辽吉古裂谷部分地区深部地质结构特征.pdf

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1、第36卷第2期地震地质Vo1．36．No．22014年6月SEISM0L0GYANDGE0L0GYJune，2014辽吉古裂谷部分地区深部地质结构特征刘小杨，薛林福刘正宏姜岩李桐林’1)吉林大学地球科学学院，长春1300612)中国国土资源航空物探遥感中心，北京100083摘要在4条实测高精度重、磁剖面及MT剖面探测的基础上，结合区域地质资料及野外地质研究，对辽吉古元古代裂谷(简称辽吉裂谷)边界、内部地质结构和基底组成等深部地质问题进行了论述。新获取的非震地球物理剖面为揭示辽吉裂谷的深部地质结构提供了重要信息，在MT剖面上发现沿连山关一赛马一线存在一个明显的南倾构造界面，该界

2、面为控制辽吉裂谷北部边界的伸展断裂构造面，以往认为在本溪市一本溪县一线辽河群分布的北部边界应为辽吉裂谷的古地理边界；证实南北辽河群岩相的差异主要是由相变造成的；MT剖面揭示出辽吉裂谷内部具有复式褶皱结构特征，基底埋深可达10km以上；区域地质研究及重磁电联合反演结果表明辽吉裂谷的基底主要发育2种类型：一是太古代表壳岩花岗岩型；二是太古代花岗岩一古元古代花岗岩型。关键词辽吉裂谷边界性质内部结构基底组成中图分类号：P542．5文献标识码：A文章编号：0253-4967(2014)02-0489-12O引言辽吉裂谷位于辽宁省东部及吉林省东南部，东起辽宁盖县、向西经宽甸、桓仁进入集安

3、、临江，过鸭绿江延伸至朝鲜境内，再向东止于日本海，宽40～80km，在中国境内长约400km。辽吉裂谷南北两侧为太古代地块，裂谷内主要发育了辽河群浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组，在吉林南部地区与辽河群相当的地层为吉安群和老龄群，依据原岩建造和含矿特征将其划分为3套不同岩系：浪子山组一里尔峪组构成了含硼岩系，高家峪组一大石桥组为含墨岩系，盖县组为高铝岩系。古元古代末期辽河群遭受强烈挤压变形，形成了形式多样的褶皱构造。在辽东地区发育了许多典型褶皱构造，如营口一草河口复向斜、虎皮峪背斜、翁泉沟背斜等(图1)。目前，已对辽吉裂谷开展了大量基础地质研究工作，主要包括辽吉

4、裂谷的岩石建造、变形变质特征和构造演化等方面(李守义，1994)，这些工作主要集中在地表及浅层，对辽吉裂谷深部地质结构开展的研究工作还比较少，辽吉裂谷深部地质特征的认识对深入了解辽吉裂谷的构造性质、构造演化具有重要作用。有关辽吉裂谷构造性质的认识是一个长期争论的问题，对辽吉裂谷构造性质的认识主要包括：裂谷陆问造山带，其形成演化与弧一陆碰撞有关(张秋生，1988；李三忠，1997)；主流观点认为辽吉古元古代构造带的构造性质为裂谷。本文采用裂谷带这一表述对辽吉古元古代构造带进行阐释。目前，有关辽吉裂谷的3个深部地质问题有待进一步查明：1)辽吉裂谷边界特征，尤其是[收稿日期]201

5、4—03—26收稿，2014—04—18改回。[基金项目]中国地质调查局地质调查工作项目(1212011220247)资助。2期刘小杨等：辽吉古裂谷部分地区深部地质结构特征495一系列复式褶皱组成的。印支一燕山期的侵入作用很大程度上改变了辽吉裂谷的原始内部结构。使辽河群以残块形式散布在辽吉裂谷带中。辽吉裂谷带内主要地质体包括2种辽河群残块花岗岩体。辽吉裂谷变质岩系表现为相对低阻、重力异常相对较高的特征，盖县组电阻率相对较高，与其下地层具有一定可分性，MT剖面提供了辽吉裂谷深部地质结构的图像。4．1辽吉裂谷的深部褶皱变形特征辽吉裂谷辽河群发生了强烈褶皱变形，形成了紧闭线型褶皱、

6、穹窿型褶皱等。根据地表地质资料推断辽吉裂谷内地层强烈褶皱变形，形成复式褶皱构造，自北向南主要为塔子岭一草河口复向斜、虎皮峪一红石砬子复背斜、盖县一岫岩古楼子复向斜等。塔子岭一草河口复向斜保存良好。根据地表地质资料构建的三维地质模型揭示出草河口的复式向斜特征，MT二维反演结果也揭示出了一个清晰的复式向斜，该复式向斜内部进一步包括2个向斜构造(图6)。辽吉裂谷中充填的古元古界变质岩系最大厚度>10km。此次研究主要涉及到虎皮峪背斜东段，辽河群被中生代花岗岩大面积侵入，残留辽河群底部深度>10km。4．2辽河群与花岗质侵入体的关系辽河群主要发育在塔子岭一草河口、岫岩、宽甸等地区，花

7、岗岩体与辽河群之间存在着多种关系。花岗质侵人体与辽河群的关系主要存在侵入、覆盖、包裹等关系，这种关系使辽吉裂谷带内的地质结构十分复杂。侵入体是指花岗岩体以岩株等形式侵入，在剖面上表现为2种形式：一种呈柱状，岩体底部深度较大，如岩体R3(晚三叠世二长花岗岩)、R4(早侏罗世二长花岗岩)、R5(燕山期侵入体)、R7(燕山期侵人体)；另一种呈团块状，如岩体R6(古元古代斜长花岗杂岩)。覆盖关系是指花岗岩体覆盖在辽河群之上，如岩体R1(古元古代片麻状中细粒黑云母二长花岗岩)覆盖在辽河群之上(图7)。包裹关系是指