馬 光，宮 麗，王 春，丁東業(yè)

(1.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，河南焦作 454000;2.山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東淄博 255049)

大興安嶺成礦帶是中國重要成礦帶之一，其深部構(gòu)造對(duì)區(qū)域成礦的制約是尚待探索的重大課題。運(yùn)用地球物理異常特征結(jié)合殼幔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來尋求深部隱伏礦床的成礦規(guī)律，進(jìn)而進(jìn)行成礦預(yù)測，是多年來地質(zhì)工作者亟需解決的問題。本研究區(qū)處于古生代古亞洲構(gòu)造-成礦域與中生代環(huán)太平洋構(gòu)造-成礦域疊加地段［1-4］，成礦作用多期疊加、復(fù)合，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越［5-6］，成礦強(qiáng)度大，礦床(點(diǎn))均明顯受區(qū)域構(gòu)造-巖漿帶控制［7-9］，構(gòu)造活動(dòng)頻繁，巖漿作用強(qiáng)烈，形成成群成帶展布的物探［10-16］、化探異常［13，17］，具備形成中、大型礦床的地質(zhì)地球化學(xué)背景和條件［18］。所形成礦床在空間上成群成帶分布，其中不乏白音諾爾鉛鋅銀礦、浩布高銅鉛鋅礦［19］、大井銅銀錫鉛鋅礦［20］、黃崗梁鐵錫多金屬礦［21-22］、孟恩陶勒蓋銀礦等中型—大型有色金屬礦床［23-25］，是中國北方重要的有色金屬富集區(qū)，也是中國重要的有色金屬成礦帶之一［26-30］。本文運(yùn)用重力和磁異常結(jié)合殼幔結(jié)構(gòu)特征，探討了控制鐵(錫)鉛鋅多金屬礦床產(chǎn)出的地質(zhì)因素，對(duì)研究該區(qū)礦床成礦規(guī)律和成礦預(yù)測具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 莫霍面特征

中國莫霍面等深度圖顯現(xiàn)，由研究區(qū)北西經(jīng)過大興安嶺到南東呈北東—北北東方向展布的嫩江超殼斷裂之間，存在一個(gè)變化較大的重力梯度帶;表現(xiàn)在莫霍面等深度圖上，從北西到南東，地殼厚度從41 km陡減到36 km(見圖1);莫霍面等深度曲線也呈北北東向分布，說明在大興安嶺的深部存在一個(gè)規(guī)模宏大的幔坡，這一結(jié)論與布格重力異常特征和航磁異常特征所得出的結(jié)論相吻合。布格重力異常值與莫霍面起伏呈正相關(guān)關(guān)系(見圖2)，說明松遼盆地重力高異常與大興安嶺重力低異常主要是由高密度地幔的隆起和塌陷所致的。大興安嶺的重力梯度帶由幔坡所引起［10-12］，再次證明了莫霍面是地球介質(zhì)在以均衡效應(yīng)為背景的地質(zhì)、物理、化學(xué)、力學(xué)等復(fù)合作用下的產(chǎn)物［30］。

圖1 中國莫霍面等深度圖(據(jù)陳毓川等，2007)Fig.1 Equal depth map of Moho in China

莫霍面等深線表明，大興安嶺主脊為一北東走向的幔拗，莫霍面深度為44～47 km，東部的嫩江斷裂為一北北東走向的幔隆，莫霍面深度為36 km。

2 地球物理特征

2.1 重力特征

大興安嶺中南段存在明顯的重力梯度帶，具有多處布格重力異常變化區(qū)域，異常等值線主要呈北東向帶狀分布，由數(shù)條北東向、北北東向和東西向的重力異常(區(qū))帶或重力高與重力低相間出現(xiàn)的重力異常(區(qū))帶組成①內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)局，地質(zhì)礦產(chǎn)部礦床地質(zhì)研究所，長春地質(zhì)學(xué)院，北京大學(xué)地質(zhì)系.內(nèi)蒙古東南部銅多金屬成礦地質(zhì)條件及礦產(chǎn)預(yù)測，1992年。，真實(shí)地反映了黃崗梁—甘珠爾廟—烏蘭浩特深斷裂帶和嫩江深斷裂，以及近東西向西拉木倫斷裂都有的明顯特征。以嫩江斷裂為界，北西側(cè)和南東側(cè)的布格重力異常特征有明顯不同。南東側(cè)主要是方向多變的正異常;北西側(cè)主要是北北東向、北東向低值帶狀異常，并且從南東側(cè)向北西側(cè)布格重力異常值從±5×10-5m/s2驟降到 -80×10-5m/s2，形成一條北北東向的巨型重力梯度帶，反映了該斷裂構(gòu)造帶和巖漿巖的分布特征(見圖3)。

圖2 大興安嶺重力梯度帶深部結(jié)構(gòu)示意圖(據(jù)任景蘭，2002)Fig.2 Schematic diagram of deep structure in Da Hinggan Mountains gravity gradient belt

圖3 大興安嶺多金屬成礦帶中南段剩余重力異常平面圖① 內(nèi)蒙古地礦局.赤峰北部(白音諾)地區(qū)錫、鉛、鋅多金屬成礦條件及隱伏礦床預(yù)測，1990。Fig.3 Plane figure of the residual gravity anomaly in the middle and southern section of polymetallic metallogenic belt of Da Hinggan Mountains

2.2 磁場特征

航磁異常源于測區(qū)地表和其下的巖石磁性差異，并受控于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。不同的構(gòu)造單元是由磁性不同的巖石所組成，重要的區(qū)域性斷裂帶不僅是磁性較高的侵入巖石而顯示出磁性異常帶，往往還是不同構(gòu)造單元和磁場區(qū)的界限［2］。

研究區(qū)區(qū)域磁場特征表明，本區(qū)可分出自北向南5個(gè)異常特征不同的磁場區(qū)，反映了它們地下各種地質(zhì)體的磁性特征(見圖4)。

圖4 大興安嶺東南部多金屬成礦帶航磁異常平面圖(上延10 km)(據(jù)張德全等，1991)Fig.4 Plane figure of aeromagnetic anomaly in southeast section of polymetallic metallogenic belt of Da Hinggan Mountains(upward continuation of 10 kilometers)

2.2.1 五叉溝正、負(fù)異常交替磁場區(qū) 該區(qū)位于楊樹溝林場—賀根山以北，正、負(fù)異常交替出現(xiàn)的磁場總體呈北東向分布，反映了區(qū)內(nèi)廣泛分布的古生代地層和阿爾山、五叉溝等花崗巖體的磁場特征，與產(chǎn)出的矽卡巖型鐵鋅礦床(點(diǎn))和熱液型銅、鉬礦床(點(diǎn))，以及花崗巖和碳酸鹽巖的接觸帶相對(duì)應(yīng)。

2.2.2 西烏珠穆沁旗—烏蘭浩特低值磁場區(qū) 該區(qū)位于楊樹溝林場—西哲里木—賀根山以南和黃崗梁—魯北以北地區(qū)，異常走向從研究區(qū)的南西到北東，由北東向轉(zhuǎn)為北北東向，與本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造方向基本一致。異常特征是，在大面積平緩起伏的負(fù)磁場背景上，出現(xiàn)一些低值平緩異常和局部正異常及寬緩正異常帶。黃崗梁—烏蘭浩特銅鋅錫多金屬礦帶即沿該低值磁場區(qū)南側(cè)邊緣分布，礦床(點(diǎn))均在負(fù)磁場背景中的低緩局部異常區(qū)上。

2.2.3 林西—陶海營子正磁異常區(qū) 該區(qū)位于黃崗梁—魯北以南，西拉木倫河以北地區(qū)，總體呈北東向分布，磁異常區(qū)比較復(fù)雜，是在波動(dòng)正磁場的背景上疊加走向不一的局部異常，反映了該區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造-巖漿活動(dòng);與黃崗梁—甘珠爾廟斷裂帶的中酸性—酸性巖體侵入和形成諸多錫、鉛鋅、銅礦床相對(duì)應(yīng)，礦床(點(diǎn))大多產(chǎn)于正磁異常區(qū)與北西側(cè)負(fù)磁異常區(qū)交接帶的正磁場區(qū)一側(cè)。

2.2.4 烏蘭敖都正磁異常區(qū) 該區(qū)位于西拉木倫河以南，總體呈東西向分布，磁場特征為分布于正磁場背景中的正磁異常區(qū)，強(qiáng)度較大(ΔT＞200 nT)。

2.2.5 高力板正磁異常帶 該區(qū)異常帶呈北北東向展布，由一系列條帶狀異常和橢圓狀異常組成的高值磁異常帶組成，強(qiáng)度(＞50 nT)和寬度(10～20 km)都較大。異常帶在東西兩側(cè)磁場特征明顯不同，反映了嫩江深斷裂在該區(qū)所造成的磁異常的變化特征。同時(shí)，嫩江深斷裂也明顯控制了其西側(cè)的一系列銅多金屬礦床的分布。

航磁異常圖和不同方向照射陰影圖，都顯示出區(qū)內(nèi)東西向與北東向斷裂構(gòu)造的交匯處及其附近，往往有金屬礦床(點(diǎn))分布。而且，大多數(shù)金屬礦床(點(diǎn))均分布在正、負(fù)磁場交接帶的正磁場一側(cè)和負(fù)磁場背景中的局部正異常邊部。

在上延10 km的航磁異常圖(見圖4)上可以看出，這些金屬礦床(點(diǎn))大多分布在負(fù)磁場區(qū)中或靠近負(fù)磁場區(qū)邊部的等值線扭曲處，距深斷裂帶較近。如鬧牛山、蓮花山、布敦化、香山等銅多金屬礦床距嫩江深斷裂較近，黃崗梁、白音諾、浩布高、好不沁達(dá)板等鉛鋅錫礦床距黃崗梁—甘珠爾廟—烏蘭浩特?cái)嗔演^近。

3 礦床的時(shí)空分布規(guī)律

在剩余重力異常平面圖上，多金屬成礦帶內(nèi)的礦床，大多位于剩余重力異常的負(fù)異常內(nèi)，比如黃崗梁、白音諾爾、浩布高、孟恩陶勒蓋等;少數(shù)位于正異常內(nèi)，如大井子礦床等。礦床總體位于大興安嶺主峰地幔拗陷帶，受北東向構(gòu)造-巖漿帶控制，礦床呈北東向帶狀出現(xiàn)(見圖3)。

布格重力異常等值線圖和航磁異常等值線圖反映了大興安嶺地區(qū)礦帶所處的位置，分別受到老地層和燕山期構(gòu)造-巖漿帶的雙重控制，大興安嶺主礦帶就出現(xiàn)在物探異常反映出的北東向構(gòu)造-巖漿帶內(nèi)。東西向林西—天山銅多金屬成礦帶沿幔隆的北翼分布，北東向天山—突泉成礦帶沿幔隆的西翼分布，而北東向黃崗梁—甘珠爾廟—烏蘭浩特錫銅多金屬成礦帶介于大興安嶺幔拗和嫩江幔隆之間，局部重力異常扭曲部位往往是礦床或礦化集中區(qū)的產(chǎn)出部位。大多數(shù)礦床(點(diǎn))都分布于東部的上地幔隆起區(qū)和西部的上地幔拗陷區(qū)，以及兩者之間的上地幔斜坡上，特別是在西部的地殼厚度陡變帶和上地幔拗陷區(qū)的斜坡上，以及斷隆的邊部(隆中拗位置)或斷陷帶的邊部(即拗中隆位置)，尤其是深部兩組構(gòu)造線的交叉地段和深部構(gòu)造線變化的部位，更有利于礦床(點(diǎn))的形成(見圖5)。

圖5 礦床與莫霍面、構(gòu)造的關(guān)系(據(jù)張良等，2009。有修改)Fig.5 Relations of deposits with Moho and structure

4 結(jié)論

1)大興安嶺中南段，在呈北東—北北東方向展布的嫩江超殼斷裂附近，存在一個(gè)明顯的重力梯度帶，從北西到南東，地殼厚度陡減5 km，昭示著地下深部存在一個(gè)規(guī)模宏大的幔坡。

2)布格重力異常值與莫霍面起伏的正相關(guān)關(guān)系表明，松遼盆地重力高異常與大興安嶺重力低異常主要由高密度地幔的隆起和塌陷所致，幔坡引起了大興安嶺重力梯度帶的形成。

3)幔隆-幔拗內(nèi)斷裂構(gòu)造和斷隆、斷陷旁側(cè)深大斷裂控制了含礦巖漿、熱液的運(yùn)移，進(jìn)而控制了該地區(qū)礦床(點(diǎn))的分布，北東向構(gòu)造-巖漿帶與東西向構(gòu)造-巖漿帶的交匯部位，往往有礦床(點(diǎn))出現(xiàn)。

4)在東部的上地幔隆起區(qū)和西部的拗陷區(qū)以及兩者之間的斜坡上，特別是地殼厚度陡變帶以及斷隆的邊部或斷陷帶的邊部，再加上深部兩組構(gòu)造交叉地段和深部構(gòu)造線變化的部位，是大興安嶺中南段絕大部分礦床產(chǎn)出的最有利部位。

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