长白山天池火山区黑石沟玄武岩墙成因及其构造意义

为了进一步了解天池火山黑石沟地区与中晚更新世火山活动有关的玄武岩墙的成因及构造背景,在遥感解译和野外地质调查基础上,开展了岩体的元素地球化学、全岩Sr-Nd同位素和年代学分析。结果表明:1)玄武岩墙主量元素具有偏高的MgO、CaO质量分数和低的Na_(2)O质量分数,属于钾质、准铝质、亚碱性玄武岩系列。其显著富集Li、Cs、Be、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素(LILE),弱富集Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th等高场强元素(HFSE),对应高场强元素Zr/Hf、Nb/Ta和Th/U值分别为40.92~45.10、15.77~16.34和3.49~3.76。2)全岩中的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)与(^(143)Nd/^(144)Nd)_(i)值范围分别为0.704 570~0.704 690和0.512 552~0.512 571,对应的εNd(t)值范围在0.87~1.45之间。岩墙中K-Ar成岩年龄(0.35~0.34 Ma)及火山区岩浆-构造演化现有认识综合表明,该期次玄武质岩浆作用在晚更新世千叶阶段,成岩母岩浆具有富集Ⅰ型地幔源特征,岩浆上升过程中有少量下地壳组分加入,整体显示出洋岛玄武岩(OIB)特点。鉴于火山区玄武岩墙的形成及同期次火山活动发生在0.35~0.34 Ma的挤压构造环境中,推测其可能与太平洋板块俯冲到欧亚东北部陆块之后的回撤或下沉有关。

长白山玄武岩区主要断裂与地热水异常关系

利用长白山玄武岩区Landsat TM5遥感影像数据,对研究区地表温度场进行了解译。综合分析研究区地表温度场、温泉和地热井分布特征、布格重力场和磁场四个因子,采用判别分析方法建立并验证了判别函数,对研究区地热水异常分布进行了识别。采用分段均值法研究了区内7条主要断裂与地热水异常的关系。研究表明,研究区地热水异常主要分布在环长白山天池火山口区域,松江河—抚松县以及二道白河—松江镇一带的抚松盆地和松江盆区,仙人桥地区和长白县—十四道沟一带的长白盆地区;断裂带和地热水异常区的分布有较好的相关关系。北西向的断裂带对地热水异常区分布的影响程度均是南西侧高于北东侧,且在断裂带处存在地热水异常区域;北西西向的断裂带对北东侧地热水异常区分布的影响程度高于南西侧;北东向和近东西向的断裂带受长白山天池火山的影响,在近天池火山口的区域,均存在地热水异常区域。

长白山玄武岩区地热异常区遥感识别

利用Landsat TM5遥感影像多光谱和热红外数据,对长白山玄武岩区地表温度场进行了反演。在此基础上,综合分析了研究区地表温度场、温泉和地热井分布特征、布格重力场及磁场4个因子,采用判别分析方法建立并验证了判别函数,对研究区地热异常区进行了识别。研究结果表明:研究区地表温度异常区主要分布在长白山天池火山口周围,此外,在区内3个中生代沉积盆地(抚松盆地、松江盆地和长白盆地)也有孤立状的高温区域分布,地表温度异常像素所占比例为2.993%;研究区潜在地热资源异常区可分为环长白山天池火山口区域、松江河—抚松县及二道白河—松江镇一带的抚松盆地和松江盆区、仙人桥地区以及长白县—十四道沟一带的长白盆地区,其中环长白山天池火山口区域地热潜在概率值均大于0.9,最大值达到1.0。该研究为地热异常区的识别提供了一条新的思路。

长白山玄武岩区盆地型地热水特征及成因模式

利用长白山玄武岩区地热井水化学、同位素数据以及地球物理勘探和地热井钻探资料,对研究区盆地型地热水资源特征及成因模式进行了研究。研究结果表明:研究区盆地型地热水属于低温地热水,漫江地热井和松江河地热井水温分别为31.2℃和29.5℃,化学组分阳离子以Na^+为主,依次为Ca^(2+),阴离子以HCO^3^-和Cl^-为主,水化学类型为HCO_3·Cl—Na·Ca;微量组分偏硅酸含量最大,其次为锶和硼酸盐。氚年龄均大于60a;漫江地热井热储层温度平均值为101.91℃,松江河地热井热储层温度平均值为99.71℃;漫江地热井热储循环深度为3.23 km,松江河地热井热储循环深度为3.16 km;地热成因模式为:热源为上地幔传导热;盖层为下更新统军舰山组(Qp^1j)、中生代侏罗系果松组(J_(2-3)g)、林子头组(J_3l)和三叠系长白组(T_3c),厚度约2300 m;热储层为古生界奥陶系马家沟组(O_1m)、冶里组(O_1y),亮甲山组(O_1l),张夏组(?_2z)和古元古界老岭群珍珠门组(Pt_1z),厚度在400 m以上;地热水接受大气降水和少量封存水补给,经深部循环(3.15～3.30 km),受大地热流传导热的加热,在浅部发生冷热水的混合,沿断裂通道向上运移。

遥感在长白山玄武岩覆盖区基岩填图中的应用

长白山地区地处吉林省东南部,属辽东-吉南成矿带的北东段,具有较好的找矿潜力,但限于大面积新生代玄武岩覆盖,传统地质找矿工作一直难有突破。为加大该区的地质研究程度,充分利用遥感覆盖范围广、获取信息量大、获取信息不受地面条件限制等特点,采用高分辨率数据和高程数据,通过总结区内玄武岩平台、火山锥和出露基岩在色调、地貌、水系和人文活动方面的组合特征,进行遥感解译,结合相关地质资料和野外验证填绘基岩地质图,为该区玄武岩盖下找矿提供基础地质信息,也为类似区域地质调查提供了遥感解译方法参考。

综合物探方法在玄武岩覆盖区的应用——以三道砬子河—马鞍山剖面为例

通过在长白山玄武岩覆盖区进行的重力、电法、磁法等物探技术手段,采取物探多方法、大深度、高精度、长剖面的工作方式,推断了覆盖层下基岩岩性、分布特征及断裂构造位置及产状。