调查区位于华北板块北部大陆边缘镶黄旗-赤峰火山型Ⅲ级大地构造单元, 区域上位于二连浩特-贺根山缝合带以南, 阴山北麓-赤峰深大断裂以北。古生代受东西向西拉木伦河板块的俯冲作用, 造就了本区东西向为主的古生界基底构造格架, 形成了一系列近东西向的褶皱、断裂构造。中生代受滨太平洋板块向西北的俯冲作用形成了北东向为主的侏罗世火山岩盆地、岩浆侵入等。新生代以大陆裂谷型基性火山喷发的地壳差异升降运动为主要特点 (如图1) 。
调查区的大地构造位置显示了构造行迹在古生代受南北向的压应力场作用, 形成了近东西向的褶皱和断裂, 之后在北西向应力作用下, 形成了构造的叠加, 后期构造叠加的强度较前期要小。
经1∶5万区域地质调查工作证实, 区内较老地层为志留系中统晒勿苏组 (S2sh) , 其岩性为浅海相结晶灰岩、砂质板岩沉积;石炭系、二叠系为海陆交互相沉积含火山碎屑;缺失了泥盆系地层;侏罗系以沉积凝灰岩为主;白垩系下部为酸性流纹斑岩、流纹岩, 白垩系上部为陆相湖河沉积;新近系为玄武岩喷出和陆相含煤沉积 (如图2) 。
地层在大区域上表现为北东向的新老地层相间排列。从西到东62km共记有四个北东向地层出露规律带;相互为新老相间。第一个带:侏罗纪沉凝灰岩为主带, 带宽7~8km, 北东延伸超过36km;第二个带:新近系为玄武岩喷出带, 带宽带宽7~8km, 北东延伸约23km;第三个带:石炭纪、二叠纪、侏罗纪地层带, 带宽23km, 北东延伸约30km以上;第四个带:新近系为玄武岩喷出带和陆相含煤沉积带, 带宽32km, 北东延伸约50km。重要的是水地幅的 (第三个带) 地层, 从南向北中间为老地层, 老地层为前侏罗纪地层, 在红石拉山到兴隆沟, 带宽7km, 东西向延伸约24km。向北和南均为侏罗纪地层 (图2) 。也就是说, 本区地层具有东西向和北东向的叠加特点。水地幅二叠地层在图幅两侧呈Z字型或反S型构造, 显示了沿北东向地层受北西向压扭性地应力的作用。
(1) 岩浆岩的侵入时代和岩性。
岩浆岩以二叠纪、三叠纪花岗闪长岩、闪长岩等中基性侵入岩为主。侏罗纪侵入以花岗岩为主。白垩纪以花岗斑岩为主。
(2) 岩浆岩的出露特点。
岩浆岩出露以早期辉长岩呈近东西向出露, 岩体形态的长轴近东西向, 而北东向和北西向为主, 二叠三叠纪花岗闪长岩为北东向, 较晚的花岗岩呈北西向为特征。
众所周知, 高磁测量仪器本身对磁性物体的感应是有一定范围的, 这就是说对磁力仪器的水平方向的移动会因为地质体磁性的变化而变化;当我们沿山体从下向上或从上向下移动时, 磁力仪器因为上下地质体不同而产生感应变化。磁测数据的综合特性表现了高磁仪测点处磁力的综合反映 (图3) 。通过实验可以定量的发现磁力仪的测量范围, 也可以发现高磁仪对不同磁性岩石在距离磁力仪距离变化时的数据变化。从现实的内蒙赤峰市水地幅等磁测资料看, 在水地乡东大面积汉诺贝组玄武岩出露, 在水地幅的西山弯子、前窑子也有汉诺贝组玄武岩出露, 但是有趣的是汉诺贝组玄武岩出露在地表厚度不大, 多数在100m左右, 根据物探磁测岩性的磁化率, 汉诺贝组玄武岩在埋藏深度变化时, 磁测数据就会有变化, 变化规律为:
因此, 埋藏深度大时, 磁测强度就会减弱。化极上延就是对地表高磁性物体的过滤, 化极上沿1500m磁异常等值线平面图就是对工作区基底构造的显示。
(1) 低磁性物质沉积岩在化极上延1500m磁异常等值线平面图上的大致分布特征。
在化极上沿1500m磁异常等值线平面图上我们看到低磁性物质的等值线趋势呈北东向, 在北东向的低等值线基础上叠加了近东西向的小圈闭形态, 这一特征显示基底构造为东西走向的构造线和北东向的叠加。这种特征和1∶20万航磁异常所揭示的基底构造规律很相似。东西向的异常残留在桥头幅很明显, 而在六分地和水地以北东向异常为大趋势。
在化极上沿500m磁异常等值线平面图桥头幅兰色的低负磁异常表现出近南北向的短轴形态, 异常圈闭范围小, 共有21个圈闭出露, 而在高磁异常覆盖下, 至少要有13个小的异常圈闭。在六分地幅, 这种小的异常圈闭也有27个, 高磁异常覆盖下应该有至少7~8个。通过对比, 我们可以知道在水地幅和木头沟幅因构造叠加引起的基底构造变形褶皱在数量上是相近的, 约为34个/每幅, 走向为北东向的大趋势叠加在东西方向上。
(2) 低磁性物质沉积岩在化极上延1500m磁异常等值线平面图上的大致分布特征对基底构造的揭示。
基底构造在本区是以北东向为主叠加有近东西向的构造线和面组成的褶皱叠加和断层分布规律。基底褶皱为东西向和北向叠加的马鞍状褶皱, 整体上在桥头幅表现为近东西向长轴褶皱向斜构造, 桥头东向斜构造, 桥头西向斜构造, 两个大的向斜加背斜, 背斜核为后期岩浆岩的通道。而在木头沟幅, 木头沟东向斜和木头沟西向斜加木头沟背斜, 该背斜为后期岩浆岩侵入的通道。在六分地幅, 北东向的褶皱和东西向褶皱叠加, 以北东向向斜为主构成了六分地大基底向斜。这种褶皱的形态组合也可能显示了水地幅的基底是以复式背斜为主的岩浆岩侵入区。地表地层出露应符合这一规律, 水地幅出露较老的地层。
(1) 高磁性物质岩浆岩在化极上延1500m磁异常等值线平面图上的大致分布特征。
高磁性物质岩浆岩在化极上沿1500m磁异常等值线平面图上的大致分布特征大体上呈北东向, 其分布范围以水地幅为主, 桥头幅图幅中间和木头沟东北部有高磁异常分布。整体上高磁异常为Z字形, 从桥头到木头沟高磁异常带宽4~8km为主长约20km组成了Z字形的上边, 而水地幅东边宽约20km, 长30km, 组成Z字形的下边。这样上边窄, 下边宽的大Z字形, 高磁性物质岩浆岩构成的不对称形态表明近水地东侧热流值高, 为本区高应力, 高热流带。
在高磁性物质岩浆岩在化极上延500m磁异常等值线平面图上高磁异常圈闭在桥头幅有12个, 在木头沟幅有18个, 在水地幅有14个。每个高磁异常圈闭的范围大致1~2km2。
(2) 高磁性物质岩浆岩在化极上延1500m磁异常等值线平面图上的大致分布特征对基底构造的揭示 (如图4) 。
基底构造中的岩浆岩是较沉积地层晚的侵入体, 侵入体以岩体或隐伏岩体的形式存在于自然界地层当中, 而岩浆岩的侵入受区域构造格局的控制, 反过来岩浆岩可以显示区域构造格局的状况。高磁性异常圈闭显示的岩体形态规律告诉我们, 岩浆岩侵入受北东向构造带的控制, Z字形形态表明岩浆受北西向压扭性区域应力场的作用, 岩浆岩高磁异常形态的北东向狭长, 北西向的宽带说明了北西向的张性应力场作用, 因此当北西向张性或张扭性侵入和北东向压扭性断裂汇合时, 是最易成矿的区域, 而这些区域在Z字形的转折端。从化极上延500m磁异常等值线平面图上看, 鸡冠山 (红石拉山) 成矿区、陕北营子 (西山弯子) 成矿远景区、窑沟成矿远景区、平顶山成矿远景区、八盖梁—头道杖房成矿远景区 (见内蒙古赤峰市桥头等四幅1∶5万区域地质略图) 。
我们在地表填图得到的地质规律和深部地磁异常所反映的仅仅只是规律上的相似, 这种早期近东西向长轴褶皱和晚期北东向褶皱的叠加以及断裂的叠加在地面磁测异常图上并不能严格的一一对应。地面构造和深部基底构造在形态上为相似形但是地磁异常的等值线图显示出异常的变化规模更小。这是否是地磁异常的精度太高?还是地面和地下本来就存在差距?这些定量解译问题有待同行共同验证和深入研究。
摘要：本文通过内蒙赤峰市水地幅等1∶5万区域地质调查中的1∶5万地面磁测工作, 初步探讨了磁力仪器因为上下地质体不同而产生感应变化。磁测数据的综合特性表现了高磁仪测点处磁力的综合反映, 初步得出了高磁仪对不同磁性岩石在距离磁力仪距离变化时的数据变化规律并提出了难解问题是褶皱的叠加以及断裂的叠加在地面磁测异常图上并不能严格的一一对应, 有待同行共同验证和深入研究。
关键词：高磁异常,基底构造,成矿
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