大比例尺地球化學方法應用范文

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《地質與資源雜志》2015年第一期

1研究區地質－構造特征

研究區位于內蒙古自治區與黑龍江省接壤部分，呼倫貝爾市阿榮旗北部.地理位置在東經123°00′，北緯48°20′，大興安嶺山地與松嫩平原過渡區，屬于大興安嶺中段森林淺覆蓋區.該區構造發育，伊爾施早華力西地槽褶皺帶與東烏珠穆沁旗晚華力西地槽褶皺帶接觸部位，而被大興安嶺中生代火山巖帶切割，位于興安地槽褶皺系.大興安嶺火山噴發帶東西分別由嫩江-八里罕斷裂和烏奴耳斷裂隔開，斷裂兩側分別為嫩江斷陷盆地和海拉爾盆地.研究區位于嫩江斷裂帶的西側，發育各個時期的北東向壓性-壓扭性構造和北北西向脆性斷裂.東側為隆起帶與斷陷盆地相聯結處，為嫩江-八里罕斷裂帶，沿嫩江河谷延伸.區內古生界、中生界及新生界地層均有分布.古生界為上二疊統林西組（P3l），主要為一套板巖、變質砂巖、變火山灰凝灰巖夾細礫巖.中生界為下三疊統老龍頭組（T1l），白堊系下統光華組一段（K1gn1）、光華組二段（K1gn2），白堊系下統甘河組（K1g）.老龍頭組為一套變安山巖夾（或互層）陸相碎屑巖組合；光華組一段主要巖性為火山碎屑沉積巖為主夾灰黑色油頁巖，光華組二段主要巖性為中酸性火山巖-火山碎屑巖.新生界主要為第四系，侵入巖主要為中生代的中酸性巖類，以中深成的花崗巖巖基為主（圖1）［13］.

2地球化學圖推斷構造的原理及準則

在相同的大地構造單元或區域地質條件下，成礦地球化學元素無論在成礦能量或在富集程度上都是不均衡的.空間上就造成某些地段某些元素富集，某些元素相對含量較低，即地球化學元素在時空上的疊加性.其體現的是親和勢相同或相近的地球化學元素整體間的關聯性，每一種分帶呈現相近的元素地球化學分布特征的相似性［4，14］.斷裂構造對元素背景的變化控制主要表現在以下幾個方面［3］：（1）沿斷裂帶大多數元素含量發生突變，形成地球化學梯度陡變帶；（2）沿斷裂帶常出現具熱液特征的元素異常，且呈帶狀、線狀、串珠狀分布；（3）沿大多數斷裂帶，部分元素發生局部、帶狀貧化，形成帶狀、線狀、串珠狀分布的低含量區域.葉天竺等［15］認為反映大斷裂或區域性斷裂構造的特征線，多數是地球化學異常組的界線，反映控制異常分布規律的特征線，多是地球化學富集區或異常軸線.依據上述特征，在利用地球化學圖推斷構造時遵循以下準則：（1）不同地球化學場的分界線；（2）地球化學等量線寬窄突變；（3）地球化學等量線發生同步扭曲；（4）地球化學等量線沿一定方向有規律地出現密集帶；（5）串珠狀排列的局部正、負地球化學場；（6）正、負異常軸、帶發生有規律的錯斷.根據上述原理在研究區推斷出斷裂構造19條.對研究區銅和砷不同地球化學場分布可以看出，這兩個元素的正、負地球化學場分界線明顯為地層與侵入巖巖性界線.再對同一地球化學場內的微觀地球化學場分布進行研究劃分，對本區進行地質體或地球化學分區（圖2）.

3各推斷構造帶及地質體地球化學特征

F1斷裂位于研究區北西端，呈北東向，為銅的低背景區.F2斷裂帶呈北西向，斷裂分別穿越銅的高背景和低背景，在斷裂帶北西端銅低背景區形成地球化學梯度陡變帶，南東端銅的高背景區沿著斷裂出現明顯錯斷，沿著斷裂總體上表現為串珠狀的背景含量分布.F3斷裂帶沿查巴奇-七一溝里一帶呈北東向延伸，南西端止于阿倫河河谷，北東端止于晚侏羅世粗中粒二長花崗巖，斷裂帶被F2斷裂截斷，反映了斷裂帶之間的新老關系.南西端為不同地球化學場的分界線，北東端分布于地球化學梯度陡變帶，該特征尤以砷元素表現明顯.F4斷裂帶北西向分布，由銅的串珠狀低背景場組成，砷元素表現為地球化學等量線發生同步扭曲.F5、F6斷裂帶北東向分布，均由銅的串珠狀較高背景組成.F7斷裂帶由串珠狀排列的局部正、負地球化學場組成，分布于阿倫河河谷與巖體接觸部位，該斷裂帶應歸屬于阿倫河大斷裂.F8斷裂帶北西向分布，地球化學特征與F4斷裂帶地球化學特征極為相似.F9斷裂帶北東向分布，由銅和砷的串珠狀高背景組成.F10、F11斷裂帶為銅的串珠狀較高背景組成，分別呈北東向和北北東向分布.F12斷裂帶由一北西突出的弧形帶，該弧形帶兩側銅和砷元素均為高背景與低背景及較低背景分界線.F13斷裂帶由銅的串珠狀高背景場組成，緊鄰斷裂帶南西側為銅和砷的不同地球化學場的分界線，且地球化學等量線發生同步扭曲，推測該斷裂帶應為花崗巖侵入界線.F14—F18斷裂帶由銅的串珠狀低背景場組成，斷裂帶展布方向不同.F19斷裂帶由帶狀的銅和砷的地球化學高背景場組成，斷裂帶呈北東向分布.劃分圈定的地球化學區即地質單元，與結合野外地質調查得到的地質概況一致，銅和砷地球化學低背景區推測為侵入巖區，地球化學低背景和較低背景對應著不同的侵入體.銅和砷地球化學高背景區推測為研究區古生界上二疊統林西組板巖、變質砂巖、變火山灰凝灰巖夾細礫巖和中生界下三疊統老龍頭組變安山巖夾（或互層）陸相碎屑巖組合，根據野外調查及變質作用特征，為區域動力熱流變質巖和接觸熱變質巖.地球化學背景區推測為光華組一段火山碎屑沉積巖為主夾灰黑色油頁巖及光華組二段中酸性火山巖-火山碎屑巖.

4地球化學推斷斷裂的可靠性分析

斷裂構造對地球化學元素異?？臻g分布和形態具有明顯的控制作用，綜合地質、地球物理、遙感信息等對研究區推斷的19條斷裂帶進行對比研究表明，多條斷裂帶與野外地質調查實測或推測斷裂、地球物理方法推測、遙感信息解譯得到的斷裂一致（見圖3）.F1斷裂帶與地質推測F1斷裂、遙感解譯北東向斷裂一致，野外地質觀察地表可見明顯的斷層三角面.F2為研究區較大的一條斷裂帶，是本區較晚的斷裂，切割研究區F3、F5、F6斷裂帶.F3斷裂帶被F2斷裂帶切割，與地質推測斷裂F11（查巴奇-柳毛溝韌性剪切帶）及遙感解譯得到的斷裂帶吻合.野外地質調查采集石英變形特征表明，該斷裂帶為右旋推覆剪切性質，即由北西向南東方向推覆，同時還有斜向逆沖特點.F5、F6斷裂帶北東向平行分布，可能為一條斷裂帶被北西向F2斷裂帶切割形成，與地質調查推測F13斷裂一致，野外觀察顯示為一碎裂巖化石英閃長巖帶，寬度達數百米，可見該主斷裂具有近于水平的階步，性質為右行走滑斷裂.F7斷裂位于地質推測斷裂F10、地球物理方法推測斷裂F1西側，并與二者同向分布，該斷裂帶可能為阿倫河斷裂帶.F8斷裂帶與地質調查推測斷裂F15及遙感解譯斷裂一致，根據野外觀察該斷層性質為右行斷層，斷層切割光華組火山巖.F9斷裂帶與地質推測斷裂帶立新六隊－黎明村斷裂吻合.F10、F11斷裂帶與地質推測尉家點和黎明村處的兩條斷裂帶一致，與地球物理推測F3深斷裂一致.地球物理特征顯示斷裂傾角較陡，是一條較寬的斷裂帶，沿斷裂帶有多處不同時期的巖體侵入，次級斷裂和脈巖也較發育.F12弧形斷裂帶推測為右側區域為光華組火山盆地界線.F13斷裂帶位于團結屯，與地質推測斷裂重疊.在F14斷裂帶處地質調查及遙感解譯結果顯示均存在同向及規模相近的斷裂，與地球物理方法推測深斷裂F3一致.F15、F18斷裂帶北西向分布，地質調查及遙感解譯結果顯示均存在同向及規模相近的斷裂.F16、F17斷裂帶北東向展布，與地質調查推測及遙感解譯斷裂極為吻合.F19斷裂帶位于研究區東南端新興屯處，遙感解譯顯示該處存在環形構造，地質調查推測該斷裂處存在規模相對較小的斷裂帶.從劃分圈定的地球化學區看，多數地球化學場的分界線準確地反映了地層與侵入體的接觸帶，明顯的地球化學高、低背景場分別對應著地層與侵入體.該方法難以解決部分同成分的侵入巖、火山巖和變質巖的進一步識別問題，如研究區火山巖為光華組一段及光華組二段火山巖-火山碎屑巖需進一步填圖.

5結論與討論

依據成礦元素地球化學圖推斷斷裂構造顯示結果較為可靠，推斷出的斷裂基本與野外地質觀察及地球物理、遙感解譯得到的斷裂一致.成礦元素含量空間分布及組合含有豐富的地球化學信息，地球化學場的分界線往往是地質體的接觸帶，地球化學明顯的高低背景場對應著不同的地質單元.本區成礦元素銅、砷明顯的地球化學高背景場與研究區古生界和中生界變質巖具有良好的對應關系.區域動力熱流變質和接觸熱變質作用為成礦元素富集提供了必要條件.在研究區東南部火山機構區，銅和砷地球化學圖表現為明顯的弧形地球化學背景.從本研究區地球化學分區與實際地質單元對應關系看，存在一個地球化學區對應數個地質單元，同時也存在一個地質單元包括了數個地球化學分區的情況，但是可以看出在本地區地層與侵入巖對應著明顯不同的銅和砷的地球化學場，以砷尤為明顯.水系沉積物成礦元素地球化學信息可以概略地推斷地質體，銅和砷元素相對其他元素更具有優勢.因此，在其他地區地質填圖工中可嘗試應用銅和砷地球化學提供的信息.在實際應用中依靠地球化學信息推斷構造、地質填圖等應注意與地質、地球物理、遙感等方法緊密結合，以使其更可靠地為構造推斷、地質填圖等提供輔助信息，合理地引入地球化學信息可增加地質填圖、礦產調查研究的信息量.

作者：戴慧敏 金鑫 孫中任 馮雨林 宮傳東 鄭春穎 單位：沈陽地質礦產研究所 中國地質調查局 沈陽地質調查中心 中國地質大學 地球科學與資源學院 遼陽市鏵子鎮政府