基于航空重磁资料对大杨树盆地南部及周边岩浆岩分布规律的认识

曹安琪, 刘燕戌*, 赖燕玲, 孟维棣, 高 姗,王 宁, 蔡 锦, 蒋哲欣

1)中国自然资源航空物探遥感中心, 北京 100083; 2)河北省地质环境监测院, 河北石家庄 050021;3)吉林建筑大学, 吉林长春 130119; 4)吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林长春 130026

近年来, 我国准噶尔盆地、渤海湾地区、松辽盆地边缘陆续发现火山岩油气藏, 该类型资源勘探作为新的油气储量增长点, 引起了石油地质学界的广泛关注(张子枢等, 1994)。从钻井资料看, 大杨树盆地南部第一口参数井—杨参1井, 钻遇九峰山组、龙江组, 二者累计厚度达到240.5 m, 并且九峰山组上段火山岩储层中发现良好油气显示, 表明该盆地火山岩油气资源前景比较乐观(齐玉林等,2003)。从地震资料看, 由于研究区地球物理特征复杂, 火山岩覆盖程度较高, 加之此类岩体对地震波具有低通效应且对反射能量屏蔽、吸收衰减严重,导致火山岩层间和下伏地层的地震资料品质变差(郭伟等, 2014), 制约了利用地震勘探方法进行火山岩油气藏勘探的发展。尽管单一参数的航空地球物理方法对基础地质研究工作给予了有力支撑, 但在解决某些地质问题方面仍存在一定的局限性和多解性。为此, 经过一系列试验和技术攻关, 我国于2016年开启了航空重、磁综合研究工作(李文勇等,2010a; 刘燕戌等, 2012, 2014)。通过在同一飞机平台集成航空磁力仪与航空重力仪实现多参数综合采集,获得了宝贵的航空重、磁综合测量数据(李文勇等,2010b; 詹少全等, 2017; 杨剑等, 2019), 在剖析深部地质构造、厘定大型岩浆岩带、查明磁性基岩岩性(Liu et al., 2023)、计算磁性基底深度等方面拓展了航空地球物理应用领域(Wang et al., 2014b, 2016;Liu et al., 2022a, c; 刘燕戌等, 2023)。

为了聚焦大杨树盆地南部重要基础地质问题与能源资源预测前景, 急需利用高精度大比例尺区域航空重磁资料开展地质-地球物理综合研究(杨光等, 2001; 张明华等, 2013), 厘清岩浆岩的地球物理响应特征, 从而揭示区域构造与岩浆岩分布规律(Wang et al., 2014a)。本文依托大杨树盆地南部最新采集的高精度航空重磁综合测量数据, 在区域重磁异常特征分析的基础上, 应用先进的地球物理正反演技术, 推断了断裂构造与岩浆岩分布范围, 厘清了重要岩浆岩带的规模及其空间展布特征, 为区域基础地质研究与油气勘探提供了地球物理依据。

1 区域地质概况

大杨树盆地位于大兴安岭造山带东部, 其南东部紧邻松辽盆地, 北北东走向, 为白垩纪开始的陆相伸展断陷作用和挤压拗陷作用形成的复合盆地,区域构造特征总体呈现为三坳两隆坳隆相间的构造格局(刘志宏等, 2008)。盆地发育的地层自上而下包括第四系、上第三系金山组、白垩系嫩江组、欧肯河组、甘河组、九峰山组、龙江组及中侏罗统南平组。盆地百分之六十以上地层被火山岩覆盖, 火山岩厚度最大可达1 000 m(吴河勇等, 2004), 其下发育沉积地层, 特征与松辽盆地断陷构造层(火石岭组-营城组)具有相似性(张明学等, 2006; 门广田等,2007)。

研究区整体处于大兴安岭向松嫩平原过渡带,由西北向东南依次为低山、丘陵、平原地带, 平均海拔高度300 m。西部岩浆岩广泛出露(阿荣旗—龙江一线及其以西), 中部及东部(阿荣旗—龙江一线及其以东)多被第四系覆盖。区域地质资料显示(图1), 区内既可见侵入岩, 又发育火山岩。侵入岩中,以石炭纪至白垩纪各期次酸性、中酸性岩(花岗岩、碱性花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、花岗斑岩等)为主。火山岩中, 中酸性岩体与中基性岩体较为发育。例如, 上侏罗统塔木兰沟组以基性熔岩、玄武岩、火山碎屑岩为主, 满克头鄂博组与玛尼吐组地层分别赋存酸性与中酸性火山熔岩、火山碎屑岩沉积; 而白垩系龙江组下部由流纹岩、凝灰岩、安山玢岩等中酸性火山岩组成, 甘河组则为玄武岩夹薄层砂泥岩(迟元林等, 2002)。岩浆岩是区域地质面貌的重要组成部分, 对区域成矿及资源分布具有重要控制作用。

图1 研究区位置及地质图Fig.1 Location and geological map of the study region

2 数据与方法

2.1 数据

2.1.1 航空重磁数据

本文采用中国自然资源航空物探遥感中心2018年在大杨树盆地南部地区采集的航空重磁综合测量数据, 比例尺为1: 10万, 测线方向为115°～295°, 切割线方向为25°～205°, 平均离地飞行高度为175 m。研究区数据处理后空间重力测量总精度为0.26×10-5m/s2, 航磁测量总精度为0.69 nT。

2.1.2 物性及其它数据

根据研究区地层分布与基岩出露情况, 共完成物性测量点103处(平面采样), 获得磁化率数据3127个、密度数据435个, 采集标本454块(包括磁定向标本8块); 收集地震剖面5条、钻井3口、大地电磁测深剖面2条等。

2.2 方法

本次对研究区航空重、磁异常进行了位场数据转换, 采用化磁极、垂向一阶导数以及剩余处理等地球物理方法。

垂向一阶导数图上局部异常较原始场图上明显增多, 较好地反映出浅层地质体的构造轮廓,突出弱小异常特征。剩余处理方法将一些局部异常从区域背景异常中分离并提取出来, 从而获得突出局部微小异常的航空重力剩余异常, 对研究和圈定浅层岩浆岩具有一定应用效果(Thompson,1982; Li et al., 1998; 李文勇等, 2010a; Liu et al.,2022b), 为确定磁异常范围, 圈定岩浆岩体和判断岩性提供了重要依据(刘燕戌等, 2012; 吴真玮等, 2015)。

3 结果与分析

3.1 物性特征

3.1.1 密度特征

从地层密度差异看, 地层由老到新, 密度变化总体规律呈由大变小的趋势(图2、表1)。地层纵向序列可划分为3个密度层, 自下而上依次为元古界—晚古生界、中生界(三叠系—白垩系)、新生界(第四系)。3个密度层之间存在2个密度界面, 其与区域性不整合界面相一致。从岩石密度差异看, 不同地层、不同岩性的岩石密度差异也存在一定规律。整体来看, 侏罗—白垩系不同岩性的火山岩密度差异较为明显, 自酸性岩、中酸性岩、中性岩到基性岩, 密度逐渐增大。从元古界、古生界、中生界到新生界, 沉积岩密度逐渐下降。

表1 研究区岩(矿)石密度参数统计表Table 1 Rock ore density parameters in the study region

图2 研究区及周边地层(岩石)密度柱状图Fig.2 Density histogram of rock strata in the study region and surroundings

地层(岩石)密度差异是引起重力异常的根本原因。当具有一定规模的元古界—晚古生界密度层埋藏较浅或出露地表时, 可引起显著的相对重力高异常; 当中生界密度层(三叠系—白垩系)发育时, 常引起相对重力低异常, 反映了三叠系—白垩系断陷或凹陷的存在。通常情况下, 当密度较大的岩浆岩侵入到密度较小的地层中时, 往往显示出局部重力高, 反之显示为局部重力低。

3.1.2 磁性特征

从磁性差异看, 区内岩浆岩磁性较强, 变质岩磁性较弱, 沉积岩磁性最弱。侵入岩与火山岩均呈现从酸性岩—中性岩—基性岩—超基性岩, 磁化率整体增高的趋势, 变化幅度较为明显。不同地层的磁性受岩性影响亦有明显差别(图3), 主要特征包括: ①新生界区域分布微弱磁性层—主要由沉积碎屑岩组成, 磁化率均值为30×10-5SI, 不会引起明显正磁异常; ②白垩系和侏罗系局部分布强磁性层—包含磁性较强、厚度较大但不稳定的中-基性火山(碎屑)岩, 其中, 中性火山岩磁性受岩性影响较大,磁化率变化范围在(1 340～1 867)×10-5SI, 基性岩的磁化率均值为2 052×10-5SI, 常引起高幅值跳跃变化正磁异常(表2); ③古生界区域分布微弱磁性层—主要由沉积岩组成, 磁化率多小于100×10-5SI,不会引起明显正磁异常; ④元古界中-强磁性层—为一套具有中-强磁性的变质岩系, 可引起一定幅值平缓正磁异常。

表2 研究区岩(矿)石磁性参数统计表Table 2 Rock ore magnetic parameters in the study region

图3 研究区及周边地层(岩石)磁化率图Fig.3 Magnetic susceptibility diagram of rock strata in the study region and surroundings

3.2 区域重、磁异常特征

3.2.1 重力异常特征

从总体上看, 研究区布格重力高、低异常均比较发育, 异常值波动变化大且较为频繁, 全区布格重力异常值范围为-7.3～5.6 mGal(图4)。

图4 航空布格重力异常垂向导数图Fig.4 Vertical derivative diagram of airborne Bouguer gravity anomaly

研究区布格重力异常分布不均, 自西向东宽缓重力低与重力高呈条带状相间分布。其中相对重力高异常带多呈NE—NNE向条带状或近团块状, 相对重力低多为团块状。相对重力高异常的分布面积大于该地区的百分之六十。相对重力高、低异常的空间分布与形态组合特征, 揭示了区域构造变动的强烈性, 沉积相的多变性或岩浆岩体的发育性。

该区布格重力异常梯度带较为发育, 多数梯级带延伸距离较长, 连续性较好, 延伸方向多为北东向。研究区共发育延伸长度大于10 km的航空布格重力梯级带约60条, 且多数延伸距离在50 km以下,少数重力梯级带长度大于100 km。梯级带走向以NE—NNE向为主, 其次为近SN向、NW向、NWW向。其中, 西部(阿荣旗—碾子山一线)与东部(富裕县—齐齐哈尔一线以西)相对重力低背景上发育两条贯穿南北的北东向重力异常梯级带(最大梯度可达2.40 mGal/km), 梯级带的发育特征反映了区域构造运动的多期性和复杂性。

3.2.2 航磁异常特征

研究区航磁ΔT化极异常特征显示(图5), 异常波动性显著, 且西部、中部及东部磁异常面貌迥然不同。西部发育负磁背景上中等幅值跳跃变化正磁异常, 局部异常较破碎, 多为北东向团块状或串珠状磁异常, 自北向南分布面积与幅值逐渐降低; 该区中部总体表现为北东向大型正磁异常带, 在航磁剖面图中, 异常多呈锯齿状剧烈跳动, 正磁异常梯度较大且尖锐, 走向主要为NE—NEE向; 该区东部表现为宽缓负磁背景上发育局部低缓正磁异常,可见十余处不同走向中等延伸距离的航磁梯度带,正磁异常集中分布于南东隅, 多呈北东向与北西向团块状或近椭圆形。不同区域内的航磁异常面貌,反映了西、中、东部区域地质背景、磁性基底埋深、火成岩分布等的差异性。

图5 航磁△T化极图Fig.5 Polarized diagram of aeromagnetic ΔT

4 岩浆岩重磁异常响应特征

4.1 岩浆岩厘定方法

4.1.1 岩浆岩圈定的地球物理依据

本次野外岩(矿)石物性实测结果表明, 研究区多数岩浆岩具有与围岩不同的磁性和密度。系统分析航磁、重力异常与区域地质资料后, 认为升高磁异常或正磁异常主要由各类岩浆岩(侵入岩、火山岩)引起; 规模小者的磁性体可引起局部磁异常; 规模大者或区域分布的磁性体可引起大范围或区域性正磁异常; 同时不同类型的岩浆岩又具有不同的磁性,可引起不同形态与强度的磁异常。当围岩密度较高时, 低密度岩体常引起局部重力低; 当围岩密度较低时, 高密度岩体常引起局部重力高。因此, 研究区具备依据高精度航空重磁异常(局部异常或大范围异常)并结合地面露头识别并圈定岩浆岩的地球物理基础。

4.1.2 磁性体边界圈定依据

磁性体边界的圈定主要依据航磁ΔT、航磁ΔT化极、航磁ΔT化极垂向一阶导数、航磁ΔT剩余异常、航磁ΔT化极上延等相关图件, 同时结合重力与区域地质等资料。

对于浅部磁性地质体, 其边界主要以航磁ΔT化极图之梯级带、航磁ΔT化极垂向一阶导数图之零值线等圈定, 同时参考航磁ΔT剖面平面图、剩余异常剖面平面图、重力资料等。

对于隐伏一定深度的磁性体, 其边界圈定主要依据航磁ΔT化极图、航磁ΔT化极上延图等, 同时结合重磁异常正反演结果。

根据研究区典型航空重磁异常的地球物理响应特征, 优选有效的地球物理方法组合, 可以有效识别具有地质意义的局部异常。需要指出, 利用航磁和重力资料圈定磁性体边界的前提是磁性体与围岩具有磁性或密度差异。因此,磁性或密度相近但岩性不同的多个相邻磁性体的边界有时无法识别或可能被推断为同一地质体。

4.1.3 岩性确定

本次磁性体岩性主要依据航磁异常形态、强度和分布等特征确定, 同时充分结合地质露头、岩(矿)石物性参数、野外踏勘结果等。具体如下:

在地表出露情况下, 若根据物性测定结果, 地表出露地质体能够引起对应的航磁和重力异常, 以地面地质调查确定的岩性为依据; 在地表出露情况下, 若根据物性测定结果, 地表出露地质体(无磁性或弱磁性)不能引起对应的航磁和重力异常, 说明引起航磁和重力异常的地质体应在地表出露地质体之下, 其岩性应参考类似航磁和重力异常特征及物性测定结果确定; 对于第四系覆盖的隐伏岩浆岩体,需根据航磁和重力异常特征、地质背景、构造环境,结合物性测定结果推断。

需要说明, 虽然大杨树盆地南部前新生代地层及岩浆岩有一定面积出露, 但通过对比分析表明,众多航磁和重力异常并非地表出露地质体引起, 而是第四系之下或地表出露地质体之下的隐伏地质体引起。因此, 加强地表出露地质体及其引起的航磁与重力异常的对比并总结其特征, 是正确研究大杨树盆地南部及周边隐伏岩浆岩体的关键。

4.2 侵入岩重磁异常响应

4.2.1 重磁异常特征与地质成因

研究区周边酸性侵入岩较为发育, 与基性-超基性侵入岩、中基性侵入岩相比, 酸性侵入岩密度较小且磁性较弱。当其侵入至较低密度地层中时,多引起局部重力高; 当其侵入至较高密度地层中时,多引起局部重力低。当其侵入到无-微磁性围岩中时,通常显示为一定幅值的正磁异常。

4.2.2 典型实例

以酸性侵入岩Q32为例, 位于内蒙古自治区扎兰屯市成吉思汗镇南东部, 在航磁ΔT化极图与航磁ΔT化极垂向一阶导数图上显示为低负背景上的北东向中等幅值航磁异常(图6a, b); 在航磁ΔT剩余图上对应于北东向团块状正磁异常(图6c)。其西侧发育北东向航磁异常梯级带, 应为NE向断裂的响应。经过与地质资料进行对比分析以及正演拟合结果表明, 正磁异常对应地表位置出露花岗斑岩(图7)。由于酸性侵入岩相对于弱-微磁性地层(下—中二叠统大石寨组、下三叠统老龙头组与下白垩统光华组)属于高磁性地质体, 因此该类岩体与围岩之间的磁性差异引起了局部正磁异常(图6d)。此外,该磁异常西侧的NE向磁异常梯级带反映了F2断裂的存在。该断裂为Q32岩体的侵入提供了通道, 明显控制了岩浆岩的展布形态。

图6 酸性侵入岩Q32在航磁异常图与地质图上的显示Fig.6 Acidic intrusive rock Q32 on aeromagnetic anomaly map and geological diagram

图7 酸性侵入岩Q32异常重磁联合正演拟合剖面(剖面A-B)Fig.7 Gravity and magnetic joint forward fitting profile of acidic intrusive rock Q32 anomaly (Profile A-B)

再如酸性侵入岩Q43, 其位于黑龙江省齐齐哈尔市昂昂西区东部, 平面展布方向为北北东向, 地表被第四系全新统高漫滩堆积层覆盖。在布格重力剩余异常图上显示为重力高背景上的NE向条带状重力低(图8a); 在航磁ΔT化极图与航磁ΔT化极垂向一阶导数图上, 该岩体表现为NNE向鼻状正磁异常(图8b, c)。密度较小的酸性岩体与较大密度围岩之间存在的密度差引发了局部重力低, 而中、新生代围岩磁性较弱亦是局部正磁异常有所反应的主要原因。

图8 酸性侵入岩Q43在重、磁异常图上的显示Fig.8 Acidic intrusive rock Q43 on gravity and magnetic anomaly diagram

4.3 火山岩重磁异常响应

由于火山喷发过程常伴有各种火山碎屑物质的堆积和搬运作用, 加之喷发强度和规模的巨大差异,导致火山岩分布规模及空间展布特征差别较大,其密度也存在着由酸性成分向基性成分增大的趋势。研究区中生界侏罗系与白垩系火山(喷出)岩系包括火山(碎屑)岩及沉积碎屑岩, 由于其岩性与成分不同而表现出不同磁性。

4.3.1 中基性火山岩

(1)重磁异常特征与地质成因

由于中基性火山岩是深部岩浆岩喷溢出地表经冷凝、挥发分逸散后的遗留产物, 常具有玻璃质结构和气孔构造等, 因此其密度多小于同性质的中基性侵入岩。野外物性测量结果表明, 中基性火山岩密度变化较大, 其中安山岩类的密度多接近或略小于中生界或上古生界, 同时大于新生界, 而玄武岩类的密度则大于中生界、上古生界以及新生界, 多小于前晚古生代地层。

中基性火山岩多具有较强磁性, 其所引起的重力异常幅值也较大, 局部重力高、低或低幅值变化等均有表现, 但航磁异常则多表现为局部正磁异常。

(2)典型实例

以火山岩H79为例, 其位于黑龙江省齐齐哈尔市甘南县兴隆乡北东部。在航磁化极ΔT图上, 该岩体表现为负背景上频繁跳跃的杂乱异常, 最大幅值达1 380 nT, 多数为800～1 200 nT(图9a)。在航磁化极垂向一阶导数图上(图9b), 该岩体亦呈分散破碎的异常形态。地质资料显示, 该岩体中部及南东部对应地表位置被第四系覆盖, 北西部大面积出露早白垩世甘河组(见气孔状、杏仁状橄榄玄武岩、玄武安山岩、玄武安山质火山角砾岩)(图9c)。野外实测玄武岩磁化率变化范围平均值为2 052×10-5SI,属于强磁性。综合重磁异常与野外物性测量结果,推断该航磁异常由大杨树盆地南部坳陷区六合凹陷内下白垩统甘河组玄武岩引起, 该凹陷南东部尚发育较大规模隐伏火山岩。

图9 中基性火山岩H79在航磁异常图与地质图上的显示Fig.9 Intermediate-basic volcanic rock H79 on aeromagnetic anomaly diagram and geological map

再如火山岩H95, 其位于甘南县南西部, 夹持于北东向F6断裂和北西向F3断裂之间, 整体呈北东向展布。在航磁ΔT化极等值线及其垂向一阶导数图上对应中心低、周缘高的环形磁异常模式(图10a、b), 其中心位置表现为长轴SN向的椭圆形负磁异常, 周边若干跳跃变化、走向各异的中-高幅值正磁异常环绕负磁中心分布。该异常对应地表位置大部分被第四纪中更新统与上更新统冰水堆积层覆盖,西部出露一定范围下白垩统梅勒图组中基性、中性熔岩。野外实测物性数据结合重磁异常特征表明,四周环形高磁异常是火山喷发后中基性火山熔岩的地球物理响应, 中心重磁低值区应为低密度、弱磁性火山口充填沉积物所引起。

图10 中基性火山岩H95在磁异常图上的显示Fig.10 Intermediate-basic volcanic rock H95 on aeromagnetic anomaly diagram

4.3.2 中酸性火山岩

(1)重磁异常特征与地质成因

根据物性资料测定结果, 中酸性火山岩一般具有较小密度和较弱磁性, 其密度值多介于中生界与新生界之间, 因此通常引起局部重力低和低幅值正磁异常或负磁异常。

(2)典型实例

中酸性火山岩H59位于甘南县长山乡一带, 其在布格重力剩余异常图上表现为大范围相对重力低(图11a); 在航磁ΔT化极图该异常显示为负磁背景上发育若干规模不一、方向各异的跳跃变化弱磁异常(图11b); 航磁ΔT化极垂向一阶导数图与航磁剩余图显示浅层局部破碎弱小的磁异常更加突出(图11c, d)。地质资料显示, 该区被第四系覆盖, 其西侧地表大面积出露下白垩统光华组(以酸性凝灰岩、沉凝灰岩和黏土岩为主, 夹凝灰砂岩和安山岩)。结合地表露头与物性测量结果, 认为相对重力低、中-低幅值航磁异常分别与中酸性火山岩的低密度与中-弱磁性特征相吻合。

图11 中酸性火山岩H59在重、磁异常图上的显示Fig.11 Intermediate-acidic volcanic rock H59 on gravity and magnetic anomaly diagram

中酸性火山岩H55位于甘南县东阳镇南部。其在布格重力剩余异常图上对应于局部重力低(图12a); 航磁ΔT化极图上显示为若干跳跃变化、分散破碎的不规则正磁异常(图12b); 垂向一阶导数图中的正磁异常构造轮廓更明显, 弱小异常更为突出(图12c); 航磁剩余异常图上亦显示北东向分散破碎的正磁异常(图12d)。结合野外踏勘与物性测量结果, 推断重磁异常由中酸性火山岩岩体引起。

图12 中酸性火山岩H55在重、磁异常图上的显示Fig.12 I intermediate-acidicvolcanic rock H55 on gravity and magnetic anomaly diagram

综上所述, 研究区酸性侵入岩、中基性火山岩、中酸性火山岩等不同类型的岩浆岩具有以下典型重磁异常特征(表3)。

表3 研究区岩浆岩重磁异常特征表Table 3 Gravity and magnetic anomaly characteristics of magmatic rocks in the study region

5 岩浆岩发育分布规律及其控制因素

根据岩浆岩重磁异常特征, 本次共圈定岩浆岩百余处(图13)。从岩石性质或岩石类型看, 酸性、中酸性、中基性岩浆岩均有发育, 但发育不均, 数量明显不同。侵入岩主要为酸性侵入岩; 在火山岩中, 中基性火山岩更为发育。由于形成环境的差异和断裂活动的非均一性以及形成时代的不同等, 导致这些岩浆岩的规模大小迥然有别、岩相及岩石类型多样, 并按照一定的规律分布。

图13 研究区岩浆岩分布图Fig.13 Magmatic rock distribution map in the study region

从岩体规模看, 岩体大小非常悬殊。规模大者如延展于F41断裂两侧的H117中基性火山岩岩体,其分布范围约为351 km2; 规模比较大者如F34断裂北侧的Q31酸性侵入岩, 分布面积也在70 km2以上;规模小者其分布面积在10 km2以下, 如位于F24断裂与F26断裂之间的H50中酸性火山岩, 分布面积只有7 km2。从岩体规模与岩体岩相、岩体性质的相互关系看, 规模较大的岩体多为中基性火山岩、酸性侵入岩次之, 中酸性火山岩的规模相对较小。

从岩浆岩分布区域看, 酸性侵入岩主要分布在研究区西部以及东南部; 中基性火山岩集中分布于研究区中部; 中酸性火山岩主要分布在研究区西部,在研究区中东部也有零星分布。

从岩浆岩分布的构造位置看, 除少数岩体外,包括侵入岩和火山岩在内的多数岩浆岩沿断裂及其两侧分布, 清楚地反映了断裂对岩浆活动的控制作用, 也再次说明断裂是岩浆侵入和喷出的重要通道。比如沿北东向F63、F64、F65断裂展布有Q39、Q40、Q41、Q42、Q43、Q44等酸性-中酸性侵入岩体并夹杂少量火山岩, 表明这些岩浆岩体受该断裂控制(图13); 沿近北东向F2断裂展布的侵入岩与火山岩,同样说明F2断裂控制着这些岩浆岩岩体的形成与分布; 沿近东西向F3断裂、近南北向F6断裂分布有十余处中基性火山岩体, 说明两条断裂是这些中基性火山岩体形成的主要控制因素, 北东向F7断裂、北西向F8断裂交汇处集中发育一团块状侵入岩Q10,岩体明显受断裂控制, 系两条断裂共同控制的结果,再次佐证断裂交汇处是岩浆最容易侵入和喷出的场所。毋庸置疑, 这些断裂是重要的岩浆通道, 控制着沿断裂带的岩浆岩体的空间展布和几何形态。

从岩浆岩性质看, 岩浆岩类型、分布范围与岩浆的化学成分、侵蚀性以及岩浆黏度等因素有关,中基性岩浆SiO2含量低、黏度大、侵蚀能力较差, 但来自深部的传导动力大, 易于连续喷发, 形成大规模火山(喷出)岩, 酸性、中酸性岩浆SiO2含量高、黏度小、侵蚀能力强, 易于沿断裂侵入并向围岩扩张, 但在喷出地表时, 因动力不足和黏度小而不易形成大规模的喷发活动。

从岩浆岩成因看, 研究区自早白垩世时期进入伸展断陷期, 在NWW—SEE向拉伸作用下, 形成一系列分割性较强的北北东向控陷小断裂。断陷期为火山强喷发阶段, 因此龙江组与甘河组沉积期内,断裂内充填了大量中酸性、中、基性火山熔岩、火山碎屑岩。早白垩世早期火山活动最为强烈, 研究区处于蒙古-鄂霍茨克海闭合造山后伸展环境, 盆地裂陷沉降速度快, 并伴随频繁的岩浆喷发活动,因此该时期中基性火山岩较为发育。

6 结论

(1)利用地球物理局部异常提取方法结合野外踏勘及物性测量结果, 进行了(隐伏)岩浆岩体圈定,将研究区划分出中基性火山岩、中酸性火山岩、酸性侵入岩等三类岩浆岩。

(2)揭示了岩浆岩空间分布规律。从岩石性质或岩石类型看, 岩浆岩区主要分布中基性和中酸性火山岩、酸性侵入岩。从分布特征上看, 火山岩两侧少(多为中酸性火山岩)、中部多(多为中基性火山岩);酸性侵入岩主要分布于西部与南东部。从岩体规模与岩体岩相、岩体性质的相互关系看, 规模较大的岩体多为中基性火山岩、酸性侵入岩次之, 中酸性火山岩规模相对较小。从岩体空间展布特征看, 岩浆岩主要受控于北东—北北东向断裂。

(3)提出了区域岩浆岩发育特征新认识, 认为大杨树盆地南部(阿荣旗—碾子山一带)发育大规模跳跃变化、集中分布的中-高幅值条带状正磁异常, 表明该区发育一定规模的隐伏中基性火山岩带。该火山岩受控于北东向F2断裂、近东西向F3断裂与近南北向F6断裂, 为该区基础地质调查与能源资源预测提供了地球物理依据。

Acknowledgements:

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