基于航空重磁資料對大楊樹盆地南部及周邊巖漿巖分布規律的認識

曹安琪, 劉燕戌*, 賴燕玲, 孟維棣, 高 姍,王 寧, 蔡 錦, 蔣哲欣

1)中國自然資源航空物探遙感中心, 北京 100083; 2)河北省地質環境監測院, 河北石家莊 050021;3)吉林建筑大學, 吉林長春 130119; 4)吉林大學地球探測科學與技術學院, 吉林長春 130026

近年來, 我國準噶爾盆地、渤海灣地區、松遼盆地邊緣陸續發現火山巖油氣藏, 該類型資源勘探作為新的油氣儲量增長點, 引起了石油地質學界的廣泛關注(張子樞等, 1994)。從鉆井資料看, 大楊樹盆地南部第一口參數井—楊參1井, 鉆遇九峰山組、龍江組, 二者累計厚度達到240.5 m, 并且九峰山組上段火山巖儲層中發現良好油氣顯示, 表明該盆地火山巖油氣資源前景比較樂觀(齊玉林等,2003)。從地震資料看, 由于研究區地球物理特征復雜, 火山巖覆蓋程度較高, 加之此類巖體對地震波具有低通效應且對反射能量屏蔽、吸收衰減嚴重,導致火山巖層間和下伏地層的地震資料品質變差(郭偉等, 2014), 制約了利用地震勘探方法進行火山巖油氣藏勘探的發展。盡管單一參數的航空地球物理方法對基礎地質研究工作給予了有力支撐, 但在解決某些地質問題方面仍存在一定的局限性和多解性。為此, 經過一系列試驗和技術攻關, 我國于2016年開啟了航空重、磁綜合研究工作(李文勇等,2010a; 劉燕戌等, 2012, 2014)。通過在同一飛機平臺集成航空磁力儀與航空重力儀實現多參數綜合采集,獲得了寶貴的航空重、磁綜合測量數據(李文勇等,2010b; 詹少全等, 2017; 楊劍等, 2019), 在剖析深部地質構造、厘定大型巖漿巖帶、查明磁性基巖巖性(Liu et al., 2023)、計算磁性基底深度等方面拓展了航空地球物理應用領域(Wang et al., 2014b, 2016;Liu et al., 2022a, c; 劉燕戌等, 2023)。

為了聚焦大楊樹盆地南部重要基礎地質問題與能源資源預測前景, 急需利用高精度大比例尺區域航空重磁資料開展地質-地球物理綜合研究(楊光等, 2001; 張明華等, 2013), 厘清巖漿巖的地球物理響應特征, 從而揭示區域構造與巖漿巖分布規律(Wang et al., 2014a)。本文依托大楊樹盆地南部最新采集的高精度航空重磁綜合測量數據, 在區域重磁異常特征分析的基礎上, 應用先進的地球物理正反演技術, 推斷了斷裂構造與巖漿巖分布范圍, 厘清了重要巖漿巖帶的規模及其空間展布特征, 為區域基礎地質研究與油氣勘探提供了地球物理依據。

1 區域地質概況

大楊樹盆地位于大興安嶺造山帶東部, 其南東部緊鄰松遼盆地, 北北東走向, 為白堊紀開始的陸相伸展斷陷作用和擠壓拗陷作用形成的復合盆地,區域構造特征總體呈現為三坳兩隆坳隆相間的構造格局(劉志宏等, 2008)。盆地發育的地層自上而下包括第四系、上第三系金山組、白堊系嫩江組、歐肯河組、甘河組、九峰山組、龍江組及中侏羅統南平組。盆地百分之六十以上地層被火山巖覆蓋, 火山巖厚度最大可達1 000 m(吳河勇等, 2004), 其下發育沉積地層, 特征與松遼盆地斷陷構造層(火石嶺組-營城組)具有相似性(張明學等, 2006; 門廣田等,2007)。

研究區整體處于大興安嶺向松嫩平原過渡帶,由西北向東南依次為低山、丘陵、平原地帶, 平均海拔高度300 m。西部巖漿巖廣泛出露(阿榮旗—龍江一線及其以西), 中部及東部(阿榮旗—龍江一線及其以東)多被第四系覆蓋。區域地質資料顯示(圖1), 區內既可見侵入巖, 又發育火山巖。侵入巖中,以石炭紀至白堊紀各期次酸性、中酸性巖(花崗巖、堿性花崗巖、二長花崗巖、堿長花崗巖、花崗斑巖等)為主。火山巖中, 中酸性巖體與中基性巖體較為發育。例如, 上侏羅統塔木蘭溝組以基性熔巖、玄武巖、火山碎屑巖為主, 滿克頭鄂博組與瑪尼吐組地層分別賦存酸性與中酸性火山熔巖、火山碎屑巖沉積; 而白堊系龍江組下部由流紋巖、凝灰巖、安山玢巖等中酸性火山巖組成, 甘河組則為玄武巖夾薄層砂泥巖(遲元林等, 2002)。巖漿巖是區域地質面貌的重要組成部分, 對區域成礦及資源分布具有重要控制作用。

圖1 研究區位置及地質圖Fig.1 Location and geological map of the study region

2 數據與方法

2.1 數據

2.1.1 航空重磁數據

本文采用中國自然資源航空物探遙感中心2018年在大楊樹盆地南部地區采集的航空重磁綜合測量數據, 比例尺為1: 10萬, 測線方向為115°～295°, 切割線方向為25°～205°, 平均離地飛行高度為175 m。研究區數據處理后空間重力測量總精度為0.26×10-5m/s2, 航磁測量總精度為0.69 nT。

2.1.2 物性及其它數據

根據研究區地層分布與基巖出露情況, 共完成物性測量點103處(平面采樣), 獲得磁化率數據3127個、密度數據435個, 采集標本454塊(包括磁定向標本8塊); 收集地震剖面5條、鉆井3口、大地電磁測深剖面2條等。

2.2 方法

本次對研究區航空重、磁異常進行了位場數據轉換, 采用化磁極、垂向一階導數以及剩余處理等地球物理方法。

垂向一階導數圖上局部異常較原始場圖上明顯增多, 較好地反映出淺層地質體的構造輪廓,突出弱小異常特征。剩余處理方法將一些局部異常從區域背景異常中分離并提取出來, 從而獲得突出局部微小異常的航空重力剩余異常, 對研究和圈定淺層巖漿巖具有一定應用效果(Thompson,1982; Li et al., 1998; 李文勇等, 2010a; Liu et al.,2022b), 為確定磁異常范圍, 圈定巖漿巖體和判斷巖性提供了重要依據(劉燕戌等, 2012; 吳真瑋等, 2015)。

3 結果與分析

3.1 物性特征

3.1.1 密度特征

從地層密度差異看, 地層由老到新, 密度變化總體規律呈由大變小的趨勢(圖2、表1)。地層縱向序列可劃分為3個密度層, 自下而上依次為元古界—晚古生界、中生界(三疊系—白堊系)、新生界(第四系)。3個密度層之間存在2個密度界面, 其與區域性不整合界面相一致。從巖石密度差異看, 不同地層、不同巖性的巖石密度差異也存在一定規律。整體來看, 侏羅—白堊系不同巖性的火山巖密度差異較為明顯, 自酸性巖、中酸性巖、中性巖到基性巖, 密度逐漸增大。從元古界、古生界、中生界到新生界, 沉積巖密度逐漸下降。

表1 研究區巖(礦)石密度參數統計表Table 1 Rock ore density parameters in the study region

圖2 研究區及周邊地層(巖石)密度柱狀圖Fig.2 Density histogram of rock strata in the study region and surroundings

地層(巖石)密度差異是引起重力異常的根本原因。當具有一定規模的元古界—晚古生界密度層埋藏較淺或出露地表時, 可引起顯著的相對重力高異常; 當中生界密度層(三疊系—白堊系)發育時, 常引起相對重力低異常, 反映了三疊系—白堊系斷陷或凹陷的存在。通常情況下, 當密度較大的巖漿巖侵入到密度較小的地層中時, 往往顯示出局部重力高, 反之顯示為局部重力低。

3.1.2 磁性特征

從磁性差異看, 區內巖漿巖磁性較強, 變質巖磁性較弱, 沉積巖磁性最弱。侵入巖與火山巖均呈現從酸性巖—中性巖—基性巖—超基性巖, 磁化率整體增高的趨勢, 變化幅度較為明顯。不同地層的磁性受巖性影響亦有明顯差別(圖3), 主要特征包括: ①新生界區域分布微弱磁性層—主要由沉積碎屑巖組成, 磁化率均值為30×10-5SI, 不會引起明顯正磁異常; ②白堊系和侏羅系局部分布強磁性層—包含磁性較強、厚度較大但不穩定的中-基性火山(碎屑)巖, 其中, 中性火山巖磁性受巖性影響較大,磁化率變化范圍在(1 340～1 867)×10-5SI, 基性巖的磁化率均值為2 052×10-5SI, 常引起高幅值跳躍變化正磁異常(表2); ③古生界區域分布微弱磁性層—主要由沉積巖組成, 磁化率多小于100×10-5SI,不會引起明顯正磁異常; ④元古界中-強磁性層—為一套具有中-強磁性的變質巖系, 可引起一定幅值平緩正磁異常。

表2 研究區巖(礦)石磁性參數統計表Table 2 Rock ore magnetic parameters in the study region

圖3 研究區及周邊地層(巖石)磁化率圖Fig.3 Magnetic susceptibility diagram of rock strata in the study region and surroundings

3.2 區域重、磁異常特征

3.2.1 重力異常特征

從總體上看, 研究區布格重力高、低異常均比較發育, 異常值波動變化大且較為頻繁, 全區布格重力異常值范圍為-7.3～5.6 mGal(圖4)。

圖4 航空布格重力異常垂向導數圖Fig.4 Vertical derivative diagram of airborne Bouguer gravity anomaly

研究區布格重力異常分布不均, 自西向東寬緩重力低與重力高呈條帶狀相間分布。其中相對重力高異常帶多呈NE—NNE向條帶狀或近團塊狀, 相對重力低多為團塊狀。相對重力高異常的分布面積大于該地區的百分之六十。相對重力高、低異常的空間分布與形態組合特征, 揭示了區域構造變動的強烈性, 沉積相的多變性或巖漿巖體的發育性。

該區布格重力異常梯度帶較為發育, 多數梯級帶延伸距離較長, 連續性較好, 延伸方向多為北東向。研究區共發育延伸長度大于10 km的航空布格重力梯級帶約60條, 且多數延伸距離在50 km以下,少數重力梯級帶長度大于100 km。梯級帶走向以NE—NNE向為主, 其次為近SN向、NW向、NWW向。其中, 西部(阿榮旗—碾子山一線)與東部(富裕縣—齊齊哈爾一線以西)相對重力低背景上發育兩條貫穿南北的北東向重力異常梯級帶(最大梯度可達2.40 mGal/km), 梯級帶的發育特征反映了區域構造運動的多期性和復雜性。

3.2.2 航磁異常特征

研究區航磁ΔT化極異常特征顯示(圖5), 異常波動性顯著, 且西部、中部及東部磁異常面貌迥然不同。西部發育負磁背景上中等幅值跳躍變化正磁異常, 局部異常較破碎, 多為北東向團塊狀或串珠狀磁異常, 自北向南分布面積與幅值逐漸降低; 該區中部總體表現為北東向大型正磁異常帶, 在航磁剖面圖中, 異常多呈鋸齒狀劇烈跳動, 正磁異常梯度較大且尖銳, 走向主要為NE—NEE向; 該區東部表現為寬緩負磁背景上發育局部低緩正磁異常,可見十余處不同走向中等延伸距離的航磁梯度帶,正磁異常集中分布于南東隅, 多呈北東向與北西向團塊狀或近橢圓形。不同區域內的航磁異常面貌,反映了西、中、東部區域地質背景、磁性基底埋深、火成巖分布等的差異性。

圖5 航磁△T化極圖Fig.5 Polarized diagram of aeromagnetic ΔT

4 巖漿巖重磁異常響應特征

4.1 巖漿巖厘定方法

4.1.1 巖漿巖圈定的地球物理依據

本次野外巖(礦)石物性實測結果表明, 研究區多數巖漿巖具有與圍巖不同的磁性和密度。系統分析航磁、重力異常與區域地質資料后, 認為升高磁異常或正磁異常主要由各類巖漿巖(侵入巖、火山巖)引起; 規模小者的磁性體可引起局部磁異常; 規模大者或區域分布的磁性體可引起大范圍或區域性正磁異常; 同時不同類型的巖漿巖又具有不同的磁性,可引起不同形態與強度的磁異常。當圍巖密度較高時, 低密度巖體常引起局部重力低; 當圍巖密度較低時, 高密度巖體常引起局部重力高。因此, 研究區具備依據高精度航空重磁異常(局部異常或大范圍異常)并結合地面露頭識別并圈定巖漿巖的地球物理基礎。

4.1.2 磁性體邊界圈定依據

磁性體邊界的圈定主要依據航磁ΔT、航磁ΔT化極、航磁ΔT化極垂向一階導數、航磁ΔT剩余異常、航磁ΔT化極上延等相關圖件, 同時結合重力與區域地質等資料。

對于淺部磁性地質體, 其邊界主要以航磁ΔT化極圖之梯級帶、航磁ΔT化極垂向一階導數圖之零值線等圈定, 同時參考航磁ΔT剖面平面圖、剩余異常剖面平面圖、重力資料等。

對于隱伏一定深度的磁性體, 其邊界圈定主要依據航磁ΔT化極圖、航磁ΔT化極上延圖等, 同時結合重磁異常正反演結果。

根據研究區典型航空重磁異常的地球物理響應特征, 優選有效的地球物理方法組合, 可以有效識別具有地質意義的局部異常。需要指出, 利用航磁和重力資料圈定磁性體邊界的前提是磁性體與圍巖具有磁性或密度差異。因此,磁性或密度相近但巖性不同的多個相鄰磁性體的邊界有時無法識別或可能被推斷為同一地質體。

4.1.3 巖性確定

本次磁性體巖性主要依據航磁異常形態、強度和分布等特征確定, 同時充分結合地質露頭、巖(礦)石物性參數、野外踏勘結果等。具體如下:

在地表出露情況下, 若根據物性測定結果, 地表出露地質體能夠引起對應的航磁和重力異常, 以地面地質調查確定的巖性為依據; 在地表出露情況下, 若根據物性測定結果, 地表出露地質體(無磁性或弱磁性)不能引起對應的航磁和重力異常, 說明引起航磁和重力異常的地質體應在地表出露地質體之下, 其巖性應參考類似航磁和重力異常特征及物性測定結果確定; 對于第四系覆蓋的隱伏巖漿巖體,需根據航磁和重力異常特征、地質背景、構造環境,結合物性測定結果推斷。

需要說明, 雖然大楊樹盆地南部前新生代地層及巖漿巖有一定面積出露, 但通過對比分析表明,眾多航磁和重力異常并非地表出露地質體引起, 而是第四系之下或地表出露地質體之下的隱伏地質體引起。因此, 加強地表出露地質體及其引起的航磁與重力異常的對比并總結其特征, 是正確研究大楊樹盆地南部及周邊隱伏巖漿巖體的關鍵。

4.2 侵入巖重磁異常響應

4.2.1 重磁異常特征與地質成因

研究區周邊酸性侵入巖較為發育, 與基性-超基性侵入巖、中基性侵入巖相比, 酸性侵入巖密度較小且磁性較弱。當其侵入至較低密度地層中時,多引起局部重力高; 當其侵入至較高密度地層中時,多引起局部重力低。當其侵入到無-微磁性圍巖中時,通常顯示為一定幅值的正磁異常。

4.2.2 典型實例

以酸性侵入巖Q32為例, 位于內蒙古自治區扎蘭屯市成吉思汗鎮南東部, 在航磁ΔT化極圖與航磁ΔT化極垂向一階導數圖上顯示為低負背景上的北東向中等幅值航磁異常(圖6a, b); 在航磁ΔT剩余圖上對應于北東向團塊狀正磁異常(圖6c)。其西側發育北東向航磁異常梯級帶, 應為NE向斷裂的響應。經過與地質資料進行對比分析以及正演擬合結果表明, 正磁異常對應地表位置出露花崗斑巖(圖7)。由于酸性侵入巖相對于弱-微磁性地層(下—中二疊統大石寨組、下三疊統老龍頭組與下白堊統光華組)屬于高磁性地質體, 因此該類巖體與圍巖之間的磁性差異引起了局部正磁異常(圖6d)。此外,該磁異常西側的NE向磁異常梯級帶反映了F2斷裂的存在。該斷裂為Q32巖體的侵入提供了通道, 明顯控制了巖漿巖的展布形態。

圖6 酸性侵入巖Q32在航磁異常圖與地質圖上的顯示Fig.6 Acidic intrusive rock Q32 on aeromagnetic anomaly map and geological diagram

圖7 酸性侵入巖Q32異常重磁聯合正演擬合剖面(剖面A-B)Fig.7 Gravity and magnetic joint forward fitting profile of acidic intrusive rock Q32 anomaly (Profile A-B)

再如酸性侵入巖Q43, 其位于黑龍江省齊齊哈爾市昂昂西區東部, 平面展布方向為北北東向, 地表被第四系全新統高漫灘堆積層覆蓋。在布格重力剩余異常圖上顯示為重力高背景上的NE向條帶狀重力低(圖8a); 在航磁ΔT化極圖與航磁ΔT化極垂向一階導數圖上, 該巖體表現為NNE向鼻狀正磁異常(圖8b, c)。密度較小的酸性巖體與較大密度圍巖之間存在的密度差引發了局部重力低, 而中、新生代圍巖磁性較弱亦是局部正磁異常有所反應的主要原因。

圖8 酸性侵入巖Q43在重、磁異常圖上的顯示Fig.8 Acidic intrusive rock Q43 on gravity and magnetic anomaly diagram

4.3 火山巖重磁異常響應

由于火山噴發過程常伴有各種火山碎屑物質的堆積和搬運作用, 加之噴發強度和規模的巨大差異,導致火山巖分布規模及空間展布特征差別較大,其密度也存在著由酸性成分向基性成分增大的趨勢。研究區中生界侏羅系與白堊系火山(噴出)巖系包括火山(碎屑)巖及沉積碎屑巖, 由于其巖性與成分不同而表現出不同磁性。

4.3.1 中基性火山巖

(1)重磁異常特征與地質成因

由于中基性火山巖是深部巖漿巖噴溢出地表經冷凝、揮發分逸散后的遺留產物, 常具有玻璃質結構和氣孔構造等, 因此其密度多小于同性質的中基性侵入巖。野外物性測量結果表明, 中基性火山巖密度變化較大, 其中安山巖類的密度多接近或略小于中生界或上古生界, 同時大于新生界, 而玄武巖類的密度則大于中生界、上古生界以及新生界, 多小于前晚古生代地層。

中基性火山巖多具有較強磁性, 其所引起的重力異常幅值也較大, 局部重力高、低或低幅值變化等均有表現, 但航磁異常則多表現為局部正磁異常。

(2)典型實例

以火山巖H79為例, 其位于黑龍江省齊齊哈爾市甘南縣興隆鄉北東部。在航磁化極ΔT圖上, 該巖體表現為負背景上頻繁跳躍的雜亂異常, 最大幅值達1 380 nT, 多數為800～1 200 nT(圖9a)。在航磁化極垂向一階導數圖上(圖9b), 該巖體亦呈分散破碎的異常形態。地質資料顯示, 該巖體中部及南東部對應地表位置被第四系覆蓋, 北西部大面積出露早白堊世甘河組(見氣孔狀、杏仁狀橄欖玄武巖、玄武安山巖、玄武安山質火山角礫巖)(圖9c)。野外實測玄武巖磁化率變化范圍平均值為2 052×10-5SI,屬于強磁性。綜合重磁異常與野外物性測量結果,推斷該航磁異常由大楊樹盆地南部坳陷區六合凹陷內下白堊統甘河組玄武巖引起, 該凹陷南東部尚發育較大規模隱伏火山巖。

圖9 中基性火山巖H79在航磁異常圖與地質圖上的顯示Fig.9 Intermediate-basic volcanic rock H79 on aeromagnetic anomaly diagram and geological map

再如火山巖H95, 其位于甘南縣南西部, 夾持于北東向F6斷裂和北西向F3斷裂之間, 整體呈北東向展布。在航磁ΔT化極等值線及其垂向一階導數圖上對應中心低、周緣高的環形磁異常模式(圖10a、b), 其中心位置表現為長軸SN向的橢圓形負磁異常, 周邊若干跳躍變化、走向各異的中-高幅值正磁異常環繞負磁中心分布。該異常對應地表位置大部分被第四紀中更新統與上更新統冰水堆積層覆蓋,西部出露一定范圍下白堊統梅勒圖組中基性、中性熔巖。野外實測物性數據結合重磁異常特征表明,四周環形高磁異常是火山噴發后中基性火山熔巖的地球物理響應, 中心重磁低值區應為低密度、弱磁性火山口充填沉積物所引起。

圖10 中基性火山巖H95在磁異常圖上的顯示Fig.10 Intermediate-basic volcanic rock H95 on aeromagnetic anomaly diagram

4.3.2 中酸性火山巖

(1)重磁異常特征與地質成因

根據物性資料測定結果, 中酸性火山巖一般具有較小密度和較弱磁性, 其密度值多介于中生界與新生界之間, 因此通常引起局部重力低和低幅值正磁異常或負磁異常。

(2)典型實例

中酸性火山巖H59位于甘南縣長山鄉一帶, 其在布格重力剩余異常圖上表現為大范圍相對重力低(圖11a); 在航磁ΔT化極圖該異常顯示為負磁背景上發育若干規模不一、方向各異的跳躍變化弱磁異常(圖11b); 航磁ΔT化極垂向一階導數圖與航磁剩余圖顯示淺層局部破碎弱小的磁異常更加突出(圖11c, d)。地質資料顯示, 該區被第四系覆蓋, 其西側地表大面積出露下白堊統光華組(以酸性凝灰巖、沉凝灰巖和黏土巖為主, 夾凝灰砂巖和安山巖)。結合地表露頭與物性測量結果, 認為相對重力低、中-低幅值航磁異常分別與中酸性火山巖的低密度與中-弱磁性特征相吻合。

圖11 中酸性火山巖H59在重、磁異常圖上的顯示Fig.11 Intermediate-acidic volcanic rock H59 on gravity and magnetic anomaly diagram

中酸性火山巖H55位于甘南縣東陽鎮南部。其在布格重力剩余異常圖上對應于局部重力低(圖12a); 航磁ΔT化極圖上顯示為若干跳躍變化、分散破碎的不規則正磁異常(圖12b); 垂向一階導數圖中的正磁異常構造輪廓更明顯, 弱小異常更為突出(圖12c); 航磁剩余異常圖上亦顯示北東向分散破碎的正磁異常(圖12d)。結合野外踏勘與物性測量結果, 推斷重磁異常由中酸性火山巖巖體引起。

圖12 中酸性火山巖H55在重、磁異常圖上的顯示Fig.12 I intermediate-acidicvolcanic rock H55 on gravity and magnetic anomaly diagram

綜上所述, 研究區酸性侵入巖、中基性火山巖、中酸性火山巖等不同類型的巖漿巖具有以下典型重磁異常特征(表3)。

表3 研究區巖漿巖重磁異常特征表Table 3 Gravity and magnetic anomaly characteristics of magmatic rocks in the study region

5 巖漿巖發育分布規律及其控制因素

根據巖漿巖重磁異常特征, 本次共圈定巖漿巖百余處(圖13)。從巖石性質或巖石類型看, 酸性、中酸性、中基性巖漿巖均有發育, 但發育不均, 數量明顯不同。侵入巖主要為酸性侵入巖; 在火山巖中, 中基性火山巖更為發育。由于形成環境的差異和斷裂活動的非均一性以及形成時代的不同等, 導致這些巖漿巖的規模大小迥然有別、巖相及巖石類型多樣, 并按照一定的規律分布。

圖13 研究區巖漿巖分布圖Fig.13 Magmatic rock distribution map in the study region

從巖體規模看, 巖體大小非常懸殊。規模大者如延展于F41斷裂兩側的H117中基性火山巖巖體,其分布范圍約為351 km2; 規模比較大者如F34斷裂北側的Q31酸性侵入巖, 分布面積也在70 km2以上;規模小者其分布面積在10 km2以下, 如位于F24斷裂與F26斷裂之間的H50中酸性火山巖, 分布面積只有7 km2。從巖體規模與巖體巖相、巖體性質的相互關系看, 規模較大的巖體多為中基性火山巖、酸性侵入巖次之, 中酸性火山巖的規模相對較小。

從巖漿巖分布區域看, 酸性侵入巖主要分布在研究區西部以及東南部; 中基性火山巖集中分布于研究區中部; 中酸性火山巖主要分布在研究區西部,在研究區中東部也有零星分布。

從巖漿巖分布的構造位置看, 除少數巖體外,包括侵入巖和火山巖在內的多數巖漿巖沿斷裂及其兩側分布, 清楚地反映了斷裂對巖漿活動的控制作用, 也再次說明斷裂是巖漿侵入和噴出的重要通道。比如沿北東向F63、F64、F65斷裂展布有Q39、Q40、Q41、Q42、Q43、Q44等酸性-中酸性侵入巖體并夾雜少量火山巖, 表明這些巖漿巖體受該斷裂控制(圖13); 沿近北東向F2斷裂展布的侵入巖與火山巖,同樣說明F2斷裂控制著這些巖漿巖巖體的形成與分布; 沿近東西向F3斷裂、近南北向F6斷裂分布有十余處中基性火山巖體, 說明兩條斷裂是這些中基性火山巖體形成的主要控制因素, 北東向F7斷裂、北西向F8斷裂交匯處集中發育一團塊狀侵入巖Q10,巖體明顯受斷裂控制, 系兩條斷裂共同控制的結果,再次佐證斷裂交匯處是巖漿最容易侵入和噴出的場所。毋庸置疑, 這些斷裂是重要的巖漿通道, 控制著沿斷裂帶的巖漿巖體的空間展布和幾何形態。

從巖漿巖性質看, 巖漿巖類型、分布范圍與巖漿的化學成分、侵蝕性以及巖漿黏度等因素有關,中基性巖漿SiO2含量低、黏度大、侵蝕能力較差, 但來自深部的傳導動力大, 易于連續噴發, 形成大規模火山(噴出)巖, 酸性、中酸性巖漿SiO2含量高、黏度小、侵蝕能力強, 易于沿斷裂侵入并向圍巖擴張, 但在噴出地表時, 因動力不足和黏度小而不易形成大規模的噴發活動。

從巖漿巖成因看, 研究區自早白堊世時期進入伸展斷陷期, 在NWW—SEE向拉伸作用下, 形成一系列分割性較強的北北東向控陷小斷裂。斷陷期為火山強噴發階段, 因此龍江組與甘河組沉積期內,斷裂內充填了大量中酸性、中、基性火山熔巖、火山碎屑巖。早白堊世早期火山活動最為強烈, 研究區處于蒙古-鄂霍茨克海閉合造山后伸展環境, 盆地裂陷沉降速度快, 并伴隨頻繁的巖漿噴發活動,因此該時期中基性火山巖較為發育。

6 結論

(1)利用地球物理局部異常提取方法結合野外踏勘及物性測量結果, 進行了(隱伏)巖漿巖體圈定,將研究區劃分出中基性火山巖、中酸性火山巖、酸性侵入巖等三類巖漿巖。

(2)揭示了巖漿巖空間分布規律。從巖石性質或巖石類型看, 巖漿巖區主要分布中基性和中酸性火山巖、酸性侵入巖。從分布特征上看, 火山巖兩側少(多為中酸性火山巖)、中部多(多為中基性火山巖);酸性侵入巖主要分布于西部與南東部。從巖體規模與巖體巖相、巖體性質的相互關系看, 規模較大的巖體多為中基性火山巖、酸性侵入巖次之, 中酸性火山巖規模相對較小。從巖體空間展布特征看, 巖漿巖主要受控于北東—北北東向斷裂。

(3)提出了區域巖漿巖發育特征新認識, 認為大楊樹盆地南部(阿榮旗—碾子山一帶)發育大規模跳躍變化、集中分布的中-高幅值條帶狀正磁異常, 表明該區發育一定規模的隱伏中基性火山巖帶。該火山巖受控于北東向F2斷裂、近東西向F3斷裂與近南北向F6斷裂, 為該區基礎地質調查與能源資源預測提供了地球物理依據。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (No.DD20190028).