緬甸陸上島弧帶火山機構反射特征及分布規(guī)律

張 科，趙汝敏，齊 凱，趙厚祥，李愛山

(中海油研究總院，北京 100027)

引 言

緬甸地塊位于印度板塊與歐亞板塊匯聚的主動大陸邊緣，自中生代晚期開始經歷了特提斯洋的閉合和印度板塊向歐亞板塊的俯沖碰撞，火山活動頻繁，地表火山巖廣泛出露[1－3]。此次研究以位于緬甸陸上中央盆地欽敦坳陷和沙林坳陷東部隆起帶與睡寶坳陷西部隆起帶之間的島弧帶部分為主體[4－5]。火山島弧帶西側以與欽敦坳陷差異隆升所形成的近南北向展布的邊界正斷裂為界，東側以與睡寶坳陷因島弧帶巖漿活動所形成的邊界斷層為界，自北部陸上向南延伸至安達曼海，并與西蘇門答臘火山島弧相連，是西太平洋火山鏈的組成部分[6]?；鹕綅u弧的隆起伴隨著印度板塊的斜向俯沖，呈多期次發(fā)育特征。現(xiàn)今中部島弧帶仍分布眾多如中段的蒙育瓦火山群和南段的波帕(Popa)在內的活火山(圖1)。

1 中部島弧帶地表火山口分布特征

緬甸中部島弧帶地表出露多處火山口及火山巖，北段由于隆起較高，出露白堊世形成的花崗巖侵入體，向南為第四紀形成的鈣堿性蒙育瓦火山群和波帕火山，整體出露年齡由北向南逐漸變新。

結合高精度衛(wèi)星遙感資料和谷歌地球(GE)可以清楚地觀測到中段的蒙育瓦火山群有多個火山口出露，火山口從北向南呈串珠狀分布，其中最大的火山口呈圓形，直徑約為2.5 km，地表出露垂直高度約為100 m;南段的Popa火山口呈馬蹄形，直徑約為2 km，地表出露垂直高度約為450 m(圖2)。

2 火山機構地震反射特征

火山機構是指在一定空間和時間范圍內，火山通道及其附近各種堆積物及構造的總稱，包括火山頸、火山口及火山口周圍的火山巖相。研究區(qū)火山噴發(fā)主要以裂隙式和中心噴發(fā)2種模式為主，火山巖相的空間展布和厚度變化，與其噴發(fā)模式有關。裂隙式噴發(fā)火山機構受斷裂活動及分布范圍控制，火山巖厚度隨著遠離火山口快速減薄。中心式噴發(fā)火山機構在近火山口處發(fā)育爆發(fā)相和溢流相，平面上呈環(huán)狀，剖面上呈塊狀，遠離火山口，依次相變?yōu)楸l(fā)與溢流相的薄互層，再遠則發(fā)育火山沉積相。通過精細地震標定與地震資料相結合，系統(tǒng)總結了不同相帶火山巖地震反射特征[7－9](表1)。

圖1 緬甸陸上構造綱要及中部島弧帶位置

圖2 中部島弧帶地形(左)和火山口地表分布(右)

在本區(qū)，火山機構地震相特征比較復雜，有多種類型，整體外型為丘狀，其中火山口處巖漿穿過基底向上延伸至丘狀體頂部，呈雜亂反射特征，振幅較弱，近火山口地震相為楔狀反射雜亂，遠火山口地震相具有層狀反射結構，振幅較強。如同碎屑巖研究中沉積相帶劃分方法一樣，火山機構可按照巖漿活動范圍與火山口的距離劃分為5個亞相，由近及遠不同相帶地震反射特征依次是:火山通道相，中低頻弱振幅雜亂反射;火山爆發(fā)相，中低頻中振幅丘狀反射;火山侵出相，中低頻中振幅雜亂反射;火山溢流相，中高頻中強振幅楔狀反射;火山沉積相，中高頻強振幅席狀亞平行反射[10－11](圖3)。

表1 中部島弧帶火山機構地震反射特征

圖3 研究區(qū)火山機構地震反射特征

3 重磁震聯(lián)合研究預測火山機構分布

火山機構是近年來國內外油氣勘探主要的搜索目標，尋找火山機構分布位置，對火山巖油氣藏的勘探和開發(fā)具有重要指示作用?；鹕綑C構由于包含大量火山巖，具有與圍巖不同的重磁異常(強磁性和高密度性)和地震反射特征，因此借助重磁震資料進行搜索、識別和預測火山機構是比較有效的方法[12－13]。

首先對區(qū)內航磁和重力資料進行處理，利用重磁異常在區(qū)域范圍內識別火山機構分布相帶，進而通過井震標定和地震剖面反射特征尋找火山機構，從全區(qū)到局部搜索，從定性識別到定量預測火山機構分布范圍。

在研究區(qū)，利用中部島弧帶航磁異常資料，分別進行了不同程度的向上解析延拓(1～7 km)、不同方向的水平梯度等處理，突出了不同深度場源與不同地質體引起的重磁場特點，反映出火山巖分布特征。同時為了判斷研究區(qū)內火成巖的分布范圍，突出淺部磁性體特征，分別進行了化極異常的垂向一次、二次導數(shù)處理，為推測火成巖分布提供依據(jù)。

依據(jù)地震資料建立的地球物理模型為基礎，用地震約束進行了重震聯(lián)合反演，消除了區(qū)域地層引起的重力異常，由布格重力異常減去上延15 km的重力異常獲得剩余異常場，反映了異常巖性體的變化特征。

圖4 島弧帶剩余重力異常(左)和航磁二次導數(shù)異常平面圖(右)

由剩余重力異常(圖4左)和航磁二次導數(shù)異常平面圖(圖4右)可看出，中部島弧帶重磁異常與區(qū)域斷裂走向一致，沿南北向呈不連續(xù)分布，有3個重磁異常區(qū)，具有南北高中間低的特點。北部Inyashe火山群呈現(xiàn)較大范圍的高重磁異常，該區(qū)A井全井段鉆遇多套火山巖，證實了該區(qū)重磁異常不但是淺層火山巖引起，深層同樣發(fā)育大套火山巖，說明北段火成巖比較發(fā)育，規(guī)模大，磁性強;中部Inbinye火山群磁異常相對略低，異常也平緩，該區(qū)B井火山巖主要位于深層，表明巖漿巖分布較少，并有一定埋深;南部蒙育瓦火山群也有較明顯的磁異常，從前面地表資料可知，主要是由淺層火山活動發(fā)育的巖漿引起的。

綜合分析重磁資料，由剩余布格重力異常和航磁異常刻畫了火山巖分布范圍，結合地震剖面解釋，搜索了25個火山機構，自白堊系至今共有4個火山活動期，分布面積約3000 km2(圖5)。整體來看，火山巖基本沿著中部島弧帶南北向深大斷裂兩側分布。

由圖5中A井巖性柱狀圖可以看出，全井段主要發(fā)育2套火山巖，第1套是深層白堊系—古新統(tǒng)從2300 m到1600 m，共700 m，第2套始新統(tǒng)地層從1200 m到780 m，厚度為420 m。通過井震標定，在地震剖面上進行了解釋，外擴尋找類似火山巖分布范圍，證實了島弧帶北段火山巖分布范圍廣，發(fā)育期次多，規(guī)模比較大的特點。

4 結論

(1)綜合利用多種地球物理資料及測井、鉆井等資料，對緬甸島弧帶火山機構進行研究，是對海外陸上低勘探區(qū)塊的一次有益的嘗試，作為技術儲備，為該區(qū)下一步的深入研究奠定了基礎。

(2)從目前資料研究結果來看，中部島弧帶火山機構發(fā)育具有3個特點:時代上呈多期次、間歇式噴發(fā);縱向上呈裂隙式、中心式噴發(fā);平面上沿斷裂兩側呈串珠狀分布。

(3)由于資料的局限性，鉆井覆蓋密度較低，缺乏三維地震，此次僅完成了初步的火山機構分布范圍預測和地震反射特征分析。

(4)隨著資料的補充和完善，將逐步建立一套適用于研究區(qū)火山巖勘探的地質－地球物理研究技術流程。

圖5 中部島弧帶火山機構分布

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