鄂東南楓林疊加構造帶遙感解譯及其找礦方向

張國勝， 周安保， 姚艷橋， 宋玉龍， 夏麗麗

(湖北省地質局 第一地質大隊，湖北 大冶 435100)

鄂東南楓林疊加構造帶遙感解譯及其找礦方向

張國勝， 周安保， 姚艷橋， 宋玉龍， 夏麗麗

(湖北省地質局 第一地質大隊，湖北 大冶 435100)

楓林疊加構造帶地跨湖北、江西兩省,為燕山期力偶應力場所形成的疊加構造帶,整體為一隆起,由北北東向斷裂、前端張裂帶、疊加褶皺及地層彎轉等所組成。可分為脆性、塑性變形區。構造帶對區內的巖體、礦床具有明顯的控制作用。構造帶北端脆性變形區控制著巖體、礦床的分布范圍,早期褶皺的核部控制著巖礦帶的分布,而褶皺內走向斷裂控制著次級巖礦帶的分布,兩期斷裂的交切點控制著巖礦體。區內大環指示隱伏巖基,衛星環指示巖基向上分枝的小巖體。根據控礦規律及遙感信息預測區內老屋沖、下巢湖、楊柳山、夫山、鐵鋪等地具有較好的找礦前景。

楓林;遙感解譯;疊加構造帶;弧形張裂帶;環形構造

楓林疊加構造帶位于鄂東南地區的南東角,地跨湖北、江西兩省,北起陽新—富池口,南止段山,西自木港—洋港,東止碼頭—高豐,覆蓋面積達1 400 km2(見圖1)。

圖1 楓林構造帶遙感圖像地理位置圖Fig.1 Location map of remote-sensing image in Fenglin tectonic zone

該構造帶是一個疊加在早期印支期所形成的近東西向構造之上的疊加構造,為燕山期南北向力偶應力場所形成。該構造帶對鄂東南地區的內生礦床起著重要的控制作用,著名的豐山洞礦田就位于該構造帶中。構造帶分處兩省,一直沒有引起重視,沒有把它作為一個統一的整體來進行研究探討,因此該構造的特征至今不明。本次采用遙感解譯的方法,對構造形跡進行判斷解譯,盡可能全面正確地反映構造形跡的分布、特點,從而分析研究構造帶的形態、結構以及控巖、控礦的規律進而預測找礦方向。所采用的遙感資料為稻歌截圖及1∶50 000彩紅外航片。前者覆蓋全球范圍,可截取任意范圍的圖片,校正了中心投影所形成的變形和誤差,而且可任意放大縮小,且精度相當高,只是色彩較為單調,清晰度略低。后者色彩鮮艷,清晰度高,但因中心投影變形誤差大,且僅覆蓋區內的局部范圍,不能作整體解譯。解譯方法為目視直譯。

1 解譯標志

主要是對地層、斷裂、巖體、環形構造等建立解譯標志,進行解譯[1]。

1.1 地層

不同的地層,其巖性特征存在差異,因此具有不同的影像特征。區內分布的主要是碳酸鹽巖及碎屑巖地層,二者可清楚地區分,但要在小比例尺的遙感圖像上區分到組則是困難的。碳酸鹽巖地層與碎屑巖地層之所以易于區分,是由于二者的剝蝕方式具有差別，在圖像上主要以色調、花紋、地貌等標志相區分。碳酸鹽巖是以溶蝕方式為主的剝蝕,所形成的是溶蝕地貌,溶蝕地貌表面光滑,沖溝稀疏,以圓形山包出現,色調以彩色為主;而碎屑巖主要是以沖刷的方式剝蝕,因此沖溝發育,形成樹枝狀、羽毛狀花紋,碎屑巖粒度愈細沖溝愈密,色調上以單一的淺灰色為主。因此以兩種巖性為基礎,本次解譯地層按如下單位劃分。

圖2 鄂東南楓林構造帶遙感構造解譯圖Fig.2 Remote sensing structural diagram of Fenglin tectonic zone in Southeastern Hubei1.公安寨組：礫巖、砂巖；2.三疊系：包括大冶組、嘉陵江組，為灰巖、白云巖；3.中泥盆—二疊系：包括云臺觀組、大埔組、棲霞組、茅口組、龍潭組、下窯組、大隆組,白云巖、灰巖、含燧石結核灰巖、泥巖含煤、硅質巖等；4.晚奧陶系—志留系：包括龍馬溪組、新灘組、墳頭組、茅山組,為頁巖、粉砂巖、細砂巖；5.奧陶系，主要為瘤狀灰巖、龜裂紋灰巖夾泥巖；6.斷裂；7.背斜、向斜；8.燕山期疊加構造變形；9.花崗閃長斑巖；10.石英閃長玢巖；11.銅礦；12.金礦；13.鎢礦；14.硫鐵礦；15.礦床；16.礦點；17.環形構造。

1.1.1 奧陶系(O)

包括寶塔—南津關組地層,巖性主要為灰巖、瘤狀灰巖、龜裂紋灰巖夾泥巖,僅局部出露,影像標志為圓形山包,地貌上組成山脊。灰綠色調。

1.1.2 晚奧陶—志留系(O3-S)

包括龍馬溪組、新灘組、墳頭組、茅山組,巖性為頁巖、砂質頁巖、粉砂巖、細砂巖,大范圍分布。影像特征為發育細密樹枝狀、羽毛狀花紋,地貌上為山谷,淺灰色調。

1.1.3 中泥盆—二疊系(D3-P)

包括云臺觀組、大埔組、棲霞組、茅口組、龍潭組、下窯組、大隆組,除云臺觀組巖性為石英砂巖、龍潭組為砂巖、頁巖含煤外,其余組巖性均為碳酸鹽巖,主要為灰巖、白云巖、含燧石結核灰巖。由于該層巖性較雜,以溶蝕剝蝕為主,兼有沖刷剝蝕,因此其影像特征與三疊系碳酸鹽巖地層有明顯的區別。其主要影像特征是層理紋發育,呈串珠狀的鏈丘,呈灰綠色調。

1.1.4 三疊系(T)

包括大冶組、嘉陵江組。巖性主要為灰巖、白云巖,底部有頁巖。由于巖性單一,為典型的溶蝕地貌,呈面狀分布的圓形丘包,地貌上組成山脈的峰脊,呈灰綠色調。

1.1.5 公安寨組

主要為礫巖、砂巖,分布于新生代斷陷湖盆中,由于巖石固結未牢,易于風化剝蝕,形成負地貌。影像特征為淺色的斑狀花紋。

上述地層劃分雖粗略,但在圖像中非常易于識別,且可反映構造變形的特征,因此能滿足構造分析的要求。

1.2 斷裂

重點是對疊加構造的斷裂進行解譯。疊加構造的斷裂形成較晚,少受后期構造的干擾,因此保留較好,易于識別。主要標志是錯移地層、切割層理紋;在地貌上則往往呈斷壁、山脊豁口。對于早期斷裂主要發育的是走向斷裂,走向斷裂地層錯移不明顯,且受晚期構造的影響,判別難度稍大,但沿走向追索往往有錯移、切失地層的現象,伴有沖溝。

1.3 巖體

區內出露巖體主要是花崗閃長斑巖小巖體及巖脈,在圖像中主要以色調顯示,呈淺褐紅色。規模較大的巖體多形成山間盆地,如豐山洞、雞籠山、李家灣、東里灣等；規模小的巖脈只以色異常表現、且常與圍巖的花紋不一致。

1.4 環形構造

環形構造是指具有環狀結構的地質影像體,主要是由形和色所表現。“形”是指環狀的地貌,由環形的山脊、溝谷、裂隙等組成。“色”即色調、色彩,環形的色調、色彩往往套合在環形地貌之上,二者組成一個統一的地質影像體[2]。

2 楓林構造帶的結構特征

根據上述解譯標志，解譯結果如圖2所示。

從解譯圖中可知,B4—B10以及與之相伴的同向斷裂為印支期形成的基礎構造圖案。該圖案為走向東西、排列有序的褶皺斷裂束。當燕山期構造疊加其上,則擾動、改造原排列有序的圖案,形成一個構造異常的圖案。疊加構造的核部在楊柳山—丫頭山—夫山等高標高地形出露有奧陶—寒武系的較老層位,而四周低標高地形出露的是志留系以上的較新地層,因此這個疊加構造整體呈一隆起,其北端位于富池口,南端位于段山,北端呈一向北突出的弧形,而南端向南突出,呈一不完整的橢圓形,其長軸方向為北北東,長約54 km,短軸長約32 km。在隆起帶中發育有北北東向的斷裂(F1—F8)及伴生的同向疊加褶皺(B1—B3),隆起前端發育有弧形張裂帶。因此其結構由斷裂、褶皺及其前端孤形張裂帶所組成。

2.1 斷裂

在隆起之上發育有北北東向的斷裂,密集成帶。規模較大的斷裂有F1—F8。其中F1、F2在南段為實測,根據實測向北追索,F1經楓林,穿切雞籠山—富池口,造成長江直角彎折;F2經追索往北直切豐山洞。F4北起下巢湖,南到橫立山,在黃金鄉造成二疊系地層直接與志留系地層在走向上相接,這些斷裂在圖像上清晰可見,其存在可信度較高。

斷裂長度一般15～30 km,具等距分布的規律,其間距約2～4 km。

2.2 褶皺及地層彎轉

伴隨斷裂還發育有疊加褶皺及地層彎轉。疊加褶皺僅見B1—B3,其規模不大,長度一般約8 km。此外主要表現是地層彎轉,對早期的褶皺進行改造。在南山地層由東西向轉為北東—北北東向;在段山地層呈弧形彎曲。

2.3 弧形張裂帶

在隆起帶前端發育有張性裂隙帶,由于隆起帶造成地層向北呈孤形彎曲并形成張裂,因而張裂帶呈扇形分布,其發育的地層為二疊系,該層含硅質巖,脆性較強,易形成張裂隙(見圖3)。

2.4 變形分區

根據疊加構造帶變形類型、分布、組合,可分為兩個變形區：以木港—高豐為界,以北主要以斷裂、張裂隙變形為主,為脆性變形區;以南主要以褶皺、地層彎轉變形為主,為塑性變形區。

圖3 楓林構造帶前端孤形張裂帶Fig.3 Arc rift belt of front Fenglin tectonic zone1.斷裂；2.張裂隙。

3 環形構造

環形構造可由熱源體(巖體、火山、殞石、熱液等)、構造、地物等所形成,其中由熱源體所形成的環具有找礦意義。

3.1 環形構造的分布

經解譯楓林構造帶中分布有4個大的環形構造,即：木港(H1)、黃金(H2)、夫山(H3)、鐵鋪(H4)等環形構造。在大型環形構造的四周分布有眾多的衛星環。各大環形構造其特征分述如下。

3.1.1 木港環形構造(H1)

位于木港東、楓林構造帶的北西角,呈一橢圓形,長軸長約13.5 km,短軸約11 km,由兩圈構成,環形構造主要由環形地貌及環形色圈所呈現。內圈為寬闊平坦的盆地,色淺,大概是志留系地層的反映;外圈則相對為環形的山脊,山脊的外界則是一條連續性不太好的一環形溝谷,外圈色深。環心位于木港東、楓林背斜(B5)的核部,環心分布地層為志留系砂頁巖,環的北側分布有石炭—三疊系地層,而其南東側分布有奧陶系的碳酸鹽巖地層。在環的四周分布有H1-1—H1-7等7個衛星環。

3.1.2 黃金環形構造(H2)

位于構造帶的前端、呈一較規則的圓形,直徑約13 km,由兩圈組成,環心位于黃金鄉附近、楓林背斜(B5)的核部。環色構造主要由環形地貌及環形色圈所呈現,與木港環相似,但環形地貌更為清晰。分布地層為志留系、奧陶系,而四周環繞的是二疊—三疊的碳酸鹽地層。在環的四周分布有H2-1—H2-14等14個衛星環,其中豐山洞、雞籠山、李家灣、東里灣就是其中的已知礦床環。

3.1.3 夫山環(H3)

位于夏畈鎮南東楓林背斜(B5)的核部,呈一圓形,規模較小,直徑約5.3 km,分布地層為奧陶系、志留系。環中心分布有夫山花崗閃長斑巖小巖體。在其東側有一衛星環(H3-1)。

3.1.4 鐵鋪環(H4)

位于高豐鎮北側高豐背斜(B7)的核部,呈一半圓形,南側為斷裂所切。環中分布地層均為志留系砂頁巖,環的直徑約10 km。該環圈層特別清晰,溝谷刻蝕較深,內圈色深,外圈略淺，可能反映的是隱伏巖體。

3.2 環形構造的指示意義

環形構造可由多種成因引起,區內所解環形構造其成因可根據環形構造的特征、所處的位置結合已知礦床、巖體環的特征進行類比推斷。

3.2.1 大環的指示意義

區內4個大環,其面積巨大,其中木港環(H1)10.8 km×14 km,面積達120 km2;黃金環(H2)直徑13 km,面積130 km2;夫山環4.6 km×6.5 km,面積24 km2;鐵鋪環面積38 km2。這些環均分布于背斜的核部,其中前三者分布于楓林背斜(B5)的核部,后者分布于高豐背斜(B7)的核部。從鄂東南大巖體的分布規律來看,大巖體都分布于背斜的核部,如陽新、殷祖巖體分布于殷祖復式背斜的核部,鐵山巖體分布于鐵山背斜的核部,鄂城巖體位于鄂城背斜的核部。這是因為燕山期構造對早期褶皺進行改造,使其形成虛脫的短軸褶皺,為巖體的賦存提供了巨大的空間[3]。另據江西省地質研究的成果,鄂西北地區的小巖體其下分布有大巖基,小巖體是由巖基向上分枝侵入的結果。因此可推斷,本區的大環是隱伏巖基的信息顯示。

3.2.2 衛星環的指示意義

衛星環規模較小,繞大環分布,其直徑大多在1～3 km之間,如豐山洞環直徑2.7 km,雞籠山2.6 km,李家山1 km,東里灣2 km。這些巖體、礦床環都有一個共同特點,即中心色淺,外圍色深,表示巖體或礦床已遭受剝蝕,其中剝蝕較深的則形成山間盆地,如豐山洞、雞籠山、李家山、東里灣等;剝蝕較淺的則呈雛形盆地,如鄧家山。一般來說沒有形成山間盆地、中心色暗的環多指示隱伏巖體或礦床。因此區內所解的衛星環大多可能指示隱伏小巖體的存在,少數指示出露巖體,如上巢湖環(H3)、下巢湖環(H4)。

4 構造帶的控巖控礦規律

疊加構造帶為成礦期構造,對巖礦具有清晰而明顯的控制作用。

4.1 脆性變形區控制巖體、礦床的分布范圍

目前已知的巖體、礦床均分布于木港—高豐鎮以北的脆性變形區。脆性變形區斷裂發育、巖石破碎,構造空間充足,為巖漿、礦液的流通、儲存提供了條件。

4.2 早期褶皺核部控制了巖體、礦化的分帶

目前所發現的巖體、礦床均沿印支期一級褶皺的核部分布,自北至南有以下四個巖體、礦化帶(見圖4)。

4.2.1 豐山洞巖礦帶(Ⅰ)

由豐山洞向斜(B4)所控制,自西至東有小嶺、雞籠山、李家山、豐山洞、鄧家山、東里灣,向東至江西牛頭山等礦床及相應的花崗閃長斑巖小巖體。

4.2.2 楓林巖礦帶(Ⅱ)

受楓林背斜(B5)核部所控制,沿背斜的核部分布有丫頭山、仙姑臺、夫山等小巖體與成群的花崗閃長斑巖巖脈,同時有楊柳山金礦點及仙姑臺銅金礦床及金礦點。

4.2.3 橫立山巖礦帶(Ⅲ)

受橫立山向斜(B6)的控制,但僅限于橫立山鄉以東的地段。有宋家沖花崗閃長斑巖小巖體及其所形成的銅礦床,向東武山巖體及其所形成的銅礦亦位于該向斜的核部。

4.2.4 高豐巖礦帶(Ⅳ)

受高豐背斜(B7)所控制。沿背斜核部分布有大浪、筆架山小巖體及大浪銅礦點與筆架山金礦床,沿向斜往東則是郎君山、洋雞山金礦床。

4.3 褶皺核部走向斷裂控制著次級巖礦帶的分布

以豐山洞礦田為例(見圖5)。豐山洞礦田位于該構造帶的前端、豐山洞向斜的核部。礦田內分布有豐山洞、雞籠山、東里灣等大中型銅金礦床及李家灣、鄧家山小型銅礦床,均為與花崗閃長斑巖小巖體有關的矽卡巖—斑巖型礦床,成礦圍巖為嘉陵江組及大冶組碳酸巖地層。經解譯礦田內發育有近東西向及北北東向斷裂(圖像為中心投影,斷裂方向不可直讀),分別代表了印支期及燕山期的構造變形。近東西向斷裂是賦存巖礦體的空間,因此巖體沿東西斷裂充填就位形成三個巖礦帶。

4.3.1 李家灣巖礦帶

沿著李家灣斷裂(F9)分布,西自小嶺,東到上巢湖,包括小嶺、李家灣及其向東的巖脈群,帶長約4.5 km。并由F9串著H1—H4等4個環形構造。

4.3.2 豐山洞巖礦帶

沿著豐山洞斷裂(F10)分布,西自曹家山,東至江西境內的鄧家山,由曹家山的巖脈群、豐山洞巖體、鄧家山巖體及其形成的礦床等組成,帶長達近8 km，并由F10串著H2-5—H2-8等4個環形構造。

圖4 鄂東南楓林構造帶遙感解譯成礦規律及成礦預測圖Fig.4 Metallogenic prognosis and mineralization regularity map of Fenglin tectonic zone in Southeastem Hubei1.斷裂；2.背斜、向斜；3.燕山期疊加構造變形；4.花崗閃長斑巖；5.石英閃長玢巖；6.解譯巖體；7.銅礦；8.金礦；9.鎢礦；10.硫鐵礦；11.礦床；12.礦點；13.巖、礦帶；14.找礦遠景區；15.環形構造。

圖5 豐山洞礦田彩紅外航片斷裂、環形構造解譯圖Fig.5 Annular structure intepretation and color infrared film fracture in Fengshandong ore field1.斷層；2.環形構造；3.花崗閃長斑巖。

4.3.3 雞籠山巖礦帶

沿著雞籠山斷裂(F11)分布,西自雞籠山,東至江西境內的東里灣,包括雞籠山的巖脈、雞籠山巖體,江西境內的段家山巖體、東里灣巖體及其所形成的礦床,帶長達12 km，并由F11串著H2-9—H2-11等3個環形構造。

4.4 兩期斷裂交切部位控制著巖體、礦床的分布

北北東向與近東西向斷裂的交切部位為巖漿、礦液的運移、儲存提供了通道與賦存空間,因此是一個最佳的構造部位,區內的巖體、礦床都受控于該構造部位。從圖2、圖4可知,雞籠山礦床位于F1與F11的交切部位,豐山洞礦床位于F2與F10的交切部位,東里灣位于F5與F11的交切部位,鄧家山位于F3與F10的交切部位,宋家沖位于F8與F14的交切部位。

5 找礦遠景區

根據脆性變形區控制巖礦體的分布,早期褶皺核部控制巖礦帶,褶皺核部走向斷裂控制著次級巖礦帶,兩期斷裂的交切部位控制巖礦體的規律以及環形構造的指示信息,預測有如下的找礦遠景區(圖4)。

5.1 老屋沖遠景區(A)

位于Ⅰ巖礦帶的西端、其東側為豐山洞礦田。該區位于豐山洞向斜的核部,發育有一系列北北東向的次級斷裂,分布有H1-1—H1-4等4個衛星環,可能指示有隱伏巖體的存在。

5.2 下巢湖遠景區(B)

位于豐山洞礦田的東側,分布有H2-3、H2-4、H2-7、H2-8等4個衛星環,其中H2-7為已知的鄧家山礦床環,H2-3位于F3與F9交切部位,H2-4位于F4與F9的交切部位,H2-8位于F4與F10的交切部位,均是有利的控礦部位。H2-3、H2-4分別位于上巢湖、下巢湖,已形成盆地,其下可能存在有出露的巖體。而H2-8已形成山間雛形盆地,可能有半隱伏的巖體。至于H2-7(鄧家山)由于出露的巖體與環的規模不相對應,其下應有較大的巖體。

5.3 楊柳山遠景區(C)

位于Ⅱ礦帶的西端、木港環(H1)的東側。是構造帶內變形最強烈的部位,早期的褶皺被改造成疊加的北北東向疊加褶皺,楊柳山就是一個疊加的背斜。其核部地層為奧陶系,而翼部為志留系地層,地層配置甚佳。區內具較強烈的硅化蝕變,已發現金礦點,分布有H1-6、H1-7兩個環形構造,其下可能有隱伏的小巖體。

5.4 夫山遠景區(D)

位于Ⅱ礦帶的東段,西起丫頭山東到夫山,帶中分布奧陶系地層,北北東向的F4—F8切割區內,沿楓林背斜(B5)的軸部分布有眾多的巖脈群,已發現丫頭山、仙姑臺、夫山等多處外緣熱液型的金礦點。其西段丫頭山位于隱伏巖基的中心部位,而夫山環可能存在較大的隱伏巖體,區內有望在深部取得找礦的突破。

5.5 鐵鋪遠景區(E)

位于高豐背斜的核部,為H4的分布范圍。有F5—F7三條北北東向斷裂穿過區內,與走向軸部斷裂(F16、F17)相切。地表有巖脈及銅金礦化點。從影像上看，環形地貌異常清晰,說明熱動力對圍巖的影響較強烈,因此其下有較大的隱伏巖體,而且深度不會很大。

6 結語

燕山期構造是鄂東南地區的主要控礦構造,但在大范圍內由于受巖體侵入、斷陷盆地的分割、掩埋,多保留不全,難見其完整的面貌。楓林構造帶卻如此齊全地保留了它的完整性,實屬罕見。它代表了燕山期構造的一種樣式,因此研究、探討該構造帶,不僅有利于了解該構造帶的結構特征、控巖控礦規律,而且對鄂東南地區大范圍的燕山期構造的研究具有啟示和指導意義。

[1] 北京大學地理系地貌專業遙感研究組.地球資源衛星象片的地質解譯[M].北京：地質出版社,1978.

[2] 黃定華,張國勝,葉俊林,等.鄂東南銅金多金屬成礦區構造作用與成礦關系[R].大冶：湖北省鄂東南地質大隊,1995.

[3] 周安保,張國勝,徐磊，等.鄂東南隱伏巖體的推斷及其找礦前景[J].資源環境與工程,2013，27(2)：119-124.

(責任編輯：陳姣霞)

ZHANG Guosheng, ZHOU Anbao, YAO Yanqiao, SONG Yulong, XIA Lili
(FirstGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Daye,Hubei435100)

Remote Sensing Interpretation and Prospecting Direction of Superimposed Tectonic Belt in Southeastern Hubei

Fenglin superimposed tectonic belt extends across Hubei Province and Jiangxi Province,which is superimposed tectonic stress of couple stress field.It is divided into brittle deformation zone and plastic deformation zone. Tectonic belt posseses obvious control effect on rock mass and deposit.The large ring zone indicates concealed rock foundation,satellite ring indicates small rock.According to ore-controlling regularity and remote sensing information,the paper predicts Laowuchong,Chaohu,Yangliushan,Fushan,Tiepu and other places have good ore prospects.

Fenglin; remote sensing interpretation; superimposed tectonic belt;arc tensile fracture belt; circular structure

2014-05-27；改回日期：2014-08-26

張國勝(1942-)，男，教授級高級工程師，礦產地質專業，從事地質調查、礦產勘查及專題研究工作。E-mail:1725803688@qq.com

P627

A

1671-1211(2015)02-0206-06

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1046.017.html 數字出版日期:2015-02-04 10:46