄榄石斑晶及其中熔融包裹体研究表明峨眉山大火成岩省的原始岩浆具高镁(MgO>16%)特征，玄武岩的REE反演显示参与峨眉山玄武岩岩浆作用的地幔具有异常高的潜能温度(约1500℃);②地震层析资料揭示在峨眉山大火成岩省存在Vp为7.1～7.8km/s、平均厚度为20km的高速下地壳层(HVLC)，可能是苦橄质岩浆上升至壳幔边界时分异结晶的产物，在滇西新生代超钾岩浆中发现的Fo93～94橄榄石外来晶具有较高的CaO(0.10%～0.35%)含量，很可能来自该高速下地壳层;③对西南地区下伏于峨眉山玄武岩之下的茅口组灰岩生物地层对比和峨眉山玄武岩与茅口灰岩之间的接触特征的研究表明，上扬子西缘茅口灰岩在玄武岩喷发前存在差异剥蚀，自西到东可分为深度剥蚀带、部分剥蚀带、古风化壳或短暂沉积间断带和连续沉积带，整个剥蚀区的范围同峨眉山玄武岩分布区基本一致，差异剥蚀是中二叠世晚期上扬子西缘一次快速地壳抬升和穹状隆起的结果，隆升幅度>1000m，隆升时间<3Ma(徐义刚等，2002;张招崇等，2003)。