云南昆阳群研究主要进展与存在问题综述

李志伟，桑传才

(1.云南省自然资源厅矿产资源储量评审中心，云南 昆明 650224；2.云南华西矿产资源公司，云南 昆明 650214)

昆阳群分布于安宁河-绿汁江断裂与小江断裂之间，是扬子地台西南缘“康滇地轴”的重要组成部份(图1)。沉积历时约10(距今18～8)亿年，沉积厚度巨大(厚约15000余米)，地质历史演化漫长。其内探明的铜资源储量约占云南的56%，是我省主要的赋铜铁岩系。依据文献资料，中外学者对昆阳群分布区的地质矿产调查历史悠久，1926年朱庭祜在昆阳地区命名了 “昆阳层”，法国人戴普拉(1912年)、日本人山口义胜(1913年)、丁文江(1915年)、黄懿和朱熙人(1937年)、谢家荣(1938～1941年)[1]及马镇坤、王子祐(1938年)、李洪谟及王尚文(1939～1941)[2]、冯景兰(1941～1943年、1953年)[3]、孟宪民等(1944年)[4]、李希勣等(1953)[5]、花友仁(1959)等对东川地区地质及矿产作过调查研究；黄懿(1938年)、李洪谟(1939～1942年)对易门铜矿做过调查。1942年德国人P.Misch在玉溪、昆阳一带确立了“晋宁运动”[7]。全国地层委员会1962年将易门、昆阳及东川地区不整合于澄江砂岩之下的浅变质岩系统一命名为昆阳群。至今过去了近一个世纪，许多学者对昆阳群地层岩性、火山活动、生物演化、构造及成矿作用等进行了广泛的研究，并取得了许多重要研究成果[8]-[20]、①、②。然而，由于地层厚度巨大、多期次构造运动及其叠加作用的影响和破坏，古生代、中生代地层的大面积覆盖，昆阳群层序保存完整而清楚的地层剖面不多，至今在一些重大基础地质问题上仍存在不少争论，甚至研究薄弱环节。进入二十一世纪以来，随着地表矿、浅部矿的勘查殆尽，客观上面临着深化基础地质研究，提高找矿预测水平的紧迫性和艰巨性。回顾昆阳群及其矿床研究历史，分析其研究指导思想的变化轨迹，重新审视研究中存在的疑难问题，有可能发现新的突破点，形成新的思路。结合在这一地区的工作实践，本文拟对其研究中的若干地质问题提出一些思路与看法供参考。

1 昆阳群沉积的构造背景及构造型式

在对昆阳群研究取得的成果中，相比之下，昆阳群构造学研究领域难度大，也最为薄弱。至今建立的昆阳群各组地层空间分布并不代表它们初始沉积时的叠置状况，反映的是它们在经历了后期多期次构造活动与叠加，块体或物质发生重新调整与分配后的结果。由于昆阳群地层层序和岩相古地理演化及其成矿作用等与构造关系密切，因而，研究昆阳群的构造不仅仅只属于构造物理方面的问题，其重要性还体现在能将构造变形中的物理效应(应变)和化学效应(流体作用)更紧密的结合起来，从而达到能更深入地认识构造变形过程的地球动力学背景、动力体制主次及转化和流变环境等根本性内容，并进一步指导构造与成矿作用的相关性研究。

1.1 昆阳群沉积盆地的大地构造性质

昆阳群沉积盆地的大地构造背景研究工作早在二十世纪七十年代中期就已经开始。之后，许多学者的研究对查明和正确认识它的构造背景提供了丰富而有价值的基础资料。从收集到的文献资料看，骆耀南(1985)[21]提出：“康滇地轴在中元古代是一个岛弧带，从晚古生代到中生代经历了一次后地台阶段的大陆裂谷发生，发展与消亡的全过程”，并将这一大陆裂谷称为“攀枝花-西昌古裂谷带”。潘杏南等(1987)[12]称为“康滇中裂谷带”。卢民杰(1986)[22]认为是“于中晚元古宙挟持于安宁河-元谋深断裂与小江断裂带之间可能为在克拉通边缘形成的裂谷型地槽”。

图1 云南中东部昆阳群分布简图

杨应选等(1988)[13]则认为属“克拉通内陆间裂陷槽”。冯本智(1989)[15]称为“昆明-会理地槽活动带”。华仁民(1990)[23]论证为“昆阳群的构造环境是大陆裂谷～拗拉谷环境”。龚琳(1991)[24]则提出：“它是扬子古大陆边缘裂谷带(简称“川滇裂谷带”)”。罗君烈(1993)[25]强调“陆缘拉伸环境”的重要性。李志群(1996)[26]研究后得出“昆阳裂谷是在陆壳基础之上，海域内‘洋盆化’的产物，裂谷演化由向陆间裂谷过渡阶段后即告夭折”的见解。

综合上述诸多学者的研究成果，对昆阳群沉积盆地的构造背景存在着昆阳裂谷是陆内裂谷、陆间裂谷，以及陆内裂谷向陆间裂谷性质过渡等不同认识。

裂谷带为一个复杂的构造动力系统。不同地球动力学条件形成的裂谷具有不同的沉积、构造和岩浆活动特征以及不同的矿产组合。研究昆阳群沉积盆地性质，对深入了解该区岩石圈尺度的裂解、聚合地质过程及其找寻相关铁、铜、金、稀土等矿产资源具有重大意义。然而，从对世界上一些“典型”裂谷的研究，如东非裂谷(板内裂谷)、东墨西哥裂谷(活动边缘的后方裂谷)、内华达裂谷(活动陆缘轴部裂谷)和贝加尔裂谷(大陆碰撞带的裂谷)来看，制约其发生演化的动力因素很复杂。而异常地幔的底辟作用和引张应力场的存在是控制其演化的两个基本因素。因此，在昆阳裂谷研究中，全面了解裂谷的特征和应力状态，查明裂谷中不同地壳变形机制间的关系，评价它们在裂谷发展中的不同作用，确定其主导机制以及区域应力场和局部应力场的关系特别重要。为此，昆阳群沉积盆地构造背景的研究拟须采用系统论的方法。今后，在建立昆阳裂谷深部结构模式，裂谷热流作用(热流分布、热流成因及热模拟)和探讨昆阳裂谷与板块构造关系等方面可能成为其主题。

1.2 昆阳群的构造型式

昆阳裂谷自距今约1 800 Ma(吴懋德等称为“龙川运动”)时发生，沉积了昆阳群之后，在晋宁～澄江运动造山作用的影响下，结束了它的裂谷演化历史。其动力学体制相应由发生期、成长期的伸展体制下的裂陷到拗陷、断陷作用转化为消亡期的挤压收缩、旋转作用为主的体制。其后又叠加了后期多期次构造运动的变形。表现为昆阳群具有多期次、多类型的构造型式特点。至今识别出的构造型式包括了不同类型的褶皱、逆冲推覆构造、剥离断层、高角度正断层和习称的“剌穿构造”等。其中，逆冲推覆构造是昆阳群，尤其是下亚群(因民组-绿汁江组)的骨架构造样式。

对上述不同时期不同动力体制下发育的不同构造型式，以往工作多侧重于剌穿构造、逆冲推覆构造的研究(师文耀，1980；吴懋德等，1981)③、[27]，少数文章涉及到滑覆构造的研究(赵秀鲲等，1993；黄仲权，1995；薛步高，1996)[28-30]。笔者认为“剌穿构造”这一客观地质现象，从其区域分布特征、几何结构特点、物质组成及变形变质相、流变学行为以及反映的动力学标志等考察和综合分析，部分“剌穿体”实为遭受过后期逆冲推覆改造的“典型的楔状冲断体”[31]。以往将全部剌穿体形成作用的动力来源归因于结晶基底与台布褶皱之间的剪切运动以及随着滑脱及深熔作用发生而导致的“活塞式”形成机制，难于全面解释盆陆、盆山转化过程中褶皱基底内浅部构造总体格局、规模等时空不均匀性以及它与地球深层构造作用的时空统一性。若将其形成动力的根本原因归结于岩石圈的层圈运动显得更合理些。作为这种认识的基础，滇中深部地球物理资料支持了这一认识。从丽江-西昌-新市镇、丽江-渡口-者海、洱源-江川等3条深地震剖面测深所获滇中地壳结构剖面看，横切昆阳裂谷东西方向，一是滇中地壳具三层结构特点；二是地壳厚度及波速变化大。剖析南北向昆阳裂谷范围的布格重力异常变化，昆阳裂谷呈现出在区域负异常背景上分布有局部重力正异常总体特征，从南部元江到北部东川地区，场值变化达-100×10-5m/s2(-155×10-5m/s2～-255×10-5m/s2)，且变化是不均匀的。区域性的负异常主要反映了本区地幔之上壳-幔混熔的低密度体的存在。大地电磁测深结果[32]也表明，滇中地区在深33 km左右发育一层厚5km～12 km的壳内高导层，并与壳内低速层(波速为5.6～6.0 km/s)相对应。这是云南中东部地壳强烈变形的部位，也是滑脱的基本条件；构造动力来源于区内物质在横向上的不均匀。

纵观昆阳群的构造变形特征、变形史的研究总的仍较为粗略，系统而深入性的成果缺乏。至今，只有少数学者(张志斌等，1995)④在个别地区(易门狮子山铜矿区)对该课题作过一定的研究工作。把昆阳群的构造学研究推向深入，建立全区昆阳群构造变形的时限序列、空间序列、变形分解序列，达到揭示昆阳群经历的构造运动与物质运动有机联系的统一与深刻认识，是今后昆阳群构造学研究中极为重要的课题。

2 昆阳群沉积作用时间演化与空间变化的关系

沉积作用不均匀性是沉积盆地，尤其是裂谷型槽盆地具有的普遍特点，一般表现为接近蚀源区、或靠近生长断裂沉积厚度增大；而远离则减薄，甚至缺失。同时，沉积物随沉积盆地的构造活动性、方向性及迁移性而往往呈现出带状分布。因此，沉积盆地中沉积物记录反映了沉积盆地的沉积演化历史。

在对昆阳群地层层序构建研究中[33-39]，一是存在正层、倒层两种主要观点的多种方案；二是存在“同时异相、异时同相”命名为不同名、同名群或亚群、组的问题，由此造成地层对比工作的混乱。至今，“正层”观点的方案之一是，将(滇中区/东川区由下往上，下同)“黄草岭组/洒海沟组、黑山头组/望厂组、大龙口组/菜园湾组、美党组/平顶山组”称为下亚群；“因民组、落雪组、鹅头厂组/黑山组、绿汁江组/青龙山组”称为中亚群；大营盘组、小河口组、麻地组称为上亚群。“倒层”观点的方案，以李希勣、吴懋德等(1980)，戴恒贵等(1983)的方案为代表。其中：吴氏的“美党组”相当于戴氏的“美党组及岔河组”，吴氏的“柳坝塘组”相当于戴氏的“禄表组及清水沟组”。从昆阳群各组地层空间分布状况来看(以“倒层”层序叙述)，下亚群(因民组、落雪组、鹅头厂组和绿汁江组)主要分布于近南北向绿汁江断裂与北东N向罗茨-铜厂-杨武断裂之间；中亚群(黄草岭组、黑山头组、大龙口组和美党组)分布于罗茨-铜厂-杨武断裂以东，东界大致为曲靖-陆良-开远断裂(？)一线；上亚群(吴懋德等划分为柳坝塘组、华家箐组；戴恒贵等划分为岔河组、清水沟组、禄表组、华家箐组；)则零星见于下、中亚群的局部地区。

从“倒层”与“正层”争论的焦点分析，两种观点在下亚群、中亚群各四个组内部的沉积叠置关系、上亚群之顶为晋宁运动构造面所分隔等方面认识是一致的。主要分歧是：①地层柱中，昆阳群因民组至绿汁江组与滇中区/东川区的黄草岭组/洒海沟组至美党组/平顶山组谁在上、谁在下？②东川运动存在与否？③在因民组因断层影响未见其底部地层的共识下，昆阳群底界及其确切的下伏岩系尚不完全清楚，其间是否受发生于约18亿年的“龙川运动”影响值得进一步审视。在某些勘查、调查发现但研究仍薄弱的地段，如东川小溜口(小溜口组多阶段铅模式年龄2324 Ma)，楚雄西舍路，易门西安厂，元江希拉河、撮科-岔河(底巴都组变粒岩全岩Rb-Sr等时年龄1777.00±20Ma，为变质年龄)、罗底、牛尾巴冲，石屏热水塘-车家城等地成“断块”或“构造窗”出露的中-深变质岩系的层位归属需要进一步研究。

近年来，在对滇中早前寒武纪地层研究中，对原昆阳群地层进行了部分解体和重组，对其形成时代增加了一批高精度的测年数据。公开发表的有：纪星星等(2016)[40]获建水-石屏异龙湖地区黄草岭组、黑山头组和美党组变质砂岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb最新年龄值分别是(984.0±13.7)Ma、(945.0±11.4)Ma、(954.0±13.6)Ma，同时，在约1.0 Ga、1.35 Ga、1.73 Ga 和2.44 Ga出现了统计峰值。前者被认为属于地层沉积年龄，后者被认为属昆阳群物源区经历的构造-岩浆事件年龄。柳坝塘组中凝灰岩锆石SHRIMP206Pb/238U年龄加权平均值为(872.3±9.7)Ma、(872.8±9.3)Ma、(883.8±9.2)Ma、(889.5±8.6)Ma、(892.3±4.8)Ma(高林志等，2018)[41]；峨山塔甸富良棚段安山质凝灰岩锆石SHRIMP206Pb/238U年龄加权平均值(1032±9)Ma(张传恒等，2007)[42]。东川黑山组凝灰岩锆石SHRIMP206Pb/238U年龄加权平均值(1503±17)Ma(孙志明等，2016)[43]。绿丰大竹棚因民组流纹岩LA-ICP-MS锆石207Pb/206Pb加权平均年龄值(1730±5.0)Ma(杨斌等，2016)[44]。2009年12月中国地层委员会与中国地质调查局成都地调中心的专家在东川和易门地区联合召开的野外现场会 “纪要”中，建议将东川地区的昆阳群原下亚群恢复最初的命名—东川群，即包括自下而上为因民组、落雪组、黑山组和青龙山组；将昆阳群原中亚群保留为昆阳群，即自下而上为黄草岭组、黑山头组、富良棚组、大龙口组和美党组。“纪要”中还强调了东川群与(狭义的)昆阳群(原中亚群)在地域上没有直接的接触关系。

李静等(2018年)[45-47]重新构建了云南中东部早前寒武纪地层岩石新的群、组单位，由下往上是：中太古界元江群迤纳厂组/曼林组、鹅头厂组*(右上角带*者，地层名称与原相同，但时代不同；下同)/狮子山组/岔河组、绿汁江组*；上太古界普渡河群茂麓组*、龙头山组*、麻地组*；下元古界易门群阿不都组、罗洼垤组、亮山组、永靖哨组、西山村组、杉木箐组；中元古界东川群/昆阳群。同时认为：①元江群的底界年龄为3.10 Ga左右，或更老些；顶界在2.83～2.65 Ga之间。普渡河群的顶、底界分别为2.42 Ga、2.78 Ga。易门群形成时限在1.80～2.42 Ga之间，其不整合覆盖于上太古界普渡河群龙头山组之上，被中元古界东川群因民组不整合覆盖。②在重大成矿事件认识上，认为 “易门式铜矿”赋存于狮子山组(原狮山矿区命名的“绿汁江组狮山段”升段为组)，时代划为中太古代，其与“东川式铜矿”在成矿时代及成矿背景上完全不同。播卡金矿容矿层位归为茂麓组*(为陈天佑等测制的小黑箐-普渡河剖面的16～29层)，时代划为新太古代。甚至有研究者提出昆阳群层序的“正八组”、“倒八组”观点的争论是一个假命题，这些都是很值得重视的。

从全球尺度看，前寒武系地层现保存的地质记录是残缺不全的，自1989年国际地层委员会通过“前寒武时代划分建议”以来，到至今要建立“自然的”前寒武纪地质年表其所面临的实际困难不少。事实上，围绕云南中东部昆阳群上述悬而未决问题的展开研究，一是涉及到昆阳群本身的定义；二是涉及到昆阳群沉积作用、古生物的时间演化与空间变化关系，同位素年龄数据的地质解释，古地磁及地层稀土元素资料等的综合应用分析和野外对地质露头(或剖面)的忠实观察及其客观正确判断。笔者认为，缺乏甚至脱离对地质现象的忠实观察与客观判断，对早已被肯定并经70余年勘查开采及研究清楚的部分矿区地层(如易门三家厂铜矿区-原狮山铜矿与凤山铜矿的合称、狮子山铜矿区等)，基于现今少量新测年数据及其对测样简略的地质解释，或因认识不同另赋予不同“群(或亚群)、组”名称，只能给研究工作带来混乱；实践中将这种认识运用于成矿预测和找矿工作，则会出现无法解释的矛盾及导向性的错误。总的来看，抓住如下关键问题：(1)切实阐述测年样品的地质背景资料，充分披露一些所得结论支撑证据中的不足，以点、线、面进一步加强沉积建造序列的时-空调查、生物与环境协同演化分析；(2)结合岩浆作用、构造变形变质影响以及成矿作用等研究，积累较充足的高精度的同位素测年数据(如SHRIMP、LA-ICP-MS的锆石U-Pb年龄)，提高和完善对测年数据可靠的精准的地质解释，确立区域内重大或关键的岩浆侵入、构造变形变质、成矿作用地质事件，排除对客观地质现象认识或理解的多解性。最终才将有助于云南中东部昆阳群，乃至云南早前寒武纪岩石地层单位以及年代地层单位建立和划分、对比问题的解决。

3 昆阳群火山活动与成矿作用的关系

众所周知，昆阳群内有因民期、鹅头厂期/黑山期、黑山头期、美党期/望厂期等多个火山岩层。从桂林冶金地质研究所(1975)[48]提出因民组角砾岩应属带基底砾岩性质的火山碎屑质沉积变质(角)砾岩，施林道等(1988)[49]在易门矿田发现细碧角斑质火山碎屑成份以来，讨论最多和争议最大的首推因民期的火山活动。根据吴懋德等(1990)[10]、蒋家申等(1996)[50]研究资料，因民组的火山岩相有：爆发相(各类火山角砾岩、集块岩和凝灰岩)、溢流相(各类熔岩和淬冷及自碎火山角砾岩)、火山通道相(火山角砾岩体、震碎围岩角砾岩、熔岩和馈浆岩脉群)、次火山岩相(辉绿岩、钠长斑岩体和岩脉)、远火山相(各类沉积凝灰岩)和火山喷流相(气爆角砾岩和喷流岩～硅质岩、铁碧玉岩、钠质岩、黑云母绿泥石岩等)。火山岩的岩性以碱基性熔岩(细碧岩、钾细碧岩、碱性玄武岩)及其火山碎屑岩为主。在禄丰中村还出现典型的“双峰式”火山岩组合。在武定迤纳厂、大箐、观天厂等矿区及易门里士北部因民组中发现有(水下)火成碳酸岩、碳酸质火山-喷流岩(张永北等，1996，2005)[51、52]。上述资料表明，因民组不但发育火山岩，而且类型多样。特别是火成碳酸岩是上地幔的产物，反映的是一种快速拉张的构造背景。

在因民期火山活动与成铜、成铁(及稀土成矿)作用的关系上，以往有不同的认识：一种观点认为因民组中的铁、铜成矿作用虽与因民组火山岩具有空间上的密切关系，但无成因联系。另一种则认为，正是因民期的火山活动才引发了因民组内铜、铁成矿作用的初始发生，即提供了成矿物质(主要是铁、铜)基础，只是因不同矿区所处构造位置不同，而表现为在与火山活动的亲缘关系上有所不同。

大量的研究事实表明，成矿作用与赋矿围岩之间一般表现为两种基本关系：或同生，或后生。成矿物质的运动不能脱离时间，也不能超越空间，因此它是一种动态的运动过程。而时间如何演变，空间怎样展布，应联系起来统一考虑。因民期火山活动与因民组内铁、铜矿的形成有成因联系应加以肯定。至于部份矿区随远离火山活动中心，受其影响甚微，然它们并不代表因民沉积期主导的成矿作用。事实上，这种成矿作用过程从因民组内铜、铁矿床(点)与因民期火山岩的时间～三维空间关系、矿石结构构造及矿物组合、岩(矿)石的地球化学特征及(C、H、O、S)稳定同位素以及铅同位素示踪研究方面均能提供实证。今后研究的重点，认为应放在因民期火山～沉积盆地中火山机构的恢复与矿产分布规律上，以期指导进一步的成矿预测和找矿工作。

4 昆阳群变质作用与火山作用、构造变形作用的关系

昆阳群的变质作用，一是区域变质作用；二是动力变质作用；三是铁、铜矿等围岩的热液蚀变作用。

4.1 昆阳群区域变质作用与构造变形作用的关系

变质作用与构造变形作用有密切的联系，但区域变质峰期与变形峰期之间存在着复杂的关系，既有同步的情况，也有存在时差的情形。一方面，变质作用时空演化的相对标志之一是可以构造变形作用来衡量。另一方面，它与构造变形作用一样是统一的造陆、造山作用的一个有机组成部份。

在昆阳群的研究中，以往普遍认为，昆阳群地层岩石缺乏区域性板劈理，即使一些(特别是上亚群岩石)称为板岩的岩石，其真正的定名也只能是板状泥岩。总的认为，昆阳群是不变质或仅有轻微变质，亦即只达低绿片岩相温压条件。这种笼统简单的认识，一是忽略了昆阳群地层岩石存在的极低级变质作用和相互转换特征，以及其所反映的沉积构造环境信息[53]。二是虽提及了在造陆、造山作用(晋宁运动及其之后)过程中构造变形变质作用的框架性结论，但缺乏构造—热异常形成过程中，构造变形与递增变质作用时空演化联系的研究。

昆阳群递增变质作用现象，目前见于武定迤纳厂一带和石屏热水塘地区，在金沙江南岸的禄劝笔架山一带也有分布。昆阳群递增变质作用过程中的构造变形作用研究，包含了进行建立变形序列、确定变形作用与变质作用时间关系的研究和进行构造变形作用在空间上演化特点的研究等内容。纵观研究昆阳群的大量文献，以往的工作对此问题没有引起广泛和足够的重视。据《1∶5万洼垤街幅区域地质调查报告》(云南省地质矿产局区域地质调查队，1991)及对石屏热水塘地区的初步调查与研究，表明在主期造山幕中，由外部向热动力异常中心，发育了3个变形序次的变质构造。空间上表现为相应的3个变形变质带：绢云母带、黑云母带和铁铝榴石带。越靠近热动力异常中心的岩层，所经历的变形序次越多，变形演化过程越长，隆起幅度也越高。说明变形作用在时间上的演化与其在空间上的递进变化是一个有机统一的过程。在沿热动力异常中心构造流上涌的过程中，形成了递进变质构造穹隆。

从整体上来看，昆阳群变质作用与火山作用、构造变形作用时间-三维空间演化的联系，它们之间统一的演化机制的研究仍缺乏详细的工作，是今后值得重视的研究环节。

4.2 昆阳群矿化围岩蚀变作用与火山作用

昆阳群因民组、落雪组含铜岩石常为砂泥质白云岩、硅质岩、硅质白云岩和白云质板岩等。含矿围岩普遍发育硅化、绿泥石化和褪色蚀变等。尤其是褪色蚀变的分布与(落雪式)铜矿在空间上密切相伴。早期的一些学者认为(落雪式)铜矿围岩褪色蚀变的产生是沉积成岩过程中由于有机质的分解产生大量的H2S，致使周围岩石发生污染的结果(杨应选等，1988)[13]。孙克祥等(1995)[17]则认为它是后期构造热力改造叠加所致。随着近年来的研究，部份学者提出因民组大部份含铜岩石就是喷流(热水沉积)岩，即它们是因民期火山期后喷流热卤水交代的产物。迤纳厂式(铜)铁矿围岩蚀变较为复杂多样，明显与因民期火山活动有关。

蚀变岩石的形成是矿区岩石、热液流体共同作用的结果，而蚀变作用的原因应该从时空统一方面去探索。蚀变过程是复杂的，少数矿区往往遭受到了不止一期的构造变形与变质事件。在迤纳厂式(铜)铁矿、东川类型的大箐式铜矿含矿围岩蚀变作用类型、特征及成因研究上，应考虑因民期火山活动的喷流热水作用的影响，同时存在晋宁运动及其后期构造变形叠加作用的改造。从引起蚀变的热(卤)水性质来说，重视同生与后生，内生与外生，不同水介质混合过渡可能更符合客观地质事实。

此外，昆阳群动力变质作用，主要发生于断裂构造带和刺穿体内。目前已有较多的研究成果，在此不再赘述。