二連盆地烏尼特地區(qū)重力場及斷裂特征研究

郭陽陽

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710065）

地處于二連盆地東北部的烏尼特坳陷，是二連盆地“五坳一隆”中的五坳之一。前人對盆地構(gòu)造特征、斷裂等方面有過一定程度的研究工作，但也發(fā)現(xiàn)基于重力資料的研究仍不夠充分。因此，本文主要根據(jù)二連盆地烏尼特坳陷的重力場特征并結(jié)合其他地震鉆進(jìn)等資料綜合前人的相關(guān)研究成果對研究區(qū)的斷裂特征進(jìn)行研究分析。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

二連盆地地處內(nèi)蒙古高原的中部，東鄰大興安嶺，西接索倫山，面積約10×104km2，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位置上處于華北板塊和西伯利亞板塊之間，為許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的小湖盆組合而成的中生代形成的裂陷盆地[1，2]。烏尼特坳陷位于二連盆地東北部，坳陷基底由晚古生代海西期復(fù)式向斜及二連-賀根山混雜巖帶組成[3]。二連盆地整體經(jīng)歷了前裂陷沉積期，裂陷變形期和后裂陷沉積變形期三期構(gòu)造演化。二連盆地缺失三疊系地層，其填充陸相地層包含侏羅系，下白堊統(tǒng)白堊、上白堊統(tǒng)三大層序，其中侏羅系的主要巖性為火山巖和火山碎屑巖，分布范圍廣[4，5]。

二連盆地充填的陸相地層包括侏羅系、下白堊統(tǒng)、上白堊統(tǒng)三大層序，缺失三疊紀(jì)地層，其中，侏羅系主要為火山巖、火山碎屑巖，分布廣泛。

2 重力場特征及地質(zhì)意義

分析該地區(qū)的布格重力異常圖，發(fā)現(xiàn)烏尼特及鄰區(qū)重力異常顯現(xiàn)出異常值自西向東為低值和高值交替出現(xiàn)的特征，且在宏觀上行為為北北東和近東西向的條帶狀展布，異常值在-55×10-5m/s2～-99×10-5m/s2，根據(jù)布格重力異常值大小及分布特征大體將異常劃分為以下四個部分（見圖1）。

圖1 烏尼特坳陷及鄰區(qū)布格重力異常圖

（1）西部低值區(qū)：異常值在-99 mGal～-76 mGal，異常走向大體為北北東向，局部形成低的圈閉，異常表現(xiàn)為寬大的重力低，推測西部發(fā)育的地層密度相對較小，蓋層沉積厚度大，基底埋深較大，該區(qū)域位于烏里雅斯太凹陷帶內(nèi)。

（2）中部高值區(qū)：異常值在-76 mGal～-58 mGal，異常走向整體呈北北東向，發(fā)育有密集的梯級帶。剩余異常圖中此部分顯示為幾個小范圍不連續(xù)的圈閉異常高，表明該區(qū)構(gòu)造活動強烈，斷裂發(fā)育。

（3）中部低值區(qū)：該區(qū)異常帶位于烏尼特坳陷的主體部位，異常值變化最大，在-99 mGal～-66 mGal，異常走向為北北東、南北走向，剩余異常表現(xiàn)為幾個不連續(xù)的圈閉異常低，梯度變化比較大。

（4）東部高值區(qū)：異常位于西烏珠穆沁旗至額仁高壁之間，異常值在-74 mGal～-54 mGal，呈北北東、南北向展布，表現(xiàn)為梯度較大的異常高，表明強烈的構(gòu)造活動導(dǎo)致基底隆升。

總的來說研究區(qū)的重力異常整體上呈北北東向展布，局部有南北向，異常最高值位于研究區(qū)東部大約為-55 mGal，異常最低值在研究區(qū)中部即坳陷的主體部位大約為-99 mGal。重力低和重力高的過渡部位有相對密集的梯級帶，根據(jù)異常特征并結(jié)合已有資料大致可以推測研究區(qū)為“隆陷相間”的格局。

圖1中的重力異常值特征反映出研究區(qū)盆地中部深，向東西兩側(cè)延伸變淺；重力異常值形成的高值和低值圈閉顯示盆基底起伏明顯，發(fā)育隆起凹陷；重力高值與低值之間的梯級帶密集，顯示該地區(qū)發(fā)育有復(fù)雜的斷裂構(gòu)造（見圖2）。

圖2 斷裂與總水平導(dǎo)數(shù)疊加圖

3 斷裂構(gòu)造特征

利用滑動平均、向上延拓、方向?qū)?shù)、垂向二階導(dǎo)數(shù)和水平導(dǎo)數(shù)等處理方法，可分離區(qū)域場和局部場，在此研究的基礎(chǔ)上結(jié)合已有研究成果和區(qū)域地質(zhì)特征，可推測出研究區(qū)的斷裂構(gòu)造特征。

由圖2可以明顯的看出，研究區(qū)斷裂發(fā)育，主要斷裂的走向為北北東、南北向，局部小的次級斷裂為近東西向。研究區(qū)主要斷裂的走向與區(qū)域構(gòu)造帶的走向吻合，基本反映研究區(qū)地層走向；斷裂延伸距離長，規(guī)模大，研究區(qū)內(nèi)地層發(fā)育受其控制，部分?jǐn)嗔研纬膳鑳?nèi)次級構(gòu)造邊界；次級斷裂規(guī)模較小，主要類型為蓋層斷裂。研究區(qū)主要斷裂特征如下：

3.1 F1斷裂

如圖2所示該斷裂位于烏尼特坳陷西緣，長度約115 km，呈北北東向展布，是劃分烏里雅斯太凹陷的東部邊界斷裂。在重力異常圖上表現(xiàn)為重力高與重力低的密集梯級帶上，在布格重力水平總梯度圖上顯示為極值連線。結(jié)合相關(guān)資料分析，該斷裂為一基底斷裂，斷層發(fā)育于早白堊世為一控凹正斷層。

3.2 F2斷裂

該斷裂位于二連-賀根山斷裂帶上，在研究區(qū)長度約140 km，總體呈北東向展布。沿斷裂帶出露大量的花崗巖體與超基性巖體，說明其是一條重要的超巖石圈斷裂，該斷裂活動對于盆山格局變化、盆地發(fā)育、沉積演化及關(guān)鍵的地質(zhì)事件都有明顯的控制作用[6]。

3.3 F3斷裂

該斷裂屬于研究區(qū)中央坳陷帶內(nèi)斷裂，研究區(qū)延伸約110 km，呈近北東向展布。該斷裂形成于晚白堊世為一主要控凹正斷層，傾向西北，控制著包爾果吉凹陷東部邊界。在重力異常圖上表現(xiàn)為重力高與重力低的過渡帶，在總水平導(dǎo)數(shù)圖上表現(xiàn)為極值連線。

3.4 F4斷裂

該斷裂位于研究區(qū)東部，斷裂北部南北向南部北北東向展布，研究區(qū)延伸約是劃分東部隆起與西部凹陷帶的邊界斷裂。該斷裂東北部所處地表主要出露石炭系花崗巖，南部有二疊系出露。異常圖上，該斷裂位于重力高與重力低之間，有密集的梯級帶和明顯的線性異常帶，斷裂以西是阿拉達(dá)布斯凹陷區(qū)，以東是額仁高壁隆起區(qū)。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)布格重力異常由西向東表現(xiàn)出低-高-低-高相間分布的特點，異常值在-55×10-5m/s2～-99×10-5m/s2，異常走向整體上呈北北東和近東西向展布，根據(jù)布格重力異常值大小及分布特征大體將異常劃分為西部低值區(qū)、中部高值區(qū)、中部低值區(qū)、東部高值區(qū)四個部分。

（2）研究區(qū)發(fā)育斷裂構(gòu)造，大型斷裂帶的走向為北北東、南北向，次級斷裂帶走向為近東西向。大型斷裂延伸距離長，與區(qū)域構(gòu)造走向吻合，與盆內(nèi)地層走向一致，是研究區(qū)內(nèi)凹陷邊界形態(tài)的主控因素，次級斷裂規(guī)模小，延伸距離短，以蓋層斷裂為主。