秦岭造山带岩浆岩地球物理场特征张守林1,2,傅水兴2,李恭2(1.中国地质大学,北京 100083;2.北京矿产地质研究所,北京 100012)摘要:根据不同类型岩浆岩的岩石密度、磁性的不同,通过重磁异常分离、延拓、求导、异常的彩色编码及重、磁特征信息的复合处理等,按重磁反映的岩浆岩带所处的构造单元部位、岩浆系列特征以及与矿带的时空关系,将秦岭造山带划分为2带和7个群段。

关键词:秦岭造山带;岩浆岩;地球物理场特征中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2004)06-0482-03秦岭造山带呈近东西向横贯于中国大陆的腹部,位于龙门山梯级带和武陵山梯级带之间,为重力场严重扭曲区,布格异常值总体上西低东高,并大致在(-300l~-70) 10-5m/s 2范围内变化,形成一个自北西向东南方向突出的异常轴脊。

1 地球物理数据专题图像处理地球物理区域异常的变化特征是研究深部地质构造的重要依据。

为了从信息量水平较低的小比例尺区域重磁数据中增强提取有用的地质特征信息,我们以Golden Surfer 微机软件系统、PCIPS 微机图像处理系统和M GIPS 工作站多源地学信息综合处理系统为手段,在重磁异常分离、延拓、求导等转换基础上,进行了专题图像处理 。

采用如下几种典型的技术方法。

1.1 重、磁异常的彩色编码显示各种类型的网格数据经灰度级量化转换成0~255的整型值,并按特定格式形成图像文件,便可进行以0为黑到以255为白的不同亮度的图像显示。

在专题图像处理时,按照惯例使用了可见光光频蓝!青!绿!黄!红!紫6种单色的16(或32)个色调,依次描绘重磁异常由低值到高值的过渡。

1.2 重、磁特征信息的复合处理重、磁图像的复合处理应在不同类型数据空间坐标配准的基础上进行。

为实现多源信息的综合研究,通常是以某种预定的示矿目标为指导,选择具有特定地质内涵的重、磁异常或二次标志异常进行图像算术运算或通过多变量图像K L 变换获得与不同信息内容相关联的几个主分量图像,尔后再将不同地质表征的新图像进行彩色合成或叠合显示,形成综合信息特征标志组合图像,以便研究不同场源地质体的空间分布特征,分析深部成矿环境,建立综合信息示矿模式提供直观的指示标志。

彩图1(见文后插页)是重力场向上延拓3km 的垂向二导异常彩色图像红色分量与航磁总场彩色阴影浮雕图像红色分量按目标图像=[原图像1(R )+原图像2(R )] 比例数运算(R 为红色分量),产生具有综合信息意义的图像。

它以重磁的高场强特征和影像形态揭示出区域范围内构造岩浆带的展布。

2 岩浆岩带的分布2.1 岩石物性特征及岩体识别标志已有岩石密度、磁性资料表明,秦岭造山带内岩浆岩的物性特征比较复杂,且随地区不同存在着明显差异。

在侵入岩中密度变化具有自超基性∀基性∀酸性逐渐减弱的特点。

超基性岩密度最大,可达2.98t/m 3。

中基性为2.6~ 2.7t/m 3比同类火山岩略大,它们相对碳酸盐岩等正常沉积的中!古生代地层为高密度体。

酸性岩一般为低密度(平均2.61t/m 3)特征,在高于其0.1~0.15t/m 3数值的背景条件下,可引起局部重力低值异常。

区内岩石磁性李恭,傅水兴.秦岭造山带地球物理数据处理.北京矿产地质研究所,2000收稿日期:2004-05-27基金项目:国家973项目资助(2001CB09809)第28卷第6期物 探 与 化 探V ol.28,N o.6 2004年12月GEOPHYSI CAL &GEOCHEM ICAL EXPL ORAT IONDec.,2004不均匀,通常除火山岩地层表现为中!强磁性外,岩浆岩中基性!超基性岩类也具中!强磁性,在航磁中形成与之规模相应的高值异常,如果这类侵入体较小时,则只能引起背景场波动。

中酸性及酸性花岗岩多属于弱磁性或无磁性。

但在特定条件下,当岩体富含磁铁矿等磁性矿物,或由于后期热液作用在无磁性花岗岩接触部位形成具有磁性的矽卡岩带,便可产生所谓的环状#磁壳∃异常。

从上述岩石矿物特征出发,结合实际情况,可将用于识别岩体类型和相关场源地质体性质的重磁异常标志概括如下。

重力高、磁场高:其特征一般与镁铁质!超镁铁质岩带相关联。

当异常出现在古生代地层中,重力高与航磁高值异常范围吻合,且异常梯度陡、强度大、形态规整时,多为出露的或浅部的基性!超基性岩体所引起。

反之,重力异常梯度、幅值变化平缓,并伴随复杂带状的变化弱磁异常,往往与中基性火山岩有关。

重力低、磁场高:有较强的磁异常而没有明显的重力异常是本区多期次地壳重熔型中酸性花岗岩体的固有特征反映,酸性花岗岩因接触变质或后期的岩浆作用产生磁性矿物,也会出现以岩体为中心的等轴状重力低和环形正磁异常。

重力高、磁场低:与古老地层局部隆起,中基性侵入岩或次火山岩体关系密切。

前者常以磁异常为背景显示局部重力高;后者则表现为中等强度的环形重力异常和磁异常围绕岩体局部出现。

重力低、磁场低:为中新生代沉积盆地或隐伏花岗岩体的具体反映。

沉积盆地可能形成狭长状负值重磁异常;隐伏侵入岩体则对应于等轴状重力低和正负交替的磁异常。

2.2 构造岩浆岩带与岩浆系列的圈定彩图1除形象地揭示出秦岭地区岩浆岩带的分布概貌外,还基于组合异常数值的表征差别,分别以不同的色彩特征反映了各类岩体集中出现的可能分布地段。

可以看出本区构造!岩浆岩带受东西向、北西向、北东向深大断裂控制,呈带状大致相互平行或交叉成群成段展布,是自元古宙至中生代以来,在具有不同特征拉张裂陷和相对俯冲碰撞作用下,伴随出现的多期次岩浆活动的叠加产物,从而为本区金、银、铅锌、铜矿种同位多期组合成矿提供了重要的热动力和物质来源。

现将重磁反映的岩浆岩带按其所处的构造单元部位、岩浆系列特征以及与矿带的时空关系,划分为#2带和7个群段∃(图1)。

图1 由重磁组合异常圈定的岩浆岩分布1!深大断裂;2!次级断裂;3!岩浆岩带;4!构造带编号2.2.1 华北陆块南缘构造岩浆岩带该岩带总体上受古秦岭断裂(碰撞)带控制,呈北东!东西!北西向宽大的弧带状展布,为晋宁期、加里东期、印支期和燕山期等多次岩浆活动形成的一条#复合∃岩带,由不同控岩构造系统和岩浆系列各异的3个次级岩带组成。

小秦岭岩带(%1)控岩断裂构造包括北东向和东西向2组。

本区岩浆活动表现形式,一是火山岩建造,主要为基性、中基性岩石,组成太华群的一部分。

另一种是呈多期次花岗岩类(中!酸性)侵入体产出,以燕山期侵入岩最发育,形成大面积的花岗岩基。

晋宁期的花岗岩、混合花岗岩及花岗质混合岩类,构成太华群变质核杂岩主体。

高磁、高重组合异常特征清晰地反映出整个岩带的分布,这套岩层的产出为多类型金矿成矿奠定了重要的地质前提。

北秦岭中部岩带(%2)受天水!商州!夏馆深大断裂控制,呈东西向带状分布于周至!商州地段,地表所见岩体侵入于中元古代变质岩系和古生代浅变质岩中。

其中超基性!基性岩主要由蛇纹岩、橄榄岩、辉绿岩等组成,多成规模不等的岩脉、岩墙、岩株产出。

局部地段出露玄武岩基性熔岩或中基性!中酸性火山碎屑岩层,北秦岭西部岩带(%3)由两支交叉组成,分别受北东东和北西向断裂控制北西向天水!太白!佛坪分支,与大面积分布的陆壳重熔型中、酸性花岗岩区基本吻合,岩体规模较大,多呈复式岩基出露,以印支!燕山期为主,重磁组合异常具重低磁高特征。

北东东向成县!凤县!太白分支同样为中酸性花岗岩类反映,属印支!燕山期,为一隐伏岩带,地表所见少数二长花岗岩类侵入体,仅为其局部出露部分,沿该岩带深部将赋存规模更大的岩基。

&483&6期张守林等:秦岭造山带岩浆岩地球物理场特征2.2.2 扬子陆块北缘构造岩浆岩带该带沿重力梯级带反映的扬子陆块北缘深大断裂带及其两侧分布,由多条不同方向的次级岩带叠置成略向北突出的弧带状间断延续,并随时代和地区不同在岩性特征上表现出一定的差异性。

南秦岭柞水!山阳!丹凤岩带(∋1),西部由侵入于山阳隆盆构造带古生代地层中的中酸性花岗岩、二长花岗岩和石英闪长岩等构成,主要呈岩基产出;东部基性岩沿商州!朱阳关和商州!丹凤断裂产在丹凤群、秦岭群变质岩系中,以辉长岩、辉绿岩为代表,多呈岩墙群体分布。

中性岩(云英花岗岩类)则为岩株、岩基状侵位在耀岭河群变质岩中。

各类岩体从前加里东至燕山期均有不同程度的发育。

重磁组合异常揭示该岩带以基性!中基性岩系为主要表征,局部有超基性岩体沿断裂侵入。

扬子陆块北缘带汉中岩带(∋2)集中分布于西乡!碑坝变质核杂岩构造带范围内。

前加里东期酸性花岗岩受北东向断裂控制,呈岩基产出,构成变质核杂岩的主体。

中酸性花岗岩,闪长岩体沿东西向断褶带广泛分布,并具多期构造变形叠加特征,基性岩以辉长岩为主,规模大小不等,大多与独立的高磁、高重局部组合异常对应。

扬子陆块北缘带碧口!略阳!西水岩带(∋3)与中元古代末期碧口裂陷海槽向扬子陆块俯冲形成的古俯冲碰撞带基本符合。

除沿青川!勉县断裂地段产出有印支期花岗岩侵入体外,还反映了以中基性火山岩为主体的碧口群构造混杂岩的分布。

略阳!天水!西水地段,沿东西向深切断裂则出现基性!超基性杂岩小岩体,而且基性火山熔岩发育,以细碧!角斑岩系为主,并有次火山岩型辉绿岩脉(墙)产出。

南秦岭武当岩带(∋4)以高磁、高重组合特征显示成一个被半圆弧围绕的环带。

半圆形弧带与武当断隆地块对应,区内辉绿辉长岩基性岩体呈岩墙成群产出,为加里东期产物。

环带区未见岩体分布,出露地层为震旦!寒武系台地相碳酸盐岩建造。

如前所述,与高磁高重反映的环带对应,推测有隐伏的花岗岩基存在。

3 结论综上所述,秦岭造山带岩浆活动强烈,具多旋回和褶皱、断裂控制矿带岩浆活动特点。

各构造单元、构造岩浆带及岩浆系列活动、演化序列虽不尽相同,但总体上具由超基性岩!基性岩向中酸性花岗岩发展演化、多期次、多序列的表现趋势,并与区域构造发展演化密切相关。

从而整个构造岩浆带呈现出以东西向深大断裂为根带,以北东、北西向派生断裂为通道,组成菱网套迭的复杂局面。

参考文献:[1] 王相,唐荣扬,李实,等.秦岭造山与金属成矿[M ].北京:冶金工业出版社,1995.[2] 耿树方,严克明.论扬子地台与华北地台同属一个岩石圈板块[J].中国区域地质,1991,(2).[3] 严克明,耿树方.秦巴及邻区构造研究的新进展和新认识[J]中国区域地质,1993,(4).[4] 邹宗濂,王润生.桐柏山!大别山地区物化探资料的图像处理和地质构造分析[J].物探与化探,2000,24(6):438-447.QINLING OROGEN MAGMATITE (S GEOPHYSIC AL FIELD C HARAC TERIS TICSZHANG Shou lin 1,2,FU Shui x ing 2,LI Gong 2(1.China Univ ersity of G eology ,Beij ing 100083,China ;2.Beij ing Institute o f Geology f or M inerals Resour c es Beij ing ,100012,China)Abstract:According to the types o f ro ck density and magnetism of mag matite,w ith separation,continuatio n,deriv atio n,and false color encoding betw een g ravity anomaly and mag netic anomaly as w ell as a co mposite process of their attributive infor mation,the magmatite belts reflected by both gravity anomaly and magnetic anomaly can be div ided into two belts and seven group sections based on their positions in t he tectonic unit,the magma series char acteristics,and t he time-space relationship w ith the ore belt.Key words:Q inlin orogen ;magmatite;geophysical field characteristic作者简介:张守林(1968-),男,中国地质大学在读博士,主要从事遥感、G IS 在地质找矿中的应用研究工作。