东乌旗地区NW向构造： 来自遥感及物化探综合信息的证据

李建国， 高学生， 滕菲， 张素荣， 滕学建， 贺福清

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京　100083；2.中国地质调查局天津地质调查中心,天津　300170)



东乌旗地区NW向构造： 来自遥感及物化探综合信息的证据

李建国1,2， 高学生2， 滕菲2， 张素荣2， 滕学建2， 贺福清2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083；2.中国地质调查局天津地质调查中心,天津300170)

摘要：东乌珠穆沁旗(简称“东乌旗”)地区位于内蒙古二连浩特—东乌旗成矿带与大兴安岭成矿带交汇部位，地质构造及成矿条件复杂。以该区域遥感信息为基础，并结合地质、物探、化探综合信息的研究表明，除NE—NEE向构造外，该区还存在大量的NW向构造，特别是在东乌旗—翁图一线存在1条重要的NW向构造带。沿该NW向构造带见有断续分布的遥感线性构造特征，它是该地区重要的磁场、重力场和地球化学场梯度变化界线，对中生代火山沉积建造的形成和区域成矿具有重要意义； 构造带以东地区，中生代岩浆活动强烈，成矿条件优越，主要以寻找铅锌银、钨和铁矿等矿种为主； 构造带以西地区，中生代岩浆活动明显减弱，找矿主要以铜、钼和铬铁矿为主。在找矿工作中，应高度重视NE与NW向构造交汇部位及与NW向构造密切相关的地球化学异常。

关键词：NW向构造； 综合信息； 梯度变化； 控矿作用； 东乌旗； 翁图

0引言

内蒙古自治区东乌珠穆沁旗(简称“东乌旗”)地区位于二连浩特—东乌旗成矿带与大兴安岭成矿带交汇部位，是研究古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换的热点地区。由于受华北陆块和西伯利亚板块的多期次俯冲、碰撞、对接以及中生代构造-岩浆叠加影响，区内地质构造复杂，深大断裂纵横交错，各类侵入岩十分发育，古生界—中生界地层广泛分布，金属矿床(点)数量众多,为中亚巨型造山带和金属成矿带的重要组成部分[1]。以往对该地区主要断裂构造空间位置及其属性的研究，主要有以下特点和问题： ①较多关注区内近EW—NEE向的古生代构造体系，特别是对板块缝合带位置及属性开展了一系列研究，如二连浩特—贺根山板块缝合带，锡林浩特地体南、北缘断裂带，索伦山—西拉木伦河板块缝合带等[2-9]，但对中新生代发育的NE和NW向构造研究较少，研究程度较低； 特别是对NW向构造，仅在阿巴嘎旗地区推断了1条NW向深大断裂。对这些断裂构造的推断解释直接影响到区域成矿规律的总结与成矿系列的划分[1,10-12]； ②在对区域控矿构造的认识上，尽管有部分研究注意到了NW向构造对成矿的重要作用[13]，但一般更加强调了NE和NEE向断裂构造的控矿作用[14-17]； ③从现有矿点分布情况上看，作为二连浩特—东乌旗成矿带的重要组成部分，东乌旗地区与二连浩特的优势矿种有着明显的差异，前者以Pb，Zn，Ag及Fe等多金属矿为主，后者则以Cu,Mo及W矿为主，两者之间是否存在一条重要界线也十分值得研究。本文以遥感资料为基础，全面收集东乌旗地区的地质、物探、化探等资料，对区内的主要断裂构造进行了综合推断解析，发现区内存在大量的中新生代NW向构造； 特别是新推断的东乌旗—翁图深大断裂带，是区域重力场、磁场和地球化学场的重要梯度变化界线，对区域成矿系列划分和指导该地区的找矿工作具有实用意义。

1研究区地质背景

本文的研究区——内蒙古东乌旗及其邻区位于南蒙古巨大弧形构造带的南侧、华北地台与西伯利亚板块之间的古生代造山带内[13,18]。区内岩浆岩分布广泛，岩性从超基性至酸性均有不同程度的分布。岩浆活动明显受构造控制，以华力西晚期与燕山早期岩浆最为发育，且与成矿关系密切[16,19-20]。本区最老地层为下-中奥陶统，主要为浅海相火山碎屑岩-碎屑岩建造和形成于较强拉张环境的细碧角斑岩建造； 志留系仅零星分布于查干楚鲁图附近，主要为一套以陆源碎屑为主的浅海近岸沉积； 泥盆系主要分布在东乌旗—查干楚鲁图一线以北，面积较大，呈NE向条带展布，主要为浅海相泥质、凝灰质细碎岩、钙泥岩和硅质细碎岩夹灰岩； 石炭系为巨厚的陆相安山质火山碎屑岩和陆相碎屑岩建造； 二叠系多发育在西乌旗以南地区，主要为一套陆相中性、中酸性火山碎屑岩； 侏罗系大量分布于贺斯格乌拉牧场以南地区，以满克头鄂博组为主，岩性为灰白、浅灰色酸性火山熔岩、酸性火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩； 白垩系主要包括二连组和白音高老组，前者主要为泥岩和粉砂岩，后者多为熔岩夹中酸性火山碎屑岩与火山碎屑沉积岩(图1)。

图1研究区地质简图[21]

Fig.1Geologicalsketchmapofstudyarea[21]

2遥感影像及其构造特征

2.1遥感数据及预处理

遥感技术是区域构造和找矿研究的一种十分重要而有效的技术手段，并已得到广泛应用[22-24]。本文主要收集和利用美国Landsat7ETM卫星数据，空间分辨率为30m。采用ETMB7(R)B4(G)B2(B)波段组合进行假彩色合成，并进行几何精纠正，总平均定位误差控制在2个像元内，符合1∶20万遥感构造解译精度要求(图2(a))。

(a)ETMB7(R)B4(G)B2(B)假彩色合成图像(b) 推断构造与矿产分布

图2研究区遥感影像图与推断构造及矿产分布

Fig.2Remotesensingimageanddeducedstructuresandmineralresourcesinstudyarea

2.2构造遥感特征

从1∶20万遥感影像图(图2(a))和构造解译图(图2(b))可以看出： ①从东南向西北，以二连浩特—贺根山断裂带北界(F2)和大致以中蒙国境线为界，研究区内的遥感影像总体上可分成3个影像单元。东南部为一套深紫红色调为主的影像单元，上覆绿色植被影纹(主要为大兴安岭南段林区)； 中部为一条NE向展布的浅绿色调为主的影像单元； 西北部则以深紫红色调为主，夹粉红、黄绿色调，局部见清晰的NNE向纹理； ②区内NW向构造发育，角度多为N45°W，与研究区西侧紧邻的阿巴嘎旗深断裂(F7)近乎平行，局部呈雁列排布。从NW构造的影像特征可初步推测其多为张性或张扭性； ③在东乌旗—呼格日其格一带存在区内最大规模的NW向断裂带(F5和F6)，其北部一直延伸到蒙古国境内，南部与二连浩特—贺根山断裂带南界(F3)相交，长约276km。以该构造带为界，东侧NEE向层理较为清晰，地势较平，NW向构造主要表现为平行分布的NW向直线型河流； 西侧未见显著层理特征，地势差异较大，NW向构造仅部分表现为直线型河流，且多集中在F4断裂以南地区； ④在东乌旗东部的查干楚鲁图地区存在一个近椭圆形的超大型环形构造，根据色调及环形形态变化，可划分成2个内

切的大环，具有明显的多期侵入或喷发特征。结合地质资料，初步推断环形构造与火山机构有密切关系； ⑤沿贺根山—东乌旗一线存在一条明显的NE向负地形带(F9)，与F6相交。F4断裂表现为规模较大的直线型水系特征； ⑥F8是大兴安岭主脊断裂的南段，线性特征最为显著，多为直线型深切谷地。

3与物探、化探信息综合对比

3.1区域重力特征

区域重力布格资料(图3(a)和(b))以及内蒙古莫霍面深度资料[18]显示： ①在二连浩特—东乌旗成矿带上，存在2条明显的重力场分区界线： 1条以阿巴嘎旗深断裂(F7)为界，将其分成西部低重力异常区和东部高重力异常区； 另1条在东乌旗附近，主要沿东乌旗—翁图一线(F6)展布。多条NE向有规律延伸的重力异常条带，在经过该断裂带时存在明显的错断或扭曲。在该断裂带附近(F5与F6之间)，莫霍面等深值存在明显变化，表明断裂带两侧的岩石圈结构差异较大，其断裂性质应为深大断裂； ②通过遥感影像推断的查干楚鲁图超大型环形构造区，在重力场上同样存在高背景下的低布格环带异常区。

(a) 布格重力异常图 (b) 重力剩余异常图(c) 航磁△T化极异常图(d) 航磁△T化极剩余异常图

图3研究区综合信息及推断构造

Fig.3Syntheticinformationanddeducedstructuresinstudyarea

3.2区域航磁特征

研究区1∶20万航磁△T化极异常图(图3(c))及化极剩余异常图(图3(d))显示： ①区域航磁异常总体呈NE向条带展布，大体可划分为3个明显的磁场区，包括阿巴嘎旗—西乌旗一线(F3)北部正磁异常区、锡林浩特平缓的低负磁异常区和巴林左旗正磁异常区。区内航磁异常极高值位于东乌旗南部的贺根山及周边地区，表现为多条NE和NEE向条带异常，局部被NW向断裂错断； ②东乌旗附近存在1条区内最大的NW向断裂带(F6)，将北部高磁异常带进一步划分成东北段和西南段。东北段表现为相对平缓的正磁异常区，航磁化极异常幅值范围在80～400nT之间； 西南段除贺根山超基性岩体所在地区外，区域磁异常幅值明显偏底，多处于-20～250nT之间。东乌旗西部重磁同源的NE向异常条带在F6断裂带附近尖灭； ③在F5与F6之间，存在1组NE向平行展布的磁异常条带，整体呈显著断块特征。从断块位移的方向判断，F5与F6断裂带具有一定的左行特征； ④F4以北地区多条NE―NEE向条带状磁异常正负相间，多平行展布； 而以南地区磁异常的特征明显不同，局部磁异常多以等轴状为主，轴向以NW和SN向居多，显示了明显的后期叠加特征。

3.3区域地球化学特征

地球化学异常及元素的有规律组合并按某种方式呈一定方向的线性(串珠状、等轴状、等距性)分布和特殊排列组合及其变化，是地质构造-岩浆活动所引起的地球化学活动的结果。地球化学场的宏观特征往往反映区域地质构造的存在及其活动方式特征[25]，根据地球化学特征进行地质构造解释已得到较好应用[26-28]。本文收集的区域化探资料为1∶20万水系沉积物地球化学测试结果。虽然在东乌旗南部及东部部分地区存在区域地球化学勘查空白区，但二连浩特—东乌旗一线以北地区地球化学场总体分带特征仍十分明显： ①在二连浩特—东乌旗成矿带上，U,TH,K2O,Hg,As,B,Y,Cr,Au,F和Sn等11种地球化学异常及其组合特征均显示出明显的分带性，其中Hg,Au和F等元素尤为明显(图4)，它们一般被认为是对深部构造信息较为灵敏的反映。

图4　二连浩特—东乌旗地区Hg-Au-Y-F-U-CaO元素地球化学特征

大致沿阿巴嘎深断裂旗(F7)和东乌旗—翁图深断裂带(F6)将该成矿带划分成二连浩特—阿巴嘎旗段(简称“西段”)、阿巴嘎旗—东乌旗段(简称“中段”)和东乌旗以东地段(简称“东段”)。西段U,Th,K2O,As,Bi,W,Pb和Zn等元素较富集，而Hg,MgO,Mn,Ni,P,Sr,Ti和V等元素较贫化； 中段U,Th,K2O,Ag,Cu,Co和Cd等元素较富，而Au,B,CaO,Cr,Sr,Ti和V等较贫； 东段Au,B,Be,Hg,Cr,Mn,Ni,Ti,Zr,P和CaO等元素较富，而Ag,As,Al2O3,Na2O和Nb等元素较贫； ②除元素值域梯度变化外，沿F6，中段与东段的地球化学异常形态特征也具有明显变化。西段和中段多具明显的与古生代地层密切相关的NEE向条带异常，而东段的地球化学异常多为团块状或圆包状，整体呈NW向串珠状或条带状产出，如W,Mo,Cu,Pb,Zn和Ag等元素(图5)。

图5　二连浩特—东乌旗地区W-Mo-Cu-Pb-Zn-Ag元素地球化学特征

4讨论

4.1关于NW向构造带的证据

以上综合信息的构造解析结果表明，除NEE向主体构造外，研究区内还发育了一系列的NW向构造，特别是沿东乌旗—翁图一线存在1条极为重要的NW向构造带(F6)，走向近N45°W，规模较大，断裂较深。其地质、物探、化探、遥感的证据主要有： ①地质方面，在F6断裂带上前人已发现一些同方向实测断层； 同时，与之紧邻的东北部地区1∶5万区调工作成果显示，区内断裂构造比较发育，按断裂特征、构造配置和相互关系，可分为晚华力西期、燕山期和喜山期断裂构造。其中燕山期断裂在研究区内最为发育，规模较大，断层走向以NE,NNE和NW向为主，NW向断裂以张扭性为主[29]； ②遥感方面，沿F6断裂带存在1条延伸至蒙古国的大型负地形带，断续见有明显的线性构造形迹，整体呈“追踪张性断裂”特征； ③重力场方面，本区处于重要莫霍面等深线梯度转折区[18]，构造方向与40km等深线近乎平行。多条重力异常条带在经过该断裂带时发生错断、扭曲，甚至尖灭(图3(b))； ④磁场方面，F6断裂带是研究区内重要的磁场梯度分区界线。沿此断裂带，NE向磁异常条带多呈断块式突然消失(图3(c)和(d))； ⑤地球化学场方面，化探异常具有显著的东西分带特征。U,TH,K2O,Hg,As,B,Y,Cr,Au,F和Sn等11种地球化学元素值在F6断裂带两侧存在明显梯度变化。断裂带西南侧，异常形态多以NEE向为主，与古生代地层密切相关； 而东北侧则多以NW和NWW向为主，与构造具有密切关系。

4.2关于对F6断裂带的分析

结合前人对研究区的区域构造背景认识[18]，初步判断F6断裂带应属中新生代断裂，但与阿巴嘎旗深断裂的关系尚不能确定。从断层走向、重力场、地球化学场特征以及地质特征来看，尽管不能排除两者可能存在密切关系，但为2个期次的可能性较大。阿巴嘎旗深断裂走向较东乌旗断裂带偏北，向SE方向收敛于西拉木伦河断裂带，控制了大规模的NW向更新世玄武岩的产出，是区域重力场重要分区界线； 而F6断裂带则主要收敛于大兴安岭主脊，仅在翁图—阿尔善宝力格一线有零星的更新世火山机构产出，以其为界，在东部发育了大量的中生代火山岩地层，而西部地区的火山岩地层则骤减。可以设想，若阿巴嘎旗深断裂在中生代已如现今规模，其周缘不太可能几乎未见中生代火山岩地层产出。此外，在地球化学场方面，由F6断裂带所划分的中段和东段，无论在地球化学异常数值上还是在异常形态上均有明显不同，也从一个侧面反映了该断裂带两侧地质过程的不一致性。

4.3关于成矿类型与找矿方向

研究区内矿点与构造信息的叠加结果(图2(b))显示，F6断裂带以东地区主要发育有大量的铅、锌、银、铁等多金属矿，成矿时间多集中在中生代，如呼格日其格南部的沙麦钨矿、乌兰察布东部的朝不楞铁多金属矿、贺期格乌拉牧场北部的阿尔哈达铅锌矿等[1,30-33]，与大兴安岭南段成矿特征较为接近； 而F6断裂带以西地区，无论是矿点的数量还是规模均明显小于东段地区，除与超基性岩体有关的贺根山铬铁矿外，矿种主要以铜、钼多金属为主。结合区域地质背景初步推断，沿F6和F9断裂可能存在一个中生代大兴安岭成矿作用梯度变化的重要界线，查干楚鲁图地区存在的巨型环形构造可能与中生代岩浆作用有密切关系。在F4断裂以南的半环地区则发育了大量的上侏罗统满克头鄂博组酸性火山熔岩、火山碎屑岩地层和上侏罗统—下白垩统玛尼吐组中性火山熔岩、火山碎屑岩地层，与大兴安岭主脊两侧地层特征一致。上述梯度变化界线的存在对区域找矿工作具有重要意义，特别是在矿种的确定和找矿模型的选择中意义更大。一个十分重要的地球化学现象是，在整个二连—东乌旗成矿带上，铅、锌、银等元素的较高背景区主要是在西段和中段地区，而不是在大量发育铅、锌、银矿的东段。西段和中段的铅、锌、银等元素异常条带与区域NEE向古生代地层在空间上具有密切关系，在东段已发现的矿床尽管受到NE向构造控制，但矿区地球化学异常往往呈NW向展布，并表现出叠加特征。

5结论

1)地质、物探、化探和遥感资料均显示，在东乌旗地区存在大量的NW向构造，走向一般在N45°W左右。东乌旗—翁图构造带是二连浩特—东乌旗成矿带上仅次于阿巴嘎旗深断裂的NW向断裂构造，是区域重力场、磁场和地球化学场的重要梯度变化界线，控制了中生代火山岩地层的主要分布，表现为左行张扭特征，应为中生代以来的断层。

2)以东乌旗—翁图构造带为界，两侧受中生代构造影响差异较大，主要成矿类型与找矿方向有所不同。东部地区主要以铅、锌、银、钨及铁等多金属找矿为主，而西部地区主要以铜、钼等多金属找矿为主。在实际找矿工作中，除关注NE向构造外，还应重点关注与之相交的NW向构造及与其密切相关的地球化学异常。

志谢： 感谢天津地质调查中心李承东研究员、赵更新教授级高级工程师和李俊建研究员等专家对本文的大力帮助和指导！

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(责任编辑： 刘心季)

NW-trending faults in Dong Ujimqin Banner area： Evidence from remotesensing，geophysicalandgeochemicalinformation

LI Jianguo1,2， GAO Xuesheng2， TENG Fei2， ZHANG Surong2， TENG Xuejian2， HE Fuqing2

(1. School of Earth Sciences and Resources， China University of Geosciences(Beijing)， Beijing 100083， China；2. Tianjin Center of China Geological Survey， Tianjin 300170， China)

Abstract:TheDongUjimqinBannerareaislocatedatthejunctionbetweenthemetallogenicbeltfromErliantoDongUjimqinBannerandDaKhinganMountainsmetallogenicbelt,withcomplicatedgeologicalstructuresandmineralizationconditions.Theresultsofstructuralinterpretationbyintegratedregionalgeological,geophysical,geochemicalandremotesensingdatashowthattherearemanyNW-trendingfaultsinthearea,apartfromNE-NEE-trendingstructures.ThemostnoticeableoneistheNW-trendingdeepfaultlinealongthesectionfromDongUjimqinBannertoWongtu.Discontinuouslinearfeaturesareinterpretedbyremotesensingalongthismajorfaultline,whicharethegradientvariationboundariesofaeromagneticfield,gravityfieldandgeochemicalfieldgradientinthisfaultzone.ThismajorfaultobviouslyplayedasignificantroleintheprocessofMesozoicsedimentationandmineralizationinthisarea:totheeastoffaultline,thereexistedstrongactivityofMesozoicmagmatism,favorableconditionsformineralization,andpotentialoflead-zinc-silver,tungstenandiron;tothewestofthefaultline,Mesozoicmagmaticactivitywasobviouslyweakened,andprospectingshouldbemainlytargetedforcopper,molybdenumandchromite.Inprospecting,attentionshouldbepaidtotheNEandNWtrendingstructuralintersectionwhichiscloselyrelatedtogeochemicalanomalyareas.

Keywords:NW-trendingfaults；comprehensivegeo-information；gradientchage；ore-controlling；DongUjimqinBanner；Wongtu

doi:10.6046/gtzyyg.2016.03.17

收稿日期：2015-03-17；

修订日期：2015-05-05

基金项目：中国地质调查局地质调查项目“南蒙古东乌旗成矿带构造格架及典型草原区遥感地质调查”(编号： 1212011220469)资助。

中图法分类号：TP79;P631.1

文献标志码：A

文章编号：1001-070X(2016)03-0102-08

第一作者简介：李建国(1980-),男,博士研究生,高级工程师,主要从事遥感地质与综合地学信息矿产资源定量预测研究。Email：jianguo_lee@126.com。

引用格式： 李建国,高学生,滕菲,等.东乌旗地区NW向构造：来自遥感及物化探综合信息的证据[J].国土资源遥感,2016,28(3)：102-109.(LiJG,GaoXS,TengF,etal.NW-trendingfaultsinDongUjimqinBannerarea：Evidencefromremotesensing，geophysicalandgeochemicalinformation[J].RemoteSensingforLandandResources,2016,28(3)：102-109.)