黔東地區(qū)航磁特征與巖性構(gòu)造填圖

王衛(wèi)平， 吳成平， 馬勛表

(中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

0 引言

黔東地區(qū)地形復(fù)雜，植被茂密，地表為大面積的沉積巖分布區(qū)，僅在梵凈山一帶分布有少量的基性—超基性巖體。該區(qū)分布有許多熱液型礦產(chǎn)，礦床成因較為復(fù)雜，因此，在該區(qū)尋找具有一定規(guī)模的隱伏巖體就顯得尤為重要。該區(qū)以往航空物探工作程度很低，均為20世紀(jì)70年代以前飛行的中小比例尺的低精度航空磁測。地面物探由于施工困難，區(qū)域性物探研究程度相對較低。2014年中國國土資源航空物探遙感中心在該區(qū)開展的1∶5萬高精度直升機航磁測量，由于飛行高度低、測量精度高，因此獲得了較高的分辨率，獲得了豐富的磁場信息，展現(xiàn)出多個不同磁場背景及磁異常特征，為研究該區(qū)區(qū)域構(gòu)造、巖漿巖分布提供了重要的依據(jù)。通過高精度航磁資料研究，并綜合其他地質(zhì)、物探資料，總共新圈定具有一定規(guī)模的隱伏巖體7處、蝕變巖15處，新圈定不同規(guī)模的斷裂17條。上述成果對黔東地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究和找礦具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

黔東地區(qū)地層發(fā)育齊全，出露有元古宇、古生界、中生界和新生界(圖1)。薊縣系、青白口系、南華系、震旦系及志留系以海相碎屑沉積為主，寒武系、奧陶系、二疊系及三疊系則是海相碳酸鹽巖占優(yōu)勢，侏羅系為內(nèi)陸盆地河湖相沉積組合，白堊系為山間盆地沉積，第四系為內(nèi)陸山地多成因松散堆積[1]。測區(qū)巖漿巖發(fā)育程度一般，侵入巖體主要分布在梵凈山地區(qū)、鎮(zhèn)遠(yuǎn)地區(qū)，超基性—基性巖主要包括輝石橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖和輝綠巖，中酸性巖主要包括花崗巖、閃長巖等[2]。EW向斷裂明顯控制著巖帶的展布方向，巖體直接產(chǎn)出于近EW向或NE向的斷裂破碎帶中。在大斷裂附近，尤其大斷裂交叉處有小型基性—超基性侵入巖體。

測區(qū)位于揚子陸塊南東部，以三都—凱里—(花垣)斷裂帶為界[3-4]，北西側(cè)為上揚子地塊，南東側(cè)為江南復(fù)合造山帶。即測區(qū)位于揚子陸塊的江南地塊西南端，屬于雪峰山隆起區(qū)，西鄰黔南凹陷，東臨湘中凹陷[5-6]。

斷裂以NE向為主，其次為NNE向、NW向斷裂，以及近EW向斷裂。規(guī)模較大的斷裂主要為近EW向的鎮(zhèn)遠(yuǎn)—貴陽斷裂和NE向的三都—凱里斷裂，以及可能與麻江隆昌鉀鎂煌斑巖關(guān)系密切的開遠(yuǎn)—平塘隱伏深斷裂。其他斷裂一般規(guī)模相對較小，主要分布在黔東南、凱里—鎮(zhèn)遠(yuǎn)以及至銅仁一帶的一系列NE、NNE及近EW向斷裂構(gòu)造，有的斷裂雖然展布較長，但大多由尖滅再現(xiàn)的一系列斷層構(gòu)成，甚至為大型節(jié)理，斷裂破碎帶寬度相對較小。

圖1黔東地區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)全國1∶50萬地質(zhì)圖)

Fig.1GeologicmapofEasternGuizhou(allordingtothe1∶500000geologicalmapofChina)

2 航磁磁場特征與巖漿巖

本次1∶5萬高精度航磁測量獲得了豐富的磁場信息(圖2)，展現(xiàn)出多個不同磁場背景及磁異常特征區(qū)，區(qū)域磁場整體上表現(xiàn)為從南到北逐漸增強。在鎮(zhèn)遠(yuǎn)至茶店鎮(zhèn)北西部為相對升高磁場，磁異常走向以NE向、NNE向為主，區(qū)域性低緩升高磁場是由具有微弱磁性的大面積變質(zhì)巖引起。在梵凈山一帶，存在NE向展布的強度較大、梯度較陡的航磁異常帶，是由隱伏或半隱伏的基性—超基性巖體引起，石阡至江口一帶分布一些呈弧形展布、低緩的航磁異常條帶，是由沿斷裂充填的中酸性巖脈引起。測區(qū)中部黃平至新晃一帶，在區(qū)域性降低平靜磁場背景上，分布一些以NE向為主的條帶狀低緩異常。風(fēng)化剝蝕變薄的變質(zhì)巖呈無磁或極弱磁性，這是該磁場區(qū)呈降低負(fù)磁場的原因。凱里至銅林鎮(zhèn)以南地區(qū)，在區(qū)域性降低負(fù)磁場的背景上，分布一些規(guī)模較大的磁異常。在雷公山一帶，分布有規(guī)模較大、梯度較陡的磁異常，在重力垂向一階導(dǎo)數(shù)上對應(yīng)相對重力高，認(rèn)為是隱伏的超基性巖引起，在該超基性巖體的東南邊緣存在一些規(guī)模相對較小、梯度較陡的磁異常，認(rèn)為是基性巖和蝕變巖引起。在凱里東、反迷村一帶分布有規(guī)模較大的低緩升高磁異常，在重力垂向一階導(dǎo)數(shù)上對應(yīng)重力低，認(rèn)為是隱伏的、規(guī)模較大的中酸性巖體引起。

圖2 黔東地區(qū)航磁ΔT平面圖

上述磁場特征是不同構(gòu)造、巖漿活動、地層及巖性分布區(qū)的綜合反映，為本區(qū)劃分?jǐn)嗔褬?gòu)造，圈定各類巖漿巖、磁性變質(zhì)巖等奠定了基礎(chǔ)。由航磁ΔT等值線平面圖(圖2)可以看出，本區(qū)區(qū)域磁場相對比較平靜，磁場變化幅度一般為-20～20 nT之間，僅在雷公山、梵凈山地區(qū)磁場相對較強，最高可達(dá)440 nT。

2.1 基性—超基性巖體

研究區(qū)超基性侵入巖巖性主要為輝石橄欖巖、橄欖輝石巖，基性巖巖性主要為輝石巖、輝長輝綠巖和輝綠巖。據(jù)物性統(tǒng)計可知，輝橄巖磁化率平均值為2 950.33×10-5SI，變化范圍(254～7 922)×10-5SI,若超基性巖體出露地表或埋藏較淺，通常引起梯度較陡的尖峰狀強磁異常。若超基性巖體埋深較大，多對應(yīng)具有一定幅度、曲線圓滑的中強磁異常。本區(qū)基性侵入巖呈中弱磁性，如輝綠巖磁化率變化范圍為(52～402)×10-5SI，若具有一定規(guī)?？梢砸鹬械头鹊暮酱女惓?。

圖3-1、3-2為月亮壩地區(qū)航磁、地質(zhì)綜合對比圖。通過分析各類航磁ΔT平面圖可以看出，出露部分的超基性巖體在航磁ΔT剖面平面圖中顯示為梯度陡、強度大、正負(fù)伴生的異常群，隱伏部分表現(xiàn)為具有一定幅度的寬緩異常(圖3-1(a))，并在重力垂向一階導(dǎo)數(shù)圖上對應(yīng)重力高(圖3-1(b))； 經(jīng)航磁ΔT化極轉(zhuǎn)換處理后異常群特征更加醒目，零等值線封閉，邊界清晰。對隱伏部分的航磁異常進(jìn)行切線法和人機交互反演計算，獲得磁性體頂部埋深970 m,磁化率600×10-5SI。鑒于異常群所處的大地構(gòu)造位置，且北東部分地表對應(yīng)有基性—超基性巖體出露，依據(jù)巖石物性，推斷航磁反映的強磁異常群由規(guī)模較大的、明顯向南西側(cè)傾伏的半隱伏基性—超基性巖體引起。

(a) 航磁ΔT平面圖 (b) 重力垂向一階導(dǎo)數(shù)圖

圖3-1月亮壩地區(qū)航磁、地質(zhì)綜合對比圖

Fig.3-1ComprehensivecontrastofaeromagneticandgeologyinYueliangbaArea

(c) 區(qū)域地質(zhì)圖 (d) 航磁推斷巖性-構(gòu)造圖

圖3-2月亮壩地區(qū)航磁、地質(zhì)綜合對比圖

Fig.3-2ComprehensivecontrastofaeromagneticandgeologicalsurveyinYueliangbaArea

2.2 中酸性巖體

研究區(qū)中酸性巖體出露不多，僅在梵凈山地區(qū)出露白崗巖，在從江南部出露花崗巖體。據(jù)以往鄰近地區(qū)的物性資料，鄰近地區(qū)的中酸性巖體一般磁性較弱，花崗巖、閃長巖磁化率變化范圍為(0～402)×10-5SI，呈中弱磁性外，其他中酸性巖體大多呈微弱磁性?？偟膩碚f，中酸性侵入巖的磁異常特征一般呈團(tuán)塊狀或帶狀，曲線形態(tài)規(guī)則，一般沒有伴生負(fù)異常，大多沿地質(zhì)斷裂分布。具有一定規(guī)模的中酸性巖體一般呈寬緩磁異常，在布格重力異常圖或垂向一階導(dǎo)數(shù)圖上通常對應(yīng)重力低。

圖4為反迷村地區(qū)航磁、地質(zhì)綜合對比圖。通過分析各類航磁ΔT平面圖可以看出，該異常群中部存在一個規(guī)模較大的低緩異常，長7 km,寬3.5 km, 異常強度10～17.8 nT(圖4(a))。經(jīng)對該航磁異常進(jìn)行人機交互反演，獲得該磁性體頂部埋深590 m、磁化率 700×10-5SI，并且該磁異常在重力垂向一階導(dǎo)數(shù)圖上對應(yīng)重力低異常。該異常與朗利隱伏中酸性侵入巖的航磁異常特征類似，位于航磁反映的萬潮—劍河二級斷裂附近，并依據(jù)巖石物性資料、航磁ΔT異常和重力異常特征,以及航磁人機交互反演結(jié)果，推斷該航磁異常為規(guī)模較大的、具有一定埋深的隱伏中酸性侵入巖引起(圖4(c))。同理，位于該隱伏巖體周圍的次級航磁異常，推斷為規(guī)模較小的隱伏中酸性巖體引起。

(a) 航磁ΔT平面圖 (b) 重力垂向一階導(dǎo)數(shù)圖 (c) 航磁推斷巖性-構(gòu)造圖

圖4反迷村地區(qū)航磁、地質(zhì)綜合對比圖

Fig.4ComprehensivecontrastofaeromagneticandgeologicalsurveyinFanmiVillage

3 巖性構(gòu)造填圖

通過將航磁基礎(chǔ)圖件和相應(yīng)轉(zhuǎn)換處理圖件與已知地質(zhì)情況、野外巖石物性測定結(jié)果的綜合對比分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)正常沉積的碎屑巖、碳酸鹽巖及變質(zhì)巖磁性微弱，在航磁ΔT磁場圖中反映為連續(xù)的平穩(wěn)降低磁場； 而各類侵入巖具有一定的磁性，其中基性—超基性巖磁性最強，往往引起強磁異常帶或孤立的強磁異常； 中酸性侵入巖呈中等磁性或弱磁性，常常反映為寬緩升高或低緩波動的變化磁場。同時，航磁對造成兩側(cè)磁性差異的斷裂，往往形成線性梯度帶、串珠狀異常帶或變化的異常區(qū)。具體劃分方法和依據(jù)如下：

(1)對于出露地表，并可引起航磁異常的巖體，以地質(zhì)確定的巖性大類為依據(jù)；

(2)對于沒有出露地表的隱伏磁性體，其巖性根據(jù)航磁ΔT異常強度、地質(zhì)背景、構(gòu)造環(huán)境，并結(jié)合巖石物性進(jìn)行推斷。其中航磁ΔT異常強度相對較弱的磁性體，并且表現(xiàn)為重力低，可劃為中酸性侵入巖； 磁強度較大，并表現(xiàn)為重力高，且沿斷裂分布的磁性體可劃為中基性—超基性侵入巖。

(3)蝕變巖通常具有一定的磁性，可引起形態(tài)各異、強度不等的航磁異常。因此，依據(jù)航磁異常特征和地質(zhì)情況，比如位于巖體邊緣的次級異常，并通過類比法圈定蝕變巖。

(4)變質(zhì)巖的分布范圍較大，若航磁磁場表現(xiàn)為分布范圍較大的低緩異常，且對應(yīng)重力高，地表和鄰近地區(qū)有變質(zhì)巖分布，通常認(rèn)為由變質(zhì)巖引起。

基于以上分析，應(yīng)用本次高精度航磁資料對區(qū)內(nèi)具有磁性的各類侵入巖和構(gòu)成兩側(cè)磁性差異的斷裂等進(jìn)行了圈定和劃分，并編制了《黔東地區(qū)航磁推斷巖性-構(gòu)造圖》(圖5)?？偣踩Χǔ浴詭r體18處，包括已知或半隱伏超基性—基性巖體5處，其中超基性巖體1處，超基性—基性巖體17處； 隱伏超基性—基性巖體15處，其中超基性巖體1處，超基性—基性巖體14處。圈定中酸性隱伏巖體81處，其中具有一定規(guī)模的隱伏中酸性巖體3處。

圖5 黔東地區(qū)航磁推斷巖性-構(gòu)造圖

可以將區(qū)內(nèi)的蝕變巖劃分為2類: 第一類是中酸性巖體周圍或其俘虜體周邊與碳酸鹽巖接觸形成的角巖化、綠泥石化及綠簾石化等熱液蝕變巖,該類蝕變巖的發(fā)育地段，往往伴有弱緩孤立的航磁ΔT異常或斷續(xù)的串珠狀ΔT異常帶，航磁ΔT異常強度、規(guī)模，直接與蝕變巖的發(fā)育程度、分布范圍和磁性大小有關(guān); 第二類是基性—超基性本身蝕變或與周圍地層接觸形成的蝕變，包括蝕變輝綠巖，蝕變輝長巖、云英巖化、硅化、黃鐵礦化等,該類蝕變巖可形成梯度較陡、強度較大的航磁ΔT異常，如雷公山地區(qū)的蝕變巖位于規(guī)模較大的超基性巖體的西南部邊緣或鄰近地區(qū)。

變質(zhì)巖的分布范圍較大，且磁性分布不均勻，按磁性強弱可分為無磁性、微弱磁性和弱磁性3類。本次變質(zhì)巖填圖只對微弱磁性和弱磁性2種變質(zhì)巖進(jìn)行圈定，而對于無磁性的變質(zhì)巖，即使地表出露，也不在巖性-構(gòu)造圖上顯示。利用航磁圈定變質(zhì)巖的方法是: 對于局部磁性變質(zhì)巖，在航磁場上通常表現(xiàn)為低緩的磁力高異常，并且在重力場上對應(yīng)重力高； 對于大范圍的區(qū)域低緩磁力高，認(rèn)為是由微弱磁性的變質(zhì)巖基底引起。

在已知斷裂航磁特征分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)航磁ΔT剖面平面圖、等值線平面圖，以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理圖件所反映的ΔT異常梯度帶、扭曲變化帶、串珠狀異常帶和異常錯移帶等線性特征，并結(jié)合地質(zhì)、遙感資料對航磁反映的斷裂構(gòu)造進(jìn)行劃分。區(qū)內(nèi)總共劃分?jǐn)嗔?7條。區(qū)內(nèi)線性斷裂縱橫交錯、較為發(fā)育，基本反映了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格架。按斷裂級別劃分一級斷裂2條，二級斷裂3條，三級斷裂23條。按與地質(zhì)吻合情況劃分： 已知斷裂10條，新推斷斷裂18條。按空間展布方向大致劃分4組： 近NW向斷裂3條，NE—NEE向斷裂20條，NW向斷裂3條。依據(jù)不同方向斷裂構(gòu)造相互切割反映的先后順序，似有近EW向形成最早、其次是NE—NEE向斷裂構(gòu)造，而NW—NWW向斷裂構(gòu)造形成較晚的活動機制。但鑒于區(qū)內(nèi)構(gòu)造具有多期活動的特點，不排除早期斷裂構(gòu)造遭后期斷裂構(gòu)造干擾、破壞或被后期斷裂構(gòu)造改造而繼承性發(fā)展的可能性。部分?jǐn)嗔鸦蚓植康囟?，對?yīng)有遙感線性影像或不同色調(diào)、不同地貌的分界線。

研究區(qū)具有一定規(guī)模的巖體主要分布在梵凈山、雷公山、鎮(zhèn)遠(yuǎn)至反迷村一帶，其他地區(qū)巖體規(guī)模較小，主要沿斷裂分布。該區(qū)巖漿巖型鉻鐵礦、鎢錫礦床等稀有稀土礦床與基性—超基性巖的分布關(guān)系密切； 熱液型礦床為各個時代的中酸性巖漿巖體在侵入活動過程中，攜帶著大量的含礦熱液和氣體，沿著斷裂和裂隙，充填其中或?qū)鷰r進(jìn)行蝕變，形成相關(guān)的多金屬礦床。研究結(jié)果表明，梵凈山地區(qū)推斷的基性—超基性巖體對尋找鐵、鉻、鎢、錫、稀有稀土等礦潛力較大，雷公山地區(qū)推斷的基性—超基性巖體、蝕變巖對鐵、鉻、銅等礦產(chǎn)潛力較大，雙井—施洞、鎮(zhèn)遠(yuǎn)—江古地區(qū)的中酸性巖體對尋找銅、鉛、鋅等多金屬礦有利。

4 結(jié)論

(1)全區(qū)共劃分出不同方向、不同級別的斷裂27條(其中17條為新發(fā)現(xiàn)的斷裂),其中一級斷裂2條、二級斷裂2條、三級斷裂23條。對研究該區(qū)區(qū)域構(gòu)造演化，以及銅、鉛、鋅、鐵、稀有稀土等礦產(chǎn)形成的構(gòu)造背景具有重要的地質(zhì)意義。

(2)全區(qū)共圈定侵入巖體114處，蝕變巖15處，包括隱伏中酸性—超基性侵入巖體107處。這些隱伏巖漿巖體的圈定，為研究本地區(qū)的巖漿巖活動規(guī)律提供了依據(jù)，對黔東地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究和找礦具有重要意義。

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