東烏旗地區NW向構造： 來自遙感及物化探綜合信息的證據

李建國， 高學生， 滕菲， 張素榮， 滕學建， 賀福清

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院,北京　100083；2.中國地質調查局天津地質調查中心,天津　300170)

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東烏旗地區NW向構造： 來自遙感及物化探綜合信息的證據

李建國1,2， 高學生2， 滕菲2， 張素榮2， 滕學建2， 賀福清2

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院,北京100083；2.中國地質調查局天津地質調查中心,天津300170)

摘要：東烏珠穆沁旗(簡稱“東烏旗”)地區位于內蒙古二連浩特—東烏旗成礦帶與大興安嶺成礦帶交匯部位，地質構造及成礦條件復雜。以該區域遙感信息為基礎，并結合地質、物探、化探綜合信息的研究表明，除NE—NEE向構造外，該區還存在大量的NW向構造，特別是在東烏旗—翁圖一線存在1條重要的NW向構造帶。沿該NW向構造帶見有斷續分布的遙感線性構造特征，它是該地區重要的磁場、重力場和地球化學場梯度變化界線，對中生代火山沉積建造的形成和區域成礦具有重要意義； 構造帶以東地區，中生代巖漿活動強烈，成礦條件優越，主要以尋找鉛鋅銀、鎢和鐵礦等礦種為主； 構造帶以西地區，中生代巖漿活動明顯減弱，找礦主要以銅、鉬和鉻鐵礦為主。在找礦工作中，應高度重視NE與NW向構造交匯部位及與NW向構造密切相關的地球化學異常。

關鍵詞：NW向構造； 綜合信息； 梯度變化； 控礦作用； 東烏旗； 翁圖

0引言

內蒙古自治區東烏珠穆沁旗(簡稱“東烏旗”)地區位于二連浩特—東烏旗成礦帶與大興安嶺成礦帶交匯部位，是研究古亞洲洋構造域向太平洋構造域轉換的熱點地區。由于受華北陸塊和西伯利亞板塊的多期次俯沖、碰撞、對接以及中生代構造-巖漿疊加影響，區內地質構造復雜，深大斷裂縱橫交錯，各類侵入巖十分發育，古生界—中生界地層廣泛分布，金屬礦床(點)數量眾多,為中亞巨型造山帶和金屬成礦帶的重要組成部分[1]。以往對該地區主要斷裂構造空間位置及其屬性的研究，主要有以下特點和問題： ①較多關注區內近EW—NEE向的古生代構造體系，特別是對板塊縫合帶位置及屬性開展了一系列研究，如二連浩特—賀根山板塊縫合帶，錫林浩特地體南、北緣斷裂帶，索倫山—西拉木倫河板塊縫合帶等[2-9]，但對中新生代發育的NE和NW向構造研究較少，研究程度較低； 特別是對NW向構造，僅在阿巴嘎旗地區推斷了1條NW向深大斷裂。對這些斷裂構造的推斷解釋直接影響到區域成礦規律的總結與成礦系列的劃分[1,10-12]； ②在對區域控礦構造的認識上，盡管有部分研究注意到了NW向構造對成礦的重要作用[13]，但一般更加強調了NE和NEE向斷裂構造的控礦作用[14-17]； ③從現有礦點分布情況上看，作為二連浩特—東烏旗成礦帶的重要組成部分，東烏旗地區與二連浩特的優勢礦種有著明顯的差異，前者以Pb，Zn，Ag及Fe等多金屬礦為主，后者則以Cu,Mo及W礦為主，兩者之間是否存在一條重要界線也十分值得研究。本文以遙感資料為基礎，全面收集東烏旗地區的地質、物探、化探等資料，對區內的主要斷裂構造進行了綜合推斷解析，發現區內存在大量的中新生代NW向構造； 特別是新推斷的東烏旗—翁圖深大斷裂帶，是區域重力場、磁場和地球化學場的重要梯度變化界線，對區域成礦系列劃分和指導該地區的找礦工作具有實用意義。

1研究區地質背景

本文的研究區——內蒙古東烏旗及其鄰區位于南蒙古巨大弧形構造帶的南側、華北地臺與西伯利亞板塊之間的古生代造山帶內[13,18]。區內巖漿巖分布廣泛，巖性從超基性至酸性均有不同程度的分布。巖漿活動明顯受構造控制，以華力西晚期與燕山早期巖漿最為發育，且與成礦關系密切[16,19-20]。本區最老地層為下-中奧陶統，主要為淺海相火山碎屑巖-碎屑巖建造和形成于較強拉張環境的細碧角斑巖建造； 志留系僅零星分布于查干楚魯圖附近，主要為一套以陸源碎屑為主的淺海近岸沉積； 泥盆系主要分布在東烏旗—查干楚魯圖一線以北，面積較大，呈NE向條帶展布，主要為淺海相泥質、凝灰質細碎巖、鈣泥巖和硅質細碎巖夾灰巖； 石炭系為巨厚的陸相安山質火山碎屑巖和陸相碎屑巖建造； 二疊系多發育在西烏旗以南地區，主要為一套陸相中性、中酸性火山碎屑巖； 侏羅系大量分布于賀斯格烏拉牧場以南地區，以滿克頭鄂博組為主，巖性為灰白、淺灰色酸性火山熔巖、酸性火山碎屑巖和火山碎屑沉積巖； 白堊系主要包括二連組和白音高老組，前者主要為泥巖和粉砂巖，后者多為熔巖夾中酸性火山碎屑巖與火山碎屑沉積巖(圖1)。

圖1研究區地質簡圖[21]

Fig.1Geologicalsketchmapofstudyarea[21]

2遙感影像及其構造特征

2.1遙感數據及預處理

遙感技術是區域構造和找礦研究的一種十分重要而有效的技術手段，并已得到廣泛應用[22-24]。本文主要收集和利用美國Landsat7ETM衛星數據，空間分辨率為30m。采用ETMB7(R)B4(G)B2(B)波段組合進行假彩色合成，并進行幾何精糾正，總平均定位誤差控制在2個像元內，符合1∶20萬遙感構造解譯精度要求(圖2(a))。

(a)ETMB7(R)B4(G)B2(B)假彩色合成圖像(b) 推斷構造與礦產分布

圖2研究區遙感影像圖與推斷構造及礦產分布

Fig.2Remotesensingimageanddeducedstructuresandmineralresourcesinstudyarea

2.2構造遙感特征

從1∶20萬遙感影像圖(圖2(a))和構造解譯圖(圖2(b))可以看出： ①從東南向西北，以二連浩特—賀根山斷裂帶北界(F2)和大致以中蒙國境線為界，研究區內的遙感影像總體上可分成3個影像單元。東南部為一套深紫紅色調為主的影像單元，上覆綠色植被影紋(主要為大興安嶺南段林區)； 中部為一條NE向展布的淺綠色調為主的影像單元； 西北部則以深紫紅色調為主，夾粉紅、黃綠色調，局部見清晰的NNE向紋理； ②區內NW向構造發育，角度多為N45°W，與研究區西側緊鄰的阿巴嘎旗深斷裂(F7)近乎平行，局部呈雁列排布。從NW構造的影像特征可初步推測其多為張性或張扭性； ③在東烏旗—呼格日其格一帶存在區內最大規模的NW向斷裂帶(F5和F6)，其北部一直延伸到蒙古國境內，南部與二連浩特—賀根山斷裂帶南界(F3)相交，長約276km。以該構造帶為界，東側NEE向層理較為清晰，地勢較平，NW向構造主要表現為平行分布的NW向直線型河流； 西側未見顯著層理特征，地勢差異較大，NW向構造僅部分表現為直線型河流，且多集中在F4斷裂以南地區； ④在東烏旗東部的查干楚魯圖地區存在一個近橢圓形的超大型環形構造，根據色調及環形形態變化，可劃分成2個內

切的大環，具有明顯的多期侵入或噴發特征。結合地質資料，初步推斷環形構造與火山機構有密切關系； ⑤沿賀根山—東烏旗一線存在一條明顯的NE向負地形帶(F9)，與F6相交。F4斷裂表現為規模較大的直線型水系特征； ⑥F8是大興安嶺主脊斷裂的南段，線性特征最為顯著，多為直線型深切谷地。

3與物探、化探信息綜合對比

3.1區域重力特征

區域重力布格資料(圖3(a)和(b))以及內蒙古莫霍面深度資料[18]顯示： ①在二連浩特—東烏旗成礦帶上，存在2條明顯的重力場分區界線： 1條以阿巴嘎旗深斷裂(F7)為界，將其分成西部低重力異常區和東部高重力異常區； 另1條在東烏旗附近，主要沿東烏旗—翁圖一線(F6)展布。多條NE向有規律延伸的重力異常條帶，在經過該斷裂帶時存在明顯的錯斷或扭曲。在該斷裂帶附近(F5與F6之間)，莫霍面等深值存在明顯變化，表明斷裂帶兩側的巖石圈結構差異較大，其斷裂性質應為深大斷裂； ②通過遙感影像推斷的查干楚魯圖超大型環形構造區，在重力場上同樣存在高背景下的低布格環帶異常區。

(a) 布格重力異常圖 (b) 重力剩余異常圖(c) 航磁△T化極異常圖(d) 航磁△T化極剩余異常圖

圖3研究區綜合信息及推斷構造

Fig.3Syntheticinformationanddeducedstructuresinstudyarea

3.2區域航磁特征

研究區1∶20萬航磁△T化極異常圖(圖3(c))及化極剩余異常圖(圖3(d))顯示： ①區域航磁異常總體呈NE向條帶展布，大體可劃分為3個明顯的磁場區，包括阿巴嘎旗—西烏旗一線(F3)北部正磁異常區、錫林浩特平緩的低負磁異常區和巴林左旗正磁異常區。區內航磁異常極高值位于東烏旗南部的賀根山及周邊地區，表現為多條NE和NEE向條帶異常，局部被NW向斷裂錯斷； ②東烏旗附近存在1條區內最大的NW向斷裂帶(F6)，將北部高磁異常帶進一步劃分成東北段和西南段。東北段表現為相對平緩的正磁異常區，航磁化極異常幅值范圍在80～400nT之間； 西南段除賀根山超基性巖體所在地區外，區域磁異常幅值明顯偏底，多處于-20～250nT之間。東烏旗西部重磁同源的NE向異常條帶在F6斷裂帶附近尖滅； ③在F5與F6之間，存在1組NE向平行展布的磁異常條帶，整體呈顯著斷塊特征。從斷塊位移的方向判斷，F5與F6斷裂帶具有一定的左行特征； ④F4以北地區多條NE―NEE向條帶狀磁異常正負相間，多平行展布； 而以南地區磁異常的特征明顯不同，局部磁異常多以等軸狀為主，軸向以NW和SN向居多，顯示了明顯的后期疊加特征。

3.3區域地球化學特征

地球化學異常及元素的有規律組合并按某種方式呈一定方向的線性(串珠狀、等軸狀、等距性)分布和特殊排列組合及其變化，是地質構造-巖漿活動所引起的地球化學活動的結果。地球化學場的宏觀特征往往反映區域地質構造的存在及其活動方式特征[25]，根據地球化學特征進行地質構造解釋已得到較好應用[26-28]。本文收集的區域化探資料為1∶20萬水系沉積物地球化學測試結果。雖然在東烏旗南部及東部部分地區存在區域地球化學勘查空白區，但二連浩特—東烏旗一線以北地區地球化學場總體分帶特征仍十分明顯： ①在二連浩特—東烏旗成礦帶上，U,TH,K2O,Hg,As,B,Y,Cr,Au,F和Sn等11種地球化學異常及其組合特征均顯示出明顯的分帶性，其中Hg,Au和F等元素尤為明顯(圖4)，它們一般被認為是對深部構造信息較為靈敏的反映。

圖4　二連浩特—東烏旗地區Hg-Au-Y-F-U-CaO元素地球化學特征

大致沿阿巴嘎深斷裂旗(F7)和東烏旗—翁圖深斷裂帶(F6)將該成礦帶劃分成二連浩特—阿巴嘎旗段(簡稱“西段”)、阿巴嘎旗—東烏旗段(簡稱“中段”)和東烏旗以東地段(簡稱“東段”)。西段U,Th,K2O,As,Bi,W,Pb和Zn等元素較富集，而Hg,MgO,Mn,Ni,P,Sr,Ti和V等元素較貧化； 中段U,Th,K2O,Ag,Cu,Co和Cd等元素較富，而Au,B,CaO,Cr,Sr,Ti和V等較貧； 東段Au,B,Be,Hg,Cr,Mn,Ni,Ti,Zr,P和CaO等元素較富，而Ag,As,Al2O3,Na2O和Nb等元素較貧； ②除元素值域梯度變化外，沿F6，中段與東段的地球化學異常形態特征也具有明顯變化。西段和中段多具明顯的與古生代地層密切相關的NEE向條帶異常，而東段的地球化學異常多為團塊狀或圓包狀，整體呈NW向串珠狀或條帶狀產出，如W,Mo,Cu,Pb,Zn和Ag等元素(圖5)。

圖5　二連浩特—東烏旗地區W-Mo-Cu-Pb-Zn-Ag元素地球化學特征

4討論

4.1關于NW向構造帶的證據

以上綜合信息的構造解析結果表明，除NEE向主體構造外，研究區內還發育了一系列的NW向構造，特別是沿東烏旗—翁圖一線存在1條極為重要的NW向構造帶(F6)，走向近N45°W，規模較大，斷裂較深。其地質、物探、化探、遙感的證據主要有： ①地質方面，在F6斷裂帶上前人已發現一些同方向實測斷層； 同時，與之緊鄰的東北部地區1∶5萬區調工作成果顯示，區內斷裂構造比較發育，按斷裂特征、構造配置和相互關系，可分為晚華力西期、燕山期和喜山期斷裂構造。其中燕山期斷裂在研究區內最為發育，規模較大，斷層走向以NE,NNE和NW向為主，NW向斷裂以張扭性為主[29]； ②遙感方面，沿F6斷裂帶存在1條延伸至蒙古國的大型負地形帶，斷續見有明顯的線性構造形跡，整體呈“追蹤張性斷裂”特征； ③重力場方面，本區處于重要莫霍面等深線梯度轉折區[18]，構造方向與40km等深線近乎平行。多條重力異常條帶在經過該斷裂帶時發生錯斷、扭曲，甚至尖滅(圖3(b))； ④磁場方面，F6斷裂帶是研究區內重要的磁場梯度分區界線。沿此斷裂帶，NE向磁異常條帶多呈斷塊式突然消失(圖3(c)和(d))； ⑤地球化學場方面，化探異常具有顯著的東西分帶特征。U,TH,K2O,Hg,As,B,Y,Cr,Au,F和Sn等11種地球化學元素值在F6斷裂帶兩側存在明顯梯度變化。斷裂帶西南側，異常形態多以NEE向為主，與古生代地層密切相關； 而東北側則多以NW和NWW向為主，與構造具有密切關系。

4.2關于對F6斷裂帶的分析

結合前人對研究區的區域構造背景認識[18]，初步判斷F6斷裂帶應屬中新生代斷裂，但與阿巴嘎旗深斷裂的關系尚不能確定。從斷層走向、重力場、地球化學場特征以及地質特征來看，盡管不能排除兩者可能存在密切關系，但為2個期次的可能性較大。阿巴嘎旗深斷裂走向較東烏旗斷裂帶偏北，向SE方向收斂于西拉木倫河斷裂帶，控制了大規模的NW向更新世玄武巖的產出，是區域重力場重要分區界線； 而F6斷裂帶則主要收斂于大興安嶺主脊，僅在翁圖—阿爾善寶力格一線有零星的更新世火山機構產出，以其為界，在東部發育了大量的中生代火山巖地層，而西部地區的火山巖地層則驟減。可以設想，若阿巴嘎旗深斷裂在中生代已如現今規模，其周緣不太可能幾乎未見中生代火山巖地層產出。此外，在地球化學場方面，由F6斷裂帶所劃分的中段和東段，無論在地球化學異常數值上還是在異常形態上均有明顯不同，也從一個側面反映了該斷裂帶兩側地質過程的不一致性。

4.3關于成礦類型與找礦方向

研究區內礦點與構造信息的疊加結果(圖2(b))顯示，F6斷裂帶以東地區主要發育有大量的鉛、鋅、銀、鐵等多金屬礦，成礦時間多集中在中生代，如呼格日其格南部的沙麥鎢礦、烏蘭察布東部的朝不楞鐵多金屬礦、賀期格烏拉牧場北部的阿爾哈達鉛鋅礦等[1,30-33]，與大興安嶺南段成礦特征較為接近； 而F6斷裂帶以西地區，無論是礦點的數量還是規模均明顯小于東段地區，除與超基性巖體有關的賀根山鉻鐵礦外，礦種主要以銅、鉬多金屬為主。結合區域地質背景初步推斷，沿F6和F9斷裂可能存在一個中生代大興安嶺成礦作用梯度變化的重要界線，查干楚魯圖地區存在的巨型環形構造可能與中生代巖漿作用有密切關系。在F4斷裂以南的半環地區則發育了大量的上侏羅統滿克頭鄂博組酸性火山熔巖、火山碎屑巖地層和上侏羅統—下白堊統瑪尼吐組中性火山熔巖、火山碎屑巖地層，與大興安嶺主脊兩側地層特征一致。上述梯度變化界線的存在對區域找礦工作具有重要意義，特別是在礦種的確定和找礦模型的選擇中意義更大。一個十分重要的地球化學現象是，在整個二連—東烏旗成礦帶上，鉛、鋅、銀等元素的較高背景區主要是在西段和中段地區，而不是在大量發育鉛、鋅、銀礦的東段。西段和中段的鉛、鋅、銀等元素異常條帶與區域NEE向古生代地層在空間上具有密切關系，在東段已發現的礦床盡管受到NE向構造控制，但礦區地球化學異常往往呈NW向展布，并表現出疊加特征。

5結論

1)地質、物探、化探和遙感資料均顯示，在東烏旗地區存在大量的NW向構造，走向一般在N45°W左右。東烏旗—翁圖構造帶是二連浩特—東烏旗成礦帶上僅次于阿巴嘎旗深斷裂的NW向斷裂構造，是區域重力場、磁場和地球化學場的重要梯度變化界線，控制了中生代火山巖地層的主要分布，表現為左行張扭特征，應為中生代以來的斷層。

2)以東烏旗—翁圖構造帶為界，兩側受中生代構造影響差異較大，主要成礦類型與找礦方向有所不同。東部地區主要以鉛、鋅、銀、鎢及鐵等多金屬找礦為主，而西部地區主要以銅、鉬等多金屬找礦為主。在實際找礦工作中，除關注NE向構造外，還應重點關注與之相交的NW向構造及與其密切相關的地球化學異常。

志謝： 感謝天津地質調查中心李承東研究員、趙更新教授級高級工程師和李俊建研究員等專家對本文的大力幫助和指導！

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(責任編輯： 劉心季)

NW-trending faults in Dong Ujimqin Banner area： Evidence from remotesensing，geophysicalandgeochemicalinformation

LI Jianguo1,2， GAO Xuesheng2， TENG Fei2， ZHANG Surong2， TENG Xuejian2， HE Fuqing2

(1. School of Earth Sciences and Resources， China University of Geosciences(Beijing)， Beijing 100083， China；2. Tianjin Center of China Geological Survey， Tianjin 300170， China)

Abstract:TheDongUjimqinBannerareaislocatedatthejunctionbetweenthemetallogenicbeltfromErliantoDongUjimqinBannerandDaKhinganMountainsmetallogenicbelt,withcomplicatedgeologicalstructuresandmineralizationconditions.Theresultsofstructuralinterpretationbyintegratedregionalgeological,geophysical,geochemicalandremotesensingdatashowthattherearemanyNW-trendingfaultsinthearea,apartfromNE-NEE-trendingstructures.ThemostnoticeableoneistheNW-trendingdeepfaultlinealongthesectionfromDongUjimqinBannertoWongtu.Discontinuouslinearfeaturesareinterpretedbyremotesensingalongthismajorfaultline,whicharethegradientvariationboundariesofaeromagneticfield,gravityfieldandgeochemicalfieldgradientinthisfaultzone.ThismajorfaultobviouslyplayedasignificantroleintheprocessofMesozoicsedimentationandmineralizationinthisarea:totheeastoffaultline,thereexistedstrongactivityofMesozoicmagmatism,favorableconditionsformineralization,andpotentialoflead-zinc-silver,tungstenandiron;tothewestofthefaultline,Mesozoicmagmaticactivitywasobviouslyweakened,andprospectingshouldbemainlytargetedforcopper,molybdenumandchromite.Inprospecting,attentionshouldbepaidtotheNEandNWtrendingstructuralintersectionwhichiscloselyrelatedtogeochemicalanomalyareas.

Keywords:NW-trendingfaults；comprehensivegeo-information；gradientchage；ore-controlling；DongUjimqinBanner；Wongtu

doi:10.6046/gtzyyg.2016.03.17

收稿日期：2015-03-17；

修訂日期：2015-05-05

基金項目：中國地質調查局地質調查項目“南蒙古東烏旗成礦帶構造格架及典型草原區遙感地質調查”(編號： 1212011220469)資助。

中圖法分類號：TP79;P631.1

文獻標志碼：A

文章編號：1001-070X(2016)03-0102-08

第一作者簡介：李建國(1980-),男,博士研究生,高級工程師,主要從事遙感地質與綜合地學信息礦產資源定量預測研究。Email：jianguo_lee@126.com。

引用格式： 李建國,高學生,滕菲,等.東烏旗地區NW向構造：來自遙感及物化探綜合信息的證據[J].國土資源遙感,2016,28(3)：102-109.(LiJG,GaoXS,TengF,etal.NW-trendingfaultsinDongUjimqinBannerarea：Evidencefromremotesensing，geophysicalandgeochemicalinformation[J].RemoteSensingforLandandResources,2016,28(3)：102-109.)