秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系

2016年6月，第22卷，第2期，299-307页Jun2016，Vol.22，No.2，pp.299-307高校地质学报GeologicalJournalofChinaUniversities秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系安少乐，袁炳强，张春灌，宋立军西安石油大学地球科学与工程学院,西安710065摘要：成矿带的展布受地质构造的控制，而地质构造在重磁异常上有明显反映。为了研究秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系，该文系统整理、处理了秦岭造山带中段已获得的重磁力测量资料，分析研究了重磁异常的展布特征、推断了研究区的断裂构造，讨论了结晶基底的起伏特征，并结合区域地质资料及矿床分布资料讨论了重磁场特征及其与地质构造、成矿带的关系。结果表明，秦岭造山带中段成矿带均分布在重、磁异常梯度带上或几组不同方向异常的交汇部位，尤其在局部重力高异常范围内及其边部梯度带上矿体富集。这一结果为研究秦岭造山带的地质演化、地质构造（尤其是深部构造）、断裂分布及下一步的成矿有利区预测提供重要的参考信息。关键词：秦岭造山带；重磁异常；断裂构造；成矿带中图分类号：P631.2文献标识码：A文章编号：1006-7493（2016）02-0299-09GravityandMagneticAnomaliesandTheirRelationtotheMetallogenicBeltintheCentralSegmentoftheQinlingOrogenicBeltANShaole，YUANBingqiang，ZHANGChunguan，SONGLijunSchoolofEarthScienceandEngineering,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065，ChinaAbstract:Distributionofmetallogenicbeltiscontrolledbygeologicalstructuresthatcanbedelineatedbygravityandmagneticanomalies.Inordertostudytherelationshipbetweengravity,magneticanomaliesandmineralizationbeltinthecentralsegmentoftheQinlingorogenicbelt,wecollectedandprocessedthegravityandmagneticsurveydataoftheQinlingorogenicbelt.Wealsoanalyzedandinterpretedthedistributioncharacteristicsofgravityandmagneticanomaliesandinferredfaultstructuresinthestudyarea.Inaddition,wediscussedtheundulationcharacteristicsofcrystallinebasementandtheconnectionamonggravityandmagneticanomalycharacteristics,geologicalstructuresandmetallogenicbelt,togetherwithregionalgeologyanddepositdistribution.Thisstudyshowsthatmostofthedepositsarelocatedwithinzonesofhighgravityandmagneticanomalygradientorintersectionsofseveralgroupsofanomaliesindifferentorientations,especiallyinlocalhighgravityanomalyrangeandalongedgesofagradientbelt.TheresultsofthisresearchareusefulforstudyinggeologicalevolutionoftheQinlingorogenicbelt,geologicalstructures(especiallyindeepstructures),fracturedistribution.Thefindingswillalsoprovideanimportantreferenceforpredictingfavorableareasofmineralization.Keywords:Qinlingorogenicbelt；gravityandmagneticanomalies；faultstructure；metallogenicbeltFirstauthor：ANShaole，MasterDegreeCandidate；E-mail:[e-mail]:10.16108/j.issn1006-7493.2015097_____________________________收稿日期：2015-05-15；修回日期：2015-07-15基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目（14JK1579）；中国地质调查局资源调查与评价项目（12120113040300-03）共同资助作者简介：安少乐，男，1989年生，硕士研究生在读，从事地球物理资料处理与解释；E-mail:[e-mail]秦岭造山带是中国分隔南北大陆的著名陆内造山带，有着长期复杂的演化历史，无论是从地貌、地形、地质还是地球物理场来看都是中国陆内一条天然的地学界线。此造山带也是我国一个重要的构造-成矿带，蕴藏有极其丰富的矿产资源，长期以来备受国内外地学界的广泛关注与研高校地质学报22卷2期图1秦岭造山带中段区域地质简图Fig.1RegionalgeologicalsketchofthecentralsegmentoftheQinlingorogenicbelt究。不少学者对秦岭造山带的形成、演化及成矿规律进行了诸多研究，发现了多种金属矿产，取得了许多重要成果（张国伟等,1995a,b,1996;RATSCH⁃BACHERetal.,2003;Yanetal.,2006;Mattaueretal.,1985;朱华平等,2003;李厚民等,2007,2009;Wangetal.,2009;王涛等,2009;王东生等,2009;杨宗让,2012）。但以往对秦岭的成矿作用、构造和地质环境等研究区域多局限于小范围和局部地区，鲜有资料对整个秦岭造山带重磁场特征及其与地质构造、成矿带的关系进行讨论。为此，笔者在前人研究基础上，对秦岭地区区域重磁资料进行了系统的整理和解释，讨论了重磁异常特征及其与地质构造、成矿带的关系，为研究秦岭造山带的地质演化、地质构造（尤其是深部构造）、断裂体系及下一步的成矿有利区预测提供重要的参考信息。1地质地球物理背景1.1区域地质特征秦岭造山带东接大别造山带，西与祁连和昆仑造山带相连，处于中央造山带的中段，南北分别以勉略、商丹两条蛇绿混合岩带为界，夹在华北板块与扬子板块之间（图1），是我国大陆中部重要的复合型陆内造山带（张国伟等,1995b,1996）。秦岭造山带主要形成于中新生代，是由华北板块与扬子板块相互碰撞、挤压所形成。在强烈的碰撞、挤压作用过程中，华北板块与扬子板块通过造山带结合成为一个整体，之后转为陆内造山作用阶段，因后期持续受到南北向挤压应力的影响，造山带周边发育了一系列山间盆地（张国伟等,1988）。秦岭造山带构造运动强烈，岩浆活动频繁，自太古代以来，造山带经历了多种构造体制的转化，发生了多期构造热事件，发育了自前寒武纪至新生代不同时代的沉积建造和岩浆活动，为深部金属元素的大规模聚集成矿创造了条件，因而金、银、铁、铅、锌、铜、钼、铝、汞、锑等金属矿床类型多样，矿产资源丰富，从而使秦岭造山带成为有色金属和贵金属的成矿区带（朱赖民等,2008;侯满堂,2011）。1.2物性参数特征岩石物性是进行地球物理场资料解释分析的基础。本次研究收集的研究区及邻区各地层及各类岩石的物性资料见表1、2。密度参数表明，太古界、元古界及下古生界老地层是本区高密度层，它与上覆地层之间有明显的密度差。因此，老地层出露或埋藏较浅的地区，将产生重力高；老地层埋藏深的地方，将出3002期安少乐等：秦岭造山带中段重磁异常与成矿带的关系图2秦岭造山带中段布格重力异常等值线图Fig.2MapshowingbougueranomaliesinthecentralsegmentoftheQinlingorogenicbelt现重力低。整体来看，密度随地层从新到老逐渐增大（表1）。在侵入岩中密度变化具有自超基性、基性、中性、酸性逐渐减弱的特点（表2）。磁性参数表明，该区太古代及元古代地层作为古老的结晶基底具有较高的磁性，与上覆地层之间有明显的磁性界面。因此，在结晶基底埋深的差异地带将会出现明显的磁异常。古生代以来的地层，除中生代白垩系磁性较强外，一般磁性均较弱或无磁性（表1）。秦岭造山带内岩浆岩磁性不均匀，超基性、基性岩磁性最强，中性岩次之，酸性岩较弱（表2）。岩浆岩中的基性-超基性岩类可形成与之规模相应的高值磁异常，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（张守林等，2004），便可产生所谓的环状“磁壳”异常。2重磁异常及其地质意义2.1重力异常特征研究区布格重力异常（图2）较为复杂，异常总体以条带状或不规则状呈近EW向展布，局部异常有NE、NW走向。重力异常幅值由东南向西北逐渐降低，场值在-100×10-5m/s2到-210×10-5m/s2之间。重力高与重力低相间分布，且发育有多个重力梯级带。由于布格重力异常是不同地质体重力效应的叠加，为了清晰地反映深部地质特征，利用位场分离方法-解析延拓法，求取了研究区区域重力异常（上延高度6000m）（图3）。根据研究区的区域重力异常（图3）特征，将秦岭造山带重力场分为西北部的重力低值区、东北部的重力高值区、南部的重力高值区三个区带，不表1秦岭造山带地层物性特征（李文全，2001）Table1PhysicalpropertiesofstrataintheQinlingorogenicbelt地质年代新生代中生代古生代元古代太古代地层第四系第三系白垩系侏罗系三叠系二叠系石炭系泥盆系志留系奥陶系寒武系密度（g/cm3）1.67~1.912.20~2.402.20~2.482.30~2.482.40~2.502.40~2.602.40~2.682.50~2.702.43~2.702.67~2.802.67~2.792.65~2.682.70~2.80磁化率（10-5SI）020~140400~7000~18000~918~250~11100~142000~45001500~12000表2秦岭造山带岩浆岩物性特征Table2PhysicalpropertiesofmagmaticrocksintheQinlingorogenicbelt地质年代中生代早古生代形成时期燕山早期印支期加里东期岩石类型二长花岗岩石英二长岩闪长花岗岩花岗岩花岗斑岩基性火山岩闪长岩闪长玢岩辉绿岩石英闪长岩密度（g/cm3）2.61~2.622.66~2.692.63~2.652.58~2.632.53~2.622.59~2.792.73~2.832.79~2.942.90~3.042.67~2.71磁化率（10-5SI）720~890142~253957~11500~15550~1127~587~35900~5100950045~77注：由地震局系统于2010年实测。33°34°106°107°108°109°110°111°107°108°109°110°111°106°50kmmGal-215-205-195-185-175-165-155-145-135-12