航磁資料在研究酒東盆地基底構(gòu)造中的應(yīng)用

徐改鳳

[摘要]酒泉盆地處于阿拉善地塊、阿爾金地塊和北祁連褶皺帶之間，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。利用航磁資料，研究了處于酒泉盆地之內(nèi)的酒東盆地基底構(gòu)造特征，特別是結(jié)合地質(zhì)資料劃分出斷裂6條，這些斷裂的發(fā)現(xiàn)，為基底構(gòu)造提供了重要的基礎(chǔ)資料。

[關(guān)鍵詞]航磁資料 斷裂 基底構(gòu)造

[中圖分類號(hào)] TU47 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-267-2

酒泉盆地處于阿拉善地塊、阿爾金地塊和北祁連褶皺帶之間，北以龍首山斷裂為界與華北板塊西部阿拉善地塊（Ⅱ）相鄰，緊靠阿拉善地塊南部弱活化帶（Ⅱ2）；西部以阿爾金左行走滑深斷裂為界與塔里木板塊東南緣阿爾金地塊（Ⅳ）相接，活動(dòng)性較強(qiáng)；南以祁連山北緣逆沖推覆深斷裂帶與北祁連褶皺帶（Ⅲ2）區(qū)隔。盆地發(fā)育在祁連褶皺系河西走廊過渡帶（Ⅲ1）之上，總體構(gòu)造活動(dòng)性較強(qiáng)，但盆地北部倚靠結(jié)晶地塊，相對(duì)于南部較穩(wěn)定。

酒東盆地是酒泉盆地的主要部分。盆地西以文殊山為界與酒西盆地相隔東隔榆木山與民樂盆地毗鄰，南達(dá)祁連山北麓，北抵合黎山南緣，位居河西走廊中段。筆者利用航磁資料研究該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征，為其基底構(gòu)造提供基礎(chǔ)依據(jù)。研究區(qū)跨越的地理坐標(biāo)為東經(jīng)99°20′-100°30′，北緯39°20′-40°00′，研究目的主要是確定斷裂，特別是隱伏斷裂的平面位置及其走向，對(duì)確定的斷裂進(jìn)行分類（深大斷裂區(qū)域性大斷裂和斷裂三中類型）；對(duì)斷裂的性質(zhì)，規(guī)模和現(xiàn)今的活動(dòng)性進(jìn)行解釋推斷，根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小及分布特征對(duì)巖性進(jìn)行劃分（磁性、弱磁性和非磁性巖性）。

1區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)內(nèi)深大斷裂，大斷裂極為發(fā)育，區(qū)內(nèi)發(fā)育壓性斷裂，主要有龍首山斷裂帶和祁連北緣斷裂帶，斷裂規(guī)模較大；剪性斷裂為阿爾金斷裂帶，斷裂帶總體表現(xiàn)出強(qiáng)烈的活動(dòng)性。按傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)，本區(qū)屬于阿拉善地塊、阿爾金地塊和北祁連褶皺帶之間。研究區(qū)內(nèi)深大斷裂，大斷裂對(duì)控制各種地質(zhì)構(gòu)造單元的發(fā)展起著極為重要的作用，斷裂方向以北西最為發(fā)育，北東向次之，這些斷裂的發(fā)生發(fā)展是長(zhǎng)期的和復(fù)雜的。

2地層巖性特征

前震旦系龍首山群（AnZln）分上、下部分（據(jù)1974年1∶20萬區(qū)測(cè)報(bào)告、高臺(tái)幅）。其中龍首山群下亞群（AnZln1），從下而上均由各種片麻巖夾少量云母片巖等組成，屬中級(jí)區(qū)域變質(zhì)，厚度大于1823m；主要分布在大青山、野馬圈等地，在羅成～大青山一帶的合黎山南緣也有零星出露；恢復(fù)原巖主要為泥、砂質(zhì)海相碎屑巖夾碳酸鹽建造，并伴有中基性海底火山噴發(fā)巖 。龍首山群上亞群（AnZln2）以云母石英片巖為主，其次為變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖及片麻巖，夾大理巖組成，屬中低級(jí)區(qū)域變質(zhì)巖系，厚度大于2844m；主要分布在合黎山北部沙棗泉～堿泉子一帶以及黑山北緣、野馬圈等地；恢復(fù)原巖為一套海相泥、砂質(zhì)碎屑巖，上部夾中基性海底火山噴發(fā)巖建造。

震旦系（Z）變質(zhì)巖系出露廣泛，主要出露在合黎山七壩泉、穿心河、大孤山、小孤山等地；主要由云母石英片巖、變粒巖、變質(zhì)砂巖、白云巖、大理巖、石英巖、灰?guī)r及板巖，夾角閃巖，產(chǎn)赤鐵礦、磁鐵礦等，為一套淺變質(zhì)巖系，厚度大于5020m?；謴?fù)原巖為濱、淺海相碎屑巖～碳酸鹽建造。

侵入巖類

主要為海西期中—晚期中酸性侵入巖：分布最廣泛的有花崗閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖、黑云母二長(zhǎng)花崗巖以及似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖等中酸性侵入巖。主要特征如下：

花崗閃長(zhǎng)巖（γδ42b）：主要分布在金塔南山、黑山、盤頭山、麻黃泉、綠泉山、窯泉等地大面積出露。巖石顏色主要灰色、灰白色；中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；造巖礦物有斜長(zhǎng)石40～45%，鉀長(zhǎng)石15～20%，石英20～25%，普通角閃石7～15%，黑云母5～15%。為黑云母角閃花崗巖。麻黃泉一帶蝕變帶與鈾礦化關(guān)系密切。

斜長(zhǎng)花崗巖（γo42b）：主要分布在西苦水、麻黃泉北、東大青山西、南緣一帶出露。巖石顏色新鮮為灰～灰白色，風(fēng)化成淡紅色；中粒結(jié)構(gòu)，多具有片麻狀構(gòu)造；造巖礦物有斜長(zhǎng)石40～60%，鉀長(zhǎng)石約10%，石英5～20%，黑云母5～20%，角閃石3～5%。為黑云母角閃斜長(zhǎng)花崗巖。巖石普遍綠泥石化。

黑云母二長(zhǎng)花崗巖（γ42c）：主要分布在合黎山南部，高臺(tái)北部的方架山、七壩、五壩、小孤山、半截山等地。巖石顏色為淺肉紅色、肉紅色；中-粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；造巖礦物有：斜長(zhǎng)石10～40%，鉀長(zhǎng)石約30～40%，石英25～35%，黑云母5～8%，為黑云母二長(zhǎng)斜長(zhǎng)花崗巖，具有高嶺土化、綠泥石化。

似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖（γ43b）：天城北、土坡泉北、方架山等地出露，面積相對(duì)較小，是大巖體的局部相變產(chǎn)物。巖石顏色為肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶粒徑約4mm，含量5%，由斜長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石和石英構(gòu)成；基質(zhì)為細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)。造巖礦物有：鉀長(zhǎng)石約45%，斜長(zhǎng)石10%，石英30%。

北部蝕源區(qū)侵入巖還有小規(guī)模的閃長(zhǎng)巖（δ43a）、輝長(zhǎng)巖（ν43a）等海西晚期侵入體。地南部蝕源區(qū)為祁連山北緣，主要由古生代的寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系以及少量中新生代地層構(gòu)成。古生代地層中發(fā)育海相中酸性火山沉積建造，同時(shí)中段見加里東期花崗巖基侵入。

3酒泉盆地主要基底斷裂構(gòu)造簡(jiǎn)述

依據(jù)地震解釋、重力、磁力、電性及地面資料（玉門油田，1984），盆地基底主要發(fā)育有三組斷裂：a.北西西～北西向斷裂，平行于區(qū)域走向，斷距大、延伸長(zhǎng)，控制著盆地的南北邊界和一級(jí)構(gòu)造單元，形成于白堊紀(jì)以前；在盆地南緣以向北逆沖～推覆為主，在盆地中部及北緣以高角度正斷裂為主，控制侏羅系～白堊系沉積。b.北東東向斷裂，控制盆地的隆起和凹陷，形成于侏羅紀(jì)晚期～白堊紀(jì)初期，以正斷裂為主，少量逆斷層，對(duì)白堊系起控制作用，后期活動(dòng)相對(duì)較弱。c.北北西向斷裂，不甚發(fā)育，如嘉峪關(guān)斷裂、黑河斷裂及榆木山南斷裂等。現(xiàn)將主要斷裂描述如下：

3.1北西西向斷裂特征

祁連山北緣斷裂（F1）：構(gòu)成盆地的南界，為盆地最大斷裂之一，斷面南傾，局部被破壞，在北側(cè)形成一系列平行的逆掩斷層（參見前文所述）。

下河清～元西斷裂（F2）：斷裂位于盆地中部，走向北西；分隔盆地北部單

斜帶與中央坳陷帶；斷面向南陡傾，斷距大，在下河清為2000m，在元西為1000m，形成于侏羅紀(jì)，控制了早白堊世地層，后期活動(dòng)不明顯。

黑河斷裂（F3）：走向由近東西向～北北西，西起黑山，東經(jīng)鹽池～黑泉～高臺(tái)一線，沿黑河谷地發(fā)育，延伸近百公里，電性顯示基底南降、北升；沿此斷裂有花崗巖及基性巖體侵入。航磁高磁異常，斷裂兩側(cè)地貌產(chǎn)生差異

酒東盆地內(nèi)深大斷裂，大斷裂極為發(fā)育，這些斷裂對(duì)控制各種地質(zhì)構(gòu)造單元的發(fā)展起著極為重要的作用，斷裂方向以北西向和北東向最為發(fā)育，這些斷裂的發(fā)生發(fā)展是長(zhǎng)期的，復(fù)雜的。

各期火山巖具有中等磁性甚至強(qiáng)磁性。云母石英片巖磁化率值變化較大，可達(dá)N*（0-102）*10-5SI，斜長(zhǎng)花崗巖次之，可達(dá)N*（102-103）*10-5SI當(dāng)其出露范圍較大時(shí)，則形成航磁上的上升正異常帶。似斑狀中粗粒花崗閃長(zhǎng)巖為中等磁性，可以引起明顯的航磁異常。中粗粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖屬于強(qiáng)磁性。測(cè)區(qū)內(nèi)大多數(shù)變質(zhì)巖（雙城西變輝綠巖、英安凝灰?guī)r，銀洞子變粒巖，小孤山斜長(zhǎng)綠泥片巖）表現(xiàn)為較強(qiáng)磁性，可以引起航磁局部異常。區(qū)內(nèi)沉積巖從老到新均屬無磁性或微弱磁性，在航磁圖上反映為平靜場(chǎng)。

這次以1：20萬“甘肅省酒東盆地地區(qū)航磁△T平面圖”為基礎(chǔ)。在△T平面圖上按1km*1km網(wǎng)格對(duì)研究區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化取數(shù)。網(wǎng)格化數(shù)據(jù)位場(chǎng)轉(zhuǎn)換處理采用頻率域方法進(jìn)行，具體包括化極、向上延拓等。

（1）化極：為了消除斜磁化影響，將網(wǎng)格化△T數(shù)據(jù)換算為垂直磁化的Za數(shù)據(jù)，即化極處理，采用的參數(shù)為磁偏角-0.40′、磁傾角35°

（2）向上延拓：將化極后的Za向上延拓3km以突出較弱的異常。

4航磁資料反映的地質(zhì)構(gòu)造特征

根據(jù)航磁區(qū)域異常和局部異常表現(xiàn)出的不同特征，并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造特征，將酒東盆地基底劃分為5個(gè)磁場(chǎng)區(qū)：南山-采泥墩異常區(qū)，羅城—小孤山磁場(chǎng)區(qū)和堿泉子緩波動(dòng)負(fù)磁場(chǎng)區(qū)、高臺(tái)縣負(fù)磁場(chǎng)區(qū)、狼娃山負(fù)磁場(chǎng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)域背景場(chǎng)由具有一定規(guī)模、磁性差異較大的不同地質(zhì)體引起。

推斷斷裂以航磁△T平面圖、、航磁△T化極平面圖等圖件為基礎(chǔ)，以航磁△T化極上延3km為支撐，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征劃分。

航磁異常劃分?jǐn)嗔训臉?biāo)志：兩側(cè)截然不同性質(zhì)、不同磁場(chǎng)特征分界線，是區(qū)域深大斷裂的反映；線性的異常梯度帶和異常線性過度帶；串珠狀或帶狀異常帶；切割或切斷其他異常的帶狀異常；異常等值線疏密變異及寬度突變帶；異常等值線的規(guī)則扭曲帶。

綜合上述主要標(biāo)志并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料將研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造劃分為以下三級(jí)：深大斷裂（磁場(chǎng)反映十分明顯，具有延伸長(zhǎng)、切割深的特點(diǎn)，構(gòu)成不同磁場(chǎng)的分界）、區(qū)域性大斷裂（磁場(chǎng)反映明顯，具有一定的延伸規(guī)模、可進(jìn)行追蹤對(duì)比的串珠狀異常帶或梯度帶）、一般性斷裂（磁場(chǎng)反映清楚，延伸有限的線性異常帶、梯度帶）。區(qū)內(nèi)共劃分?jǐn)嗔?條，其中深大斷裂1條，區(qū)域性大斷裂3條，一般性斷裂2條。（圖1）上述不同規(guī)模、不同性質(zhì)及不同形態(tài)的斷裂在空間上展布以北西、北東向?yàn)橹?。北西向斷裂主要展布在研究區(qū)的中部，規(guī)模大，測(cè)區(qū)內(nèi)以南山—臭泥墩大斷裂、羅城-小孤山深大斷裂為代表。

5結(jié)束語

從航磁△T平面圖（原始、化極、上延）圖上看，酒東盆地基底經(jīng)過多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，表明酒東盆地前震旦系變質(zhì)基底經(jīng)受了海西期強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，在航磁推斷斷裂分布圖上，6條斷裂控制著磁場(chǎng)與巖性的展布特征，反映了不同地質(zhì)構(gòu)造單元和構(gòu)造形態(tài)。