滇中地区因民角砾岩类型、特征及找矿意义

刘军平，宛胜，戴启，田素梅，赵江泰，吴嘉林

1)云南省地质调查院，昆明，650216；2)中国地质大学地球科学与资源学院，北京，100083；3)自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室，昆明，650051；4)江西省地质调查院，南昌，330000；5)云南省地质工程勘察总公司，昆明，650216

内容提要:滇中地区“因民角砾岩”的成因及归属问题目前暂无定论。笔者通过对东川—易门地区前人所划的因民组“因民角砾岩”进行1∶50000野外地质调查工作，对其进行了初步的分类。根据其成因及时代划分为复成分砾岩、冰碛砾岩、滑塌角砾岩、隐爆角砾岩和构造角砾岩。对“因民角砾岩”成因及时代的研究，特别是“冰碛砾岩、复成分砾岩”的提出，对于解决滇中早前寒武纪地层层序、时代归属、构造格架、大地构造位置及大区域地层对比，探讨滇中元古宙地史演化、古环境研究以及指导找矿都具有重要的指示意义。

滇中地区“因民角砾岩”最早由李希勣提出，特指东川地区因民组底部的一套角砾岩，其常与因民组地层共生，包括断层角砾岩和由火成岩粘起来的角砾岩(李希勣等，1953)。后来“因民角砾岩”被大量学者引用到整个滇中地区，泛指“昆阳群”内发育的角砾岩，在层位上并不仅限于因民组的底部(吴懋德等，1990)。“因民角砾岩”是目前滇中地区昆阳裂谷成因争论最大的基础地质问题，也是迫切需解决的问题，其认识程度极大地限制了早前寒武纪地层层序划分、区域构造格架和演化以及铜、铁矿床成因和找矿等问题；以往对其成因认识主要有沉积角砾岩、底砾岩、同生角砾岩、底辟角砾岩、构造角砾岩、爆发角砾岩及侵入角砾岩等(李希勣等，1953；吴懋德等，1990；薛步高,2000；姚飞等，2010)。大量学者认为因民角砾岩仅发育在因民组中，而熊兴武等(1995)对滇中地区“因民角砾岩”进行了详细野外研究，认为任何一种“单一成因”论都不能概括因民角砾岩的全部，仅用“因民角砾岩”一词已不能概括各种不同成因、不同层位的角砾岩或砾岩地质体(熊兴武等，1995)。大量资料表明，“因民角砾岩”中隐爆角砾岩含有大量岩浆，而岩浆里是否富含水、矿物质或挥发分等，具有较大的找矿潜力(胡承绮等，1997；汪劲草等，1999；史明魁等，2000；吕世琨等,2001；姚飞等，2010)；由此，正确理清“因民角砾岩”成因类型、时代归属及赋存层位，对元古宙盆地演化、早前寒武纪地层格架及找矿都有重要指示意义。

近期笔者等在东川—易门地区开展云南1∶50000区调项目对“因民角砾岩”进行了详细的野外地质调查及同位素研究❶❷，笔者等研究表明“因民角砾岩”不仅产于传统认为的中元古界因民组中，其它不同时代的地层也存在；对“因民角砾岩”按成因、时代、成分及野外产状进行了重新归属，由此还认为中元古界东川群因民组之下存在约2000 m厚地层，结合最新同位素数据，新厘定出一套古元古界易门群，进一步细分为6个组级单元，自下而上包括阿不都组(Pt1a)、罗洼垤组(Pt1l)、亮山组(Pt1ls)、永靖哨组(Pt1y)、西山村组(Pt1x)和杉木箐组(Pt1s)(李静等，2018a；刘军平等，2018b，2019，2020a，b；2021a；Cui Xiaozhuang et al.,2019，2020)；在东川因民、易门铜厂一带可见中元古界东川群角度不整合盖于古元古界易门群之上。

本文报道了滇中东川—易门地区“因民角砾岩”最新研究成果，有助于理解：① 元古宙盆地时空演化及早期古环境变化；② 厘清及重塑扬子克拉通西南缘早前寒武纪地层时代、层序、构造格架；③ 滇中地区铜、铁矿床成因及指导找矿。

1 区域背景

扬子陆块是中国东部大陆重要的组成部分之一，主要由太古宙—古元古代结晶基底岩系、中元古代褶皱基底岩系、古生代—新生代盖层以及古元古代、中元古代花岗岩类及基性岩类等组成(图1a)。研究区位于滇中东川—易门地区，地处扬子陆块区之上扬子古陆块的康滇基底断隆带，地层区划隶属华南地层大区扬子地层区康滇地层分区之昆明地层小区。研究区出露地层以太古宇、元古宇为主(图1b)，少量新元古代、早古生代地层。

图1 华南板块前寒武纪岩体空间分布图(a，据Cawood,2017修改)及滇中地区地质简图(b，据Zhao Xinfu et al.,2010;尹福光等,2012修改)Fig.1 Simplified geologic map showing the distribution of Precambrian rocks in the South China Block (a,modified from Cawood,2017)and simplified geological map of central Yunnan (b,modified from Zhao Xinfu et al.,2010;Yin Fuguang et al.,2012&)

本次以古元古界阿不都组、罗洼垤组、亮山组、杉木箐组火山岩、火山碎屑岩为研究对象，利用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，配合Lu-Hf同位素分析技术，对地层进行年代学约束。U-Pb同位素测定在湖北省地质实验室、武汉上谱分析科技有限责任公司测定中心使用LA-ICP-MS完成。锆石Lu-Hf同位素分析在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。阿不都组岩性以一套分选性很差的杂砾岩为主，向上夹紫红色、灰色泥质板岩、硅质白云岩、英安岩等；李静等(2018a)在撮科一带对英安岩(编号：YJck-07-5)进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，获得2407±17 Ma；认为阿不都组沉积时代为古元古代早期(李静等，2018a)。罗洼垤组岩性以一套中酸性凝灰岩、沉凝灰岩为主，夹少量英安岩。与阿不都组整合接触；云南1∶50000二街等四幅区调在易门铜厂一带凝灰岩(顶部)(PM022-26-2)、英安质凝灰岩(下部)(D002)进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，分别获得2186±20 Ma及2252±14 Ma(刘军平等，2021b，c)。亮山组岩性以灰色、深灰色的泥质板岩、含化石粉砂质泥质板岩为主，夹少量薄-中层状的细砂岩、粉砂岩、凝灰质粉砂岩、钙质粉砂质凝灰岩；在铜厂一带钙质粉砂质凝灰岩(D2501-1-2)利用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，获得2175±31 Ma，可代表亮山组沉积时代(李静等，2018b)。区域上与罗洼垤组整合接触。永靖哨组岩性以薄—中层状结晶灰岩、条纹状泥质泥晶灰岩为主，局部发育中厚层状灰岩、滑塌灰质角砾岩等；其δ13CV-PDB=0.05‰～4.95‰，是全球Lomagundi事件的响应；永靖哨组中也发现了一些高度炭化的古生物化石，在扫描电镜背散射图片上，生物细胞结构清晰可辨(刘军平等，2018b，2019)，区域上与亮山组整合接触。西山村组岩性以深灰色—黑色板岩、炭泥质板岩为主，夹少量薄—中层状的砂岩、粉砂岩，部分地段形成毫米—厘米级的韵律构造。岩石普遍富硒；西山村组后期分异热液石英脉(PM018-23-1)获得2041±16 Ma 的锆石U-Pb年龄(刘军平等，2020c，d)，区域上与永靖哨组整合接触。杉木箐组岩性为灰白色中酸性凝灰岩、石英晶屑凝灰岩、凝灰质板岩、沉凝灰岩夹硅泥质板岩、泥质板岩及薄层状的细—粉砂岩。对铜厂大箐一带石英晶屑凝灰岩(D001)进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，获得1860±25 Ma(刘军平等，2018a)，区域上与西山村组整合接触。由此表明滇中地区易门群为形成于1.85～2.35Ga的连续沉积充填序列。

通过1∶50000区调野外地质调查，本次研究的“因民角砾岩”不仅产于传统认为的中元古界因民组(Pt2y)中，还产于新厘定的古元古界易门群阿不都组(Pt1a)中，古元古界易门群阿不都组(Pt1a)为一套分选性很差的杂砾岩为主，向上夹紫红色、灰色泥质板岩、石英砂岩、硅质白云岩等，大部分砾石分选性、磨圆度较差，部分砾石具有“羊背石”、“熨斗石”、“马鞍石”及“扭裂”等特点，为典型的冰碛杂砾岩；少部分砾石具有流水搬运、磨圆的特点，表现出复成份砾岩特征，沉积时代为2.50～2.30 Ga(李静等，2018a；刘军平等，2018a，2019，2020b，c，d)。中元古界因民组(Pt2y)岩性以紫红色、灰紫色(风化带银灰色)板岩为主，夹泥质白云岩和白云质粉砂岩，具色调及粒级韵律层，中部夹铁质板岩和赤铁矿层，底部见复成分砾岩。

2 因民角砾岩类型、特征分析

2.1 冰碛砾岩

滇中地区冰碛砾岩是本次区域地质调查最新认识，主要分布在东川、易门一带，产于古元古界阿不都组中部或下部，砾石成分较复杂，分选极差，砾径：3～300 cm，磨圆度较差，部分砾石具有“羊背石”、“熨斗石”、“马鞍石”及“扭裂”等特点(图2a、b；图3e—g)❶❷，部分砾岩可见擦痕等现象，冰碛砾岩之上见白云岩，紫红色、灰色泥质板岩，表现出盖帽碳酸盐岩及冰水页岩等特点，为典型的冰碛杂砾岩。

2.2 复成分砾岩

复成分砾岩按时代归类有两个层位，其一为传统认为的产于中元古界因民组底部(图3c)，主要分布在因民镇及落雪一带，砾石成分较复杂，砾岩成分有钙质板岩、粉砂质板岩、石英岩、白云岩等，砾径2～10 cm，分选较差，磨圆较好，呈次棱角状一次圆状，杂基支撑结构(图3d)。根据其基本层序和岩相分析，应是陆上或近岸水下冲积扇沉积的产物，代表海侵之初低水位期沉积，是因民组与其下伏地层之间存在陆上剥蚀或不整合的标志(熊兴武等，1995)。

其二为本次新发现的产于古元古界阿不都组底部或下部(图2c)，砾石成分较复杂，以变质石英砂岩、白云岩、粉砂质板岩为主，少量石英质砾石；分选一般，砾石呈次棱角状—次圆状，砾径1～6 cm，杂基支撑结构；本次厘定的复成分砾岩是古元古界阿不都组与其下伏地层之间存在角度不整合标志。

2.3 滑塌角砾岩

主要分布在东川模子山、易门绿汁一带，产与于古元古界阿不都组中下部(图2d、e、f)，主要由受重力或外力(地震)等影响，岩石发生滑塌作用形成，岩石成分单一，主要由条带状粉砂质板岩组成，大小不一，大者可达数米，小者仅数厘米，磨圆度较差，多为棱角状；部分角砾岩层间还保存着正常层序特征。

2.4 隐爆角砾岩

主要见于东川因民、落雪及易门一带，在滇中其他地区也有出露。其显著特征是与潜火山岩共生，分布在潜火山岩体的边缘(图2e，图3a)。角砾成分以火山岩(安山岩)为主，少量围岩的岩屑或岩块(如紫红色粉砂岩、砂岩、白云岩)(图3b)。砾径大小不一，砾石磨圆极差，多呈尖棱角状。基质为火山岩，在因民一带基质中可见铜、铁矿化现象。与围岩呈侵入接触关系，块状构造，杂乱分布。

图2 滇中东川—易门地区因民角砾岩野外特征：(a)东川因民地区易门群阿不都组冰碛杂砾岩；(b)东川落雪地区易门群阿不都组冰碛杂砾岩；(c)东川因民地区易门群阿不都组复成份砾岩；(d)东川因民地区易门群阿不都组滑塌角砾岩；(e)、(f)易门绿汁地区滑塌角砾岩及隐爆角砾岩，(f)为(e)图的局部放大Fig.2 Field characteristics of the Yinmin Breccia in Dongchuan—Yimen area,Central Yunnan：(a)moraine conglomerate of the Abudu Formation,Yimen Groupin Dongchuan Yinmin area;(b)moraine conglomerate of the Abudu Formation,Yimen Group,in Luoxue area;(c)compound conglomerate of the Abudu Formation,Yimen Group,in Yinmin Area,Dongchuan;(d)-slumped breccia of the Abudu Formation,Yimen Group,in Yinmin area of Dongchuan;(e),(f)-slumped breccia and cryptoexplosive breccia in Luzhi area,(f)is enlargement of (e)picture

图3 滇中东川地区因民角砾岩野外及镜下特征：(a)隐爆角砾岩；(b)隐爆角砾岩镜下特征；(c)因民组复成分砾岩；(d)因民组复成分砾岩镜下特征；(e)、(f)易门群阿不都组冰碛杂砾岩；(g)易门群阿不都组冰碛杂砾岩镜下特征Fig.3 The Yinmin Breccia field and microscopic characteristics of Dongchuan area in the Central Yunnan:(a)cryptoexplosive breccia;(b)cryptoexplosive breccia under microscope;(c)the Yinmin Formation compound conglomerate;(d)the Yinmin Formation compound conglomerate under microscope;(e),(f)the Yimen Group glacial conglomerate of the Abudu Formation;(g)microscopic features of the glacial conglomerate of the Abudu Formation,Yimen Group

2.5 构造角砾岩

构造角砾岩主要指由构造作用形成的角砾岩。特指因民组下部发育断裂构造，致使岩石分生破裂，形成的断裂角砾岩，前人认为还包括水力张裂作用形成的水力张裂角砾岩(熊兴武等，1995)。两者均表现为：均产于因民组一段下部或底部；角砾岩带一般受构造控制，延伸不稳定；砾石多呈次棱角状；成分主要为条带状韵律较发育的砂岩、灰紫色板岩等；均为因民组的岩石碎屑或碎块；在东川地区沿着因民断裂带或茂麓断裂带较为发育。

3 讨论

3.1 因民角砾岩新认识对滇中元古宙盆地演化及古环境研究的意义

古元古界易门群在整个滇中地区分布较广，是《云南省区域地质志》(第二版、修编)近期厘定的早前寒武纪地层(时代2.35～1.85 Ga)(李静等，2018a；刘军平等，2018a，2019，2020a，b，c)，是综合了元江撮科、易门铜厂、东川牛场坪、东川小江西岸的地质资料新建立的岩石地层单位。易门群自下而上划分为阿不都组、罗洼垤组、亮山组、永靖哨组、西山村组、杉木箐组等6个组级岩石地层单元，各组之间均为整合接触❶❷(图4b)。易门群记录了地球发展演化早期的一系列重大地质事件，如古元古代早期的休伦冰期事件、古元古代简单多细胞真核生物的出现、狭义的Lomagundi碳同位素正漂移事件、富氧大气崩溃后的缺氧富硒沉积(孔凡凡等，2011)。

通过对滇中地区传统“因民角砾岩”进行了详细的野外地质工作，本次对“因民角砾岩”中的复成份砾岩其进行了重新认识，新厘定出古元古界阿不都组底部复成份砾岩；阿不都组岩性以一套分选性很差的杂砾岩为主，下部见底砾岩，向上夹紫红色、灰色泥质板岩、硅质白云岩、英安岩等；《云南省区域地质志》(第二版、修编)在滇中撮科一带对英安岩(编号：YJck-07-5)进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法，获得2407±17 Ma；认为阿不都组沉积时代为古元古代早期❸(李静等，2018a)。在东川模子山一带可见阿不都组不整合盖于太古宙地层之上❶。同时古元古界阿不都组冰碛砾岩的发现，属地球早期“休伦冰期”事件的沉积记录(包括冰碛杂砾岩、冰河砂岩、冰湖页岩等)，是继Siderian时期的BIF后的一次全球事件，又称雪球事件；随后“大氧化事件”约在2.4 Ga左右发生，大气氧含量大幅度升高，进而导致大陆地壳的有氧分化，快速的风化作用把大量的营养物质带入海洋，导致滇中地区古元古界易门群亮山组2.1 Ga宏体多细胞真核生物的大量繁盛(Bekker et al.,2008；李静等，2018b；刘军平等，2018a，2019)，生物大量的死亡导致有机物的大量产生和埋藏，大量有机碳的净埋藏是导致之后永靖哨组碳酸盐岩碳同位素出现正异常的直接原因(杨凡燕和李黎明，2015)。随后富氧大气崩溃后的古元古界易门群西山村组黑色岩系缺氧富硒沉积，是全球性的缺氧—富硒沉积事件，也宣告Lomagundi事件的结束(孔凡凡等，2011；刘军平等，2020c)(图4)。

近期大量高精度同位素年龄值及地层学研究表明，将下亚群称昆阳群，上亚群称东川群，仍划归中元古界，且昆阳群时代1.0～1.4 Ga，东川群1.75～1.45 Ga(高林志等，2018；陈建书等，2020)。熊兴武等(1995)对因民角砾岩研究认为东川群因民组底部存在复成分砾岩，且与其下伏地层之间存在陆上剥蚀或不整合的标志；本次在滇中东川地区也厘定出因民组底部复成分砾岩，且在东川因民、易门铜厂一带发现中元古界东川群因民组不整合盖于古元古代地层之上，为正确理清“正八组”、“倒八组”具有重要指导及参考意义。

古元古界易门群与华北克拉通五台山地区滹沱群地层层序、沉积环境、构造演化及全球重大事件记录(Lomagundi事件碳同位素正漂移)均可以进行对比(图4)(汤好书等，2008；杨凡燕和李黎明，2015)。本次的发现，为古元古代地层大区域对比提供可靠的依据，也对研究地球早期生物与环境协同演化、有机碳埋藏速率和海洋古环境变化，为滇中元古宙盆地演化提供重要参考资料。

图4 滇中地区与华北五台山地区元古宙地层层序对比图[图 (a)据杨凡燕和李黎明，2015 修改]Fig.4 Comparison of Proterozoic stratigraphic sequence in Central Yunnan andWutaishan in North China [Fig.(a)modified from Yang Fanyan and Li Liming,2015]

3.2 因民角砾岩新认识对滇中铜、铁找矿的指示意义

滇中地区是铜、铁矿最为发育的场所；前人认识的铜矿主要赋存在中元古界落雪组白云岩中，铁矿主要赋存在中元古界鹅头厂组(黑山组)碎屑岩中；均以沉积改造型为主。铜、铁矿主成矿期均发生在中元古代(史明魁等，2000；潘泽伟等，2017)。随着近期大量同位素研究表明，滇中部分中元古代地层证实为太古宙—古元古代地层(李静等，2018a，b；刘军平等，2019，2020d，e，2021a，b；Liu Junping et al.,2021)，部分铜、铁矿不仅赋存在中元古代地层，还赋存在古元古代—太古宙地层中；笔者等在滇中狮子山矿区侵入于前人划分的中元古界黑山组、落雪组的基性岩获得锆石U-Pb 年龄加权平均值为1858±18 Ma，说明狮子山矿区铜矿主岩落雪组时代不小于1858 Ma，应重新归属，其主期成矿时间可能与这期古元古代基性岩浆有关(刘军平等，2020a，b，c)。根据最新资料部分学者在武定罗茨铁矿区变质基性火山岩获得1854 Ma(内部资料)，也说明武定罗茨地区前人认为的铁矿主岩黑山组时代也应重新归属；特别是在云南撮科一带获得3.0～1.9 Ga的年龄数据(李静等，2018b；Cui Xiaozhuang et al.,2019，2020)，说明滇中地区前人划分的昆阳群均应重新厘定；由此可知，滇中地区铜、铁矿赋存层位应重新厘定。

本次对因民角砾岩进行重新归属，特别的古元古界阿不都组及中元古界因民组底砾岩的厘定，对重塑滇中地区早前寒武纪地层层序、构造格架及铜铁找矿有着重要的意义；根据本次研究成果，结合区域资料，笔者等认为滇中地区铜赋存层位有传统认为的中元古界落雪组，中太古界狮子山组、绿汁江组均是重要含铜层位；在东川因民地区古元古界阿不都组部分白云岩中也含铜；滇中地区含铁层位有传统认为的中元古界黑山组、因民组；还有本次新厘定的新太古界龙头山组、茂麓组，古元古界阿不都组、亮山组。传统意义上的康滇古陆及滇中裂谷“昆阳群及东川群”控矿作用实质上大部分为太古宙—古元古代地层，少部分为中元古界东川群及昆阳群。本次的发现，为滇中寻找铜、铁矿产提供的重要资料，极大的丰富了寻找铜、铁赋存层位。

4 结论

(1)本次对“因民角砾岩”进行详细野外地质工作，根据其成因及时代划分为复成分砾岩、冰碛砾岩、滑塌角砾岩、隐爆角砾岩与构造角砾岩；由此“因民角砾岩”一词已不能概括各种不同成因、不同时代、不同层位的角砾岩或砾岩地质体。

(2)滇中“因民角砾岩”重新认识，为古元古代地层大区域对比、研究地球早期生物与环境协同演化、有机碳埋藏速率和海洋古环境变化提供可靠的依据，也为滇中元古宙盆地演化提供重要参考资料。

(3)本次对“因民角砾岩”进行重新归属，特别的古元古界阿不都组及中元古界因民组底砾岩的厘定，对重塑滇中地区早前寒武纪地层层序、构造格架及大地构造位置提供依据；也为滇中寻找铜、铁矿产提供重要参考资料，极大地丰富了寻找铜、铁赋存层位。

致谢：论文成文及野外过程中得到云南省地质调查院李静、张虎教授级高工的指导；两位审稿人提出了宝贵的修改意见。在此一并表示衷心感谢。

注 释/Notes

❶ 云南省地质调查院.2018.云南省1∶50000二街幅、易门县幅、鸣矣河幅、上浦贝幅区域地质调查报告.

❷ 云南省地质调查院.2021.云南省1∶50000撒马基幅、因民幅、贵城幅、舒姑幅成果报告.

❸ 云南省地质调查院.2021.《云南省区域地质志》(第二版，修编)成果报告.