吉林大学前寒武地质刘永江
㈠ 地质事件研究举例
（一）冀东迁西三屯营地区高级变质杂岩中深部构造相韧性剪切带的提出和复合韧性剪切带的确立
1.区域地质背景
冀东迁西三屯营地区是“八五”（1986～1990）期间中英合作开展高级片麻岩1∶5万区域地质填图方法研究的试点地区。其位置（图9-2-1）是处于三屯营以西的遵化-青龙多相片麻岩线形构造带和东侧的三屯营-太平寨片麻岩复式卵形构造区（杨振升等，1997）的相邻地带。在20世纪80年代中期以前，一直认为复式卵形构造区是由麻粒岩相的迁西群所组成，西侧的线形带则是由角闪岩相为主的遵化群或八道河群所构成。经过五年新填图方法实践表明，复式卵形构造区主体上是由变质深成岩（三屯营片麻岩）所组成。贺同兴等（1992）称为紫苏石英闪长质-英云闪长质片麻岩类；西侧线形带的组成较东部卵形构造区要复杂许多，它既有经过多期韧性剪切变形改造和再造的三屯营片麻岩，又有沿该线形带呈大小不等的透镜状分布的遵化岩群的表壳岩。同时又有较多的呈线形展布的有超基性—基性和中酸性太古宙岩浆岩侵入，这个线形带实际上是个太古宙晚期的规模巨大的构造-岩浆活动带。
图9-2-1 冀东遵化-青龙地区太古宙地质简图
（据杨振升等，1997）
1—三屯营-太平寨片麻岩复式卵形构造区；2—崔杖子片麻岩穹形构造区；3—遵化-青龙多相片麻岩线形构造带；4—迁安片麻岩穹形构造区；5—钠质紫苏花岗岩系；6—钾质紫苏花岗岩系；7—英云闪长岩-奥长花岗岩系；8—上壳岩包体；9—都山花岗岩；10—燕山期花岗岩；11—基性岩；12—混杂岩；13—中上元古界；14—中生界；15—断裂；16—详细填图区：A—1∶5万三屯营幅、蓝旗营幅填图区（1986～1990）
2.复合（深部、中部构造相）韧性剪切带的确定
（1）深部构造相韧性剪切带的提出和原迁西群的解体：三屯营以东的高级片麻岩具有较明显的片麻状和条带状构造的麻粒岩相的层状片麻岩。这些层状片麻岩曾称为迁西群，按其组成成分特征曾分别划分为下部上川组和上部三屯营组。总体产状是近南北向陡倾斜。经过对该区1∶1万地质填图和实测剖面的系统研究（杨振升，1992；刘志宏，1992；刘永江，1992；杨振升，刘志宏，刘永江等，1997）确定了这种层状构造是原有中粗粒弱片麻状的黑云紫苏斜长片麻岩受韧性剪切变形改造形成的，由于变形改造强度不同，可划分出不同等级的应变分带（图9-2-3；图片112～113），在不同应变带内原岩的矿物成分及结构构造也相应发生改变。在强应变带中岩石矿物粒度总体呈中细粒状，强片麻理-条带状构造明显，暗色矿物中原粗粒非定向紫苏辉石在强变形带内呈细粒状首尾相接的链状结构显现（早期紫苏辉石变形破裂定向展布，形成了被动矿物拉伸线理），同时随紫苏辉石减少，黑云母和角闪石矿物增多，构成同构造主动矿物定向明显（图9-2-3b）。岩石变质程度由二辉麻粒岩亚相转变为角闪麻粒岩亚相，这是一种明显的退变质反应。以强变形带为标志新编制的构造图可以看出，深构相类型的韧性剪切带呈现一种网结状的图案（图9-2-2）。三屯营片麻岩中的变质表壳岩在片麻岩中以形态多样的包体形式展布，由于其规模较小、分布又零散，无法重建地层系统，只得统称为迁西表壳岩组合。
图9-2-20 在黑云角闪斜长片麻岩中具冷凝边的斜长角闪岩岩席（亮甲店南）
1—黑云角闪斜长片麻岩；2—斜长角闪岩
4.韧性剪切带中的构造-岩浆事件演化序列
董家沟—登沙河韧性剪切带是叠加在一个已经发生过中部构造相近水平滑脱引起深熔作用的构造片麻岩带的背景下，又在印支早期产生由东向西的滑脱作用而形成的一个近水平产出的浅部构造相的韧性剪切带。沿着这个带形成有同构造早期的红色花岗岩岩脉、伟晶岩岩席，并和糜棱岩叶理一起，在沿叶理发生的剪切作用下，由递进变形引起了剪切带内不均匀的剪切流变褶皱，其后又被同期花岗质岩浆再贯入，形成岩枝状的花岗岩与伟晶岩。
㈡ 刘志宏的科研项目
国务院发改委专项（XQ-2004-07）“大庆探区外围中新生代断陷盆地群演化与油气远景”的专题“大庆探区外围西部盆地群的构造特征与年代学”，2004～2007，负责人
大庆油田有限责任公司勘探开发研究院项目“海拉尔盆地乌尔逊－贝尔凹陷构造演化”，2005～2007，负责人
吉林大学精品课建设项目“构造地质学精品课建设”，2004～2007，负责人
吉林大学新世纪教学改革第二批重点项目（Y03029）“吉林大学兴城综合地学教学实习基地建设的研究”，2003～2005，负责人
大庆油田有限责任公司勘探开发研究院项目（12010022002100277）“海拉尔盆地各二级构造单元关系及断面图编制方法研究”，2002～2004，负责人
吉林大学实践教学基地建设项目“地球科学学院专业实习基地建设”，2002～2003，负责人
大庆石油管理局研究项目“柴北缘三级构造地震地层解释”，2000～2002，负责人
吉林镍业公司研究项目“红旗岭镍矿成矿作用与找矿规律研究”，2000～2002，参加者
大庆石油管理局研究项目（110432202）“塔里木盆地大庆区块断层封闭性研究”，1999～2002，负责人
国家自然科学基金项目“塔里木与天山中新生代造山造盆耦合及大陆动力学”，1999～2002，主要参加者
原地质矿产部定向基金项目（96-03）“山西五台地区砾岩型金矿研究”，1997～2000，主要参加者
国家“九·五”重点科技攻关项目（96-111-01-01-04）“库车前陆盆地构造解释和油气勘探方向”，1997～1998，主要参加者
国家“九·五”重点科技攻关项目补充项目（96-111补2-1）“库车坳陷克拉苏复杂构造解释攻关研究”，1997～1998，主要参加者
中国石油天然气总公司新区开发研究项目“阿尔金走滑盆地群油气资源早期评价”， 1997～1998，主要参加者
中国石油天然气总公司青藏项目经理部“青藏高原大地构造特征及其演化与沉积盆地形成”，1996～1997，主要参加者
30届国际地质大会野外考察路线（T315）“恒山-五台山早前寒武纪地质”，1994～1996，主要参加者
地质矿产部直管局项目“吉林省通化地区大荒沟幅、板石沟幅1/5万填图”， 1991～1995，负责人之一
地质矿产部定向基金项目（直科定92-03）“山西省五台山西部‘原平式’金矿形成条件及找矿预测”，1992～1996，第二负责人
首都钢铁公司“河北金厂峪地质及金矿预测研究”，1990～1991，主要参加者
地质矿产部“七·五”攻关项目（75-16-02-Ⅱ-1）“冀东中深变质岩区1/5万填图方法研究”及“冀东三屯营幅和兰旗营幅1/5万填图”，1987～1990，参加者
㈢ 以往地质工作程度
一、以往基础地质工作程度
大兴安岭地区由于植被覆盖严重，人烟稀少，交通欠发达，地质工作程度较低，尤其是大兴安岭中北部地区地质工作程度更显不足。新中国成立前仅有少数中、外地质工作者沿交通线做过少量路线地质调查，曾有俄国人、日本人在铁路沿线和免渡河一带进行过地质矿产概查，并发现了铅锌矿和煤矿。
新中国成立后，国家一直对大兴安岭地区地质工作非常重视，使得该区地质工作得到飞速发展。
新中国成立初期，专门成立了大兴安岭区测队，首先完成了1∶100万区域地质调查工作，填补了本区地质工作的空白，对本区进行了第一次区域性的地质总结。1951～1953年刘国昌、姜春潮等在大兴安岭进行了1∶50万地质调查。1980年内蒙古地质局116队完成了呼伦贝尔盟1∶50万地质图、矿产图、构造体系图、成矿远景区划图及相应的文字报告和说明书。
20世纪80年代前，在国家的统一布置下(计划经济时期)，相继开展了全区1∶50万航磁测量、1∶100万区域重力测量和大面积的1∶20万区域地质测量工作，相当一部分地区还进行了1∶20万重力及1∶10万和1∶5万航磁测量，少数地区1∶5万区域地质和1∶2.5万航磁测量工作也开始起步，取得了极为丰富的基础地质资料，并发现了一大批有地表露头的大中型矿床。1∶50万地质编图和区域地层表的编制及有关专家学者的专题研究等，使本区的地质工作步入系统化阶段，认识也逐步深入。
从20世纪50年代开始在本区先后开展了以矿产地质调查为主的1∶20万区域地质测量。研究区共涉及其中68幅图，其中14幅尚属空白。少数地区开展了1∶5万区域地质调查(图1-2)。其中1990～1993年黑龙江省地质矿产局第二区域地质调查大队开展了M-51-10(六十林场幅)和M-51-16(阿里河幅)区域地质调查，1994年7月通过验收。合理地建立了区内地层层序，对测区侵入岩进行了划分，确定了吉峰-环宇韧性推覆构造，并对区内矿床(点)、异常进行了详细调查、登记，在初步总结成矿规律的基础上，结合重砂、化探资料，圈定了6个成矿远景区。20世纪80～90年代，国家计委、国家科委、地矿部和中国地质科学院组织有关研究所、高等院校和内蒙古自治区及相关省的地矿局等单位完成了“中国北方板块构造及成矿规律的研究”、“我国北方前寒武纪成矿地质背景及找矿远景预测”、“华北地块北缘矿化集中区控矿因素及成矿预测”以及“紧缺矿产的勘查与评价研究”等项目，对包括大兴安岭在内的中国北方广大地区地质、构造和成矿规律进行了系统研究，发表了一系列专著。
图1-2大兴安岭中北段区域地质调查工作程度
1995～1997年地质矿产部第一物探大队陆续完成了大兴安岭北段阿南林场、喀喇林场、克一河镇、兴安里、阿里河、六十林场等图幅1∶20万区域化探扫面工作，发现了一些有找矿价值的异常。
20世纪90年代末以来，随着国土资源大调查项目的全面实施，大兴安岭地区又一次迎来了地质工作的春天。1∶20万区域化探扫面全面展开，1∶25万区域地质测量工作填补了1∶20万区调的空白，至2005年1∶20万化探可扫面积全部完成(图1-3)。重要成矿带还进行了1∶5万区域地质和化探扫面工作，新发现了一大批物化探异常和矿产地。
与此同时，中国科学院和中国地质科学院牵头，联合内蒙古自治区有关部门进行了大量综合研究:20世纪80～90年代，在本区开展了各类综合研究，先后有许多单位和学者对大兴安岭中北段及邻区地质构造、火山岩和矿床做了大量的研究工作，先后完成了“区域地质志”、“地层单元清理”、“大兴安岭中南部中生代地层火山岩及成矿规律”等综合研究。“七五”、“八五”期间该区又作为科技攻关重点研究区，先后提交了“内蒙古兴安盟地区与火山-侵入活动有关的铜多金属矿床成矿条件和成矿预测”、“大兴安岭及其邻区铜多金属矿产的勘查与评价研究”等科研报告，对大兴安岭地区板块构造运动的特点、多旋回和叠覆造山作用的总体特征、成矿规律等进行了较系统的总结。通过对大量地质矿产资料的整理，对区内地层、岩浆岩、构造、有色金属成矿地质条件及成矿模式进行了系统总结和归纳;以板块构造理论为指导，论述了本区大地构造演化及其与成矿作用的关系;通过研究重点矿床，阐明了该区金属矿床成矿系列和成矿规律，划分了成矿带、圈定了找矿靶区;特别是近年来，中国地质调查局、中国地质科学院和中国科学院等单位有关专家带着队伍和先进设备，对主要成矿带和重要矿床(点)进行了详细工作，对该区成矿条件和赋矿规律有了更深刻的认识，不仅确立了中生代火山-岩浆活动对成矿的重要作用，而且认识到古生代构造-岩浆活动对区域矿产形成的重要作用;认识到成矿类型也是多元化的---不但矽卡岩型和热液型矿床不断被发现，而且与潜火山作用和海底火山-喷流作用有关的矿床类型也正在被人们认识;通过新理论、新观点的引进，发现了多处新类型矿床(点)，通过新方法和技术的使用，使多数矿床扩大了远景。这些工作使大兴安岭中北段地区显示出巨大的资源潜力，为后续基础地质研究和隐伏金属矿床找矿勘查工作提供了理论依据和信息。
图1-3大兴安岭中北段区域物化探工作程度
2001～2003年东北地区地质调查中心(沈阳地质矿产研究所)和吉林大学承担了地质大调查科研项目“大兴安岭北部地区成矿规律与找矿方向综合研究”，对金、铜、铅锌矿床控矿构造、矿产分布特征及矿床成因进行了研究。研究认为，矿床具有北东成带、北西成行的分布特征，成矿作用主要集中在燕山晚期，与燕山晚期火山岩、次火山岩具有内在的成因联系;划分出2种成矿类型、3个成矿带，并建立了多金属矿床成矿模式。
二、矿产资源勘查研究状况
大兴安岭中北段正规的矿产勘查工作始于20世纪60年代，70年代以来在1∶20万区域地质调查及面积性物化探工作的基础上，相继开展了地质普查和矿床勘探工作，对发现的重要矿点(矿产地)和物化探异常进行了普查和勘探工作。大兴安岭中北段已发现金属矿产地332处(含砂矿)，其中经过不同层次地质勘查工作的大、中、小型矿床27处，合计每万平方千米(中、北段面积按20.2×104km2计)平均有1.34个矿床，是大兴安岭地区(25处/万平方千米)的1/18.6，是全国(200处/万平方千米)的1/149。大兴安岭中北段有色金属矿产勘查工作程度见图1-4。
1966～1970年原黑龙江省地质五队、地质八队、物探队在环宇地区进行普查找矿和物化探工作，完成磁法、自然电场法、化探测量22.8km2，发现花岗岩接触带矽卡岩中的多金属矿化。1973年编写了环宇矿点普查报告。
1970～1971年原黑龙江省地质五队对嘎仙多金属、镍钴矿点进行了普查。1972年对吉峰十一支线多金属矿点进行了普查，同时对吉峰九支线多金属矿点和超基性岩进行了普查。
1987～1988年中国有色金属工业总公司黑龙江地质勘查局同日本国际协力事业团、金属矿业事业团合作，在吉源林场、吉峰林场、三十六林场和西陵梯林场西部地区开展了1∶5万地球化学普查、异常查证和矿产普查工作，完成1∶5万化探5000km2，1∶5万地质调查605km2，1990年2月提交了《黑龙江西北部基础地质调查报告书(日文)》。1988～1989年黑龙江有色地质勘查局703队对西陵梯林场Au、As异常区、三十六林场Cu、Pb、Zn异常区进行了检查。
20世纪90年代以后，随着国土资源大调查成果的不断取得，特别是1∶20万化探扫面和重要成矿带上1∶5万水系沉积物测量工作的开展，在大兴安岭地区发现了大量成矿元素综合异常，为进一步普查找矿和扩大远景指明了靶区。在国家和内蒙古自治区各级政府的支持下，该区矿产勘查工作又取得突破性进展，近年来在大兴安岭西坡陆续又发现和评价了一批矿床(点)和具一定前景的矿产地，矿种主要有铜、铅、锌、银、金等。拜仁达坝富铅锌、银矿已评价为大型，并有望成为特大型。同时，与大兴安岭相邻的蒙古、俄罗斯的边境地区也相继取得找矿重大突破。
总的来看，无论基础地质工作程度，还是矿产资源勘查研究现状，大兴安岭中北段地区由于植被覆盖严重，工作条件较差，且受以往传统勘查技术的限制，许多成矿有利地区未开展系统的地质找矿工作。从图1-2和图1-3可以看出，大兴安岭中北段地区只是围绕一些勘查程度相对较高的矿区周围做过一些零星小面积的大、中比例尺的矿产勘查工作，大部分地区工作程度比较低，至今在本工作区仅发现2处大型矿床(六一硫铁矿、嘎罗索钛铁砂矿)、4处中型矿(谢尔塔拉铁锌矿、红旗沟铁锌矿、梨子山铁钼矿、苏呼河三号沟铁锌矿)、32处小型矿床(其中含7处砂矿)。
图1-4大兴安岭中北段有色金属矿产勘查工作程度
2001～2005年北京矿产地质研究院在鄂伦春自治旗八岔沟铅锌矿、吉峰林场、西陵梯、嘎仙、牙克石市扎敦河、扎兰屯市碰头岭等地区开展了地质、物探、化探综合找矿工作，完成1∶5万化探483km2，1∶2万土壤测量53km2，1∶1万地质测量40km2，地质、物探、化探剖面37km。通过上述工作认为八岔沟铅锌矿、吉峰林场AS-5Pb-Zn-Ag异常、西陵梯AS-8
Cu-Mo-Ag异常、嘎仙镍钴铅锌矿点、扎兰屯碰头岭金银矿化异常区具有较大找矿前景。综上所述，大兴安岭中北段区域地质、矿产地质和地质科研工作程度均比较低。区域地质仅限于小比例尺航空磁测、1∶20万区域地质测量、1∶20万区域化探，1∶5万地质测量开展尚少。矿产地质勘查投入工作量较少，主要是20世纪60～70年代对个别矿点的检查和普查，工作没有取得重大进展。此后的较长时间内投入的有效找矿工作较少，致使该地区至今已发现的大中型矿产地甚少。
在勘查技术方面对特殊景观地区(森林沼泽区、戈壁沙漠区等)找矿方法进行了试验研究，总结出一套切实可行的方法技术，使大兴安岭地区基础地质工作更加系统，找矿方法、技术日臻成熟，思路更加明确。2001～2005年北京矿产地质研究院(原中国有色金属工业总公司北京矿产地质研究所)承担了国土资源调查技术方法类研究项目“得尔布干成矿带北段森林沼泽景观中大比例尺化探方法研究”(2001～2002年)和“森林沼泽景观异常查证方法研究”(2003～2005年)，对森林沼泽区元素迁移集散规律、异常影响因素进行了研究，制定了该类景观地区中大比例尺化探方法和异常查证评价技术，并在示范测量中取得很好的地质效果。
在地球物理勘查方面，应用航空物探发现了一批电、磁异常，1999年在海拉尔、满洲里地区又进行了1∶5万航空物探(电/磁)综合测量，为研究本地区构造格架、地层及岩体分布、普查找矿等提供了高质量的地质、地球物理信息，其成果经三级异常查证，取得了一定的地质找矿效果。
高分辨率电磁测深、大深度的脉冲瞬变电磁测深、大功率激电、高精度磁法等新技术、新方法及多种方法的组合应用，为寻找隐伏、半隐伏矿床及解决大兴安岭中北段找矿中的一些技术难点问题提供了新的技术和手段。
近年来遥感技术也取得了较快的发展，多平台、多光谱分辨率和多空间分辨率的遥感技术为找矿勘查提供了基础数据。在森林沼泽特殊景观区，如何有效地应用遥感技术开展区域地质研究及找矿靶区优选工作，尚处于探索研究阶段。
三、邻国邻区矿产资源发展状况及可借鉴经验
大兴安岭与近邻的俄罗斯、蒙古国的相邻地域均处于同一构造单元，是铜、金、钼、锌、稀土、铀等金属矿床集中分布区(图1-5)。据统计，在俄罗斯、蒙古国境内已发现规模不同的矿床500多个，其中超大型、大型矿床43处，有色及贵金属占80%以上，已探明的储量中，铅锌大于700×104t，银大于14000t，金在2000t以上，铀大于20×104t，另有萤石矿2000×104t以上。在距我国仅10km的额尔古纳河以西，俄罗斯境内别列佐夫已发现4.47×108t的大型富铁矿，矿石品位达50.33%;同样距我国仅20km处有鲁戈卡因大型铜金矿床，铜储量达169.8×104t，金储量167t;另有诺依昂-塔洛格铅锌矿，金属储量达300×104t以上;斯特列措夫超大型铀钼矿，其中铀储量大于20×104t;已生产150年之久的巴列依金矿，已采金在1500t以上;达腊松金矿采砂金已有150年的历史，1927年进行原生矿勘探后变成一超大型金矿;舍尔洛夫戈尔大型锡钨钼矿床距满洲里仅120km。同样，在与我国毗邻的蒙古国境内的东方省已知有吉尔万布拉克超大型铀矿，乌兰、查布、巴彦乌拉等大型铅锌矿，肯特省阿伦努尔大型钨矿，爱尔得尼-托洛加大型铜矿，莫苏盖胡都格特大型稀土矿等。这些矿床距我国内蒙古地区一般均在200km以内。
在我国大兴安岭的呼伦贝尔地区也相继发现了斑岩型乌奴格吐山大型铜钼矿、额仁陶勒盖大型银多金属矿、查干布拉根及甲乌拉等银铅锌多金属矿。在内蒙古东部的黑龙江境内先后发现了斑岩型多宝山、铜山、三矿沟、小多宝山等大中型铜钼金矿;在紧邻工作区北部的黑龙江境内也发现了小伊诺尔盖、沙宝斯、东安等大、中型金矿及一批大、中型砂金矿，如乌玛、韩家院子、兴隆沟等。在大兴安岭南部地区也先后发现了一批大、中型有色金属矿，如白音诺尔超大型铅锌银矿、科尔沁右翼前旗的超大型巴尔哲稀土矿、巴林左旗浩布高大型矽卡岩型铅锌铜多金属矿、克什克腾旗黄岗大型矽卡岩型铁锡钨多金属矿等。这些矿床的发现说明在我国大兴安岭地区有寻找和发现有色、贵金属等矿产的巨大潜力，尤其是在中北部地区，占地面积与已发现的矿床规模和数量远不如邻国及邻区。选择俄罗斯、蒙古国与毗邻地区的代表性矿床进行比较，见表1-1，从中可以汲取一些宝贵经验。
图1-5大兴安岭及邻区矿产分布示意(据赵一鸣等，1997，有修改)
表1-1 大兴安岭及周围地区大型以上代表性矿床主要特征及控矿因素
续表
1)研究表明许多大型-超大型矿床在空间的分布，首先受控于大型成矿域的有利位置，近年来在新疆东天山发现的土屋斑岩型铜矿，蒙古国境内发现的奥玉陶勒盖斑岩型铜矿、查干苏布尔加斑岩型铜钼矿、纳林呼都克铜矿、洪古特-黑德铜矿等与大兴安岭西部的乌奴格吐山和东部的黑龙江多宝山斑岩铜钼矿带，均处于东西向古生代古亚洲成矿域，它们受西伯利亚古板块南缘古生代活动大陆边缘岛弧系的控制，因此在大兴安岭寻找与斑岩型有关的铜钼金多金属矿重点应考虑与古生代基底岩层有关的东西向构造中分布的浅成斑岩体及与之有关的矿化和蚀变。
2)大兴安岭的邻区已发现的许多大型-超大型矿床，主要与北东向、北西向和东西向3个断裂系统组成的区域构造的复杂网格状断裂有关，它们决定了中生代岩浆活动和成矿作用的空间范围(阎鸿铨等，2000)。尤其是近东西向构造向北东向构造转弯处(在俄罗斯境内北部地区及蒙古国的南部由于受西伯利亚古板块牵制，构造表现为从东西向向北东东向转弯)是成矿密集区。区内成矿带的分布和若干矿田的成矿位置，主要受控于北东—北北东向与北西向或近东西向断裂的交汇部位，如诺依昂-塔洛格铅锌矿、舍尔洛夫戈尔锡钨矿、乌兰铅锌矿、乌奴格吐山铜钼矿、多宝山铜钼矿等均受北东向深断裂和北西向或近东西向断裂交汇构造控制。
3)巨型火山-深成岩浆隆起带内次级相对隆起区或向沉降区过渡地带是大型成矿区带最重要的构造环境。分布在岩浆隆起区不同级别的次一级构造，如破火山洼地(斯特列措夫铀钼矿)、断陷火山盆地边缘(诺依昂-塔洛格铅锌矿)、次火山-侵入穹窿(乌奴格吐山铜钼矿)、近岩浆穹窿核部(达腊松金矿)等，往往是形成大型-超大型矿田的重要构造条件。这是在大兴安岭地区寻找大型-超大型矿床必须考虑的重要因素。
4)从俄罗斯、蒙古国和大兴安岭地区已知的矿产组合可以看出，其成矿元素及组合十分相似。大致可分为3类:铁及多金属组合(如铁-锌、铁-锰等)、有色金属及贵金属组合、稀土-放射性元素组合。如蒙古国有大型图木尔廷敖包铁锌矿，大兴安岭地区有谢尔塔拉中型铁锌矿;俄罗斯有超大型鲁戈卡因铜金矿，大兴安岭地区嫩江有三矿沟铜金矿;俄罗斯有超大型贝斯特里铜钼矿，大兴安岭地区有乌奴格吐山、多宝山铜钼矿等，说明大兴安岭地区与俄罗斯、蒙古国有相同的成矿基底，并有相似的成矿机理，只是在工作区目前只发现矿化显示或小型矿床，如扎兰屯市敖尼尔河仅发现钨锡矿化点，而在俄罗斯已发现大型舍尔洛夫戈尔锡钨矿;蒙古国肯特省阿伦努尔已发现大型钨钼矿，而大兴安岭地区鄂伦春卫江东山、博克图镇川岭等地仅有矿化显示。研究境外大型-超大型矿产的组合，对我们在大兴安岭中北段类似成矿条件下寻找相关的矿产组合会有一定的启示。
㈣ 刘永江的介绍
刘永江 ， 男 构造地质学 博士， 研究区域大地构造、造山带演化、构造年代学 。版 1989-1998年于长春地质学院任教。权 2001-现在于吉林大学地球科学学院任教。 2003-2005日本岛根大学从事科研合作研究工作。
㈤ 构造单元属性
兴蒙－吉黑地区大地构造性质及动力学演化研究主要基于槽台多旋回和板块构造两种大地构造理论。依据著名的“蒙古弧”地槽褶皱带以西伯利亚地台为核心的认识，该区被划归巨型东亚华力西期地槽褶皱带，提出了地槽发展的多旋回模式。这一模式将该区主体分为内蒙－大兴安岭和吉黑两个多旋回演化的华力西期地槽褶皱系，并认为该区以佳木斯地块为代表的诸变质构造单元是“兴凯运动”最终固结的前寒武纪地块。黄汲清等(1977，1980)又根据生物群特点的不同，将延边地区从吉黑褶皱系中划出，归入滨太平洋地槽褶皱系。任纪舜等(1984)强调了印支运动在本区构造演化中的重要性，认为印支期是本区多旋回地槽褶皱系的最终褶皱期。在槽台多旋回理论发展的同时，尹赞勋和李春昱等把板块构造理论引入我国。李春昱(1984)首先应用板块构造理论划分了中国大陆的板块构造轮廓，在该区划分出了4条板块俯冲带:①大兴安岭西侧的德尔布干早古生代俯冲带;②索伦山-贺根山晚古生代俯冲带;③华北板块以北的阴山-图们晚古生代俯冲带;④黑龙江省东部的那丹哈达岭早中生代俯冲带。这一划分方案将索伦山-贺根山晚古生代俯冲带作为华北板块与西伯利亚板块的最终碰撞缝合带，将那丹哈达岭早中生代俯冲带作为太平洋板块向东亚大陆俯冲的标志，并认为太平洋板块的俯冲作用是导致该区宽阔的中生代钙碱性岩浆岩带和东部深源地震发生的原因。至此，多旋回地槽褶皱系和板块构造观成为指导该区区域地质研究工作的两种基本理论模式。
图1.13兴蒙－吉黑地区重力异常构造单元划分
20世纪80年代末至90年代初，我国学者在内蒙古中部和吉黑东部地区开展了大量的研究工作，以板块构造理论和地体观为主导的一系列研究成果相继发表(胡骁，1990;王荃等，1991;邵济安，1991;肖序常等，1991;唐克东等，1991;陈琦等，1992，1993;张贻侠等，1989;张兴洲等，1991，1992;曹熹等，1992;水谷申治郎等，1989;张庆龙等，1990;邵济安等，1991)，与此同时，俄罗斯学者对相邻俄罗斯一侧的大地构造单元性质及演化也开展了一系列研究。这些成果为全面了解东北亚地区的构造单元性质、划分及其演化奠定了基础。特别是近十几年来随着高精度锆石U－Pb测年和单矿物Ar－Ar测年方法技术的普遍应用，一些长期以来制约东北地区构造演化研究深入的重要年代学问题得到解决，不仅极大地提高了该区基础地质研究程度，而且极大地丰富了该区大地构造研究的内容。根据岩石圈结构与演化研究需要，对前人主要研究成果概述如下:
1)提出了一直被作为佳木斯地块重要组成部分的黑龙江群不是正常的前寒武纪变质地层单元，而是一套混有解体蛇绿岩残块，并经历过蓝片岩相高压变质的构造混杂岩，是以麻山群和兴东群为主体的佳木斯地块与西侧松嫩地块碰撞拼合的标志(张兴洲等，1991，1992;曹熹等，1992，刘静兰，1991;王莹等，1992;李锦轶等，1999;Wuetal.，2007;周建波等，2009;Zhouetal.，2009)。
2)发现佳木斯地块中一直被作为早前寒武纪高级变质岩系(麻山群)的麻粒岩相变质作用发生在早古生代，而不是早前寒武纪，其中大面积分布的片麻状花岗质岩石的形成时代也为早古生代，稍滞后于麻粒岩相变质作用(宋彪等，1997;WildeS.etal.，1999，2000)。
3)佳木斯地块以东地区的那丹哈达地体是巨大的锡霍特－阿林中生代增生地体的一部分，在中－晚侏罗世由南向北增生侵位到佳木斯地块东缘(水谷申治郎等，1989;张庆龙等，1990;邵济安等，1991;Kirrilova，2003，2005，2007)。
4)提出蒙古－鄂霍次克带是兴安－布列亚地块与西伯利亚板块间的碰撞带;布列亚地块由岗仁、马门和图兰等几个裂解的块体组成，它们是在古生代期间加入到华北和西伯利亚板块之间的;兴安－鄂霍次克带是布列亚地块与锡霍特－阿林构造带之间的一个活动大陆边缘带。俄罗斯学者所说的岗仁地块、马门地块和图兰地块分别与我国境内的额尔古纳地块、松嫩地块和佳木斯地块的北延位置相当，从而为整个东北亚地区主要构造单元的划分提供了依据。
5)解体了东北地区华力西期花岗岩带，证明东北地区大面积分布的花岗岩主体形成于中生代，而非传统所认为的晚古生代;证明东北地区大面积分布的中生代火山岩主体形成于早白垩世，火山岩的时空演化具有由西向东迁移、活动强度由西向东减弱的演化趋势。
6)特别要提出的是，吉林大学在2004～2008年开展“大庆探区外围中－新生代盆地演化与油气前景”国家油气选区专项项目研究过程中，不但进一步证明东北地区大面积分布的花岗岩主体形成于中生代，并建立了东北地区显生宙花岗岩演化的时空格架，而且发现东北地区广泛分布的晚古生代地层没有遭受区域变质作用。由此提出东北地区晚古生代期间的构造属性不是造山带，而是一个相对稳定的构造单元，称之为“佳木斯－兴蒙地块”。这一成果不但改变了东北地区晚古生代为变质褶皱带或碰撞造山带的传统认识，同时提出东北地区中－新生代含油气盆地的基底并非都是变质结晶基底，为开辟东北地区中－新生代盆地之下上古生界油气勘探新层系提供了重要证据(王成文等，2008;张兴洲等，2008，2011;周建波等，2009)。
㈥ 火成岩的分类命名
火成岩的分类一直是火成岩研究中的重要内容之一，因为它不仅是进行全球性和区域性火成岩对比的基础，而且也是作为资料系统化的一种重要工具。自然界中的火成岩因其形成过程的复杂性，造成了火成岩成分的多样性，从而造成了多达20种火成岩的分类方案。其分类依据包括岩石的矿物成分、化学成分、产状(相)、结构和构造，有时会考虑成因。不同的分类方案，依据的侧重点有所不同。对于火成岩而言，通常首先考虑的是岩石的结构，因为结构给出了岩石成因的最好证据，还可以将岩石分成更为广阔的成因类型。在火成岩描述中，首先确定的是该岩石属于下列三种类型的哪一种:
◎显晶质:肉眼能够容易辨别出构成岩石的矿物晶体。
◎隐晶质:即使有矿物晶体，也因粒度太细肉眼无法辨认。
◎碎屑质:由多种松散火成物质组成的、经沉积和后期固结形成的岩石。碎屑本身可以是先前存在的岩石(火成物质占绝大多数)、晶屑或玻璃。
假如一个岩石具有显晶质结构，这说明该岩石于地下深处缓慢结晶而成，将其称为深成岩或侵入岩，这与根据野外产状划分的侵入岩相对应。假如一个岩石具有隐晶质结构，这说明该岩石于地表快速冷却结晶而成，被称为火山岩或喷出岩，这与根据野外产状划分的火山岩相对应;具有隐晶质结构的火成岩也可以形成于地壳浅部，由岩浆快速冷却而成，被称为浅成岩或次火山岩，这与根据野外产状划分的浅成岩相对应。
在火成岩结构分类的基础上，具有显晶质结构的火成岩(包括侵入岩和能够辨认出矿物的火山岩)可以根据矿物成分进行进一步的分类［如国际地球科学联合会(简称国际地科联，IUGS)推荐的分类方案］，具有隐晶质结构的火成岩(包括玻璃质的火山岩)可依据其化学成分进行进一步的分类。火山碎屑岩的分类，因其特殊的成岩方式，使其分类较为复杂，可根据火山碎屑物的粒度和成因进行划分(详见第六章)。本书主要介绍国际地科联推荐的分类命名方案，并介绍吉林大学地球科学学院常丽华教授等(2009)综合前人资料提出的方案。
一、国际地科联推荐的火成岩分类方案
国际地科联1989年推荐的火成岩分类方案，主要是以Streckeisen(1976)的分类方案为基础修改而成。该分类方案首先将火成岩分为以下七类:
◎深成岩类:肉眼能识别其单个晶体的、颗粒较粗的火成岩，是在地壳较深部形成的。深成岩类即是侵入岩，包括了浅成侵入岩。
◎火山岩类:矿物颗粒较细，多数颗粒肉眼不能识别，通常含有玻璃质的岩石，是同火山活动有关的火成岩，包括火山熔岩和次火山岩。
◎火山碎屑岩:直接由火山喷发崩解产生的火山碎屑堆积而形成的岩石，不包括熔岩流自碎所形成的岩石。
◎紫苏花岗岩类:指出现在寒武纪和前寒武纪，以含紫苏辉石为特征的紫苏花岗岩系列岩石。
◎黄长岩类:黄长石含量＞10%，M≥90%的岩石(黄长石被列为暗色矿物)。该类岩石有火山岩和深成岩之分:火山岩者称为黄长岩，深成岩者称为黄长石岩。
◎煌斑岩类:包括煌斑岩、钾镁煌斑岩和金伯利岩。
◎碳酸岩类:碳酸盐矿物含量＞50%的火成岩，包括深成的和火山成因的。
国际地科联根据上述七大类岩石的不同特点，进一步分别提出了每大类岩石的具体分类方案。自然界火成岩中，大量出现的是深成岩和火山岩，其次是火山碎屑岩，其他岩类相对少见。本节主要介绍深成岩类和火山岩类的详细分类，其他岩类的详细分类将在后面相关的章节中阐述。
(一)深成岩类的矿物分类
深成岩因其矿物成分及含量易于测量，因此矿物成分就是其进一步分类的依据。首先，根据“M”的含量划分出M＞90%(体积分数)的超镁铁质岩和M＜90%的其他深成岩。“M”包括暗色矿物(云母族、角闪石族、辉石族、橄榄石族)、不透明矿物、副矿物(锆石、磷灰石、榍石)、绿帘石、褐帘石、石榴子石、黄长石和原生碳酸盐矿物。对M＞90%的超镁铁质岩，根据橄榄石、辉石、角闪石的含量比例进行详细分类(图2－35);对M＜90%的其他深成岩则根据岩石中长英质矿物的相对含量，即QAPF双三角图解做进一步分类(图2－36)。这些图解是以岩石中能够测量的实际矿物成分和含量为基础。
图2－35 超镁铁质深成岩的分类图解(Streckeisen，1976)
由于石英(Q)与副长石(F)不能共生，故它们分别位于QAPF双三角形分类图解中AP线的两侧。根据Q(或F)的相对含量以及斜长石与长石总量的比率［P/(A+P)］，将双三角形划分为15个区，每个区代表一个岩石类型的基本名称。使用该图解时，必须重新计算Q(或F)、A、P的相对含量，使其达到100%。显然，计算时不考虑暗色矿物等的含量。例如，某一深成侵入岩的实际矿物组成为:石英20%、碱性长石15%、斜长石45%、黑云母19%、副矿物1%。重新换算后为:Q=100×20/80=25.0%，A=100×15/80=18.8%，P=100×45/80=56.2%，以此投点于分类图解，确定为花岗闪长岩。
在深成岩QAPF分类图中，有时不同类型岩石落在同一区内，如辉长岩和闪长岩落于一个区，其区分要根据An值来确定，An＞50者为辉长岩，An＜50者，为闪长岩;有些岩石则落在AP或AQ、AF、PF、PQ线上，而不占有区域，如不含斜长石的碱长正长岩和碱长花岗岩等。
显然，该分类定名只是确定了岩石的基本名称，岩石定名时还要考虑暗色矿物的种类，将其放在基本名称之前作为修饰词，如角闪花岗闪长岩、橄榄辉长岩等。
图2－36深成岩的QAPF分类图解(Streckeisen，1979;LeMaitre，1989)
(二)火山岩的分类
火山岩的分类命名可以采用矿物成分和化学成分两种方案，当岩石中的实际矿物成分及含量能够测量时，可以采用实际矿物成分分类;当岩石中的矿物颗粒细小不易辨别或为玻璃质，或对火山岩详细定名时可以采用化学成分分类。
1.火山岩的矿物成分分类
与深成岩分类一样，火山岩的矿物成分分类也采用QAPF图解(图2－37)。由该图可看出，主要类型火山岩均与相应成分的深成岩相对应。但由于火山岩的结晶程度一般都很差，除了在深部先结晶为斑晶的一些矿物外，基质中多数矿物的颗粒很细或呈隐晶质，甚至是玻璃质。若岩石中只有斑晶矿物可以鉴别时，则以斑晶矿物组合来鉴定岩石。但这种做法并不十分可靠，因为有的斑晶矿物是从岩浆中最先晶出的，有的斑晶成因则较复杂，因而它们不一定能代表岩石的总成分。为了准确地鉴定火山岩，最终还得采用化学成分分类命名方法，尤其是对那些隐晶质或玻璃质岩石，只能根据化学成分才能鉴定。
图2－37 火山岩的QAPF分类图解(Streckeisen，1979;LeMaitre，1989)
2.火山岩的化学成分分类
火山岩的化学成分分类方案有多种，本节仅列出了国际地科联推荐的SiO2－(Na2O+K2O)分类图解，即TAS图解分类(图2－38)。TAS分类中，所使用的岩石应为未蚀变(或低级变质)的新鲜岩石，其H2O+含量＜2%、CO2含量＜0.5%，并要求去掉H2O、CO2和烧失量之后，再把全部分析数据重新换算成100%之后的结果。在该分类方案中将火山岩分成了高镁岩石和非高镁岩石，使用时应加以注意。
(三)火山碎屑岩的分类
由于火山碎屑岩的特殊成岩方式，使其分类较为复杂，方案很多。有关火山碎屑岩的详细分类方案参见第六章。
图2－38 火山岩的TAS分类(LeBasetal.，1989)
二、火成岩的综合分类方案
国际地科联推荐的火成岩分类方案比较系统、科学，并具有统一性，但在岩石鉴定中应用起来不够方便。因此，常丽华教授等(2009)综合了国内外火成岩的分类方案，以化学成分、矿物组合和产状(相)为依据，提出了一个以常见岩石类型为主，并能满足一般岩石鉴定需要的分类方案(表2－2，表2－3)。该分类方案首先根据里特曼指数值(σ)将岩石区分为钙碱性系列(σ＜3.3)、碱性(或偏碱性)系列(σ=3.3～9)和过碱性系列(σ＞9)，再按照SiO2含量(酸度)将岩石分为超基性、基性、中性和酸性。其次，根据产状分为侵入岩(深成相、浅成相)和火山岩(喷溢相、次火山岩相);第三，结合上述两条，依据主要矿物成分及含量划分岩石基本名称。
表2－2 钙碱性系列火成岩分类表
续表
表2－3 碱性(或偏碱性)、过碱性系列火成岩分类表
三、关于火成岩命名的几点说明
(1)岩石中所含的次要矿物(一般情况均为暗色矿物)作为修饰词，加在岩石基本名称之前，次要矿物含量＞5%时，称为“××+岩石基本名称”;＜5%时，称为“含××+岩石基本名称”。如花岗岩含黑云母10%，则称为黑云母花岗岩;若含黑云母为3%，则称含黑云母花岗岩。当次要矿物有两种以上时，按照其含量多少采用“少前多后”的原则命名，如角闪黑云母花岗岩，就表示岩石中的角闪石少于黑云母。
(2)关于“斑岩”和“玢岩”，仅用于具有斑状结构的浅成岩和次火山岩，如果岩石中矿物以石英、碱性长石、似长石为主，则称为“××斑岩”，如正长斑岩、流纹斑岩;如果岩石中矿物以斜长石和暗色矿物为主，则称为“××玢岩”，如闪长玢岩、安山玢岩。对于火山熔岩中斑状结构的岩石，不使用“斑岩”和“玢岩”的名称。
(3)对于无斑结构的浅成岩、次火山岩，因其矿物颗粒细小，命名时需在相应深成岩名称前加“微晶”二字，以此与细粒深成岩相区别，如微晶闪长岩。
(4)若岩石中出现特殊矿物，则不论其含量多少均应参加命名，如石榴子石花岗岩、堇青石花岗岩。
(5)特殊的结构和构造应参加命名，如球粒流纹岩、条带状辉长岩。
(6)如果岩石遭受蚀变较强，且需要强调时，需将蚀变矿物冠于岩石基本名称之前，如蛇纹石化橄榄岩。若蚀变矿物有多种时，也可称为“蚀变××岩”，如蚀变安山岩。
思考题
1.简述火成岩系列划分的依据及其研究意义。
2.微量元素和同位素在火成岩研究中有哪些主要用途?
3.简述火成岩的矿物成分、化学成分及其与成岩环境的关系。
4.简述火成岩的结构与成岩环境之间的关系。
5.应用相图解释斜长石环带结构、钾长石条纹结构以及基性火成岩相关结构的成因。
6.应用Fo－Q二元系相图阐述基性岩浆演化出酸性岩浆的过程。
7.火成岩QAPF分类的主要依据及适用范围是什么?