張洪普,李 寧,李志成,劉域田,劉宗義,郝福安,張作新
(吉林省勘查地球物理研究院,吉林長春130012)
吉林敦化-尚志地區(qū)重力調(diào)查成礦遠(yuǎn)景預(yù)測
張洪普,李 寧,李志成,劉域田,劉宗義,郝福安,張作新
(吉林省勘查地球物理研究院,吉林長春130012)
根據(jù)1∶20萬區(qū)域重力調(diào)查工作成果,以重力場特征解釋推斷構(gòu)造控巖、控礦基本規(guī)律.通過研究礦床(點(diǎn))分布與重力場關(guān)系,劃分內(nèi)生金屬礦產(chǎn)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)9處,含煤遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)3處,例舉鐵及多金屬3處,含煤遠(yuǎn)景1處.建議在這些遠(yuǎn)景區(qū)開展高精度地磁及可供源法和瞬變電磁法工作,探討深層礦體形態(tài)及空間展布規(guī)律.
成礦遠(yuǎn)景預(yù)測;控巖控礦;礦床(點(diǎn))分布重力場;敦化-尚志地區(qū);吉林省
調(diào)查區(qū)內(nèi)曾開展過較多的中-小比例尺區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)預(yù)測、成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃工作,局部地段工作程度和研究程度較高,成礦遠(yuǎn)景規(guī)劃工作均取得較好的地質(zhì)效益.本次通過“東北地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查及數(shù)據(jù)更新”項目,開展1∶20萬區(qū)域重力調(diào)查.通過重力分析、局部異常劃分,利用場的轉(zhuǎn)換,經(jīng)大量數(shù)據(jù)處理[1-3],從而獲得豐富信息.本文以重力場特征及其所反映的控巖、控礦地質(zhì)構(gòu)造信息為依據(jù),結(jié)合物化探異常及前人研究成果,進(jìn)行綜合成礦遠(yuǎn)景預(yù)測.
根據(jù)區(qū)重異常所提供的區(qū)域構(gòu)造背景和構(gòu)造巖漿巖活動帶的信息與已知化探異常(元素濃集區(qū))和已知金屬礦床(點(diǎn))的展布特征對比,可以看出本區(qū)礦床形成與構(gòu)造背景密切相關(guān),構(gòu)造(主要是斷裂)控巖、控礦明顯,有復(fù)合控礦和多級控礦的特點(diǎn).對取得資料綜合分析后發(fā)現(xiàn)有如下基本規(guī)律:
調(diào)查區(qū) F1、F2、F4、F5、F7、F21、F22等區(qū)域性斷裂,具有規(guī)模大、活動時間長、兩側(cè)巖性復(fù)雜、控巖活動特別明顯的特點(diǎn)(見圖1).綜合深部構(gòu)造特征顯示,這7條斷裂控制了整個測區(qū)的拗陷與隆起的邊界.
依據(jù)1∶20萬區(qū)域重力調(diào)查成果?吉林省地質(zhì)調(diào)查院.黑龍江五??h-沙蘭站公社1∶20萬區(qū)域重力調(diào)查報告.2009.,結(jié)合航磁、化探等綜合信息推斷的上述7條區(qū)域斷裂(帶),在長期活動過程中,對沉積建造和巖漿活動具有重要控制作用.具體敘述如下.
圖1 敦化-尚志地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1 Regional geologic map of Dunhua-Shangzhi area
F1:展布于四合屯-尚志一帶,早白堊世大砬子組、寧遠(yuǎn)村組正常沉積巖、酸性火山巖、火山碎屑巖沿斷裂帶呈北東向帶狀展布,古近系寶泉嶺組、新近系船底山玄武巖亦呈帶狀或串珠狀沿北東向分布.
F2:于沙河子-葦河一帶,晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖(T3—J1ηγ)、花崗閃長巖(T3—J1γδ)、正長花崗巖(T3—J1ξγ)呈巖基或巖株狀北東向展布,新近系船底山玄武巖沿斷裂帶斷續(xù)分布.
F4:老禿頂-紅旗二隊一帶晚三疊世冷山組中性、中酸性火山巖、火山碎屑巖呈北東向分布.晚三疊世—早侏羅世石英閃長巖(T3—J1δ0)、白堊紀(jì)石英正長巖(Kξ0)沿斷裂分布.
F5:晚三疊世—早侏羅世(T3—J1)正長花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖,晚侏羅世正長花崗巖呈巖株狀北東向展布,早白堊世寧遠(yuǎn)村組酸性火山巖、火山碎屑巖及正常沉積碎屑巖呈北東向條帶狀展布.
F7:控制了新近系土門子組湖沼相細(xì)碎屑巖、船底山玄武巖展布,早侏羅世花崗閃長巖沿斷裂分布.另古近紀(jì)虎林組正常沉積巖夾玄武巖、褐煤及油頁巖北東向分布.
F21:晚三疊世—早侏羅世花崗閃長巖(T3—J1γδ),晚侏羅世正長花崗巖(J3ξγ)、早白堊世石英正長巖及晚白堊世海浪組沿斷裂分布.
F22:早白堊世寧遠(yuǎn)村組酸性火山巖、火山碎屑巖,淘淇河組礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖沉積建造呈南北向沿斷裂分布.
綜上所述,各推斷斷裂(帶)均為區(qū)內(nèi)重要的控巖斷裂帶,部分?jǐn)嗔堰€控制了新生代含煤建造,成為尋找煤炭資源的成礦遠(yuǎn)景區(qū).此外,斷裂(帶)主要控制了中生代沉積建造和巖漿活動的特點(diǎn),也說明了中生代為各斷裂帶強(qiáng)烈活動期,新生代以來斷裂持續(xù)活動.
由于本區(qū)經(jīng)受了多旋回的構(gòu)造運(yùn)動,新元古代—中新生代沉積建造發(fā)育,多期次不同規(guī)模的巖漿活動及各階段多期的斷裂活動,為多金屬礦床(點(diǎn))的形成和富集提供了物質(zhì)來源(包括水源、熱源)和賦存空間,同時也導(dǎo)致礦床的成因極為復(fù)雜,此是各期成礦的特點(diǎn).
對控礦起主導(dǎo)作用的是斷裂及其控制的巖漿巖帶,因此本區(qū)礦床(點(diǎn))具有普遍沿斷裂帶及巖漿巖帶分布的特點(diǎn).主要控礦斷裂可概括如下.
深大斷裂 F5以及次級斷裂 F2、F3、F4、F6、F21、F22的長期活動,控制了測區(qū)巖漿活動,導(dǎo)致巖漿演化及其分異作用,從而進(jìn)一步導(dǎo)致成礦作用和礦化富集.次一級斷裂構(gòu)造及其復(fù)合部位,特別是與其所控制的巖株或巖基的復(fù)合部位,成為調(diào)查區(qū)礦床(點(diǎn))分布的主要空間.F2、F3、F4、F5與 F19、F21交匯部位是控制本區(qū)最主要的銅、鐵、鉛、鋅、錳等金屬礦產(chǎn)的有利部位.
F1、F7兩條北東向斷裂帶控制了新生代斷陷盆地,斷陷盆地內(nèi)新生代地層為重要的含煤建造,是尋找煤炭資源有利空間.
深大斷裂的控巖作用,不僅是深源巖漿和熱能的通道,同時強(qiáng)烈的斷裂活動本身導(dǎo)致能量釋放,促使花崗巖化的強(qiáng)化和新生,誘發(fā)了重熔-再生巖漿的形成,并決定其侵位(定位),從而促使圍巖蝕變和各時期沉積的含礦建造中的成礦物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移、富集.巖石中成礦元素的豐度隨著多旋回、多階段的構(gòu)造變動而不斷增加,以致形成礦床.
東西向構(gòu)造在本區(qū)屬早期的構(gòu)造帶,與其他方向構(gòu)造交匯的復(fù)合部位具有明顯的控礦作用.東西向斷裂的長期活動,導(dǎo)致巖漿的演化及分異,從而進(jìn)一步促進(jìn)成礦作用和礦化富集.如F10、F11、F13與北西向斷裂交匯處及其附近已發(fā)現(xiàn)了礦點(diǎn),再如F11一面坡西南發(fā)現(xiàn)鉛、鋅等礦點(diǎn),F(xiàn)13斷裂西端南哈垃子河發(fā)現(xiàn)金礦點(diǎn)等.
本區(qū)布格重力異常及其剩余異常、二階導(dǎo)數(shù)異常提供的各類特征及信息表明,主要控巖、控礦構(gòu)造和隱伏巖體(酸性巖體、中性巖體)及礦化蝕變區(qū),均與重力場的某些特征具有一定的關(guān)系,亦間接表明礦床(點(diǎn))的分布與重力場的某些特征標(biāo)志存在密切關(guān)系.這也就為礦床(點(diǎn))的分布規(guī)律及其與重力場、局部異常的關(guān)系研究,進(jìn)而為以后應(yīng)用重力資料為主結(jié)合其他物化探資料進(jìn)行成礦預(yù)測提供了依據(jù)(圖2).
局部重力低多數(shù)為隱伏酸性巖體(花崗巖體)引起,如二十三公里(L-21)、新立屯(L-25)、三股流(L-27)、三禿頂子西北(L-30)、二道哈塘(L-34)等重力低.而花崗巖體與成礦關(guān)系相當(dāng)密切,因?yàn)榛◢弾r在形成和不斷發(fā)育演變過程中,礦質(zhì)不斷活化轉(zhuǎn)運(yùn)和集中,提高了巖石中成礦元素的豐度,巖漿期后通過熱液環(huán)流進(jìn)一步淬取含礦建造中的成礦物質(zhì),形成含礦熱液,并在適當(dāng)?shù)奈锢砼c化學(xué)條件下富集成礦.
根據(jù)已知二道哈塘、三股流多金屬礦點(diǎn)資料,礦點(diǎn)處于重力低異常區(qū),域內(nèi)巖性有晚三疊世—早侏羅世正長花崗巖、晚侏羅世正長花崗巖、晚三疊世—早侏羅世堿長花崗巖.另外航磁異常由多個正向封閉圈組成.
在依蘭-舒蘭斷裂帶上,四合屯-尚志段L-11、L-13、L-24號異常及敦化-密山斷裂帶上鏡泊-金坑L-38號異常均屬重力低異常區(qū),均與新生代盆地有關(guān),四合屯-尚志段有3處見煤點(diǎn).總之區(qū)內(nèi)新生代盆地是尋找煤炭資源有利地帶.
區(qū)內(nèi)局部重力高異常多呈北東向展布,水平梯度相對陡的偏多.通過對地質(zhì)、化探、航磁資料的綜合分析,認(rèn)為局部重力高分布在高背景場的比較多,即多在隆起帶上,為高密度巖石增厚的反映,實(shí)質(zhì)上亦是巖石密度差異的結(jié)果.將剩余異常平面圖與地質(zhì)圖對比后,可以直觀地發(fā)現(xiàn),剩余重力高異常均處在斷裂帶附近,說明構(gòu)造對重力場的控制作用.這為間接利用重力異常找礦提供了依據(jù).
調(diào)查區(qū)內(nèi)重力高異常的長軸、短軸與斷裂周邊分布的隱伏、半隱伏的巖體有密切關(guān)系.
圖2 重力推斷成果及成礦遠(yuǎn)景預(yù)測圖Fig.2 Gravity interpretation and metallogenic prospect prediction
G-26號重力高異常位于向陽山幅南哈垃河子一帶,在該異常區(qū)有金礦點(diǎn),出露的巖性主要為晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖及花崗閃長巖.
G-12號重力高異常位于五常縣幅前寶龍殿一帶,該異常區(qū)內(nèi)有金、銅礦點(diǎn),出露巖性為晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖.
G-22號重力高異常位于一面坡幅六里地-紅旗二隊一帶,異常位于F3、F4與F21斷裂交匯部位,在六里地附近有銅礦點(diǎn).該異常地段出露的巖性主要為早白堊世石英正長巖及晚三疊世冷山組安山巖、角礫凝灰?guī)r、夾板巖.
G-37號重力高異常位于敦化縣幅朱敦店-爾站河口,異常內(nèi)有銅礦點(diǎn),并伴有F6號斷層,塔東鐵礦在異常區(qū)內(nèi),出露的地層為古元古代塔東群.
重力梯度帶主要是斷裂構(gòu)造或巖相密度差異的反映.斷裂對控巖、控礦的作用已顯為人知.本區(qū)在重力場上延圖上反映為兩隆兩拗特征.隆與拗接觸部位是重力異常梯度帶部位,說明梯度帶是深部構(gòu)造的接合部位,因而對于深部礦源的活動、演化都有著重要的控制作用.
F2、F5、F6都是處于隆起與拗陷接觸部分,是成礦的有利部位.在這些斷裂帶上均有化探異常,利用這一特征,將為礦產(chǎn)預(yù)測提供依據(jù).
礦產(chǎn)遠(yuǎn)景區(qū)是根據(jù)本區(qū)礦產(chǎn)具有的構(gòu)造控巖、控礦等多元特點(diǎn).以重力場及其位場轉(zhuǎn)換后提供的綜合信息為依據(jù),以地質(zhì)背景及成礦條件為基礎(chǔ),并結(jié)合已知礦(點(diǎn))床分布及地球化學(xué)場資料,綜合考慮成礦條件的有利程度后進(jìn)行劃定.
找礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分原則如下.
A類遠(yuǎn)景區(qū):
處于重力推斷的不同方向的斷裂構(gòu)造帶交匯形成的構(gòu)造異常,特別是深部斷裂異常;
處在重力異常所反映的斷裂構(gòu)造附近(深部構(gòu)造拗陷帶與隆起帶邊緣過渡帶);
處于深部花崗巖帶上方或鄰區(qū),淺部有隱伏、半隱伏巖體,出露有小侵入體(巖株、巖脈);
已知有礦點(diǎn)(床)地區(qū);
地質(zhì)成礦條件特別有利的地段,有利的構(gòu)造部位(次級背斜);
化探有 Pb、Zn、Sn、Ag、Cu、Hg、Mo 等元素組合異常濃集區(qū).
B類遠(yuǎn)景區(qū):
大體具有A類遠(yuǎn)景區(qū)的某些重力異常信息,但綜合信息較少;
有已知礦點(diǎn),但目前尚未發(fā)現(xiàn)有意義的礦床;地質(zhì)成礦條件較有利,有一定的找礦潛力.
依據(jù)重力資料劃分礦產(chǎn)遠(yuǎn)景區(qū)12處,其中金屬礦產(chǎn)A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)5處(A1—A5),B類找礦遠(yuǎn)景區(qū)4處(B1—B4),煤炭資源預(yù)測區(qū) 3處(圖2).
依據(jù) 1∶20 萬區(qū)調(diào)地質(zhì)報告、1∶20 萬化探報告、1∶25萬區(qū)調(diào)地質(zhì)報告?黑龍江地質(zhì)調(diào)查研究總院.亞布力幅1∶25地質(zhì)調(diào)查報告.2007.,區(qū)內(nèi)共有已知鐵及多金屬礦(化)點(diǎn)15處.鐵及內(nèi)生金屬礦(化)點(diǎn)主要成因類型有接觸交代型、熱液型、巖漿型、火山巖型.礦(化)點(diǎn)主要分布在花崗巖帶及構(gòu)造單元接觸帶上.成礦空間分布與地質(zhì)構(gòu)造、巖漿作用和圍巖性質(zhì)有著密切關(guān)系.
遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測采用1:20萬區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域化探,1:25萬區(qū)域地質(zhì)資料為基礎(chǔ),以重力資料為依據(jù),劃分A類與B類遠(yuǎn)景區(qū),將調(diào)查區(qū)內(nèi)生金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分為9個區(qū).各遠(yuǎn)景區(qū)概況簡述如下.
(1)永勝林場-梨樹溝采運(yùn)段鐵、多金屬找礦區(qū)(A3)
位于區(qū)內(nèi)西部北西向長條分布,長20km,寬13km,面積約260km2.
本區(qū)主要位于重力資料推斷的三級構(gòu)造單元沙河子-亞布力拗陷內(nèi).出露了新元古代張廣才嶺群、新興組變質(zhì)巖、砂巖、板巖、大理巖等.重力局部異常為L-28異常區(qū).侵入巖主要為晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖、花崗閃長巖.區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,有重力推斷F4、F9兩組斷層.兩組構(gòu)造交匯處,為成礦提供了有利條件.已發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn).區(qū)內(nèi)分布有1∶20萬水系沉積物組異常3處:向2001-23、向2001-28、向2001-29號,主要成礦元素有 Cu、Fe、Mo、Sb、W、Co、Mn、Bi、Ag等.化探推斷為三級預(yù)測區(qū).
綜上所述,本區(qū)找礦地質(zhì)條件較為有利,有礦(化)點(diǎn)相鄰,化探異常明顯,尋找鐵為主多金屬礦種前景較大.
(2)南大豬圈—沙河子貴金屬找礦區(qū)(A1)
位于區(qū)內(nèi)中部沙河子北,長20km,寬12km,面積約240km2.
該區(qū)位于重力資料推斷的三級構(gòu)造單元沙河子—亞布力拗陷內(nèi).出露的巖性主要為新元古代張廣才嶺群固安屯組,侵入巖為新元古代花崗巖.重力局部異常有G-26號異常.
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育有北東、北西、東西向F16、F13、F2斷層.3組斷層交匯處,為成礦提供了有利條件.已發(fā)現(xiàn)有金礦點(diǎn).在該區(qū)內(nèi)分布有1∶20萬水系沉積物異常2處,即向2001-Hs-7、向2001-Hs-5號異常區(qū).主要成礦元素有 Pb、Fe、Ni、Au、As、Hg、Sb、Bi、V、Co、Cr等,化探為三級預(yù)測區(qū).
綜上所述,本區(qū)找礦地質(zhì)條件較為有利,有金礦(化)點(diǎn),尋找貴金屬礦產(chǎn)前景較大.
(3)躍進(jìn)站-紅旗二隊有色金屬找礦區(qū)(B3)
位于調(diào)查區(qū)中東部紅旗二隊,長30km,寬10km,面積約300km2.
該遠(yuǎn)景區(qū)位于重力資料推斷的三級構(gòu)造單元沙河子-亞布力拗陷內(nèi).出露的巖性有上三疊統(tǒng)冷山組,侵入巖有晚三疊世-早侏羅世花崗閃長巖、早白堊世石英正長巖.在六里地北有銅礦(化)點(diǎn).重力局部異常有G-22號異常.區(qū)內(nèi)斷裂有北東向F3、F4斷層和北西向F20、F21斷層,遠(yuǎn)景區(qū)處在4條斷層交匯處,是成礦有利地帶.位于 1∶20萬水系沉積物 Hs-45、46、41號異常區(qū)內(nèi).其中有 Pb、Co、Mn、Cu、Ni、Fe、Bi、Zn 等元素異常.綜上所述,該區(qū)為尋找銅等有色金屬遠(yuǎn)景區(qū).
調(diào)查區(qū)內(nèi)成煤時代為新生代古近紀(jì),含煤建造為古近系虎林組、寶泉嶺組.
古近系虎林組(Eh)、寶泉嶺組(Eb)以陸相細(xì)碎屑巖為主,夾多層褐煤、油頁巖.1∶20萬地質(zhì)圖虎林組主要分布于敦密斷裂帶,寶泉嶺組主要分布于依蘭-舒蘭斷陷帶[4]、四合屯-尚志一帶.在四合屯、勝利、尚志有 3 處煤礦點(diǎn).在敦-密斷裂帶[5]、敦化-金坑一帶,煤系地層伏于玄武巖下.古近系含煤盆地在重力資料上呈現(xiàn)重力低異常.
依據(jù)已知煤礦點(diǎn)空間展布,結(jié)合重力資料,在L-11、L-13、L-2、L-38 局部異常區(qū)確定為找煤遠(yuǎn)景區(qū).
通過以重力異常研究為基礎(chǔ),結(jié)合航磁、遙感、地球化學(xué)和地質(zhì)資料的綜合分析,系統(tǒng)地探討研究區(qū)內(nèi)巖漿巖的活動規(guī)律及其發(fā)育展布特征,總結(jié)了區(qū)分判別隱伏、半隱伏異常的標(biāo)志及推斷方法,分析了巖體的分布規(guī)律,共圈定隱伏、半隱伏花崗巖體8個.這8個低密度花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖巖體,其中隱伏巖體為 L-25、L-28、L-18,半隱伏型巖體為 L-21、L-27、L-30、L-34、L-35.根據(jù)地質(zhì)模型,結(jié)合模擬計算方法,探討了巖體的發(fā)育演化及定位方式,認(rèn)為花崗巖的定位深度均在上部地殼硅鋁質(zhì)層上部,下界一般小于15km,巖基的深度約為10~12km.巖漿巖的空間展布和定位與深部構(gòu)造背景有著極為密切的關(guān)系,明顯受深部界面起伏的制約.本次深入探討了隱伏巖體在尋找隱伏礦產(chǎn)中的作用及其成礦關(guān)系和找礦標(biāo)志,構(gòu)造控巖和礦點(diǎn)與重力場關(guān)系.利用重磁資料綜合解釋,圈出了成礦遠(yuǎn)景區(qū)12處,其中多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)9處,煤資源遠(yuǎn)景區(qū)3處,為今后找礦工作部署提供了綜合信息和依據(jù).
建議在這些遠(yuǎn)景區(qū)開展1∶5萬區(qū)域地質(zhì)測量,開展高精度地磁,選擇可控源、瞬變電磁法研究深層礦體形態(tài)及空間展布規(guī)律.
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METALLOGENIC PROSPECT PREDICTION BY GRAVITY SURVEY IN DUNHUA-SHANGZHI AREA,JILIN PROVINCE
ZHANG Hong-pu,LI Ning,LI Zhi-cheng,LIU Yu-tian,LIU Zong-yi,HAO Fu-an,ZHANG Zuo-xin
(Jilin Institute of Geophysical Survey,Changchun 130012,China)
Based on the result of 1∶200000 regional gravity survey,the characteristics of gravity field in Dunhua-Shangzhi area,Jilin Province are interpreted to infer the structural controlling regularities to rocks and ores.With study on the relationship between the distribution of deposits and the gravity field,some metallogenic prospect areas are predicted,involving 9 endogenetic metal prospect areas,4 coal-bearing areas and 3 iron-polymetal areas.High-precision geomagnetic and transient electromagnetic methods areas are suggested to probe the shapes and spatial distribution laws of the orebodies in the prospect areas.
metallogenic prospect prediction;rock and ore controlling;distribution of deposits;gravity field;Dunhua-Shangzhi area;Jilin Province
1671-1947(2011)04-0249-06
P612;P631.1
A
2011-06-15;
2011-07-19.編輯:張哲.
張洪普(1963—),男,高級工程師,從事地球物理勘探工作,通信地址長春市朝陽區(qū)樺甸街777號,E-mail//853162988@QQ.com