0 引言

吉林省东南部的长白山玄武岩覆盖区位于亚欧大陆东部华北板块东北边缘与新生代北东向滨太平洋火山造山带的交接处，著名的长白山天池火山就坐落在研究区。研究区处于西太平洋板块俯冲带的前缘位置，与板块俯冲形成的深源地震相距很近，新生代以来火山活动频繁，地质构造十分复杂[1-2]。大量的地球物理工作表明长白山天池附近存在较大范围的岩浆囊[3,4] 。由于大面积的玄武岩，研究区的地层与地质构造露头非常有限，给该区的深部地质调查与矿产勘探带来了很大的困难。近年来，在长白玄武岩覆盖区开展了大量的地球物理勘探工作，如区域重力测量、剖面重磁电测量等工作。本文根据前人对长白地区地质构造的研究，重点分析了长白山地区的区域重力资料，并根据研究区的一条重力和可控源音频大地电磁测深剖面数据的联合反演，推断了玄武岩覆盖层下地质构造。

1 长白山地区区域地质概况

长白山在大地构造上处于中朝准地台辽东台隆区，在漫长的地质历史发展中经历了多次构造变动和几次旋回地质构造的演变。根据长白山地区的地壳结构、沉积建造、构造变动等特征划分构造单元。长白山地区在吉林区域地质构造中位于Ⅰ级构造单元中朝准地台，Ⅱ级构造单元辽东台隆区，地跨铁岭—靖宇台拱、浑江陷褶断束和营口—宽甸台拱三个Ⅲ级构造单元，位于Ⅳ级构造单元老岭断块、龙岗断块、浑江上游陷褶断束和长白断块之中（见表1）。

长白山地区的地层发育较为齐全（图1），该区的基底为太古代至中晚元古代的古老变质岩系和中生代的花岗岩，其中花岗岩形成的时间为燕山期。

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表 1 吉林省长白山地区构造单元简表Table 1 Summary of tectonic units in Changbai Mountain area, Jilin Province

  

Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级Ⅲ铁岭—靖宇台拱Ⅳ龙岗断块Ⅳ样子哨凹陷断束Ⅳ色洛河断块Ⅳ和龙断块Ⅰ中朝准地台Ⅱ辽东台隆Ⅲ太子河—浑江陷褶断束Ⅳ清河台穹Ⅳ浑江上游凹褶断束Ⅳ鸭绿江凹褶断束Ⅳ老岭断块Ⅲ营口—宽甸台拱Ⅳ老岭断块

  

图 1 长白山地区地质简图[5]Fig.1 Geological schematic map of Changbai Mountain area

 

1.上更新统玄武岩；2.中更新统碱性粗面岩、粗面质火山角砾岩； 3.下更新统玄武岩；4.新近纪玄武岩；5.中新统；6.下白垩统；7.上侏罗统；8.下侏罗统；9.上三叠统；10.石炭系.二叠系；11.奥陶系；12.寒武系；13.青白口系；14.上元古界珍珠门（岩）组；15.上元古界大栗子（岩）组；16.上元古界临江（岩）组；17.上元古界荒岔沟（岩）组；18.上元古界蚂蚁河（岩）组；19.新太古界；20.晚侏罗世正长花岗岩；21.晚三叠世二长花岗岩；22.早二叠世闪长岩；23.晚志留世闪长岩；24.中元古代斜长花岗岩；25.古元古代变质正长岩；26.新太古代英云闪长质片麻岩；27.中太古代钾长花岗质片麻岩

  

图 2 研究区布格重力异常平面图Fig.2 Plan of Bouguer gravity anomaly in study area

古生代沉积盖层在一些地区出露地表[6] 。中生代主要发育一系列的陆相沉积盆地，并伴有较强的中酸性岩浆活动。到新生代，盆地又变成分散的准平原。之后在喜马拉雅造山运动的影响下，火山间歇性的喷发，使地壳经历了一系列的断裂，抬升，地下玄武质熔浆喷出地面，冷却形成玄武岩台地[7,8]。

2 区域重力异常及地质意义分析

通过将重力异常图与地质图对应的定性地质解释，以及对研究区重磁电剖面的联合反演与解释，本文对长白山玄武岩覆盖区的区域重力异常的地质意义进行了研究，得出如下结论：

2.1 抚松—和龙重力高异常区

该区主体位于调查区北部（图2中的Ⅰ区），从抚松经两江、松江镇到和龙市一带。其布格重力异常特征是全区最高的重力异常区，场值在-50～ -28 mgal之间变化。在抚松—万良—新屯子镇一带，等值线近南北向展布，场值为-50～-35 mgal，水平梯度相对较缓。在露水河以北，经两江镇、松江镇，一直到和龙市，等值线走向为东西向，场值在-50～-28 mgal之间变化，局部地段水平梯度偏陡。经异常分离后，剩余异常基本为重力高异常，异常幅值达3～10 mgal，幅值大的异常水平陡度偏陡些。布格重力异常和局部剩余异常中，抚松—新屯子镇一线等值线呈南北向，以重力高为特征。露水河以北—两江—和龙一带，以近东西向展布的重力高为特点。总体上，高重力高异常区的西部和东部分别对应龙岗地块和和龙地块太古界变质结晶岩系分布区。

2.2 泉阳—宝山镇相对重力低异常区

为了确定图2中的Ⅱ区最北部的低重力异常的意义，本文对经过该区的一条北西向测线的重磁电剖面数据进行了联合反演，反演结果见图3。

值得注意的是该区存在4个明显的重力低值区，其中南部的3个低值区长轴方向均为北西向，在地表地质图（图1）中能明显找到低值的原因。如最南侧的低重力异常对应六道沟镇北西的燕山期花岗岩体；接着北侧的低重力异常对应闹枝镇燕山期花岗岩体；仙人桥地区的低重力异常对应仙人桥镇燕山期花岗岩体。该区北部的一个对称的低重力异常由于地表玄武岩覆盖，异常性质将通过重磁电联合反演在下文中进行分析。

[1] 刘若新，樊祺诚，郑祥身. 长白山天池火山的岩浆演化[J].中国科学，1998，28（3）：226-231.

2.3 长白县—漫江—崇善镇重力低异常区

该区位于研究区东南端（图2中的 Ⅲ区），是全区异常最低的区域，异常值介于-80～-94 mgal之间，最低可达-120 mgal。这一低异常区以长白山天池为中心，向外围沿长白—漫江镇—马鞍山林场—马鹿沟林场—崇善镇一线构成一总体呈北东向展布的弧形区。弧形区长约350 km左右，宽约150 km左右。布格重力异常等值线特征也是弧形展布。两个重力场值最低的区域分别位于长白山天池（-94 mgal）和长白县马鹿沟镇（-96 mgal）。以这两个重力低为中心，西侧从十四道沟—漫江一带等值线呈南北向，由漫江—马鞍山林场等值线呈北东向，北侧从马鞍山林场—马鹿沟林场—崇善镇一带等值线基本呈东西向。异常分离后的剩余异常特征显示，该区存在6处重力低，5处重力高。水平梯度在北部二道白河—马鹿沟林场一带偏陡，其区域相对较缓。

  

图 3 重磁电剖面联合反演结果Fig.3 Joint inversion of gravity magnetism and MT pro fi le

从反演的结果来看，引起低重力异常的地质体，不但密度较低，而且具有较高的电阻率，推测为花岗岩侵入体，这一结果最近已经得到了钻井的验证。

由表3和图4可知，38%vol的低度白酒其总酯含量比52%vol高度白酒减少更快。由图4可看出，经过3年的时间，52%vol高度酒总酯含量变化已经趋于平衡，但38%vol低度酒总酯依然快速减少。

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3 重磁电联合反演

该区位于调查区西部（图2中的Ⅱ区），北起露水河，向南经泉阳、松江河镇、桦树镇，到宝山镇一带。布格重力异常图，重力场值是全区相对较低异常区。虽然异常等值线形态不规则，但总体基本呈北东向展布，尽在局部有南北向和北西向异常。北部泉阳—露水河一带场值相对较低，变化在-73～ -50 mgal之间，且水平梯度偏陡。在南部闹枝镇—四道沟—宝山镇一带，存在两个北西西向展布的重力低异常区，场值分别在-68～ -60 mgal和-73～ -50 mgal之间变化，其东侧异常长轴近NS北向展布。异常分离后的剩余异常特征显示,该区存在4处重力低和7处重力高，重力低幅值为7～15 mgal，重力高幅值为3～5 mgal，前者水平梯度偏陡，后者偏缓。

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值得一提的是该区北部二道白河以东，和龙南侧的低重力异常与中生代百里坪岩体对应。

4 结论

研究区的重力场值变化较大，总体上异常形态呈北东向展布，且由西北向南东异常幅度逐渐减低。根据布格重力异常特点，研究区由北向南可分为三个重力异常区（图2）。

（1）长白山地区的低重力异常主要由中新生代的侵入岩体引起。隐伏的岩体不但具有低密度的特点，而且具有较高的电阻率。这一特征是推测沉积盆地与岩体的区别；

（2）联合反演不仅能够充分发挥重磁横向分辨率较高和电法测深纵向分辨率高的特点，而且在减少地球物理反演多解性，准确确定地质体的地质性质方面具有独到的优势；

（3）磁异常在玄武岩覆盖区受玄武岩的干扰较大，对地下地质体的反映作用有限，仅具有参考意义，重力测量与可控源音频大地电磁测深是非常有效的探测手段。

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③ 低 MLR组（MLR≤0.2）患者 87例（33.9%），高 MLR组 （MLR＞0.2）患者 170例（66.1%）。两组患者的TNM分期的差异有统计学意义（P＜0.05），高MLR组患者TNM分期晚。

参考文献：

根据区域地质证据，该区除太古界变质结晶岩系外，广泛分布有北东向展布的元古代、古生代和中生代地层，因此，总体呈北东向展布的这一相对低重力异常区可能是太古界基底之上具有较厚的元古代—中生代地层所引起的，而中部近南北向展布的布格重力异常等值线可能与断裂构造有关。

[2] 王开燕，刘 丹，柳俊茹. 东北地区地壳结构研究[J]. 地球物理学进展，2015，30（1）：61-69.

[3] 赵金仁，张先康，杨卓欣. 长白山天池火山区上地壳三维速度层析成像[J]. 地球物理学报，2003，46（6）：796-802.

[4] 杨卓欣，张先康，赵金仁. 长白山天池火山区三维地壳结构层析成像[J]. 地球物理学报，2005，48（1）：107-115.

[5] 屈旭钧，董晓健. 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[J]. 吉林地质，2017，36(4)：18-21.

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[6] 姜梓萌. 长白山地区地热资源综合地球物理研究[D]. 长春: 吉林大学，2013.

[7] 金伯禄，张希友. 长白山火山地质研究[M]. 延吉：东北朝鲜民族教育出版社，1994.

[8] 王璞珺，衣 健. 火山地层学与火山架构: 以长白山火山为例[J]. 吉林大学学报（地球科学版），2013，43（2）：319-339.