辽宁瓦房店地区环状构造与金伯利岩关系的几点认识

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摘要：瓦房店地区位于辽宁省南部，是我国重要的原生金刚石矿分布区，该区已发现了100多个金伯利岩体，探明的金刚石矿资源/储量占全国总量的一半以上。通过对该区环状构造的成因以及50号等岩管与环状构造的关系进行研究，认为这些环状构造是幔源岩浆上拱形成的，金伯利岩体的分布与环状构造具有关联性。文中重点介绍了岚崮弧和袁家沟环状构造的形态特征，并提出了该区环状构造是部署金刚石勘查工作时需要重视的一种地质现象等新认识。

关键词：辽宁;瓦房店地区;环状构造;金伯利岩

1.引言

瓦房店地区位于辽宁省南部，是我国重要的金刚石矿集区，该区自1971年发现第一个金伯利岩体以后，已发现100多个金伯利岩体，辽宁省第六地质大队在此区评价并提交了4个大型金伯利岩型原生金刚石矿床及3个小型金刚石砂矿，已探明的资源/储量占全国金刚石资源总量的52%[1]。但金刚石是一种找矿难度非常大的矿种，1981年提交了第四个大型原生矿以后，直到2008年才又有所发现，但近几年提交的资源量也仅仅相当于两个中型矿床。我国是钻石消费大国，而探明的金刚石资源量又非常少，为了提高金刚石找矿成功率，有必要对本区金伯利岩成矿条件和控矿因素进行研究。为此，作者对本区广泛分布的环状构造进行了研究。

有人认为，环状构造是寻找金伯利岩的一种重要构造，并认为复县（现称瓦房店市）金伯利岩受组成环状构造的不同的弧形断裂带控制[2];有人认为，本区的部分金伯利岩管直接出露在环状构造之上[3]。实际上，环状构造是地球表面普遍发育的一种构造现象，常常与成矿作用具有密切的内在联系，控制着矿产的形成与分布。有人认为，环状构造是地幔物质和热流上升的通道[4];有人用火山一深成作用来说明地球大多数大型环状构造的形成，认为环状构造是地壳或整个岩石圈的上部向深部峒室连续多阶段下沉的结果，而这些峒室则是岩浆在喷发和侵入过程中向上迁移空出来的[5];有人认为环状构造是岩浆侵入体或岩浆活动中心，与岩浆活动有关的矿床主要分布在环状构造与线性构造或环状构造与环状构造的交点和切点处[6]。也就是说，很多学者都认为环状构造与矿床之间存在某种关联。

研究瓦房店金刚石矿集区环状构造与金伯利岩体的关系，将为合理部署金刚石矿勘查工作提供新的思路。

2.瓦房店地区地质特征概况

瓦房店地区大地构造位置位于中朝准地台胶辽台隆复州台陷之上。区内大致以金州断裂为界，东侧出露有新太古界片麻岩，古元古界辽河群、新元古界青白口系和震旦系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系，中生界侏罗系、白垩系以及古元古代花岗杂岩和中生代花岗岩;西侧除出露极少量的新太古界片麻岩外，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、奥陶系。已发现的金伯利岩体绝大部分分布在金州断裂西侧（见图1）。

本区已发现的金伯利岩体主要分布在4个金刚石矿带之中，1-3号矿带中已发现112个金伯利岩体，其中24个为岩管;4矿带发现于2016年，有7个（疑似）金伯利岩脉。总体来说，本区的金伯利岩管少脉多。4个大型原生金刚石矿分别为：50号岩管、30号岩管、42号岩管以及51、68、74三个岩管组成的岩管群。

3.瓦房店地区环状构造特征

3.1遥感影像特征

瓦房店地区的环状构造在遥感影像上是十分明显的，环的直径有大有小，大的直径超过lOOkm，小的直径不到lkm;有的为完整环形，有的为弧。本文作者曾利用假彩色卫星影像图进行过研究，在大约lOOOkm2的范围内，共判读出大小环状影像近100处[3]。这些環有的紧密相连，有的稀疏分布。总体来说，研究区的西南部环状构造比较密集。根据最新的资料，在前期研究的区域外，还有一些环状影像。研究区最明显的环状构造当属岚崮弧和袁家沟环状构造（见图2、图3）。

3.2高程特征

研究区的地势总体上呈南西低、北东高。根据DEM数据制作的等高线，环状构造的环边高程一般比环内高，也就是说，这些环与浅边的碗相似。大一些的环，环边的比高lOOm—150m;小一点的环，环边的比高小于lOOm。总体来说，环边高程突起现象比较明显（见图2、图3）。从实际地形上可以看出，有些影像图上不清晰的环，在高程等高线立体图上可以清晰地分辨出来。

3.3地质特征

研究区除42号岩管东北侧有一个以太古界片麻岩为核心的环呈穹隆状产出外，其余环状构造边缘的地层均向环内倾斜，形成小的盆地。以袁家沟环状构造为例，该环状构造呈明显的盆地特征，为多个环状构造相互叠加组成的一组环状构造。该区内出露地层主要为震旦系，寒武系仅少量分布在中部。由老至新为震旦系长岭子组、南关岭组、甘井子组、寒武系碱厂组、馒头组。袁家沟向斜呈同心环状，西、北、东三翼由长岭子组和南关岭组形成的环形山脊构成。向斜直径约2km—3km，三翼地层产状较缓，一般5。～20。之间，最大30。。在袁家沟向斜核部发育有角砾岩。

3.4航磁异常特征

本区1：5万航磁测量结果显示，较大的环或弧具有一定的航磁异常显示，如岚崮弧等，航磁异常呈串珠状分布于环状构造的边部，异常强度lOOnT左右，北侧有负值。

4.环状构造与金伯利岩的关系

50号岩管是研究区内已探明的大型金刚石原生矿之一，该岩管位于一个环状构造边上。

从实际地形上可以看出，这个直径约2km的环状构造中分布有5个岩管，分别是50号、51号、68号、74号和64号。其中，50号为大型矿床，51号、68号、74号三个岩管由于离得很近，评价时又是一起进行的勘探，三个岩管加在一起的储量也是大型矿床。由此可见，本区的环状构造与金伯利岩管在空间上具有某种联系。

5.环状构造成因与演化过程分析

一般认为，遥感影像上的环状构造其成因可能有以下几种：一是与构造成因有关的环状构造，二是与岩浆活动成因有关的环状构造，三是陨石撞击形成的环状构造，四是热液蚀变等成因造成的环状构造以及成因不明的环状构造。与构造成因有关的环状构造主要包括短轴褶皱形成的穹隆和构造盆地，旋扭构造形成的弧形、涡轮形、环形组合的断裂等;与岩浆活动成因有关的环状构造主要包括火山机构环状构造，隐爆角砾岩筒造成的环状构造等;与陨石撞击有关的环形构造虽不是地质成因，但太阳系的行星及其卫星表面都有大量陨石撞击而成的环形山;与热液蚀变、烃类扩散等成因造成的环状构造主要是在遥感影像上显示出的圈状异常。环状构造与区域成矿关系密切，环状构造某些部位，如边部及中央，或与线性构造交切点，常常是成矿有利地段;环状构造（尤其是大型的）可能与深部地质构造作用有关[7]。

本区的环状构造，基本上应归属等轴或短轴构造盆地，由横弯褶皱作用所形成。横弯褶皱作用的力是垂直的，这种力的原因可以是地壳差异升降运动、岩浆上拱、盐层或其他高塑性层重力上浮的底辟作用等[8]。有时一些局部性环状构造不见伴随的岩浆岩体，是因为这些构造形成于隐伏侵人体之上[9]。

笔者认为岩浆上拱活动造就了本区的构造盆地。由于研究区内的环状构造分布区内除金伯利岩、辉绿岩、辉长岩等基性、超基性岩外，极少见其他侵入岩，因此认为与构造盆地有关的岩浆岩是来源于地幔的岩浆岩。金伯利岩是源于地幔深部、富含挥发份快速上升至地壳浅部的偏碱性超基性岩[10]。如果金伯利岩在上拱过程中首先在上侵部位形成穹隆，当所携带的挥发份释放掉以后，以及岩浆在侵入过程中向上迁移空出来的峒室连续多阶段下沉，原来的穹隆中心就形成了这些构造盆地。由于未能喷出地表，这些岩体呈隐伏狀态分布于环状构造的中心或边部。一般情况下，由于金伯利岩浆携带大量的气体，在近地表上端会形成气泡，气泡收缩后会因下沉而形成碗状负地形，这种负地形呈近等轴状，即形成遥感影像上的环状影像[11]。

研究区内已发现的119个金伯利岩体（包括疑似金伯利岩体），除极少数岩体出露在古生界寒武系地层中以外，其他岩管、岩脉均出露在新元古界之中。而保存完好的环状构造主要分布在研究区西南侧的古生界出露区，也就是说，环状构造出现在地层层位较高的地区。因此认为，当金伯利岩于465Ma侵位后[12]，本区的东北部抬升速度要大于西南部，由于东北部上升过程中经历了近5亿年的剥蚀，金伯利岩体露出了地表，而西南部剥蚀的程度不如东北部，所以保存了这些构造盆地。最外侧的一个大环，现在仅存一些断续可见的小山，与岚崮弧相比，环状构造的特征要差很多，岚崮弧呈连续的山脉存在。推测岩浆中心通道附近岩浆房规模巨大，位于岚崮弧的南侧，岩浆侵位活动结束后，岩浆房上方总体下沉，相对来说就使得远离岩浆房的地区地势就高一些，就更容易剥蚀一些，也就解释了岚崮弧内侧还保留有古生界而其外侧基本都是元古界这一现象了。

6.结论

瓦房店地区的环状构造，不论是遥感影像还是地形高程或是地层产状均有比较明显的显示，说明本区确实存在一套环状构造体系，这套环状构造，小的直径小于lkm，大的直径超过lOOkm，有的完整，有的只有一段弧线;著名的瓦房店地区50号金伯利岩管产在一个直径约2km的环状构造边缘上，51、68、74三个岩管产在该环状构造的中心，金伯利岩管与环状构造存在某种联系;本区的环状构造推测是由金伯利岩侵入过程中形成的，当岩浆上拱时先形成穹隆，尔后随着挥发份的释放和岩浆上侵出现的峒室的下沉，形成构造盆地，岩体呈隐伏状态分布在盆地的中心和边缘地带;环状构造是寻找金伯利岩的重要区域。

推测岚崮弧南侧是岩浆上侵的主通道，这些弧（环）状构造是岩浆侵位过程中形成的;瓦房店地区金伯利岩与环状构造有关，部署金刚石勘查工作时，应重视环状构造中心和边部的磁异常及水系重砂异常。

参考文献：

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[11]宋瑞祥，丁毅.百年金伯利岩，中国任重道远[C]//中国地质调查局南京地质调查中心华北和扬子地区金刚石矿产调查项目组.全国金刚石找矿思路与找矿方向研讨会交流材料汇编.南京：中国地质调查局南京地质调查中心，2018：11-18.

[12]杨岳衡，张宏福.华北克拉通东部含金刚石金伯利岩的侵位年龄和Sr- Nd- Hf同位素地球化学特征[J].岩石学报，2007，23（2）：285-294.

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