遼寧瓦房店地區環狀構造與金伯利巖關系的幾點認識

摘要：瓦房店地區位于遼寧省南部，是我國重要的原生金剛石礦分布區，該區已發現了100多個金伯利巖體，探明的金剛石礦資源/儲量占全國總量的一半以上。通過對該區環狀構造的成因以及50號等巖管與環狀構造的關系進行研究，認為這些環狀構造是幔源巖漿上拱形成的，金伯利巖體的分布與環狀構造具有關聯性。文中重點介紹了嵐崮弧和袁家溝環狀構造的形態特征，并提出了該區環狀構造是部署金剛石勘查工作時需要重視的一種地質現象等新認識。

關鍵詞：遼寧;瓦房店地區;環狀構造;金伯利巖

1.引言

瓦房店地區位于遼寧省南部，是我國重要的金剛石礦集區，該區自1971年發現第一個金伯利巖體以后，已發現100多個金伯利巖體，遼寧省第六地質大隊在此區評價并提交了4個大型金伯利巖型原生金剛石礦床及3個小型金剛石砂礦，已探明的資源/儲量占全國金剛石資源總量的52%[1]。但金剛石是一種找礦難度非常大的礦種，1981年提交了第四個大型原生礦以后，直到2008年才又有所發現，但近幾年提交的資源量也僅僅相當于兩個中型礦床。我國是鉆石消費大國，而探明的金剛石資源量又非常少，為了提高金剛石找礦成功率，有必要對本區金伯利巖成礦條件和控礦因素進行研究。為此，作者對本區廣泛分布的環狀構造進行了研究。

有人認為，環狀構造是尋找金伯利巖的一種重要構造，并認為復縣（現稱瓦房店市）金伯利巖受組成環狀構造的不同的弧形斷裂帶控制[2];有人認為，本區的部分金伯利巖管直接出露在環狀構造之上[3]。實際上，環狀構造是地球表面普遍發育的一種構造現象，常常與成礦作用具有密切的內在聯系，控制著礦產的形成與分布。有人認為，環狀構造是地幔物質和熱流上升的通道[4];有人用火山一深成作用來說明地球大多數大型環狀構造的形成，認為環狀構造是地殼或整個巖石圈的上部向深部峒室連續多階段下沉的結果，而這些峒室則是巖漿在噴發和侵入過程中向上遷移空出來的[5];有人認為環狀構造是巖漿侵入體或巖漿活動中心，與巖漿活動有關的礦床主要分布在環狀構造與線性構造或環狀構造與環狀構造的交點和切點處[6]。也就是說，很多學者都認為環狀構造與礦床之間存在某種關聯。

研究瓦房店金剛石礦集區環狀構造與金伯利巖體的關系，將為合理部署金剛石礦勘查工作提供新的思路。

2.瓦房店地區地質特征概況

瓦房店地區大地構造位置位于中朝準地臺膠遼臺隆復州臺陷之上。區內大致以金州斷裂為界，東側出露有新太古界片麻巖，古元古界遼河群、新元古界青白口系和震旦系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系，中生界侏羅系、白堊系以及古元古代花崗雜巖和中生代花崗巖;西側除出露極少量的新太古界片麻巖外，主要出露有新元古界青白口系和震旦系以及古生界寒武系、奧陶系。已發現的金伯利巖體絕大部分分布在金州斷裂西側（見圖1）。

本區已發現的金伯利巖體主要分布在4個金剛石礦帶之中，1-3號礦帶中已發現112個金伯利巖體，其中24個為巖管;4礦帶發現于2016年，有7個（疑似）金伯利巖脈。總體來說，本區的金伯利巖管少脈多。4個大型原生金剛石礦分別為：50號巖管、30號巖管、42號巖管以及51、68、74三個巖管組成的巖管群。

3.瓦房店地區環狀構造特征

3.1遙感影像特征

瓦房店地區的環狀構造在遙感影像上是十分明顯的，環的直徑有大有小，大的直徑超過lOOkm，小的直徑不到lkm;有的為完整環形，有的為弧。本文作者曾利用假彩色衛星影像圖進行過研究，在大約lOOOkm2的范圍內，共判讀出大小環狀影像近100處[3]。這些環有的緊密相連，有的稀疏分布。總體來說，研究區的西南部環狀構造比較密集。根據最新的資料，在前期研究的區域外，還有一些環狀影像。研究區最明顯的環狀構造當屬嵐崮弧和袁家溝環狀構造（見圖2、圖3）。

3.2高程特征

研究區的地勢總體上呈南西低、北東高。根據DEM數據制作的等高線，環狀構造的環邊高程一般比環內高，也就是說，這些環與淺邊的碗相似。大一些的環，環邊的比高lOOm—150m;小一點的環，環邊的比高小于lOOm。總體來說，環邊高程突起現象比較明顯（見圖2、圖3）。從實際地形上可以看出，有些影像圖上不清晰的環，在高程等高線立體圖上可以清晰地分辨出來。

3.3地質特征

研究區除42號巖管東北側有一個以太古界片麻巖為核心的環呈穹隆狀產出外，其余環狀構造邊緣的地層均向環內傾斜，形成小的盆地。以袁家溝環狀構造為例，該環狀構造呈明顯的盆地特征，為多個環狀構造相互疊加組成的一組環狀構造。該區內出露地層主要為震旦系，寒武系僅少量分布在中部。由老至新為震旦系長嶺子組、南關嶺組、甘井子組、寒武系堿廠組、饅頭組。袁家溝向斜呈同心環狀，西、北、東三翼由長嶺子組和南關嶺組形成的環形山脊構成。向斜直徑約2km—3km，三翼地層產狀較緩，一般5。～20。之間，最大30。。在袁家溝向斜核部發育有角礫巖。

3.4航磁異常特征

本區1：5萬航磁測量結果顯示，較大的環或弧具有一定的航磁異常顯示，如嵐崮弧等，航磁異常呈串珠狀分布于環狀構造的邊部，異常強度lOOnT左右，北側有負值。

4.環狀構造與金伯利巖的關系

50號巖管是研究區內已探明的大型金剛石原生礦之一，該巖管位于一個環狀構造邊上。

從實際地形上可以看出，這個直徑約2km的環狀構造中分布有5個巖管，分別是50號、51號、68號、74號和64號。其中，50號為大型礦床，51號、68號、74號三個巖管由于離得很近，評價時又是一起進行的勘探，三個巖管加在一起的儲量也是大型礦床。由此可見，本區的環狀構造與金伯利巖管在空間上具有某種聯系。

5.環狀構造成因與演化過程分析

一般認為，遙感影像上的環狀構造其成因可能有以下幾種：一是與構造成因有關的環狀構造，二是與巖漿活動成因有關的環狀構造，三是隕石撞擊形成的環狀構造，四是熱液蝕變等成因造成的環狀構造以及成因不明的環狀構造。與構造成因有關的環狀構造主要包括短軸褶皺形成的穹隆和構造盆地，旋扭構造形成的弧形、渦輪形、環形組合的斷裂等;與巖漿活動成因有關的環狀構造主要包括火山機構環狀構造，隱爆角礫巖筒造成的環狀構造等;與隕石撞擊有關的環形構造雖不是地質成因，但太陽系的行星及其衛星表面都有大量隕石撞擊而成的環形山;與熱液蝕變、烴類擴散等成因造成的環狀構造主要是在遙感影像上顯示出的圈狀異常。環狀構造與區域成礦關系密切，環狀構造某些部位，如邊部及中央，或與線性構造交切點，常常是成礦有利地段;環狀構造（尤其是大型的）可能與深部地質構造作用有關[7]。

本區的環狀構造，基本上應歸屬等軸或短軸構造盆地，由橫彎褶皺作用所形成。橫彎褶皺作用的力是垂直的，這種力的原因可以是地殼差異升降運動、巖漿上拱、鹽層或其他高塑性層重力上浮的底辟作用等[8]。有時一些局部性環狀構造不見伴隨的巖漿巖體，是因為這些構造形成于隱伏侵人體之上[9]。

筆者認為巖漿上拱活動造就了本區的構造盆地。由于研究區內的環狀構造分布區內除金伯利巖、輝綠巖、輝長巖等基性、超基性巖外，極少見其他侵入巖，因此認為與構造盆地有關的巖漿巖是來源于地幔的巖漿巖。金伯利巖是源于地幔深部、富含揮發份快速上升至地殼淺部的偏堿性超基性巖[10]。如果金伯利巖在上拱過程中首先在上侵部位形成穹隆，當所攜帶的揮發份釋放掉以后，以及巖漿在侵入過程中向上遷移空出來的峒室連續多階段下沉，原來的穹隆中心就形成了這些構造盆地。由于未能噴出地表，這些巖體呈隱伏狀態分布于環狀構造的中心或邊部。一般情況下，由于金伯利巖漿攜帶大量的氣體，在近地表上端會形成氣泡，氣泡收縮后會因下沉而形成碗狀負地形，這種負地形呈近等軸狀，即形成遙感影像上的環狀影像[11]。

研究區內已發現的119個金伯利巖體（包括疑似金伯利巖體），除極少數巖體出露在古生界寒武系地層中以外，其他巖管、巖脈均出露在新元古界之中。而保存完好的環狀構造主要分布在研究區西南側的古生界出露區，也就是說，環狀構造出現在地層層位較高的地區。因此認為，當金伯利巖于465Ma侵位后[12]，本區的東北部抬升速度要大于西南部，由于東北部上升過程中經歷了近5億年的剝蝕，金伯利巖體露出了地表，而西南部剝蝕的程度不如東北部，所以保存了這些構造盆地。最外側的一個大環，現在僅存一些斷續可見的小山，與嵐崮弧相比，環狀構造的特征要差很多，嵐崮弧呈連續的山脈存在。推測巖漿中心通道附近巖漿房規模巨大，位于嵐崮弧的南側，巖漿侵位活動結束后，巖漿房上方總體下沉，相對來說就使得遠離巖漿房的地區地勢就高一些，就更容易剝蝕一些，也就解釋了嵐崮弧內側還保留有古生界而其外側基本都是元古界這一現象了。

6.結論

瓦房店地區的環狀構造，不論是遙感影像還是地形高程或是地層產狀均有比較明顯的顯示，說明本區確實存在一套環狀構造體系，這套環狀構造，小的直徑小于lkm，大的直徑超過lOOkm，有的完整，有的只有一段弧線;著名的瓦房店地區50號金伯利巖管產在一個直徑約2km的環狀構造邊緣上，51、68、74三個巖管產在該環狀構造的中心，金伯利巖管與環狀構造存在某種聯系;本區的環狀構造推測是由金伯利巖侵入過程中形成的，當巖漿上拱時先形成穹隆，爾后隨著揮發份的釋放和巖漿上侵出現的峒室的下沉，形成構造盆地，巖體呈隱伏狀態分布在盆地的中心和邊緣地帶;環狀構造是尋找金伯利巖的重要區域。

推測嵐崮弧南側是巖漿上侵的主通道，這些弧（環）狀構造是巖漿侵位過程中形成的;瓦房店地區金伯利巖與環狀構造有關，部署金剛石勘查工作時，應重視環狀構造中心和邊部的磁異常及水系重砂異常。

參考文獻：

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