鄂东南枫林叠加构造带遥感解译及其找矿方向

张国胜， 周安保， 姚艳桥， 宋玉龙， 夏丽丽

(湖北省地质局 第一地质大队，湖北 大冶 435100)

鄂东南枫林叠加构造带遥感解译及其找矿方向

张国胜， 周安保， 姚艳桥， 宋玉龙， 夏丽丽

(湖北省地质局 第一地质大队，湖北 大冶 435100)

枫林叠加构造带地跨湖北、江西两省,为燕山期力偶应力场所形成的叠加构造带,整体为一隆起,由北北东向断裂、前端张裂带、叠加褶皱及地层弯转等所组成。可分为脆性、塑性变形区。构造带对区内的岩体、矿床具有明显的控制作用。构造带北端脆性变形区控制着岩体、矿床的分布范围,早期褶皱的核部控制着岩矿带的分布,而褶皱内走向断裂控制着次级岩矿带的分布,两期断裂的交切点控制着岩矿体。区内大环指示隐伏岩基,卫星环指示岩基向上分枝的小岩体。根据控矿规律及遥感信息预测区内老屋冲、下巢湖、杨柳山、夫山、铁铺等地具有较好的找矿前景。

枫林;遥感解译;叠加构造带;弧形张裂带;环形构造

枫林叠加构造带位于鄂东南地区的南东角,地跨湖北、江西两省,北起阳新—富池口,南止段山,西自木港—洋港,东止码头—高丰,覆盖面积达1 400 km2(见图1)。

图1 枫林构造带遥感图像地理位置图Fig.1 Location map of remote-sensing image in Fenglin tectonic zone

该构造带是一个叠加在早期印支期所形成的近东西向构造之上的叠加构造,为燕山期南北向力偶应力场所形成。该构造带对鄂东南地区的内生矿床起着重要的控制作用,著名的丰山洞矿田就位于该构造带中。构造带分处两省,一直没有引起重视,没有把它作为一个统一的整体来进行研究探讨,因此该构造的特征至今不明。本次采用遥感解译的方法,对构造形迹进行判断解译,尽可能全面正确地反映构造形迹的分布、特点,从而分析研究构造带的形态、结构以及控岩、控矿的规律进而预测找矿方向。所采用的遥感资料为稻歌截图及1∶50 000彩红外航片。前者覆盖全球范围,可截取任意范围的图片,校正了中心投影所形成的变形和误差,而且可任意放大缩小,且精度相当高,只是色彩较为单调,清晰度略低。后者色彩鲜艳,清晰度高,但因中心投影变形误差大,且仅覆盖区内的局部范围,不能作整体解译。解译方法为目视直译。

1 解译标志

主要是对地层、断裂、岩体、环形构造等建立解译标志,进行解译[1]。

1.1 地层

不同的地层,其岩性特征存在差异,因此具有不同的影像特征。区内分布的主要是碳酸盐岩及碎屑岩地层,二者可清楚地区分,但要在小比例尺的遥感图像上区分到组则是困难的。碳酸盐岩地层与碎屑岩地层之所以易于区分,是由于二者的剥蚀方式具有差别，在图像上主要以色调、花纹、地貌等标志相区分。碳酸盐岩是以溶蚀方式为主的剥蚀,所形成的是溶蚀地貌,溶蚀地貌表面光滑,冲沟稀疏,以圆形山包出现,色调以彩色为主;而碎屑岩主要是以冲刷的方式剥蚀,因此冲沟发育,形成树枝状、羽毛状花纹,碎屑岩粒度愈细冲沟愈密,色调上以单一的浅灰色为主。因此以两种岩性为基础,本次解译地层按如下单位划分。

图2 鄂东南枫林构造带遥感构造解译图Fig.2 Remote sensing structural diagram of Fenglin tectonic zone in Southeastern Hubei1.公安寨组：砾岩、砂岩；2.三叠系：包括大冶组、嘉陵江组，为灰岩、白云岩；3.中泥盆—二叠系：包括云台观组、大埔组、栖霞组、茅口组、龙潭组、下窑组、大隆组,白云岩、灰岩、含燧石结核灰岩、泥岩含煤、硅质岩等；4.晚奥陶系—志留系：包括龙马溪组、新滩组、坟头组、茅山组,为页岩、粉砂岩、细砂岩；5.奥陶系，主要为瘤状灰岩、龟裂纹灰岩夹泥岩；6.断裂；7.背斜、向斜；8.燕山期叠加构造变形；9.花岗闪长斑岩；10.石英闪长玢岩；11.铜矿；12.金矿；13.钨矿；14.硫铁矿；15.矿床；16.矿点；17.环形构造。

1.1.1 奥陶系(O)

包括宝塔—南津关组地层,岩性主要为灰岩、瘤状灰岩、龟裂纹灰岩夹泥岩,仅局部出露,影像标志为圆形山包,地貌上组成山脊。灰绿色调。

1.1.2 晚奥陶—志留系(O3-S)

包括龙马溪组、新滩组、坟头组、茅山组,岩性为页岩、砂质页岩、粉砂岩、细砂岩,大范围分布。影像特征为发育细密树枝状、羽毛状花纹,地貌上为山谷,浅灰色调。

1.1.3 中泥盆—二叠系(D3-P)

包括云台观组、大埔组、栖霞组、茅口组、龙潭组、下窑组、大隆组,除云台观组岩性为石英砂岩、龙潭组为砂岩、页岩含煤外,其余组岩性均为碳酸盐岩,主要为灰岩、白云岩、含燧石结核灰岩。由于该层岩性较杂,以溶蚀剥蚀为主,兼有冲刷剥蚀,因此其影像特征与三叠系碳酸盐岩地层有明显的区别。其主要影像特征是层理纹发育,呈串珠状的链丘,呈灰绿色调。

1.1.4 三叠系(T)

包括大冶组、嘉陵江组。岩性主要为灰岩、白云岩,底部有页岩。由于岩性单一,为典型的溶蚀地貌,呈面状分布的圆形丘包,地貌上组成山脉的峰脊,呈灰绿色调。

1.1.5 公安寨组

主要为砾岩、砂岩,分布于新生代断陷湖盆中,由于岩石固结未牢,易于风化剥蚀,形成负地貌。影像特征为浅色的斑状花纹。

上述地层划分虽粗略,但在图像中非常易于识别,且可反映构造变形的特征,因此能满足构造分析的要求。

1.2 断裂

重点是对叠加构造的断裂进行解译。叠加构造的断裂形成较晚,少受后期构造的干扰,因此保留较好,易于识别。主要标志是错移地层、切割层理纹;在地貌上则往往呈断壁、山脊豁口。对于早期断裂主要发育的是走向断裂,走向断裂地层错移不明显,且受晚期构造的影响,判别难度稍大,但沿走向追索往往有错移、切失地层的现象,伴有冲沟。

1.3 岩体

区内出露岩体主要是花岗闪长斑岩小岩体及岩脉,在图像中主要以色调显示,呈浅褐红色。规模较大的岩体多形成山间盆地,如丰山洞、鸡笼山、李家湾、东里湾等；规模小的岩脉只以色异常表现、且常与围岩的花纹不一致。

1.4 环形构造

环形构造是指具有环状结构的地质影像体,主要是由形和色所表现。“形”是指环状的地貌,由环形的山脊、沟谷、裂隙等组成。“色”即色调、色彩,环形的色调、色彩往往套合在环形地貌之上,二者组成一个统一的地质影像体[2]。

2 枫林构造带的结构特征

根据上述解译标志，解译结果如图2所示。

从解译图中可知,B4—B10以及与之相伴的同向断裂为印支期形成的基础构造图案。该图案为走向东西、排列有序的褶皱断裂束。当燕山期构造叠加其上,则扰动、改造原排列有序的图案,形成一个构造异常的图案。叠加构造的核部在杨柳山—丫头山—夫山等高标高地形出露有奥陶—寒武系的较老层位,而四周低标高地形出露的是志留系以上的较新地层,因此这个叠加构造整体呈一隆起,其北端位于富池口,南端位于段山,北端呈一向北突出的弧形,而南端向南突出,呈一不完整的椭圆形,其长轴方向为北北东,长约54 km,短轴长约32 km。在隆起带中发育有北北东向的断裂(F1—F8)及伴生的同向叠加褶皱(B1—B3),隆起前端发育有弧形张裂带。因此其结构由断裂、褶皱及其前端孤形张裂带所组成。

2.1 断裂

在隆起之上发育有北北东向的断裂,密集成带。规模较大的断裂有F1—F8。其中F1、F2在南段为实测,根据实测向北追索,F1经枫林,穿切鸡笼山—富池口,造成长江直角弯折;F2经追索往北直切丰山洞。F4北起下巢湖,南到横立山,在黄金乡造成二叠系地层直接与志留系地层在走向上相接,这些断裂在图像上清晰可见,其存在可信度较高。

断裂长度一般15～30 km,具等距分布的规律,其间距约2～4 km。

2.2 褶皱及地层弯转

伴随断裂还发育有叠加褶皱及地层弯转。叠加褶皱仅见B1—B3,其规模不大,长度一般约8 km。此外主要表现是地层弯转,对早期的褶皱进行改造。在南山地层由东西向转为北东—北北东向;在段山地层呈弧形弯曲。

2.3 弧形张裂带

在隆起带前端发育有张性裂隙带,由于隆起带造成地层向北呈孤形弯曲并形成张裂,因而张裂带呈扇形分布,其发育的地层为二叠系,该层含硅质岩,脆性较强,易形成张裂隙(见图3)。

2.4 变形分区

根据叠加构造带变形类型、分布、组合,可分为两个变形区：以木港—高丰为界,以北主要以断裂、张裂隙变形为主,为脆性变形区;以南主要以褶皱、地层弯转变形为主,为塑性变形区。

图3 枫林构造带前端孤形张裂带Fig.3 Arc rift belt of front Fenglin tectonic zone1.断裂；2.张裂隙。

3 环形构造

环形构造可由热源体(岩体、火山、殒石、热液等)、构造、地物等所形成,其中由热源体所形成的环具有找矿意义。

3.1 环形构造的分布

经解译枫林构造带中分布有4个大的环形构造,即：木港(H1)、黄金(H2)、夫山(H3)、铁铺(H4)等环形构造。在大型环形构造的四周分布有众多的卫星环。各大环形构造其特征分述如下。

3.1.1 木港环形构造(H1)

位于木港东、枫林构造带的北西角,呈一椭圆形,长轴长约13.5 km,短轴约11 km,由两圈构成,环形构造主要由环形地貌及环形色圈所呈现。内圈为宽阔平坦的盆地,色浅,大概是志留系地层的反映;外圈则相对为环形的山脊,山脊的外界则是一条连续性不太好的一环形沟谷,外圈色深。环心位于木港东、枫林背斜(B5)的核部,环心分布地层为志留系砂页岩,环的北侧分布有石炭—三叠系地层,而其南东侧分布有奥陶系的碳酸盐岩地层。在环的四周分布有H1-1—H1-7等7个卫星环。

3.1.2 黄金环形构造(H2)

位于构造带的前端、呈一较规则的圆形,直径约13 km,由两圈组成,环心位于黄金乡附近、枫林背斜(B5)的核部。环色构造主要由环形地貌及环形色圈所呈现,与木港环相似,但环形地貌更为清晰。分布地层为志留系、奥陶系,而四周环绕的是二叠—三叠的碳酸盐地层。在环的四周分布有H2-1—H2-14等14个卫星环,其中丰山洞、鸡笼山、李家湾、东里湾就是其中的已知矿床环。

3.1.3 夫山环(H3)

位于夏畈镇南东枫林背斜(B5)的核部,呈一圆形,规模较小,直径约5.3 km,分布地层为奥陶系、志留系。环中心分布有夫山花岗闪长斑岩小岩体。在其东侧有一卫星环(H3-1)。

3.1.4 铁铺环(H4)

位于高丰镇北侧高丰背斜(B7)的核部,呈一半圆形,南侧为断裂所切。环中分布地层均为志留系砂页岩,环的直径约10 km。该环圈层特别清晰,沟谷刻蚀较深,内圈色深,外圈略浅，可能反映的是隐伏岩体。

3.2 环形构造的指示意义

环形构造可由多种成因引起,区内所解环形构造其成因可根据环形构造的特征、所处的位置结合已知矿床、岩体环的特征进行类比推断。

3.2.1 大环的指示意义

区内4个大环,其面积巨大,其中木港环(H1)10.8 km×14 km,面积达120 km2;黄金环(H2)直径13 km,面积130 km2;夫山环4.6 km×6.5 km,面积24 km2;铁铺环面积38 km2。这些环均分布于背斜的核部,其中前三者分布于枫林背斜(B5)的核部,后者分布于高丰背斜(B7)的核部。从鄂东南大岩体的分布规律来看,大岩体都分布于背斜的核部,如阳新、殷祖岩体分布于殷祖复式背斜的核部,铁山岩体分布于铁山背斜的核部,鄂城岩体位于鄂城背斜的核部。这是因为燕山期构造对早期褶皱进行改造,使其形成虚脱的短轴褶皱,为岩体的赋存提供了巨大的空间[3]。另据江西省地质研究的成果,鄂西北地区的小岩体其下分布有大岩基,小岩体是由岩基向上分枝侵入的结果。因此可推断,本区的大环是隐伏岩基的信息显示。

3.2.2 卫星环的指示意义

卫星环规模较小,绕大环分布,其直径大多在1～3 km之间,如丰山洞环直径2.7 km,鸡笼山2.6 km,李家山1 km,东里湾2 km。这些岩体、矿床环都有一个共同特点,即中心色浅,外围色深,表示岩体或矿床已遭受剥蚀,其中剥蚀较深的则形成山间盆地,如丰山洞、鸡笼山、李家山、东里湾等;剥蚀较浅的则呈雏形盆地,如邓家山。一般来说没有形成山间盆地、中心色暗的环多指示隐伏岩体或矿床。因此区内所解的卫星环大多可能指示隐伏小岩体的存在,少数指示出露岩体,如上巢湖环(H3)、下巢湖环(H4)。

4 构造带的控岩控矿规律

叠加构造带为成矿期构造,对岩矿具有清晰而明显的控制作用。

4.1 脆性变形区控制岩体、矿床的分布范围

目前已知的岩体、矿床均分布于木港—高丰镇以北的脆性变形区。脆性变形区断裂发育、岩石破碎,构造空间充足,为岩浆、矿液的流通、储存提供了条件。

4.2 早期褶皱核部控制了岩体、矿化的分带

目前所发现的岩体、矿床均沿印支期一级褶皱的核部分布,自北至南有以下四个岩体、矿化带(见图4)。

4.2.1 丰山洞岩矿带(Ⅰ)

由丰山洞向斜(B4)所控制,自西至东有小岭、鸡笼山、李家山、丰山洞、邓家山、东里湾,向东至江西牛头山等矿床及相应的花岗闪长斑岩小岩体。

4.2.2 枫林岩矿带(Ⅱ)

受枫林背斜(B5)核部所控制,沿背斜的核部分布有丫头山、仙姑台、夫山等小岩体与成群的花岗闪长斑岩岩脉,同时有杨柳山金矿点及仙姑台铜金矿床及金矿点。

4.2.3 横立山岩矿带(Ⅲ)

受横立山向斜(B6)的控制,但仅限于横立山乡以东的地段。有宋家冲花岗闪长斑岩小岩体及其所形成的铜矿床,向东武山岩体及其所形成的铜矿亦位于该向斜的核部。

4.2.4 高丰岩矿带(Ⅳ)

受高丰背斜(B7)所控制。沿背斜核部分布有大浪、笔架山小岩体及大浪铜矿点与笔架山金矿床,沿向斜往东则是郎君山、洋鸡山金矿床。

4.3 褶皱核部走向断裂控制着次级岩矿带的分布

以丰山洞矿田为例(见图5)。丰山洞矿田位于该构造带的前端、丰山洞向斜的核部。矿田内分布有丰山洞、鸡笼山、东里湾等大中型铜金矿床及李家湾、邓家山小型铜矿床,均为与花岗闪长斑岩小岩体有关的矽卡岩—斑岩型矿床,成矿围岩为嘉陵江组及大冶组碳酸岩地层。经解译矿田内发育有近东西向及北北东向断裂(图像为中心投影,断裂方向不可直读),分别代表了印支期及燕山期的构造变形。近东西向断裂是赋存岩矿体的空间,因此岩体沿东西断裂充填就位形成三个岩矿带。

4.3.1 李家湾岩矿带

沿着李家湾断裂(F9)分布,西自小岭,东到上巢湖,包括小岭、李家湾及其向东的岩脉群,带长约4.5 km。并由F9串着H1—H4等4个环形构造。

4.3.2 丰山洞岩矿带

沿着丰山洞断裂(F10)分布,西自曹家山,东至江西境内的邓家山,由曹家山的岩脉群、丰山洞岩体、邓家山岩体及其形成的矿床等组成,带长达近8 km，并由F10串着H2-5—H2-8等4个环形构造。

图4 鄂东南枫林构造带遥感解译成矿规律及成矿预测图Fig.4 Metallogenic prognosis and mineralization regularity map of Fenglin tectonic zone in Southeastem Hubei1.断裂；2.背斜、向斜；3.燕山期叠加构造变形；4.花岗闪长斑岩；5.石英闪长玢岩；6.解译岩体；7.铜矿；8.金矿；9.钨矿；10.硫铁矿；11.矿床；12.矿点；13.岩、矿带；14.找矿远景区；15.环形构造。

图5 丰山洞矿田彩红外航片断裂、环形构造解译图Fig.5 Annular structure intepretation and color infrared film fracture in Fengshandong ore field1.断层；2.环形构造；3.花岗闪长斑岩。

4.3.3 鸡笼山岩矿带

沿着鸡笼山断裂(F11)分布,西自鸡笼山,东至江西境内的东里湾,包括鸡笼山的岩脉、鸡笼山岩体,江西境内的段家山岩体、东里湾岩体及其所形成的矿床,带长达12 km，并由F11串着H2-9—H2-11等3个环形构造。

4.4 两期断裂交切部位控制着岩体、矿床的分布

北北东向与近东西向断裂的交切部位为岩浆、矿液的运移、储存提供了通道与赋存空间,因此是一个最佳的构造部位,区内的岩体、矿床都受控于该构造部位。从图2、图4可知,鸡笼山矿床位于F1与F11的交切部位,丰山洞矿床位于F2与F10的交切部位,东里湾位于F5与F11的交切部位,邓家山位于F3与F10的交切部位,宋家冲位于F8与F14的交切部位。

5 找矿远景区

根据脆性变形区控制岩矿体的分布,早期褶皱核部控制岩矿带,褶皱核部走向断裂控制着次级岩矿带,两期断裂的交切部位控制岩矿体的规律以及环形构造的指示信息,预测有如下的找矿远景区(图4)。

5.1 老屋冲远景区(A)

位于Ⅰ岩矿带的西端、其东侧为丰山洞矿田。该区位于丰山洞向斜的核部,发育有一系列北北东向的次级断裂,分布有H1-1—H1-4等4个卫星环,可能指示有隐伏岩体的存在。

5.2 下巢湖远景区(B)

位于丰山洞矿田的东侧,分布有H2-3、H2-4、H2-7、H2-8等4个卫星环,其中H2-7为已知的邓家山矿床环,H2-3位于F3与F9交切部位,H2-4位于F4与F9的交切部位,H2-8位于F4与F10的交切部位,均是有利的控矿部位。H2-3、H2-4分别位于上巢湖、下巢湖,已形成盆地,其下可能存在有出露的岩体。而H2-8已形成山间雏形盆地,可能有半隐伏的岩体。至于H2-7(邓家山)由于出露的岩体与环的规模不相对应,其下应有较大的岩体。

5.3 杨柳山远景区(C)

位于Ⅱ矿带的西端、木港环(H1)的东侧。是构造带内变形最强烈的部位,早期的褶皱被改造成叠加的北北东向叠加褶皱,杨柳山就是一个叠加的背斜。其核部地层为奥陶系,而翼部为志留系地层,地层配置甚佳。区内具较强烈的硅化蚀变,已发现金矿点,分布有H1-6、H1-7两个环形构造,其下可能有隐伏的小岩体。

5.4 夫山远景区(D)

位于Ⅱ矿带的东段,西起丫头山东到夫山,带中分布奥陶系地层,北北东向的F4—F8切割区内,沿枫林背斜(B5)的轴部分布有众多的岩脉群,已发现丫头山、仙姑台、夫山等多处外缘热液型的金矿点。其西段丫头山位于隐伏岩基的中心部位,而夫山环可能存在较大的隐伏岩体,区内有望在深部取得找矿的突破。

5.5 铁铺远景区(E)

位于高丰背斜的核部,为H4的分布范围。有F5—F7三条北北东向断裂穿过区内,与走向轴部断裂(F16、F17)相切。地表有岩脉及铜金矿化点。从影像上看，环形地貌异常清晰,说明热动力对围岩的影响较强烈,因此其下有较大的隐伏岩体,而且深度不会很大。

6 结语

燕山期构造是鄂东南地区的主要控矿构造,但在大范围内由于受岩体侵入、断陷盆地的分割、掩埋,多保留不全,难见其完整的面貌。枫林构造带却如此齐全地保留了它的完整性,实属罕见。它代表了燕山期构造的一种样式,因此研究、探讨该构造带,不仅有利于了解该构造带的结构特征、控岩控矿规律,而且对鄂东南地区大范围的燕山期构造的研究具有启示和指导意义。

[1] 北京大学地理系地貌专业遥感研究组.地球资源卫星象片的地质解译[M].北京：地质出版社,1978.

[2] 黄定华,张国胜,叶俊林,等.鄂东南铜金多金属成矿区构造作用与成矿关系[R].大冶：湖北省鄂东南地质大队,1995.

[3] 周安保,张国胜,徐磊，等.鄂东南隐伏岩体的推断及其找矿前景[J].资源环境与工程,2013，27(2)：119-124.

(责任编辑：陈姣霞)

ZHANG Guosheng, ZHOU Anbao, YAO Yanqiao, SONG Yulong, XIA Lili
(FirstGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Daye,Hubei435100)

Remote Sensing Interpretation and Prospecting Direction of Superimposed Tectonic Belt in Southeastern Hubei

Fenglin superimposed tectonic belt extends across Hubei Province and Jiangxi Province,which is superimposed tectonic stress of couple stress field.It is divided into brittle deformation zone and plastic deformation zone. Tectonic belt posseses obvious control effect on rock mass and deposit.The large ring zone indicates concealed rock foundation,satellite ring indicates small rock.According to ore-controlling regularity and remote sensing information,the paper predicts Laowuchong,Chaohu,Yangliushan,Fushan,Tiepu and other places have good ore prospects.

Fenglin; remote sensing interpretation; superimposed tectonic belt;arc tensile fracture belt; circular structure

2014-05-27；改回日期：2014-08-26

张国胜(1942-)，男，教授级高级工程师，矿产地质专业，从事地质调查、矿产勘查及专题研究工作。E-mail:1725803688@qq.com

P627

A

1671-1211(2015)02-0206-06

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1046.017.html 数字出版日期:2015-02-04 10:46