利用磁測資料對張北西部玄武巖覆蓋區(qū)火山機(jī)構(gòu)的初步圈定

■　張利峰　李新斌　張京

（武警黃金第七支隊山東煙臺264004）

利用磁測資料對張北西部玄武巖覆蓋區(qū)火山機(jī)構(gòu)的初步圈定

■張利峰李新斌張京

（武警黃金第七支隊山東煙臺264004）

玄武巖具有較高的磁化率和較強的剩余磁化強度，火山機(jī)構(gòu)形成了獨特的環(huán)形磁異常。本文利用磁測資料對張北西部漢諾壩玄武巖區(qū)火山機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步圈定。為該區(qū)地質(zhì)，物探，礦產(chǎn)研究提供物探依據(jù)。

火山機(jī)構(gòu)玄武巖磁異常；環(huán)形構(gòu)造延拓

張北地區(qū)廣泛出露古近紀(jì)-新近紀(jì)漢諾壩組玄武巖。漢諾壩玄武巖區(qū)火山口有13處[1]，大部分無典型火山口地貌形態(tài)，只殘留一些平緩山丘和火山盆地。我部今年在套里莊幅及鹿尾溝幅北部進(jìn)行1:50000高精度磁法測量，通過數(shù)據(jù)，對該區(qū)的火山機(jī)構(gòu)做了初步圈定。

1　地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1地質(zhì)概況

該區(qū)大地構(gòu)造位置屬于華北陸塊北緣中段，一級構(gòu)造單元屬于塔里木-華北板塊，二級構(gòu)造單元為華北陸塊。區(qū)內(nèi)新生代火山活動以基性巖漿噴發(fā)為主，形成古近紀(jì)-新近紀(jì)漢諾壩組玄武巖類，巖層產(chǎn)狀平緩，向北構(gòu)成廣袤的壩上高原。主體巖石為一套拉斑玄武巖類。在下部為橄欖拉斑玄武巖，上部為石英拉斑玄武巖，局部地區(qū)頂部可見玄武安山巖。底板受古地形影響起伏較大[2]。地表構(gòu)造主要為近EW和NE向。

1.2地球物理特征

（1）磁性參數(shù)特征：該區(qū)的地面磁測工作幾乎是空白，根據(jù)河北省地球物理勘察院2006年1月-2007年6月《河北省山區(qū)航磁異常新一輪研究》表明磁性參數(shù)規(guī)律為：超基性巖磁性>基性巖磁性>中性巖磁性>酸性巖磁性，符合巖石磁性變化的一般規(guī)律。通過標(biāo)本物性測定，該區(qū)的玄武巖具有磁性強，剩余磁性大的特點。

（2）航磁異常特征：華北地區(qū)1：25萬航磁異常顯示，區(qū)域磁異常變化不大，呈現(xiàn)出北部平穩(wěn)的高磁區(qū)，南部為為低磁區(qū)。

（3）巖石密度特征：區(qū)內(nèi)大面積出露為玄武巖，普遍密度較低，密度最大值3.66g/cm3，最小值0.86 g/cm3在套里莊幅西部小面積出露小面積變質(zhì)巖，密度在2-3 g/cm3。

（4）區(qū)域重力場特征：華北1：200萬重力異常圖顯示，區(qū)域重力異常具有西低東高的趨勢，表明現(xiàn)今巖石圈范圍內(nèi)圈層結(jié)構(gòu)由西到東逐漸變薄[3]。

（5）遙感解譯特征：通過遙感解譯，調(diào)查區(qū)為一個大型的環(huán)形構(gòu)造，說明該區(qū)曾經(jīng)火山活動較為強烈。

2　數(shù)據(jù)采集及資料處理

本次測量測網(wǎng)按500×100網(wǎng)格布點，以規(guī)則網(wǎng)為主。野外實測數(shù)據(jù)每日進(jìn)行處理，通過隨機(jī)軟件GEMLink進(jìn)行日變改正，由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）編輯的軟件MAGS進(jìn)行正常場計算，最后計算△T，繪制△T等值線圖（圖1），并進(jìn)行向上100m、300m、500m和1000m延拓處理。

3　火山機(jī)構(gòu)的磁場特征

火山機(jī)構(gòu)常常形成強度上或正或負(fù)，形態(tài)上有簡單規(guī)則或復(fù)雜多變的磁異常。一般而言，中心式噴發(fā)的火山機(jī)構(gòu)磁異常較為簡單規(guī)則，其平面形態(tài)以近圓形或橢圓形為主，異常有時為孤立的負(fù)異?；蛞载?fù)異常為主，兩側(cè)出現(xiàn)對稱的強度不大的正異常，有時在負(fù)異常周圍由許多單個正異常組成環(huán)狀、放射狀異常群。標(biāo)本物性測定結(jié)果顯示，該區(qū)的玄武巖磁性較強，剩余磁化強度較大，且向上延拓后，整個調(diào)查區(qū)北部為明顯的高磁區(qū)，南部為低磁區(qū)，而負(fù)異常仍有明顯反應(yīng)，因此推斷正異常為噴出相高磁性玄武巖或噴出相高磁性玄武巖和高磁性基底疊加引起的，而負(fù)異常為高磁性的火山通道相玄武巖反磁化引起。區(qū)內(nèi)火山機(jī)構(gòu)具有以上磁性特征。

4　火山機(jī)構(gòu)的圈定

根據(jù)以上火山機(jī)構(gòu)在磁場上磁異常的特征，綜合本次1：50000實測繪制的△T等值線平面圖（圖1）初步圈定復(fù)合式環(huán)狀構(gòu)造異常群3處，以負(fù)異常為中心的環(huán)形構(gòu)造19處。下面分別對圈定的火山機(jī)構(gòu)進(jìn)行論述。

4.1中心式噴發(fā)火山機(jī)構(gòu)

喇嘛洞—許家營環(huán)形中心噴發(fā)式火山機(jī)構(gòu)，位于套里莊幅西北部，整體呈橢圓狀，長軸近EW向，長約13公里，短軸近SN向，長約9公里，由6個以負(fù)異常為中心的小的環(huán)形構(gòu)造組成。負(fù)異常極小值為-100到-220nT，負(fù)異常外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞，正異常多呈方向不一的短軸狀，極大值在200到400nT之間。6個小的環(huán)形構(gòu)造又組成一個大的環(huán)形構(gòu)造，外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞。異常區(qū)處于壩上高原地帶，大面積覆蓋漢諾壩玄武巖，而該區(qū)玄武巖厚度較薄[2]，厚度在20-70m間（圖2）。并且通過向上延拓后的△T等值線圖可以看出該區(qū)域底部為平穩(wěn)的高磁基底，推斷正異常主要為高磁性基底引起；而負(fù)異常經(jīng)延拓后仍有明顯反映，由此推斷負(fù)異常為反磁化的火山通道相巖石所致[4]。

圖1　河北張家口懷安一帶高精度磁法測量△T等值線平面圖

大東溝—張家灣環(huán)形中心噴發(fā)式火山機(jī)構(gòu)，位于鹿尾溝幅東北部，整體呈橢圓狀，長軸NE向，長約9公里，短軸NW向，長約7公里，由4個以負(fù)異常為中心的小的環(huán)形構(gòu)造組成。負(fù)異常極小值為-100到-280nT，負(fù)異常外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞，正異常多呈方向不一的短軸狀，極大值在200到420nT之間。5個小的環(huán)形構(gòu)造又組成一個大的環(huán)形構(gòu)造，外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞。異常區(qū)處于壩頭高臺地區(qū)，大面積覆蓋漢諾壩玄武巖，且該區(qū)域為玄武巖較厚區(qū)域，玄武巖厚度在150-200m間（圖2），并且通過向上延拓結(jié)果可以看出該區(qū)域的基底磁性較弱，所以推斷正異常主要為噴出相玄武巖引起；而負(fù)異常經(jīng)過延拓后仍很明顯，所以負(fù)異常區(qū)為火山通道。

圖2　玄武巖等厚度示意圖

腦包洼—大面草溝環(huán)形中心噴發(fā)式火山機(jī)構(gòu)，位于鹿尾溝幅北部與套里莊幅南部交接處，整體呈橢圓狀，長軸EW向，長約8公里，短軸SN向，長約5公里，由6個以負(fù)異常為中心和1個以正異常為中心的小的環(huán)形構(gòu)造組成。其中以正異常為中心的環(huán)形構(gòu)造，以正異常為中心被4個方向不一的短軸狀低磁異常圍繞，4個低磁異常又整體被正異常環(huán)繞。負(fù)異常極小值為-100到-280nT，負(fù)異常外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞，正異常多呈方向不一的短軸狀，極大值在200到500nT之間。7個小的環(huán)形構(gòu)造又構(gòu)成一個大的環(huán)形構(gòu)造，外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞。異常區(qū)處于壩頭高臺地區(qū)，大面積出露漢諾壩玄武巖，且該區(qū)域為玄武巖較厚區(qū)域，玄武巖厚度在150-200m間（圖2），而通過向上延拓結(jié)果可以看出該區(qū)域的基底磁性較弱，推斷正異常主要為噴出相玄武巖引起；而負(fù)異常經(jīng)過延拓后仍很明顯，所以負(fù)異常區(qū)很為火山通道。因此推斷該區(qū)是火山口的位置，并且有多個火山機(jī)構(gòu)存在。

套里莊幅西北部炕塄鄉(xiāng)的環(huán)形構(gòu)造H1和閻家村東南方向的環(huán)形構(gòu)造H2，這兩個環(huán)形構(gòu)造以負(fù)異常為中心，外圍由一圈正異常呈串珠狀環(huán)繞，負(fù)異常極值為-280nT。該區(qū)域表層覆蓋玄武巖，玄武巖厚度20-70m，并且通過向上延拓后的△T等值線圖可以看出該區(qū)域底部為平穩(wěn)的高磁基底，推斷正異常主要為高磁性基底引起；而負(fù)異常為反磁化的火山通道相巖所致。所以推斷該區(qū)火山錐遺址。

4.2沿構(gòu)造呈串狀的溢出型火山機(jī)構(gòu)

套里莊幅東南部以大艾蒿溝村為中心的大面積負(fù)異常，負(fù)異常極值-240nT，負(fù)異常外圍被串珠狀正異常環(huán)繞。該區(qū)域處于地勢低洼地帶，大面積為第四系覆蓋，玄武巖覆蓋減薄。向上延拓結(jié)果表明玄武巖底部為磁性較弱基巖，所以大面積的負(fù)異?？赡苁怯捎谛鋷r減薄[1]和基底弱磁巖性引起的。而環(huán)形構(gòu)造H1、H2、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12的負(fù)異常可能是火山通道反磁化所導(dǎo)致的。類似的套里莊幅南部EW向由以負(fù)異常為中心的環(huán)形構(gòu)造H13、H14、H15。北部高磁異常由大面積出露磁性較高的玄武巖引和高磁性基底引起，南部高磁異常為噴出相高磁性玄武巖引起；環(huán)形構(gòu)造H1、H2、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12的負(fù)異常為火山巖通道反磁化所致。因此推斷這些環(huán)形構(gòu)造為火山機(jī)構(gòu)。

相似的還有位于套里莊幅東部，兩條NE向的由以負(fù)異常為中心的環(huán)形構(gòu)造H6、H8、H9、H15、H16-1構(gòu)成的串狀帶，這些負(fù)異常的極值在-20 到-280nT間，推斷該條帶深部也為斷裂構(gòu)造發(fā)育（斷裂F3，），環(huán)形構(gòu)造H6、H8、H9、H15的中心負(fù)異常及沿斷裂的一些小面積的負(fù)異常為沿斷裂構(gòu)造裂隙溢出火山巖通道反磁化所致。因此推斷沿斷裂一線存在多個火山機(jī)構(gòu)。

5　結(jié)論

（1）結(jié)合地質(zhì)、地球化學(xué)相關(guān)資料和本次1:50000高精度磁測，在調(diào)查區(qū)圈定疑似火山機(jī)構(gòu)的環(huán)形構(gòu)造17處，其中有3處為由多個環(huán)形構(gòu)造組合成的大型環(huán)形構(gòu)造，這些環(huán)形構(gòu)造都很可能是由火山機(jī)構(gòu)形成的。

（2）綜合上述分析及前人工作成果，該區(qū)火山機(jī)構(gòu)有三個特點：一是以負(fù)異常為中心，負(fù)異常外圍為串珠狀正異常環(huán)繞，形成獨立的環(huán)形構(gòu)造或環(huán)形構(gòu)造群；二是負(fù)異常多為火山通道相巖石反磁化形成；三是沿斷裂構(gòu)造伴生，形成沿斷裂裂隙溢出形式的以負(fù)異常為中心正異常環(huán)繞的環(huán)形構(gòu)造，通常這些環(huán)形構(gòu)造呈串狀沿斷裂分布。

（3）通過本次應(yīng)用來看，在玄武巖區(qū)應(yīng)用磁法測量圈定火山機(jī)構(gòu)的效果比較理想，基本能確定火山機(jī)構(gòu)的位置。

[1]張家口火山（漢諾壩玄武巖）地質(zhì)遺跡.李改梅、張國新.

[2]張北地震區(qū)的斷裂構(gòu)造特征.蔡華昌,張四昌,張振江,劉玉枝等.

[3]中國華北地區(qū)巖石圈三維結(jié)構(gòu)及演化.鄧晉福,魏文博,邱瑞照等.2007.3,P23.

[4]《河北省山區(qū)航磁異常新一輪研究報告》.河北省地球物理勘察院.

[5]利用重磁資料對貴州西部玄武巖出露區(qū)火山口的初步圈定.朱大友、楊明應(yīng)、汪玉瓊.

P317.5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-474-2