董基恩，葉高峰，魏文博，金勝，李玉龍，董小軍，魏有寧

1)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球物理與信息技術(shù)學(xué)院，北京，100083；2)青海省地質(zhì)調(diào)查局，西寧，810000

內(nèi)容提要:通常認(rèn)為，華南陸塊在新元古代由揚(yáng)子克拉通和華夏地塊沿江南造山帶碰撞拼合而成，之后經(jīng)歷了陸內(nèi)造山、洋殼俯沖等多期巖漿—構(gòu)造活動(dòng)。但因華南陸塊所處的特殊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，就目前華南陸塊各塊體之間的接觸關(guān)系、江南造山帶深部構(gòu)造特征及區(qū)域動(dòng)力學(xué)意義等諸多地質(zhì)問(wèn)題爭(zhēng)議頗多。本文依托地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目和“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究(SinoProbe)”項(xiàng)目完成的8d和12g兩條大地電磁測(cè)深剖面，經(jīng)過(guò)精細(xì)的數(shù)據(jù)處理，使用非線性共軛梯度(NLCG)算法對(duì)TE+TM模式數(shù)據(jù)聯(lián)合反演得到華南陸塊東北部巖石圈尺度的二維電性剖面，并用ModEM三維反演代碼對(duì)全阻抗張量數(shù)據(jù)反演獲得了三維電性模型。對(duì)研究區(qū)內(nèi)揚(yáng)子地塊東部、江南造山帶以及華夏地塊進(jìn)行電性結(jié)構(gòu)研究，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)的江南造山帶西南段存在揚(yáng)子地塊和華夏地塊碰撞鑲嵌的構(gòu)造表現(xiàn)，揚(yáng)子地塊已越過(guò)江南造山帶，在江山—紹興斷裂位置與華夏地塊擠壓，形成江紹斷裂等逆沖型深大斷裂，從電性結(jié)構(gòu)推測(cè)其現(xiàn)今仍然為活動(dòng)斷裂，但東北段塊體之間的接觸關(guān)系被上侵的地幔物質(zhì)破壞，江紹、贛東北等斷裂的深部結(jié)構(gòu)已被劇烈改造，推測(cè)這種深部成礦熱物質(zhì)上涌是形成贛東北以金銀礦種為主的巖漿熱液型礦床的深部動(dòng)力原因；研究區(qū)東部華夏地塊電性特征為高阻的上地殼以及被巖漿底侵而破壞的中下地殼，發(fā)育其中的屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)和上虞—大浦—政和斷裂切割深度超過(guò)了50 km，為深大斷裂構(gòu)造。結(jié)合前人地表侵入巖填圖結(jié)果，認(rèn)為由于中生代以來(lái)古太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖，華南陸塊東部上地殼被嚴(yán)重破壞，從電性特征推斷可能發(fā)生過(guò)大面積的板片重融，華夏地塊東北部地殼相較于西南部厚度明顯更小、后期改造嚴(yán)重，受到的太平洋板塊俯沖導(dǎo)致的熱擾動(dòng)更劇烈。

華南陸塊是由揚(yáng)子地塊和華夏地塊兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元組成，中間沿江南造山帶拼接在一起(舒良樹(shù)，2012)。自顯生宙加里東運(yùn)動(dòng)以來(lái)，在各類(lèi)地球動(dòng)力學(xué)背景下的不同地質(zhì)作用和構(gòu)造演化造就了華南當(dāng)前復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境屬性和特殊的地貌風(fēng)格以及資源分布情況，所以近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)一直備受地質(zhì)工作者的關(guān)注，是全球性的研究熱點(diǎn)。古生代晚期至中生代早期，華南陸塊與北側(cè)的華北地塊碰撞擠壓，形成秦嶺—大別造山帶；中生代以來(lái)，華南陸塊受到東側(cè)太平洋板塊向西的俯沖擠壓，爆發(fā)了多期次的巖漿活動(dòng)(毛景文等，2004)；而其西南，中、新生代受到印支陸塊的東北向的擠壓，通過(guò)龍門(mén)山構(gòu)造帶與青藏地塊相連。雖經(jīng)過(guò)幾代人的努力，其地表地質(zhì)調(diào)查以及實(shí)際踏勘等工作比較充分，但由于深部資料的缺乏，使得目前對(duì)華南陸塊的研究在華南陸內(nèi)造山機(jī)制、華南巖石圈殼幔結(jié)構(gòu)以及地球深部動(dòng)力學(xué)等方面爭(zhēng)論眾多。所以在華南地區(qū)開(kāi)展系統(tǒng)、密集的巖石圈尺度的地球物理勘探也是適應(yīng)當(dāng)前科研要求的重要手段。

大地電磁測(cè)深是目前主要的地球深部探測(cè)方法之一，是從導(dǎo)電性的角度研究地殼和上地幔結(jié)構(gòu)不可缺少的方法(魏文博，2002；魏文博等，2003)。所以針對(duì)華南大陸復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和深部構(gòu)造，在華南地區(qū)開(kāi)展大地電磁測(cè)深工作，獲得華南地殼的電性模型，這將對(duì)華南地區(qū)殼/幔結(jié)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)背景研究提供更具有說(shuō)服力的資料，并且對(duì)于探討地質(zhì)規(guī)律、解析礦產(chǎn)成因、評(píng)估地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制，以及研究大陸演化的動(dòng)力學(xué)過(guò)程等都具有重要的意義(劉國(guó)興等，2012)。

本文利用兩條穿越華南陸塊東北部地區(qū)的大地電磁(MT)剖面，獲得了華南陸塊東北部地區(qū)巖石圈尺度的二維及三維電阻率模型，對(duì)研究區(qū)內(nèi)揚(yáng)子地塊、華夏地塊及江南造山帶的電性特征進(jìn)行了地球物理解釋?zhuān)⒏鶕?jù)電性特征就研究區(qū)內(nèi)揚(yáng)子克拉通和華夏地塊接觸關(guān)系、贛東北成礦帶深部成礦機(jī)制及地球動(dòng)力學(xué)意義等問(wèn)題進(jìn)行了討論。

1 地質(zhì)背景

華南陸塊在西太平洋板塊西向俯沖與印度洋板塊北向差異運(yùn)動(dòng)的夾持等長(zhǎng)期復(fù)雜的板塊構(gòu)造作用下，形成了目前獨(dú)特的大陸構(gòu)造?，F(xiàn)今華南整體陸殼基本由揚(yáng)子與華夏兩個(gè)地塊和其上的顯生宙蓋層構(gòu)成，兩地塊之間的中間融合帶就是所謂“江南造山帶”。揚(yáng)子地塊是指華南大陸中具有前南華紀(jì)基底的揚(yáng)子古微板塊和華夏古微板塊的西部的統(tǒng)稱(chēng)，地球化學(xué)測(cè)年研究發(fā)現(xiàn)揚(yáng)子地塊深部可能普遍存在一個(gè)新太古代結(jié)晶基底，并有古元古代巖漿活動(dòng)遺跡，而且揚(yáng)子地塊中發(fā)現(xiàn)的非常古老的地質(zhì)體崆嶺雜巖是形成于2.90～2.95 Ga (Qiu Yumin et al.,2000；Zhang Shaobing and Zheng Yongfei,2013)，說(shuō)明揚(yáng)子廣泛殘存的是早前寒武紀(jì)結(jié)晶基底，現(xiàn)已基本完成相對(duì)穩(wěn)定克拉通陸塊的演化。重磁研究發(fā)現(xiàn)揚(yáng)子地塊主要為正磁異常以及負(fù)的布格重力異常(張季生和洪大衛(wèi)，2002)。結(jié)合重磁電震地球物理方法研究成果，揚(yáng)子陸塊總體呈現(xiàn)高速高密度高阻中高溫的地球物理特性。

自從Grabau(1924)提出“華夏古陸”的認(rèn)識(shí)以來(lái)，華夏地塊是否真的存在，爭(zhēng)議巨大。但是后來(lái)在浙南—閩北地區(qū)開(kāi)展的早元古代同位素年代學(xué)研究使得“華夏古陸”又被重新提出(于津海等，2006)。所以目前對(duì)于華夏地塊的分布以及規(guī)模還是存在不同認(rèn)識(shí)(李獻(xiàn)華，1998；鄧平等，2002；舒良樹(shù)，2006)。目前大家所公認(rèn)的華夏地塊位于中國(guó)的東南部，是華南大陸的組成部分，呈北東向分布。華夏地塊主要由各個(gè)時(shí)代變質(zhì)巖及中生代花崗巖為主的巖漿巖組成，其火成巖主要是在加里東以后形成的，但是在閩北、浙南等地區(qū)有古元古代和新元古代變質(zhì)火成巖分布 (甘曉春等，1993；甘曉春等，1995；李獻(xiàn)華，1998)。于津海等(2006)認(rèn)為華夏地塊目前的巖石主要是在新元古代形成，其中包含古老的“華夏古陸”，但被后期的構(gòu)造熱事件強(qiáng)烈改造。航磁研究發(fā)現(xiàn)華夏板塊以負(fù)磁異常為主，間有局部正異常，這與酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)，呈現(xiàn)相對(duì)年輕的地殼屬性(童迎世和童瓊，2012)。饒家榮等(2012)結(jié)合各類(lèi)地球物理資料認(rèn)為華夏陸塊為造山帶巖石圈，總體呈低速低密度低阻高溫經(jīng)強(qiáng)烈改造的相對(duì)活動(dòng)型(熱)陸塊。

江南造山帶的地質(zhì)研究工作歷史悠久。李四光、黃汲清等老一批地質(zhì)學(xué)家在上世紀(jì)初期先后到南嶺地區(qū)進(jìn)行過(guò)地質(zhì)礦產(chǎn)研究工作，初步確定了研究區(qū)內(nèi)分布的礦產(chǎn)種類(lèi)和特點(diǎn)以及附近主要的構(gòu)造輪廓。20世紀(jì)80年代初，水濤(1987)對(duì)江山—紹興斷裂帶及其兩側(cè)開(kāi)展了長(zhǎng)期的野外地質(zhì)調(diào)查，認(rèn)為揚(yáng)子古陸與華夏古陸之間曾為浩海分隔并發(fā)生過(guò)碰撞，由此提出兩個(gè)塊體碰撞對(duì)接的構(gòu)想。隨后楊明桂和梅文勇(1997)在該區(qū)域進(jìn)行了比較系統(tǒng)的地質(zhì)構(gòu)造及成礦作用研究，確認(rèn)了欽州灣至杭州灣為揚(yáng)子與華夏這兩個(gè)古板塊的縫合帶，稱(chēng)為欽杭結(jié)合帶(江南造山帶)?？偟膩?lái)說(shuō)結(jié)合帶南西起自廣西欽洲灣，經(jīng)湘東和贛中，往北東延伸至浙江杭州灣，總體呈NE 向反S 狀弧形展布，全長(zhǎng)約2000 km，寬100～300 km(徐德明等，2013)，考慮到該結(jié)合帶也是最重要的構(gòu)造巖漿成礦帶，并正式命之為“欽杭成礦帶”。欽杭成礦帶也具有分段性，北段的贛東北成礦帶的優(yōu)勢(shì)礦種為銅、鐵和貴金屬，西南段的南嶺成礦帶是重要的鎢錫多金屬產(chǎn)地(毛景文等，2004)。

針對(duì)華南陸塊特殊的地質(zhì)背景及構(gòu)造環(huán)境，一大批地球物理工作者就江南造山帶邊界問(wèn)題、華南陸塊東部巖石圈減薄等地質(zhì)焦點(diǎn)問(wèn)題，開(kāi)展了一系列地球物理工作，并取得一些重要的成果。在地震研究方面，Zhang Zhongjie等(2013)通過(guò)清遠(yuǎn)連縣—惠東港口地震剖面，建立了華南地殼上地幔P波速度結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)P波速度在上地殼橫向變化大，下地殼橫向變化小，并認(rèn)為吳川—四會(huì)斷裂是揚(yáng)子與華夏的地殼分界線。江國(guó)明等(2014)通過(guò)長(zhǎng)江中下游地區(qū)速度異常分析，得到上地幔“兩高夾一低”的速度異常體，認(rèn)為高速體代表拆沉的巖石圈，低速為上涌的軟流圈物質(zhì)，說(shuō)明該地區(qū)可能發(fā)生拆沉。Dong Shuwen等 (2020)通過(guò)華南深反射地震剖面認(rèn)為華夏東部發(fā)生了明顯的巖漿底侵作用以及軟流圈上涌，底侵為地殼增加了大量的幔源物質(zhì)，彌補(bǔ)了地殼減薄的影響。在大地電磁測(cè)深研究方面，劉國(guó)興等(2012)通過(guò)華南沿海地區(qū)MT剖面認(rèn)為該地區(qū)深部地殼總體上呈東薄西厚的特征，西段巖石圈增厚可能由于陸內(nèi)造山作用，中段巖石圈減薄可能由于軟流圈物質(zhì)上涌，東段巖石圈的增厚可能是太平洋俯沖導(dǎo)致洋殼殘留物疊置形成雙層巖石圈，而太平洋俯沖導(dǎo)致的深部熱擾動(dòng)作用可能引起大規(guī)模軟流圈上涌。韓松(2017)通過(guò)進(jìn)榮—柘賢的MT剖面研究，認(rèn)為華夏沿海地區(qū)并非為巖石圈的大范圍減薄，而是以局部軟流圈上涌為途徑來(lái)影響和改造上覆巖石圈結(jié)構(gòu)。Hu Haoyuan等(2020)通過(guò)大地電磁測(cè)深建立了華南東部巖石圈3-D電性結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為贛東北成礦帶從地幔延伸至地殼的低電阻率異常為成礦物質(zhì)的巖漿通道，而南嶺成礦帶地幔和地殼的低電阻率異常通過(guò)較小的低電阻率通道連接，可能是軟流圈物質(zhì)上升的通道，并且上升的軟流圈物質(zhì)被高電阻率的下地殼阻塞，地幔上升流的熱量和成礦元素可能觸發(fā)了上地殼的部分熔融。在綜合地球物理探測(cè)方面，嚴(yán)加永等(2019)使用大尺度衛(wèi)星重磁資料，結(jié)合區(qū)域電性和地震資料的綜合研究，認(rèn)為欽杭結(jié)合帶是江南造山帶的南部邊界，結(jié)合帶南界為寧波—金華—上饒南—贛州北—郴州—北海東，北界為上海—湖州—鷹潭—臨川—萍鄉(xiāng)—衡陽(yáng)—永州—桂林—梧州—?dú)J州。

2 大地電磁數(shù)據(jù)采集及處理分析

2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

研究區(qū)MT數(shù)據(jù)由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)和吉林大學(xué)分別采集于2016年和2010～2012年。主要由穿過(guò)江南造山帶的短剖面及東南沿海地區(qū)的剖面組成的陣列。此次研究中，8d和12g剖面分別選取大地電磁測(cè)深點(diǎn)55個(gè)和43個(gè)(圖1紅色和藍(lán)色圓點(diǎn))。野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，取北方向?yàn)閤軸正方向，東方向?yàn)閥軸正方向，垂直向下為z軸正方向。在所有測(cè)點(diǎn)使用加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的MTU-5A儀器進(jìn)行了寬頻大地電磁測(cè)深觀測(cè)，在采集時(shí)間大于40 h的情況下可以采集到頻率320～0.0002 Hz范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)趨膚深度的表達(dá)式，本區(qū)域?qū)掝l儀器的最大勘探深度通常在70 km左右。為了采集更長(zhǎng)周期的大地電磁信號(hào)以獲得研究區(qū)巖石圈尺度的電性結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)寬頻數(shù)據(jù)質(zhì)量及研究需求在其中16個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了長(zhǎng)周期觀測(cè)(圖1藍(lán)色圓點(diǎn))，采集儀器為烏克蘭科學(xué)院空間研究所研制的Lemi-417m，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的采集時(shí)間在7 d以上。

圖1 華南陸塊東北部主要構(gòu)造及MT測(cè)點(diǎn)分布簡(jiǎn)圖Fig.1 Location of MT stations with geological division of the survey area① 紹興—江山斷裂；② 郴州—臨武斷裂；③ 九江—石臺(tái)斷裂；④ 吉首斷裂；⑤ 屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂；⑥ 上虞—政和—大浦?jǐn)嗔?；?贛江斷裂；⑧ 郯廬斷裂；⑨贛東北斷裂① Shaoxing—Jiangshan fault;② Chenzhou—Linwu fault;③ Jiujiang—Shitai fault;④ Jishou fault;⑤ Tunxi—Yingtan—Anyuan fault;⑥ Shangyu—Zhenghe—Dapu fault;⑦ Ganjiang fault;⑧ Tanlu fault;⑨ Northeastern Jiangxi fault

野外采集得到測(cè)點(diǎn)電磁場(chǎng)時(shí)間序列后，使用SSMT2000軟件對(duì)寬頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行精細(xì)的功率譜密度挑選。針對(duì)華南多丘陵、多雨、干擾源豐富等特點(diǎn)，2016年進(jìn)行寬頻數(shù)據(jù)采集時(shí)，在湖南漢壽縣以及湖北孝感市布設(shè)兩臺(tái)遠(yuǎn)參考站，后期處理中以遠(yuǎn)參考點(diǎn)磁道為參考道以及各個(gè)點(diǎn)互參考技術(shù)(Gamble et al.,1979)優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)于2010～2012年SinoProbe專(zhuān)項(xiàng)東南沿海MT數(shù)據(jù)采用點(diǎn)間互參考進(jìn)行重處理，使得數(shù)據(jù)質(zhì)量得到了很大改善。由于采集時(shí)間長(zhǎng)，寬頻數(shù)據(jù)的最長(zhǎng)周期達(dá)到10000 s。長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)處理采用Varentsov教授的代碼(Varentsov et al.,2003)，處理得到阻抗張量，并選取100 s至1000 s之間某個(gè)頻點(diǎn)將寬頻數(shù)據(jù)和長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，這樣可以得到該測(cè)點(diǎn)完整的測(cè)深曲線，經(jīng)拼接后數(shù)據(jù)質(zhì)量好的點(diǎn)其最長(zhǎng)周期可達(dá)到40000 s左右(圖2中間幅)。華南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，礦產(chǎn)資源豐富，因此人文噪音較強(qiáng)。在天然場(chǎng)的“死頻帶”10～0.1 Hz通常數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，某些測(cè)點(diǎn)即便進(jìn)行了遠(yuǎn)參考處理還未能有效改善“死頻帶”數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)這些受明顯干擾的頻點(diǎn)進(jìn)行了刪除，未參與二維、三維反演。

圖2 華南陸塊主要構(gòu)造單元典型測(cè)點(diǎn)的視電阻率和相位曲線圖Fig.2 Apparent resistivity and phase curves of three typical stations in main geological blocks of the South China Block)

在不同的地質(zhì)體內(nèi)其測(cè)深曲線具有不同特征，對(duì)圖1中所示的0415、0804和3308 MT測(cè)點(diǎn)繪制了測(cè)深曲線圖(圖2)。揚(yáng)子地塊內(nèi)測(cè)點(diǎn)(0415)的測(cè)深曲線表現(xiàn)為低阻—高阻—低阻—較高阻的曲線變化特征，表明揚(yáng)子地塊的基底可能為高阻；位于江南造山帶內(nèi)的測(cè)點(diǎn)(0804)，XY和YX模式視電阻率曲線變化具有明顯差異形態(tài)，為地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜情況下的大地電磁測(cè)深視電阻率曲線；華夏地塊內(nèi)的測(cè)點(diǎn)(3308)曲線類(lèi)型可以看出華夏地塊上地殼為穩(wěn)定高阻特征，中下地殼電阻率明顯降低。

2.2 維性、構(gòu)造走向分析

在開(kāi)展反演工作之前需進(jìn)行數(shù)據(jù)的維性分析，主要是進(jìn)行二維偏離度分析。本文選擇了受電磁場(chǎng)畸變效應(yīng)較小的Bahr二維偏離度對(duì)8d、12g剖面進(jìn)行維性分析(Bahr,1988)。當(dāng)二維偏離度值小于0.3時(shí)可以認(rèn)為剖面滿足二維假設(shè)，當(dāng)二維偏離度值大于0.3時(shí)，說(shuō)明地下介質(zhì)存在三維效應(yīng)。如圖3所示，位于西南的 8d剖面二維性?xún)?yōu)于12g剖面，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)的江南造山帶由西南向東北方向其地下構(gòu)造逐漸復(fù)雜，逐漸趨于三維特性。在8d剖面中僅在東南沿海地區(qū)深部存在小范圍的三維性特征，近似滿足二維假設(shè)。而12g剖面二維性較差，在華夏地塊內(nèi)部存在比較明顯的三維屬性，因此在后期反演中也進(jìn)行了三維反演，旨在進(jìn)行二、三維模型對(duì)比研究，獲得盡可能接近實(shí)際情況的電阻率模型。

圖3 華南8d、12g剖面Bahr二維偏離度擬斷面圖Fig.3 Pseudo-sections of Bahr skew of profile 8d and 12g in the northeastern South China Block

相位張量分析具有不受局部電場(chǎng)畸變影響的優(yōu)點(diǎn)(Caldwell et al.,2004)，也被用于判斷維性和構(gòu)造走向。如圖4所示，對(duì)0.1 s、10 s、100 s和1000 s的4個(gè)周期進(jìn)行了相位張量分析，并繪制了各周期的相位張量橢圓?？梢钥闯?，研究區(qū)域內(nèi)絕大部分測(cè)點(diǎn)反映淺部信息的高頻率(0.1 s)的二維偏離角β都小于3°，說(shuō)明MT數(shù)據(jù)在高頻段的二維性較好(Booker,2014)，部分橢圓接近退化為圓，反映了這些塊體的淺表沉積層具有較好的一維特性，少數(shù)幾個(gè)β>5°的孤立測(cè)點(diǎn)，可能因?yàn)閿?shù)據(jù)質(zhì)量較差所導(dǎo)致的。但在中頻段(10 s和100 s)，研究區(qū)域內(nèi)部分MT測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)出了一定的三維特性(β>3°)，位于塊體邊界帶或者深大斷裂帶附近大部分測(cè)點(diǎn)的β>5°的情況，體現(xiàn)出研究區(qū)深部的構(gòu)造情況復(fù)雜的特征，存在三維效應(yīng)，這與Bahr二維偏離度的分析結(jié)果基本一致。

圖4 華南陸塊東北部四個(gè)周期的相位張量分析圖Fig.4 The phase tensor analysis results at four periods in the northeastern South China Block

在維性分析結(jié)果確認(rèn)可以進(jìn)行二維反演后，需分析剖面所在區(qū)域的構(gòu)造走向，只有將MT數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)至構(gòu)造走向方向上，才能將MT數(shù)據(jù)分解為兩組相互獨(dú)立的極化模式：TE和TM模式。從相位張量分析獲得的橢圓結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料可知，研究區(qū)構(gòu)造走向主要為北東向。為了確定具體的構(gòu)造走向角，對(duì)MT數(shù)據(jù)進(jìn)行了阻抗張量分解。G—B分解是目前MT張量畸變校正應(yīng)用最為廣泛的方法之一，該方法將張量阻抗分解為一個(gè)區(qū)域二維張量阻抗和一個(gè)局部畸變矩陣，獲得兩個(gè)相互正交的電性主軸角，據(jù)此所確定的構(gòu)造走向角有90°的不確定性(Groom and Bailey,1989)，需要結(jié)合磁感應(yīng)矢量分析或區(qū)域構(gòu)造圖才能確定。圖5為單點(diǎn)全頻段張量阻抗分解結(jié)果和多點(diǎn)分頻段(0.01～0.1 s，0.1～1 s，10～100 s和100～1000 s)張量阻抗分解結(jié)果圖，結(jié)果顯示研究區(qū)有較明顯的電性主軸方向，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造走向，可以確定剖面8d的優(yōu)勢(shì)主軸方向?yàn)镹E35°，12g的優(yōu)勢(shì)主軸方向?yàn)镹E40°，因此將8d和12g剖面中的所有數(shù)據(jù)分別旋轉(zhuǎn)至NE35°和NE40°坐標(biāo)系下進(jìn)行二維反演研究。

圖5 華南陸塊東北部 8d和12g剖面測(cè)點(diǎn)構(gòu)造走向分析統(tǒng)計(jì)玫瑰圖Fig.5 The analysis of statistical roses of profiles 8d and 12g in the northeastern South China Block

3 反演

3.1 二維反演

此次二維反演采用多模式，多參數(shù)相結(jié)合的思路進(jìn)行多次二維反演試算，為了讓更多的數(shù)據(jù)參與反演并約束地電模型，此次反演使用以非線性共軛梯度(NLCG)為計(jì)算內(nèi)核的WinGLink軟件(Rodi and Mackie,2001)，采用TM+TE聯(lián)合反演模式，初始模型為100 Ω·m的均勻半空間，TM模式相位誤差基數(shù)5%，TM模式視電阻率誤差基數(shù)10%，考慮到TE模式受三維畸變效應(yīng)的影響比較嚴(yán)重，而且在后期的反演中發(fā)現(xiàn)TE模式參與反演的模型容易出現(xiàn)大面積的高阻異常，并且數(shù)據(jù)難以擬合，因此將TE模式視電阻率誤差基數(shù)增大至50%，相位誤差基數(shù)設(shè)置為10%，采用不同的正則化因子τ值進(jìn)行多次反演，找到模型光滑度和均方根(Root Mean Square，簡(jiǎn)稱(chēng)RMS)誤差的最佳平衡。最終選擇τ=10的正則化因子，經(jīng)過(guò)200次迭代，得到8d剖面RMS誤差為2.38，12g剖面RMS誤差為2.37。圖6為反演剖面TE和TM模式實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)視電阻率與相位以及最終二維模型響應(yīng)數(shù)據(jù)視電阻率與相位擬斷面圖，對(duì)比可以看出TM模式的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和響應(yīng)數(shù)據(jù)擬合良好，TE 模式視電阻率稍有差別，是視電阻率誤差基數(shù)設(shè)置較大導(dǎo)致的，但是總體來(lái)說(shuō)擬合情況也較好，證明最終反演模型是可靠的。

圖6 華南陸塊東北部TM和TE模式視電阻率與相位實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模型響應(yīng)擬斷面圖Fig.6 The pseudo-sections of observed and calculated apparent resistivity and phases of TM and TE modes data in the northeastern South China Block

3.2 三維反演

由于當(dāng)下計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)能夠滿足大地電磁三維反演的硬件需求，大地電磁測(cè)深三維反演技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，當(dāng)下主流的三維反演計(jì)算代碼為基于數(shù)據(jù)空間的OCCAM算法的WS3DINVMT反演程序(Siripunvaraporn et al.,2005)以及基于非線性共軛梯度算法的 ModEM(Kelbert et al.,2014)。

圖7 華南東部大地電磁測(cè)深三維反演各測(cè)點(diǎn)擬合誤差分布圖Fig.7 Distribution of RMS misfits of three-dimensional MT inversion of eastern South China Block

4 研究區(qū)電性結(jié)構(gòu)特征

對(duì)二維及三維反演獲得的電阻率模型的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，12g剖面二維和三維反演的結(jié)果較為一致；雖然8g剖面兩者之間差別較大，但大的結(jié)構(gòu)是一致的。通常而言，三維反演會(huì)獲得較為光滑的模型，對(duì)邊界的分辨能力不如二維反演，因此對(duì)邊界的解釋以二維反演為主。結(jié)合前人研究成果(舒良樹(shù)等，2004；舒良樹(shù)，2006；張?jiān)罉虻龋?009；張國(guó)偉等，2013；Zhang Letian et al.,2015;He Chuansong and Santosh,2016)，最終得到如圖8及圖9所示華南陸塊東北部地質(zhì)—地球物理解釋模型。其中8d剖面橫跨揚(yáng)子地塊、江南造山帶及華夏地塊構(gòu)造單元，并經(jīng)過(guò)了九江—石臺(tái)斷裂、江山—紹興斷裂、贛江斷裂帶、屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂以及上虞—政和—大浦?jǐn)嗔训却笮蛿嗔褬?gòu)造，剖面總長(zhǎng)約800 km。綜述8d剖面電性特征可概括為高阻的地殼被具有明顯的電性梯度帶特征的分界斷裂所切割，為明顯的“橫向分塊”的特征，而被切割的上地殼內(nèi)部為較穩(wěn)定高阻響應(yīng)，電阻率最高達(dá)到10000 Ω·m，為較穩(wěn)定的微陸塊。由于剖面位于揚(yáng)子地塊的測(cè)點(diǎn)較少，剖面西段主要反映了揚(yáng)子地塊與江南造山帶接觸部位的電性特征，表現(xiàn)為中上地殼的高阻塊體明顯被擠壓破壞(如圖8中R1所示)，可以發(fā)現(xiàn)向下延伸的裂隙式低阻異常切割了高阻的上地殼，該區(qū)域?yàn)榻显焐綆鬟吔鐢嗔丫沤_(tái)斷裂的電性特征，該斷裂為高角度東傾逆沖斷裂，切割深度達(dá)到了50 km左右，斷裂與兩側(cè)電性差異較大。在九江—石臺(tái)斷裂與江山—紹興斷裂之間為江南造山帶，帶內(nèi)電性特征較復(fù)雜，主要表現(xiàn)為被擠壓破壞的高阻上地殼，而中下地殼中存在一高阻體(如圖8中R2所示)，深度大于100 km，推測(cè)該高阻體應(yīng)為揚(yáng)子地塊結(jié)晶基底，該基底已經(jīng)越過(guò)江南造山帶，在江紹斷裂附近與華夏地塊碰撞擠壓，形成了江南造山帶東邊界斷裂江山—紹興斷裂，模型反映該處下地殼電阻率明顯減小，這樣的電性轉(zhuǎn)換特征也說(shuō)明了該處地殼及深部結(jié)晶基底已經(jīng)被破壞，為典型的造山型地殼類(lèi)型。江山—紹興斷裂表現(xiàn)為深大斷裂構(gòu)造特征，該斷裂角度較緩，向東南傾斜并延伸至欽杭構(gòu)造帶深部，切割深度達(dá)到了近100 km，為一逆沖斷裂(余心起等，2005;Zhang Letian et al.,2015)，野外地質(zhì)調(diào)查也認(rèn)為江紹斷裂帶應(yīng)是一條巖石圈斷裂(楊明桂等，2009)。在斷裂淺部存在深度約為幾千米的層狀低阻異常，實(shí)地地質(zhì)調(diào)查研究認(rèn)為可能是古生代沉積地層(余心起等，2005)，并且以角度不整合覆蓋于結(jié)晶基底之上(舒良樹(shù)等，2004)。電性模型中華夏地塊為普遍的高阻異常(如圖8中R3、R4、R5所示)，但是被8d剖面主要經(jīng)過(guò)的贛江斷裂帶、屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂及上虞—大浦—政和等斷裂切割，各個(gè)被切割開(kāi)的高阻塊體內(nèi)部并沒(méi)有遭受到破壞，為穩(wěn)定的高阻特性，電阻率值達(dá)到了10000 Ω·m。剖面中贛江斷裂帶規(guī)模較小，只發(fā)育在上地殼，切割深度50 km左右，前人綜合研究結(jié)果已揭示該斷裂為東傾正斷層性質(zhì)(梁興和吳根耀，2006)；屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂發(fā)育在華夏地塊內(nèi)部，該斷裂電性特征較復(fù)雜，在淺層斷裂角度較緩，而深部?jī)A斜角度較大，并變?yōu)槲鲀A斷裂，該斷裂深部有熱物質(zhì)活動(dòng)并上涌；上虞—大浦—政和斷裂的電性特征顯示為上地殼斷裂，斷裂僅僅切穿上地殼，這個(gè)與Zhang Letian等(2015)研究相符，同時(shí)前人的電阻率模型推測(cè)上虞—大浦—政和斷裂可能在深部存在一個(gè)西傾的隱伏斷裂 (韓松，2017)，這與本次研究結(jié)果相符合。本研究區(qū)莫霍面埋深根據(jù)前人的研究(熊小松等，2009；Zhou Longquan et al.,2012)在電性剖面中標(biāo)出，模型指示莫霍面深度與高阻上地殼底界面基本相符。

圖8 華南陸塊東北部8d剖面電性結(jié)構(gòu)模型及構(gòu)造解釋圖Fig.8 Resistivity models from 2-D and 3-D inversions of the 8d profile in the northeastern South China Block and its geological interpretation

圖9 華南陸塊東北部12g剖面電性結(jié)構(gòu)模型及構(gòu)造解釋圖Fig.9 Resistivity models from 2-D and 3-D inversions of the 12g profile in the northeastern South China Block and its geological interpretation

12g剖面位于研究區(qū)最北邊，橫跨揚(yáng)子地塊、江南造山帶及華夏地塊三大地質(zhì)構(gòu)造單元，經(jīng)過(guò)了九江—石臺(tái)斷裂、江山—紹興斷裂、贛東北斷裂系及上虞—政和—大浦?jǐn)嗔训却笮蜆?gòu)造斷裂，剖面總長(zhǎng)度約580 km。通過(guò)12g與8d剖面的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)江南造山帶往東北，在較短距離內(nèi)電性結(jié)構(gòu)發(fā)生了劇烈變化，我們認(rèn)為這種短距離的電性結(jié)構(gòu)突變指示了華南陸塊已經(jīng)歷多期次構(gòu)造改造，深部構(gòu)造復(fù)雜多變的特征。

在12g剖面中已沒(méi)有如8d剖面中那樣高阻的揚(yáng)子地塊(如圖8中R1所示)，而江南造山帶內(nèi)仍存在規(guī)模很小的高阻塊體R2(如圖9中R2所示)，相比于8d剖面R2(如圖8中R2所示)，其帶內(nèi)發(fā)育的高阻體R2規(guī)模明顯減小，深部延伸深度約50 km，而且高阻體為東南傾斜的特征，與此同時(shí)，該處發(fā)育的江山—紹興斷裂切割深度達(dá)50 km，為逆沖斷裂構(gòu)造。江南造山帶及贛東北斷裂帶中下地殼主要為低阻異常，其低阻物質(zhì)甚至已經(jīng)上侵至上地殼，我們推測(cè)后期地幔物質(zhì)上涌破壞了上地殼原有的高阻屬性，使得上地殼發(fā)生較大規(guī)模的熱物質(zhì)底侵改造作用，而且越靠近江南造山帶內(nèi)底侵改造作用越明顯，這說(shuō)明擠壓碰撞而導(dǎo)致的深部熱擾動(dòng)主要集中在結(jié)合帶內(nèi)。華夏地塊整體表現(xiàn)為穩(wěn)定的高阻塊體特征，高阻體延伸深度達(dá)到了100 km，局部發(fā)育了上涌的低阻異常(如圖9中C2所示)，在三維模型中具有更明顯的地幔物質(zhì)上涌特征，但是總體來(lái)看東南部的華夏地塊為較穩(wěn)定的塊體。上虞—政和—大浦?jǐn)嗔岩琅f是兩條傾向不一致的斷裂組成，并沒(méi)有切穿上地殼，只是發(fā)育在上地殼的小型斷裂。通過(guò)兩條剖面對(duì)比發(fā)現(xiàn)屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂只發(fā)育在北緯29°以南，在12g剖面中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)該斷裂。

5 研究區(qū)構(gòu)造涵義討論

5.1 揚(yáng)子、華夏地塊接觸關(guān)系

揚(yáng)子和華夏地塊接觸關(guān)系的研究是目前華南大陸地質(zhì)研究的主要爭(zhēng)論所在。截止目前，前人已經(jīng)從地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等各個(gè)方面開(kāi)展相關(guān)研究，并取得一些重要認(rèn)識(shí)。地質(zhì)研究認(rèn)為現(xiàn)今組成華南大陸的揚(yáng)子地塊和華夏地塊在中、新元古代并不是統(tǒng)一的塊體，而是由多個(gè)微陸塊體拼合而成，主要為前寒武紀(jì)的陸殼塊體，而且分布范圍較大(王鴻禎和莫宣學(xué)，1996；舒良樹(shù)，2006；于津海等，2006)，指示板塊拼接的贛東北蛇綠混雜巖帶是華南陸塊中唯一能確定的蛇綠混雜巖帶，主要年代為距今900 Ma左右(張旗等，2001；Wang Yuejun et al.,2013b)，并在武夷山地區(qū)普遍存在距今約900 Ma年的碎屑鋯石(Wang Pengcheng et al.,2012;Wang Yuejun et al.,2012,2013a)，綜上研究認(rèn)為當(dāng)時(shí)依然獨(dú)立的揚(yáng)子和華夏古板塊在距今約900 Ma年時(shí)完成內(nèi)部拼合，形成各自統(tǒng)一的地塊(張國(guó)偉等，2013)。后期的研究發(fā)現(xiàn)存在于華南大陸中板溪群組的同位素化學(xué)測(cè)年及分布于雪峰山、九嶺等地區(qū)的新生代超基性花崗巖鋯石U-Pb定年距今約850～820 Ma(張國(guó)偉等，2013)，并結(jié)合區(qū)域角度不整合等構(gòu)造表現(xiàn)認(rèn)為在850～820 Ma(晉寧期)之前形成完整的揚(yáng)子古陸和華夏古陸碰撞拼合，并形成新元古代的江南造山帶，標(biāo)志著華南大陸統(tǒng)一基底的形成。但需要指出的是目前分布于贛東北蛇綠混雜巖帶是揚(yáng)子和華夏兩個(gè)微陸塊在新元古代的縫合線。再后來(lái)，在Rodinia超大陸裂解的構(gòu)造條件影響下，華南大陸從南華紀(jì)開(kāi)始進(jìn)入拉張裂谷環(huán)境，形成了政和—大浦?jǐn)嗔鸭皫r漿活動(dòng)(舒良樹(shù)，2012)，最終成為陸內(nèi)海盆所分割的陸內(nèi)兩個(gè)地塊(張國(guó)偉等，2013)。根據(jù)沉積古地理環(huán)境研究以及江南造山帶周緣的碎屑鋯石研究(Wang Yuejun et al.,2013b)，認(rèn)為在早古生代華夏地塊與揚(yáng)子地塊之間并沒(méi)有洋殼存在，對(duì)于“古華南洋”還待商榷，而且此時(shí)發(fā)生的面狀分布的巖漿活動(dòng)主要是由變質(zhì)巖陸殼深融而成，缺少新生的幔源物質(zhì)(王德滋和沈渭洲，2003；舒良樹(shù)，2012；Wang Yuejun et al.,2013a)，所以華南在早古生代經(jīng)歷的造山作用是沒(méi)有洋殼參與的陸內(nèi)造山作用。根據(jù)板溪群巖石屬性及巖漿侵入的研究(李獻(xiàn)華，2000；Xu Yigang et al.,2001;Shu Liangshu,2006)，印支期華南大陸也發(fā)生了板塊內(nèi)相互作用的陸內(nèi)造山作用。從中生代侏羅紀(jì)晚期開(kāi)始，華南大陸開(kāi)始受到西太平洋板塊的俯沖，從而引發(fā)強(qiáng)烈的火山—巖漿侵入活動(dòng)，目前華南大陸東部主要分布的花崗巖大部分形成于新生代，由于擠壓而在揚(yáng)子地塊中形成走滑兼逆沖推覆構(gòu)造(舒良樹(shù)，2012；張國(guó)偉等，2013)。綜上所述，目前的研究認(rèn)為揚(yáng)子地塊和華夏地塊的接觸關(guān)系經(jīng)歷了碰撞拼合—拉張伸展—多期陸內(nèi)碰撞造山的三大構(gòu)造過(guò)程。

本次通過(guò)8d、12g二維地電模型對(duì)揚(yáng)子地塊、江南造山帶以及華夏地塊這三大地質(zhì)構(gòu)造單元接觸關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，各地質(zhì)塊體具有明顯“橫向分塊”特征，在江南造山帶北段靠近長(zhǎng)沙附近，揚(yáng)子地塊與江南造山帶都表現(xiàn)為高阻特征，特別是揚(yáng)子地塊從上地殼至上地幔都為穩(wěn)定的高阻異常(如圖10 8d剖面中 R1所示)，而且江南造山帶的中下地殼也為高阻特征(如圖10 8d剖面中R2所示)，我們推測(cè)高阻體R1及R2應(yīng)為揚(yáng)子前寒武紀(jì)結(jié)晶基底，高阻的揚(yáng)子結(jié)晶基底已經(jīng)越過(guò)江南造山帶西界到達(dá)江山—紹興斷裂附近，與華夏地塊擠壓碰撞形成了江山—紹興深大斷裂，地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為江山—紹興斷裂為逆沖推覆構(gòu)造(張國(guó)偉等，2013；舒良樹(shù)，2012)，在電性模型中也得到了同樣的結(jié)論。但江南造山帶西邊界斷裂九江—石臺(tái)斷裂為小型斷裂特征，并沒(méi)有明顯切穿地殼，據(jù)此推斷揚(yáng)子地塊與華夏地塊碰撞融合主要發(fā)生在江山—紹興斷裂附近。電性模型顯示8d剖面經(jīng)過(guò)的江南造山帶中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的巖漿上涌的通道，上地殼未被后期的巖漿活動(dòng)大范圍的改造，這也與Zhao Guochun(2015)對(duì)花崗巖的時(shí)空分布研究結(jié)果對(duì)應(yīng)較一致。

圖10 華南陸塊東北部揚(yáng)子地塊與華夏地塊接觸關(guān)系的電性特征解釋圖Fig.10 Interpretation of electrical characteristics of the contact relationship between the Yangtze Block and the Cathaysia Block in the northeastern South China BlockJSF：江紹斷裂；GDBF:贛東北斷裂；JJ—STF：九江—石臺(tái)斷裂；TLF：郯廬斷裂；JiSF：吉首斷裂；ZC—LWF：郴州—臨武斷裂；TX—YT—AYF：屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂；SY—ZH—DPF：上虞—政和—大浦?jǐn)嗔袹SF:Jiangshan—Shaoxing fault;GDBF:Northeast Jiangxi fault;JJ—STF:Jiujiang—Shitai fault;TLF:Tancheng—Lujiang fault;JiSF:Jishou fault;ZC—LWF:Chenzhou—Linwu fault;TX—YT—AYF:Tunxi—Yingtan—Anyuan fault;SY—ZH—DPF:Shangyu—Zhenghe—Dapu fault

沿結(jié)合帶往東北，在研究區(qū)結(jié)合帶的北段部位展布的12g剖面中，揚(yáng)子地塊與華夏地塊接觸部位發(fā)現(xiàn)由上地幔延伸而上形成較大面積的低阻異常(如圖10 12g剖面中C1、C2、C3所示)，該區(qū)域的揚(yáng)子地塊、江南造山帶以及華夏地塊地殼都被地幔上侵物質(zhì)嚴(yán)重破壞，特別是揚(yáng)子地塊和江南造山帶破壞更是嚴(yán)重，已經(jīng)無(wú)法確認(rèn)九江—石臺(tái)、贛東北等斷裂深部延伸情況，只能在淺部看到斷裂分布。在該區(qū)域由于深部熱物質(zhì)的上涌底侵而改造了揚(yáng)子地塊和華夏地塊固有的塊體接觸關(guān)系，因?yàn)楫?dāng)下的MT測(cè)深研究是對(duì)現(xiàn)有的構(gòu)造情況的一種電性反映，但是可以說(shuō)明結(jié)合帶的東北段部位受到的深部熱擾動(dòng)比西南段劇烈，目前研究認(rèn)為造成這種差異是因?yàn)樵?46～130 Ma，太平洋板塊沿著平行于中國(guó)大陸邊緣方向向西南俯沖，首先改變了華南陸塊東北部地殼厚度及結(jié)構(gòu)(Li Xianhua et al.,2013;Zhang Yuzhi et al.,2013)。

綜上所述，在研究區(qū)西南部江南造山帶內(nèi)，揚(yáng)子地塊與華夏地塊存在較明顯的塊體碰撞擠壓作用，且這樣的擠壓作用主要集中在江山—紹興斷裂附近，也是形成該斷裂的主要深部原因，而往東北，特別是靠近贛東北斷裂帶附近存在明顯的深部熱物質(zhì)上涌特征，主要為低阻異常，已改造揚(yáng)子地塊與華夏地塊碰撞接觸關(guān)系，我們推測(cè)太平洋板塊的俯沖對(duì)研究區(qū)華南陸塊東北部的影響較西南部劇烈。

5.2 贛東北成礦帶深部機(jī)制討論

江南造山帶經(jīng)歷了多期構(gòu)造造山成礦作用，在晉寧期等早期形成的大多數(shù)礦床已經(jīng)被破壞改造，目前主要的礦床形成于中生代，在印支期進(jìn)一步礦化富集，而在燕山期由于太平洋板塊的俯沖導(dǎo)致大量花崗巖集中爆發(fā)侵入，形成大規(guī)模礦床(毛景文等，2004；Zhou Xinmin et al.,2006;Li Xianghua et al.,2007;毛景文等，2011)。本文涉及的贛東北成礦帶現(xiàn)存的礦床主要分布于揚(yáng)子、華夏兩個(gè)古地塊拼合處，該礦帶形成與燕山期酸性火山侵入巖有關(guān)的銅、鉛鋅、金、銀等礦床，主要受贛東北等NNE向斷裂控制(徐磊等，2012)。

為了進(jìn)一步研究贛東北成礦帶深部機(jī)制關(guān)系，將穿過(guò)贛東北成礦帶的12g剖面進(jìn)行了深度為200 km的深部成礦機(jī)制研究(如圖11所示)。陳毓川等(2014)認(rèn)為贛東北斷裂帶與地幔溝通，部分幔源物質(zhì)參與了該成礦帶的成礦成巖，且成礦作用受斷裂控制。雖然該礦帶形成于燕山期，但成礦系統(tǒng)是在深部過(guò)程驅(qū)動(dòng)下形成的、具有自組織的能量及物質(zhì)遷移匯聚系統(tǒng)，系統(tǒng)在形成和演化過(guò)程中，在巖石圈不同尺度上留下“痕跡”，這種“痕跡”可以通過(guò)地球物理方法進(jìn)行探測(cè)(呂慶田等，2020)。電性模型中發(fā)現(xiàn)贛東北成礦帶深部存在明顯的巖漿熱液底侵現(xiàn)象，指示深部成礦物質(zhì)從地幔上涌(如圖11紅色箭頭所示)，目前成礦研究認(rèn)為贛東北成礦帶成礦花崗巖為I型花崗巖，即幔源物質(zhì)參與成礦，在175 Ma左右，由于伊澤奈奇板塊向西北俯沖，使得江南造山帶成為活動(dòng)大陸邊緣導(dǎo)致俯沖板塊重熔，形成高鉀鈣堿質(zhì)巖漿(毛景文等，2011)，我們結(jié)合電性特征推測(cè)幔源成礦物質(zhì)在上侵過(guò)程中由于贛東北等斷裂的存在使得成礦巖漿中加入了較少地殼物質(zhì)后形成德興、銀山、水平等銅礦，該上侵通道已經(jīng)破壞或撕裂了贛東北成礦帶高阻的上地殼，部分存在的上地殼厚度已經(jīng)不足10 km，該通道中因超殼斷裂存在，使得地殼物質(zhì)參與的比重應(yīng)該很小，形成的與地幔相通的高鉀鈣堿質(zhì)巖漿為贛東北成礦帶提供幔源成礦元素，并且成礦巖漿繼續(xù)沿著因贛東北斷裂形成的沖斷層、層間滑脫及次級(jí)斷裂網(wǎng)絡(luò)等上侵，最終富集成銅、鋅、金等礦床，呂慶田等(2019)通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江中下游成礦帶成礦系統(tǒng)的探測(cè)同樣發(fā)現(xiàn)成礦帶普遍存在殼內(nèi)巨型逆沖斷裂系統(tǒng)等巖漿/流體從深部遷移的主要“通道”；而陸內(nèi)造山期形成的斷裂網(wǎng)絡(luò)和巖體接觸帶等成為成礦系統(tǒng)“末端”礦質(zhì)沉淀的“場(chǎng)所”?？梢哉f(shuō)發(fā)育在贛東北成礦帶中下地殼的低阻物質(zhì)區(qū)是導(dǎo)致贛東北成礦的深部原因，這也與研究區(qū)天然地震研究結(jié)果一致(He Chuansong and Santosh,2016) 。

圖11 贛東北成礦帶深部機(jī)制解釋模型及德興銅礦成礦模式簡(jiǎn)圖(右圖據(jù)毛景文等,2009修改)Fig.11 Interpretation model of deep mechanism of the Northeast Jiangxi Metallogenic Belt and the Metallogenic model of Dexing copper deposit (the right figure modified from Mao Jingwen et al.,2009&)

5.3 地球動(dòng)力學(xué)意義

由華夏地塊和揚(yáng)子地塊在元古代碰撞拼合而成了華南陸塊，在古生代受到華北板塊的擠壓，自中生代以來(lái)受到了天平洋板塊向西的俯沖影響，但是新生代構(gòu)造疊加使得中生代太平洋板塊俯沖的地質(zhì)跡象被破壞，所以對(duì)華南中生代構(gòu)造演化爭(zhēng)議最多(毛建仁等，2014)。所以當(dāng)下華南地區(qū)的構(gòu)造模式是在多期構(gòu)造活動(dòng)下的總體反映，本文對(duì)地球動(dòng)力學(xué)意義的討論將以華南陸塊東北部現(xiàn)今電性模型特征為基礎(chǔ)，對(duì)華南現(xiàn)今構(gòu)造特征影響最大、但爭(zhēng)議最多的中生代巖漿活動(dòng)做出對(duì)電性約束，討論其地球動(dòng)力學(xué)內(nèi)容。

目前研究認(rèn)為中生代以來(lái)的太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖導(dǎo)致了華夏地塊從東南沿海到雪峰山近東西向的巖漿活動(dòng)( Zhou Xinmin et al.,2006;Li Xianghua et al.,2007；劉凱等，2016；夏炎等，2016)，并提出了多種俯沖模式假設(shè)。在研究區(qū)二維電性模型中華夏地塊淺地表至10 km深度主要為高阻響應(yīng)，推測(cè)這是研究區(qū)密集分布火成巖及華夏地塊殘存上地殼的電阻率特征響應(yīng)。在實(shí)地地質(zhì)調(diào)查中可能無(wú)法完全正確圈定花崗巖范圍，但是從地表至地下10 km的電性特征來(lái)看華南陸塊東部大部分范圍都被侵入巖占據(jù)，這也說(shuō)明華南陸塊東部上地殼破壞嚴(yán)重，可能發(fā)生過(guò)大面積的板片重融。

通過(guò)8d和12g剖面對(duì)比發(fā)現(xiàn)華夏地塊東北部地殼厚度明顯小于其西南部，說(shuō)明華夏地塊東北部較西南部受到了更大的深部熱擾動(dòng)。目前的地球動(dòng)力學(xué)研究認(rèn)為在146～130 Ma，太平洋板塊沿著平行于中國(guó)大陸邊緣方向向西南俯沖，首先改變了華南陸塊東北部地殼厚度及結(jié)構(gòu)，俯沖洋殼熔融在長(zhǎng)江中下游形成早期的礦化和埃達(dá)克巖侵入(Li Xianhua et al.,2013;Zhang Guowei et al.,2013)，我們的模型支持這個(gè)觀點(diǎn)，電性模型指示研究區(qū)東北部地殼相較于西南部厚度明顯更小、受到的熱擾動(dòng)更劇烈、時(shí)間更久。在130 Ma左右繼續(xù)俯沖，并于華南陸塊東南部下方形成板片窗，導(dǎo)致軟流圈廣泛上涌使得大陸巖石圈逐漸變薄，地殼的大規(guī)模熔融使得華南形成早白堊世長(zhǎng)英質(zhì)鉀質(zhì)火山巖(Zhao Liang et al.,2016)。印支期以來(lái)華南大陸從古亞洲洋域到太平洋域的轉(zhuǎn)變，使其大地構(gòu)造格局由東西向?yàn)橹鬓D(zhuǎn)變?yōu)楸睎|向?yàn)橹鞯臉?gòu)造體系(Wang Yuejun et al.,2013a；毛建仁等，2013)，在120 Ma左右，華南陸塊前后受到太平洋板塊俯沖發(fā)生80°偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向西北的正向俯沖體系(Sun Weidong et al.,2007；毛建仁等，2014；Zhao Liang et al.,2016)的強(qiáng)烈作用，而后俯沖的大洋板片在重力作用下逐步后撤，導(dǎo)致華南陸塊東部出現(xiàn)拉張裂谷環(huán)境，我們的電性模型被屯溪—鷹潭—安遠(yuǎn)和上虞—大浦—政和等斷裂切割的高阻微地塊分散拼接特征支持這樣的觀點(diǎn)，裂谷環(huán)境使得華南陸塊中出現(xiàn)了零星A 型花崗巖類(lèi)，而且這些A型花崗巖類(lèi)分布特征顯示出由內(nèi)陸向沿海、由南西向北東逐漸年輕化趨勢(shì)(夏炎等，2016)。所以華夏地塊沿?；鸪蓭r帶中向洋、向東北大致體現(xiàn)出年輕化趨勢(shì)說(shuō)明了太平洋板塊先俯沖后再后撤，后撤過(guò)程中弧后伸展作用控制了華南陸塊東部巖漿活動(dòng)內(nèi)陸向沿海遷移的過(guò)程( Zhou Xinmin et al.,2006;He Zhenyu and Xu Xisheng,2012;Liu Lei et al.,2012,2014;夏炎等，2016)，而且不同緯度板片后撤的時(shí)間也不同，在侏羅至白堊紀(jì)大致表現(xiàn)為南早北晚的非同步后撤(Liu Lei et al.,2016)，這也是導(dǎo)致華南陸塊中形成在侏羅至白堊紀(jì)形成大規(guī)模巖漿熱液型礦床的主要深部動(dòng)力學(xué)原因。

6 結(jié)論

本文通過(guò)華南陸塊東北部大地電磁測(cè)深研究，得出了華南陸塊東北部巖石圈尺度的二維及三維電阻率模型，通過(guò)地電模型的地質(zhì)—地球物理研究，就研究區(qū)華南陸塊各塊體之間的接觸關(guān)系、江南造山帶深部構(gòu)造特征及區(qū)域動(dòng)力學(xué)意義等地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行了討論，得出以下結(jié)論：

(1)研究區(qū)西南段靠近長(zhǎng)沙附近，在江南造山帶內(nèi)存在揚(yáng)子地塊與華夏地塊碰撞擠壓構(gòu)造，高阻的揚(yáng)子結(jié)晶基底已經(jīng)越過(guò)江南造山帶到達(dá)江山—紹興斷裂附近，與華夏地塊擠壓碰撞形成了江山—紹興逆沖推覆深大斷裂構(gòu)造，而研究區(qū)東北段贛東北斷裂附近，存在明顯的深部物質(zhì)上涌和底侵作用，已改造揚(yáng)子與華夏地塊原有接觸關(guān)系。

(2)贛東北成礦帶深部存在明顯的巖漿熱液上涌現(xiàn)象，幔源成礦物質(zhì)在上侵過(guò)程中由于贛東北等斷裂的存在使得成礦巖漿上侵過(guò)程中混入少量分布于贛東北斷裂兩側(cè)的地殼物質(zhì)，形成的與地幔相通的高鉀鈣堿質(zhì)巖漿為贛東北成礦帶提供幔源成礦元素，最終富集成銅、鋅、金等礦床，中下地殼的低阻異常區(qū)是導(dǎo)致成礦的深部物源。

(3)華夏地塊東北部地殼厚度明顯小于其西南部，說(shuō)明華夏地塊東北部較西南部受到了更大深部熱擾動(dòng)，認(rèn)為在146～130 Ma，太平洋板塊沿著平行于中國(guó)大陸邊緣方向向西南俯沖，首先改變了華南陸塊東北部地殼厚度及結(jié)構(gòu)，在120 Ma左右，太平洋板塊俯沖發(fā)生80°偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向西北的正向俯沖體系后，而后俯沖的大洋板片在重力作用下逐步后撤，我們的電性模型高阻微地塊的分散拼接特征支持這樣的觀點(diǎn)。后撤形成的裂谷環(huán)境使得華南陸塊中出現(xiàn)了由內(nèi)陸向沿海、由南西向北東逐漸年輕化零星A 型花崗巖類(lèi)，大洋板塊南早北晚的非同步后撤使得華南陸塊在侏羅至白堊紀(jì)形成大規(guī)模巖漿熱液型礦床的主要深部動(dòng)力學(xué)原因。