2014, Vol. 29
2. 黑龙江省地质调查研究总院, 哈尔滨 150036
2. Geological Survey Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150036, China
航空物探是一种最为快速的地质调查和找矿方法，其中航空磁测应用最为广泛(邵建波等，2004；于长春等，2007；张洪瑞，2008，2013；施兴等，2009；熊盛青，2009；杨明慧等，2009；张玄杰等，2012；谷懿等，2013).黑龙江省大兴安岭地区在50-60年代初曾做过1:10万或更小比例尺的航磁测量，1975年区内开展了1:5万航空磁法测量工作，由于时代久远，加之仪器设备精度较低、软件陈旧，比例尺较小，所获得的数据精度不高，不能适应目前的工作需要(张洪瑞等，2012; 戴慧敏等，2013; 孙忠实等，2013).
为了更新航磁资料以便适应新时期的各类地质工作的开展，2008~2010年黑龙江省政府与中国地质调查局双方共同出资，合作开展了《黑龙江省大兴安岭地区1:5万航空物探测量》，面积为11.65万平方千米，获得了精确度较高的航磁、航放资料，为在区内开展区调、资源评价、矿产勘查及综合研究工作提供了详实的航磁数据.
本次航空物探航磁测量系统使用Cs-3型高精度铯光泵磁力仪，AADCⅡ/MMS-4自动航磁数字补偿仪(包括Lamor频率计数器/处理器和补偿软件，TFM100G2型三轴磁通门磁力仪).其主要技术指标为：测量范围：15000~105000 nT；梯度容限：40000 nT/m；灵敏度：0.0006 
RMS；采样率：每秒10次；噪声水平：在带宽0.1~1 Hz时不超过0.002 nT；探头方向差：±0.25 nT；同步：GPS时钟同步；补偿精度：优于0.45 nT；工作温度：-20~50 ℃；飞行高度：80~120 m.
众所周知，航磁异常主要是区域岩石磁化率各向异性矢量与地球磁场关系的综合体现(崔志强等，2011)，不同的地层、不同的岩性及岩石矿化蚀变的强弱产生不同的磁性差异，由此产生不同的磁场特征，不少作者对不同尺度的航磁异常进行了解释．包括深部地质构造推断、区域构造分析及找矿潜力的评价等(贾承造，1995,2004；郝天珧，1997,2002,2005；胡旭芝等，2006；张家声等，2007；何碧竹等，2011).
本文试图利用最新的航磁数据对研究区内的地质构造、成矿带划分及找矿勘查进行探讨分析.
本区前中生代的地质构造格架由大兴安岭弧盆系Ⅱ级构造单元组成(刘俊杰等，1993).前寒武系构成古老地块的结晶基底或构成多岛弧盆系统的基底杂岩系，早古生界主要为岛弧或弧火山沉积建造，晚古生代多为上叠断坳陷盆地构造.中生代以来，在欧亚板块与太平洋板块相互作用的影响下，形成漠河前陆盆地和滨太平洋陆缘岩浆弧叠加在天山—兴蒙造山系之上(见图 1).
 | 图 1 大兴安岭地区构造分区草图 1-Ⅰ级构造单元界线；2-Ⅱ级构造单元界线；3-Ⅲ级构造单元界线；4-Ⅳ级构造单元界线；5-T2-Q构造单元分区；6-Ar3-T1构造单元分区. Fig. 1 Tectonic sketch in Daxinganling region |
本区前中生代处于西伯利亚古陆、华北古陆之间，中生代以来则处于西伯利亚、华北、古太平洋三大板块汇聚夹持部位.北部为蒙古-鄂霍茨克接合带，南部为西拉木伦-图门接合带，东部为古太平洋板块俯冲带.区内有寰宇-新林蛇绿混杂岩带.在漫长的地质构造演化过程中，海陆变迁频繁，壳幔物质能量交换作用活跃，地壳挤压造山收缩强烈，构造结合带、推覆构造带(糜棱岩带)、走滑断裂构造发育(曲关生等，1997；常立海等，2007；佘宏全等，2012).
大兴安岭弧盆系位于黑龙江省的西部，东部边界为松嫩盆地东缘，向北、向西、向南延入邻区.该弧盆系主要由晚元古代、早古生代、晚古生代岛弧及岩浆弧组成.弧盆系的基底杂岩系为古元古代角闪岩相变质岩，其上叠加了晚古生代上叠盆地构造以及中生代以来形成的北东与北北东向火山喷发岩带和中新生代断陷盆地.
研究区内前中生代地层时代为古元古代—早三叠世，属天山—兴安地层大区，大兴安岭地层区：包括额尔古纳、呼玛—兴隆、扎兰屯—多宝山三个地层分区.
中—新生代地层分区的地层时代为中三叠世—全新世，属滨太平洋地层区，大兴安岭—燕山分区；漠河、大兴安岭、小兴安岭地层小区.
区内地层自下元古代至新生代各时期地层都有发育，沉积类型齐全，以活动型和过渡型为主.元古界不均匀地散布，岩性主要为变质岩，局部已混合岩化.下古生界以中东部出露较好.奥陶系分布较普遍，为深海的泥砂质岩、碳酸盐岩组合，伴有基性—酸性火山岩及其碎屑岩.志留系主要为浅海—半深海的砂泥质复理石及碳酸盐岩组合.上古生界分布广泛，泥盆系属半深海泥质岩、碎屑岩、碳酸盐岩组合，伴有火山岩；石炭系为海相和陆相沉积；下统由厚度巨大的浅海及海陆交替相组成，上统为陆相碎屑岩夹火山岩.三叠系为海相及海陆交替相，属碎屑岩及火山岩组合，含混杂堆积和蛇绿岩套，分布局限.侏罗系十分发育，为火山岩与碎屑岩组合，多分布于北部地区(邵军等，2003).白垩系以发育火山岩为特征.第三系主要分布于南大小沉积盆地中.第四系为冲—洪积；更新世有玄武岩，并有少量安山岩、粗面岩等.
从15万航磁ΔT剖面平面、等值线平面图(见图 2)上看出，大兴安岭地区航磁以平缓负场为背景反应无磁性地层及老花岗岩基底特征.
 | 图 2 大兴安岭地区15万航磁ΔT剖面平面图 Fig. 2 150000 aeromagnetic ΔT profile map in Daxinganling region |
在大兴安岭北部—上黑龙江坳陷，磁场以大面积负异常为主，在负异常中有小面积面状或带状正异常，构造以北东向为主，东西向构造较少.该区无磁性或弱磁性地层和老花岗岩为主，在带状或小面状正异常为后期的中酸性侵入体或中酸性火山岩，平缓负场为无磁性或弱磁性地层.
在二十四站林场三连山—长缨镇—面包山—满归镇为一条北北东向中生代火山岩带，宽约30公里左右，磁场较强且杂乱，梯度变化大，为中基性火山岩带.
在二十四站林场三连山—长缨镇—面包山—满归镇以南到呼玛县旁开门—旗西山—大子杨山—大杨树以北，磁场较杂乱，磁场以环状、线性、带状异常较多，大多异常反应中生代从酸性—基性火山岩的特点，磁场较杂乱，梯度变化较大.少数异常反应侵入岩体或岩脉的特点，磁场较平缓，该区已近东西向构造为主夹杂北东向和北西向构造.该区中基性火山岩体磁性较强，有些中性火山岩磁性与基性火山岩磁性相当，有些超过基性火山岩，说明中性火山岩中剩磁较强.平缓负场为无磁性或弱磁性地层.
在呼玛县旁开门—旗西山—大子杨山—大杨树一带一条北东向中生代火山岩带，宽度约50 km左右，磁场较强且杂乱，梯度变化大，为中基性火山岩带.
在呼玛县旁开门—旗西山—大子杨山—大杨树一带以南，构造以东西向、北东向为主，南北向次之，异常呈团块状、带状、线状为主，主要为侵入岩，在嫩江县以北、以东地区有大面积中基性火山岩状杂乱磁场，为中生代火山岩.在多宝山镇附近有两个环状异常，为闪长岩体，磁性较强，有很多矿体与该闪长岩体有关，如嫩江县三矿沟铜矿、嫩江县多宝山铜钼矿床、嫩江县铜山铜矿等，为后期沿多宝山组环状断裂多起侵入的闪长岩.
剩余磁异常梯度带指示着火成岩和侵入岩体、岩脉分布区，梯度带中异常密集区表示火成岩分布密集区，地质图上同样显示出了在这个火成岩带分布十分密集而且范围较大，说明该区域岩浆活动频繁(涂广红等，2006).
大兴安岭地区主要发育中生代火山岩，大体呈北东向展布.火山岩往往与断裂、褶皱、造山带等构造相伴而生，由于剩余磁异常是已经将深部的磁异常效应消除后剩余的异常，所以剩余磁异常一般对应着浅部的火山岩、侵入岩分布带.从剩余异常图上看，大兴安岭北部一条北东向异常带，中南部一条贯穿东西的北东向异常带，南部有零星的北东向异常带，异常梯度较大，反应中生代火山岩的磁场特征，一些梯度较小异常多是由近地表的酸性火山岩或酸性侵入岩引起的异常.剩余磁异常对应的火山岩分布带同地质图上反映处的格局存在很大的相似，可以认为：火山岩是表象，构造特征是其内在原因，也就是正是由于大兴安岭地区这种构造格局，决定了大兴安岭地区火山岩、侵入岩的分布特征，而这种分布特征通过剩余磁异常表现出来(见图 3).
 | 图 3 大兴安岭地区航磁剩余异常等值线平面图 Fig. 3 Aeromagnetic residual anomaly contour map in Daxinganling region |
通过对资料的综合分析，全区共推断解释断裂构造38条(见图 4)、环形构造17条.
 | 图 4 大兴安岭地区航磁构造推断图 1-市、县、镇；2-Ⅰ级大地构造分区；3-Ⅱ级大地构造分区；4-航磁解译的Ⅰ级断裂及编号；5-航磁解译的Ⅱ级断裂及编号；6-航磁解译的环形构造及编号. Fig. 4 Aeromagnetic structural inference figure in Daxinganling region |
本区断裂构造按其延展方向大致划分为：近东西向、北东向、北西向、北北东向和近南北向五 韩长青，徐国苍,刘建军等. 黑龙江省大兴安岭地区15万航空物探测量成果报告.2012. 组.在航磁ΔT化极等值线平面图上，主要表现为明显的断续升高磁异常带和两种不同磁场的分界线.
其磁场特征与构造关系主要体现在以下方面：
不同磁场区的分界线.断裂构造形成的上下盘错动以及两侧岩性明显差异，可以在磁场上形成不同异常强度的磁场区，这往往是深大断裂的反映.
串珠状异常带：串珠状高磁异常带可能是沿断裂侵入的岩体或磁性矿物引起；窄脉形低磁异常带则可能是由于断裂破碎带造成带内岩石磁性降低所致.
线性异常带：由垂向断裂直接引起的线性异常,呈台阶状，断裂顶线大致位于垂直断裂方向剖面上的异常拐点处，或水平导数的极值点处.非台阶状线性异常，可由宽度不大、走向长度大的地质体引起.若地质体为断裂充填物，也可作为断裂的识别标志.
连续异常突然错位或扭曲.异常走向的水平错动部位预示有断裂存在.
异常突变带.沿异常走向的水平方向上磁场强度的突然大幅度升高或降低也预示有断裂存在.
异常的交叉与切割.往往显示有断裂存在.依据错动关系，可判断断裂构造的生成顺序.
由于本区沉积岩类及部分变质岩类磁性弱、放射性强度低.岩浆岩类与围岩磁性、放射性差异比较明显，分布面积广，与成矿关系密切，火山构造对岩浆活动和成矿作用的控制关系密切.
根据区内的磁场特征划分出岩浆岩分布区(带)，圈定火山机构、火山口，推断了深部古陆核隆起区坳陷区及早古生代坳陷.
航磁物探推断解释结果在一定程度上弥补了一些隐伏的或半隐伏的地质信息和岩体：断裂构造、火山构造和岩浆岩分布，区分火山岩和侵入岩及判别复式岩体、岩浆岩岩性组合等，对于深化区域地质认识，有较好的参考价值(郑广如等，2003；王培建等，2012).
本区地处古亚洲构造域和滨太平洋构造域的交汇、复合部位，各时代地层比较齐全；显生宇以来，岩浆活动频繁，岩浆岩分布广泛，岩性复杂，断裂构造发育，从而导致了区内无论呈磁场或呈放射性场，区域分布特征(强度、梯度、规模、形态)既有规律可循，又显得纷繁复杂.充分反映了本区地质构造的复杂性.
前寒武纪变质岩及显生宇沉积岩，总体上磁性很低，海相沉积建造、陆相沉积建造以及岩性之间磁性差异不很明显.因此，航磁只能笼统地圈定其范围.
本区岩浆活动频繁，具多旋廻性，岩性复杂，不同岩类岩石的磁性差异明显.其中，尤以燕山期岩浆岩更为突出，岩浆岩的磁性，从基性—中性—酸性呈逐渐降低趋势，而放射性却与之相反，呈上升的趋势性变化.
侵入岩或火山岩的磁、放特征差异比较明显.主要表现为：侵入岩的磁、放强度较之火山岩偏高，场内相对平稳，梯度变化较小.而火山岩磁、放强度较侵入岩略低，场内梯度变化较大，呈小幅度跃变，显得较为杂乱无章.它们之间的这种差别是判别、圈定侵入岩体和火山岩体的主要标志.
黑龙江大兴安岭地区位于Ⅰ-4：滨太平洋成矿域的Ⅱ-12：大兴安岭成矿省中，其内划分出了3个Ⅲ级成矿单元，分别为Ⅲ-46：上黑龙江(边缘海)Au-Cu-Mo成矿带、Ⅲ-47：新巴尔虎右旗—根河(拉张)Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-萤石-煤(铀)成矿带、Ⅲ-48：东乌珠穆沁旗—嫩江(中强挤压区)Cu-Mo-Pb-Zn-W-Sn-Cr成矿带，根据构造单元及成矿背景划分出Ⅳ级成矿单元6个、Ⅴ级成矿单元15个(孙晓猛等，2011).
各成矿带与磁场特征具有一定的对应关系：
Ⅲ-46：上黑龙江(边缘海)Au-Cu-Mo成矿带中主要以中新生代地层及后期的侵入岩为主，区域磁场为平稳低缓的负磁场背景，磁场值变化不大，具有典型的沉积岩磁场特征.在背景场内多出现具有一定走向的局部串珠状升高磁异常带，磁场值一般在几十－几百nT之间，说明存在控矿断裂构造，且具有沿断裂侵入的中新生代各类侵入岩株或岩脉，为后期的成矿提供了有利依据.其成矿类型主要有中低温热液蚀变砂岩型金矿，斑岩型铜(金)矿，中低温热液型金及多金属矿等.
Ⅲ-47：新巴尔虎右旗—根河(拉张)Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-萤石-煤(铀)成矿带中以中生代火山岩为主，老地层为辅，区域磁场为大面积的波动较大的正磁场特征，磁场值变化较大，磁场值一般在几百—几千nT之间，次带内的成矿类型为中低温热液型、斑岩型、接触交代热液型等.其代表性矿床的磁场特征显示为：塔源二支线式斑岩型金银(铜钼)矿—平稳低缓负磁场背景中局部升高的磁异常；强磁异常环绕中的平缓、波动负磁场中，等值线局部出现收缩、扭曲现象，磁场值在-130~-40 nT之间；西吉诺式中低温热液型金及多金属矿—抖动磁场边部局部升高磁异常上或附近，磁场值在-10~190 nT之间，梯度相对较陡；接触交代热液型铁矿—通常在平稳低缓磁场背景上出现明显的正磁异常或正负伴生磁异常，异常幅值较岩浆岩型的要低一些，但形态相对宽缓.
Ⅲ-48：东乌珠穆沁旗—嫩江(中强挤压区)Cu-Mo-Pb-Zn-W-Sn-Cr成矿带中磁异常多呈团块状、带状、线状为主，显现了侵入体 的特征，局部为中基性火山岩状杂乱磁场，为中 生代火山岩.在多宝山镇附近有两个环状异常，为闪长岩体，磁性较强，有很多矿体与该闪长岩体有关，如嫩江县多宝 山铜钼矿床—磁场反映出的平稳低缓负磁场背景上，局部升高的正磁异常和梯度带附近，磁场值在-200~300 nT之间，剩余异常十分明显，但上延3km及以上高度后局部异常基本消失；三矿沟铜矿—在平稳低缓负磁场背景中，局部升高的正磁异常，或环形状磁异常带的外侧边缘，异常相对宽缓、幅值高，最高可达1500 nT左右；三道湾子金矿—磁场特征为区内大部分为较为平静负磁场，ΔT曲线舒缓，抖动较小.中部偏西有一单峰正异常，异常幅值170 nT.在该异常东南侧ΔT曲线下滑较快，有明显的负磁场变低趋势.地磁幅值1080 nT，多峰，呈北北向展布.
(1)黑龙江大兴安岭地区航磁异常从宏观上反映出了区内地层发育及地质构造的特点，其异常格局特征几乎同构造格局一样.
(2)航磁异常不仅反映出了大兴安岭地区构造特征，还反映出局部构造的特点，如漠河盆地、多宝山岛弧及一系列环状构造(见图 5)等.
 | 图 5 多宝山一带环状ΔT航磁异常剖面平面示意图 1-ΔT正负异常；2-地名；3-环形构造. Fig. 5 Cyclic aeromagnetic ΔT profile Schematic diagram in Duobaoshan area |
(3)航磁异常与断裂构造密切相关，对矿产勘查起到了积极的指导作用.
(4)不同矿种、不同成因类型的矿床对应着不同的航磁异常特征.
(5)经地面查证工作，对航磁与地磁异常对比研究，发现一般超基性岩体、基性岩体引起的磁异常强度差值较大，酸性火山岩、酸性脉岩引起的磁异常强度差值较小，认为航磁与地磁的对应性较好.
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