探测造山带岩石圈精细结构,是探讨造山与成矿作用最有效的手段。2019年,在黑龙江省西北部孙吴−劲松廊带域,中国地质科学院完成了一条横跨黑河−贺根山缝合带北段和多宝山矿集区北西—南东向185 km长的深地震反射剖面,以及5条总计174点的大地电磁测深(宽频、音频)剖面。结果显示,多宝山矿集区的莫霍面深度在33 km(TWT 11 s)左右,呈现断续可追踪形态,其东侧中、下地壳识别出一套向西倾斜并延伸至上地幔的反射体,其倾角约为25°,推断为嫩江洋俯冲遗迹。在多宝山矿集区的西侧识别出整体向东倾斜的壳幔反射特征,表明蒙古−鄂霍茨克构造域影响范围已至黑河−贺根山缝合带。多宝山矿集区上地壳围限于卧都河—罕达汽之间的“V”形构造带中,中下地壳垂向上发育一系列长10 km左右的强反射层,解释为残留的岩浆通道。多宝山矿集区下地壳的高导体可延伸至地幔,与其上高导异常C4呈蘑菇云状展布,并与矿床的位置在空间上存在一致性,指示了幔源物质的侵入。近地表速度结构整体速度变化在1900~6100 m/s之间,高速体界面起伏较大且埋深较浅,是寻找隐伏金矿的有利区域,铜山铜矿和多宝山铜矿的斑岩岩体虽被隐伏断裂阻隔,但在深部相连,地下2000 m以内仍有很好的资源潜力。本项调查研究将浅层矿床分布与岩石圈结构联系起来,为深入研究与古老地壳缝合带与复合造山作用相联系的多宝山矿集区的地质背景提供了新视野。
结论及展望
本次研究通过深地震反射和大地电磁联合探测 手段获取了横跨黑河-贺根山缝合带北段和多宝山矿集区的精细岩石圈结构,主要得出以下结论。
(1)在孙吴-劲松深地震反射剖面东段发现一处由中地壳延伸至上地幔顶部的西倾弧形反射,推测为嫩江洋向西俯冲的构造遗迹,而多宝山岛弧则被限制在“V”形结构内,表现出低电阻与弱反射特征。剖面西段下地壳形变显示出向东倾弧形反射,表明本区受到了蒙古-鄂霍茨克洋关闭的影响。
(2)早古生代松嫩地块与额尔古纳-兴安地块俯 冲拼合作用奠定了多宝山矿区的基本构造格架。成 矿物质的富集发生在多宝山岛弧下地壳密集短弧状反射和蘑菇云状的低阻区域,并沿着“V”形结构的边界断裂运移到上地壳进一步成矿。而中生代蒙古-鄂 霍茨克洋的闭合,促使早期成矿构造重新活化,表现为多条低阻条带,使成矿物质继续迁移并发生多期 成矿。
(3)多宝山岛弧中下地壳表现为高导的特征,可延伸至地幔,是早期成矿幔源物质上涌并在中下地壳富集的体现。近地表层析成像结果显示,矿区下 方存在多条隐伏断裂,为成矿相关岩浆的运移提供了通道。铜山铜矿深部标高−1000m以下有很好的 资源潜力。
引用本文
侯贺晟, 韩江涛, 符伟, 刘文玉, 潘宗栋, 赵泱泱, 刘祖颐. 2024: 黑龙江多宝山矿集区岩石圈结构:孙吴-劲松廊带深地震反射与大地电磁联合探测结果. 地质通报, 43(11): 1985-2000.
Citation
Hou H S, Han J T, Fu W, Liu W Y, Pan Z D, Zhao Y Y, Liu Z Y. Lithosphere structure of Duobaoshan ore concentration area, Heilongjiang: Results of deep seismic reflection and magnetotelluric detection in Sunwu-Jinsong corridor belt. Geological Bulletin of China, 2024, 43(11): 1985−2000.