基于重磁異常的天津市平原區(qū)深部構(gòu)造特征識(shí)別

楊學(xué)明，李世斌，韓杰，林星

（天津市地球物理勘探中心，天津300170）

研究區(qū)在大地構(gòu)造位置上一級(jí)分區(qū)屬于渤海灣裂谷盆地，為典型的多旋回盆地，構(gòu)造演化經(jīng)歷了結(jié)晶基底形成及沉積蓋層發(fā)育的兩大旋回[1]。二級(jí)分區(qū)屬華北斷拗區(qū)，為中、新生代斷拗，區(qū)內(nèi)隆起、拗陷及次級(jí)（Ⅳ級(jí)）凸起、凹陷的延伸方向呈雁行式凹、隆相間的構(gòu)造格局，深大斷裂的走向均為NNE 向展布[2]。研究區(qū)內(nèi)有與其配套發(fā)育的北西西（NWW）和北西（NW）向的斷裂，在不同程度上控制著凸起和凹陷的發(fā)育。受不同構(gòu)造旋回期的發(fā)展演化控制，晚期發(fā)育地質(zhì)構(gòu)造掩蓋早期地質(zhì)構(gòu)造特征，地表反映不明顯[3-4]，而深部構(gòu)造對(duì)于構(gòu)造單元?jiǎng)澐?、資源評(píng)價(jià)、城市規(guī)劃建設(shè)、地學(xué)研究等具有十分重要的作用，地球物理方法在識(shí)別深部地質(zhì)構(gòu)造特征中發(fā)揮著不可替代的作用。

自上世紀(jì)60年代，在天津市及周邊地區(qū)開展了大量的地球物理工作，包括1/50萬(wàn)、1/20萬(wàn)、1/10萬(wàn)或1/5萬(wàn)（局部）重力、航磁測(cè)量及大地電磁、地震勘探工作，取得了大量地球物理數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上劃分了天津市平原區(qū)主要斷裂構(gòu)造空間分布，識(shí)別深部斷裂構(gòu)造特征，圈定了侵入巖體及探討了基地性質(zhì)，為探討天津市平原區(qū)地質(zhì)構(gòu)造信息提供了豐富的成果基礎(chǔ)[5-6]。

近年來(lái)重磁資料不斷更新，數(shù)據(jù)處理、解釋新方法快速發(fā)展，使得區(qū)域重磁資料在研究構(gòu)造特征方面取得了顯著成效。筆者利用區(qū)域重力、航磁數(shù)據(jù)（重力為天津市地球物理勘探中心實(shí)測(cè)1/5萬(wàn)重力數(shù)據(jù)，接邊為鄰區(qū)1/20萬(wàn)重力數(shù)據(jù)、航磁數(shù)據(jù)來(lái)源于自然資源部航空物探遙感中心實(shí)測(cè)1/5萬(wàn)航磁數(shù)據(jù)），開展重磁資料處理解譯，利用小波尺度分離和增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別技術(shù)提取了研究區(qū)內(nèi)豐富線性構(gòu)造信息，分析區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造特征，進(jìn)行定性分析；同時(shí)利用分離出的大尺度重磁異常采用Parker法反演研究區(qū)莫霍面、居里面起伏特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)深大斷裂總結(jié)研究區(qū)深部構(gòu)造特征。

1 地質(zhì)、地球物理背景

天津市構(gòu)造屬渤海灣裂谷盆地，為典型的多旋回盆地，構(gòu)造演化經(jīng)歷了結(jié)晶基底形成及沉積蓋層發(fā)育的兩大旋回。結(jié)晶基底的形成，歷經(jīng)五臺(tái)、呂梁等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，于呂梁期形成穩(wěn)定克拉通。沉積蓋層主要包含中、新元古界至中、新生界。

1.1 地層

全區(qū)被第四系覆蓋，僅在天津北部薊縣山區(qū)出露中、新元古界長(zhǎng)城系、薊縣系和青白口系，出露面積約640 km2，其次是零星的太古宇和古生界寒武系下統(tǒng)府君山組出露，太古宇八道河群王廠組及下古生界零星分布[7-10]。據(jù)鉆井和物探資料揭示，研究區(qū)中生界埋藏較深，其上沉積了巨厚的新生界，而中生界局部地段殘留，厚度不大；研究區(qū)從太古宇至新生界均有發(fā)育，但上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)缺失，古近系古新統(tǒng)局部缺失[11]。

1.2 構(gòu)造

構(gòu)造隸屬于華北斷坳區(qū)，為中、新生代斷坳，區(qū)內(nèi)隆起、坳陷及次級(jí)（Ⅳ級(jí)）凸起、凹陷的延伸呈北東向雁行式凹、隆相間排列，斷裂多為北東向展布，其中滄縣隆起（天津段）由一系列北東向凹、隆相間排列的凸起、凹陷所構(gòu)成，如雙窯凸起、白塘口凹陷、潘莊凸起、小韓莊凸起等；區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的斷裂，構(gòu)成次級(jí)構(gòu)造單元的分界線，如滄東斷裂構(gòu)成滄縣隆起的東南邊界，白塘口西斷裂和白塘口東斷裂分別為雙窯凸起與白塘口凹陷、白塘口凹陷與小韓莊凸起的分界線。另外區(qū)內(nèi)北西向斷裂較發(fā)育，如海河斷裂，以不同程度控制凸起和凹陷的發(fā)育。

1.3 地球物理特征

天津市平原區(qū)布格重力異常平面圖（圖1a）可以看出，布格重力場(chǎng)值宏觀表現(xiàn)為東北、西南高，西北、東南低，布格重力場(chǎng)值在-55～14×10-5m/s2之間變化，重力場(chǎng)最高值位于團(tuán)泊西北附近，布格重力場(chǎng)值約為14×10-5m/s2，布格重力場(chǎng)最小值位于武清縣北蔡村附近，布格重力場(chǎng)值約為-55×10-5m/s2。形態(tài)表現(xiàn)為“兩低、兩高”，布格重力異常呈北東向高、低相間排列，它充分揭示了寶坻凸起、冀中坳陷（武清凹陷）、滄縣隆起、黃驊坳陷的地質(zhì)構(gòu)造特征。

從天津市平原區(qū)航磁化極后ΔT異常平面圖（圖1b）可以看出，航磁△T異常宏觀形態(tài)表現(xiàn)為北西西帶狀分布，南北向高、低相間排列，其間疊加團(tuán)塊狀的磁力高異常，磁力場(chǎng)值在-180～350 nT之間變化。磁力場(chǎng)最小值位于研究區(qū)東南部馬棚口，最高值位于研究區(qū)東南部澗南潛山。

1.4 物性特征

地層（巖石）密度、磁化率是重磁勘探資料解釋的重要參數(shù)。20世紀(jì)60年代以來(lái)，伴隨著研究區(qū)及周邊油氣資源、地?zé)豳Y源和生產(chǎn)用水等勘探工作的深入開展，對(duì)研究區(qū)及周邊做了大量的巖石（巖心）標(biāo)本、第四系標(biāo)本及密度測(cè)井等密度、磁化率測(cè)定與研究工作，取得了豐富的物性資料。

圖1 天津市平原區(qū)地球物理異常圖Fig.1 Geophysical anomaly in Tianjin plain area

結(jié)合大區(qū)域范圍的宏觀巖石密度資料，從研究區(qū)巖石密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看（表1），各地層密度值隨地質(zhì)年代由新到老逐漸增大；同一地層、巖性成分，采用不同方法得到的密度值十分接近，表明不同構(gòu)造單元的地層密度較為穩(wěn)定；東營(yíng)組與館陶組之間、孔店組與白堊系之間、侏羅系-上古生界、下古生界-太古宇各地層密度值接近，密度差異不明顯；區(qū)內(nèi)火山巖多為中、新生界，其巖性多為玄武巖、安山巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r，密度值較大；巖漿巖密度具有從堿性→酸性→中性→基性→超基性增大的一般規(guī)律，密度值一般在2.60～3.0 g/cm3之間變化，侵入巖的密度值較噴出巖大。

密度分布特征由上而下可劃分為以下五個(gè)密度層，存在四個(gè)密度界面，第一密度層為第四系，平均密度值為2.05 g/cm3；第二密度層為新近系-東營(yíng)組，平均密度值為2.20 g/cm3；第三密度層為古近系沙河街組-白堊系，平均密度值為2.41 g/cm3；第四密度層為侏羅系、三疊系上古生界，平均密度值2.59 g/cm3；第五密度層為下古生界-太古宇，平均密度值2.68 g/cm3，該層是造成區(qū)域重力異常的主要因素。

表1 研究區(qū)巖石地層密度磁參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of density of rock strata in the research area

該區(qū)地層磁性特征表現(xiàn)為中、新元古界及上覆沉積地層為弱磁性或無(wú)磁性，下元古界或更老地層組成的結(jié)晶基底以片麻巖類為主，磁性較強(qiáng)，磁化率一般在1 000×10-5SI～3 000×10-5SI 之間變化，巖漿巖、火山巖具有較強(qiáng)的磁性，但其磁性變化較大，一般在0～4 500×10-5SI之間變化，具有從酸性→中性→基性→超基性增強(qiáng)的一般規(guī)律，從巖性上分析，蛇紋巖、橄欖巖、角閃石巖、輝石巖磁性較強(qiáng)，在4 000～5 000×10-5SI之間；輝綠巖、安山巖、閃長(zhǎng)巖類、玄武巖類、輝綠巖、輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖次之，一般在2 000～2 500×10-5SI之間；石英巖類、花崗巖類磁性較弱，一般在250～800×10-5SI之間。

2 處理方法及結(jié)果

重力異常揭示地表至上地幔之間的固體介質(zhì)密度差異，磁異常揭示地表至磁性基底等溫面，是研究區(qū)域、深部構(gòu)造特征的數(shù)據(jù)資源[12-16]。而在利用重力、磁異常數(shù)據(jù)開展研究的過(guò)程中，有效分離不同深源層地質(zhì)體引起的異常及提取其所反映的線性構(gòu)造特征是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

2.1 處理方法

（1）重力異常分離的小波分析

小波變換可以將信號(hào)f（x）分解成多種不同的頻率成分或各種不同的尺度成分，通過(guò)伸縮、平移聚集到f（x）的任意細(xì)節(jié)加以分析[17]。小波變換具有變焦性，當(dāng)頻率變化時(shí)，窗口面積不變，但其形狀發(fā)生改變，即當(dāng)頻率低時(shí)，窗口較寬，空間分辨率較低，當(dāng)頻率升高時(shí)，窗口變窄、變高，空間分辨率增加，具良好的局部化特征。

若令J2=4，f(x，y)=△g(x，y)，則有：

Ajf(x，y)為f(x，y)在尺度4j分辨率下的連續(xù)逼近，Djf(x，y)為f(x，y)在尺度4j分辨率下的連續(xù)細(xì)節(jié)。上式說(shuō)明一個(gè)二維重磁異?？梢员磉_(dá)為一個(gè)四階逼近及一階、二階、三階和四階四個(gè)細(xì)節(jié)所構(gòu)成，也就是對(duì)重力異常進(jìn)行多重分解。

本次數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，我們根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)來(lái)組合小波細(xì)節(jié)，選擇了合適的高階逼近，來(lái)實(shí)現(xiàn)有地質(zhì)意義的分解。將結(jié)果與地質(zhì)資料對(duì)比，認(rèn)為5階次的小波變換異常能反映區(qū)內(nèi)的局部構(gòu)造。

（2）增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別技術(shù)

局部相位（Local pahse，LP）邊界識(shí)別技術(shù)是根據(jù)重磁異常一階水平導(dǎo)數(shù)極值點(diǎn)和垂直導(dǎo)數(shù)的零值點(diǎn)與地質(zhì)體邊界相對(duì)應(yīng)的特征，利用水平與垂直導(dǎo)數(shù)比值來(lái)獲得地質(zhì)體的邊界信息[18-20]。該方法相對(duì)總水平導(dǎo)數(shù)能同時(shí)獲得不同深度地質(zhì)體的邊界，提高了深部地質(zhì)體的分辨能力。但以往結(jié)果表明該方法所得到結(jié)果較發(fā)散。為了提高結(jié)果的水平分辨率，提出增強(qiáng)型局部相位邊界識(shí)別技術(shù)（Improved local pahse，ILP），其采用一階水平導(dǎo)數(shù)與二階垂直導(dǎo)數(shù)的比值函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)邊界識(shí)別，且為了滿足數(shù)學(xué)意義，乘以因子其具體表達(dá)式為：

其中ILP為增強(qiáng)型局部相位邊界識(shí)別結(jié)果，f為位場(chǎng)異常為位場(chǎng)異常在三個(gè)方向的導(dǎo)數(shù)，mean為取算數(shù)平均值。高階垂向?qū)?shù)在計(jì)算過(guò)程中會(huì)明顯地增強(qiáng)噪聲的干擾，因此采用水平導(dǎo)數(shù)的組合計(jì)算垂直導(dǎo)數(shù)，表達(dá)式為：

（3）Parker法重磁界面反演

七十年代以來(lái)，R.L.Parker（帕克）提出了一種界面重磁場(chǎng)的正、反演公式。它能計(jì)算物性橫向變化的連續(xù)界面，場(chǎng)的反演是假定異常源來(lái)自于兩種不同密度介質(zhì)分界面，并要求界面起伏變化較小。計(jì)算在頻率域內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)多次迭代擬合界面重磁場(chǎng)完成密度、磁性界面的反演計(jì)算。以密度界面反演為例，其反演公式如下：

其中σ(ζ，η)為已知地層與下部介質(zhì)之間的密度、磁性差，Z0為參考面深度，G為萬(wàn)有引力常數(shù)，F(xiàn)為位場(chǎng)傅里葉變換，△h為相對(duì)于參考面深度Z0的界面起伏深度。

2.2 處理結(jié)果

基于以上方法，對(duì)天津市平原區(qū)布格重力異常、航磁△T化極異常進(jìn)行位場(chǎng)轉(zhuǎn)換計(jì)算[10]，利用小波變換分析提取不同尺度的重力、航磁局部及區(qū)域異常，并對(duì)重力、航磁異常進(jìn)行增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別，提取地球物理場(chǎng)的線性構(gòu)造特征。

圖2為小波變換5階分離出的布格重力異常局部與區(qū)域場(chǎng)，圖3為小波變換5階分離出的航磁△T異常局部與區(qū)域場(chǎng)。

圖4 為天津市平原區(qū)重磁增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別平面圖，利用一階和二階水平導(dǎo)數(shù)的比值來(lái)進(jìn)行邊界的識(shí)別，其能有效地均衡不同深度地質(zhì)構(gòu)造的效應(yīng)，提高了深部構(gòu)造的分辨率，能更加清晰和準(zhǔn)確地獲得地質(zhì)構(gòu)造的位置信息，結(jié)果與已知地質(zhì)構(gòu)造相吻合，對(duì)于分析區(qū)域構(gòu)造背景提供了基礎(chǔ)資料。

本次研究選取界面密度差0.3 g/cm3，莫霍面平均深度33 km；選取磁性基底平均深度10 km，平均磁化強(qiáng)度為0.3 A/M，利用Parker法反演莫霍面、磁性基底的起伏形態(tài)（圖5）。

3 成果認(rèn)識(shí)

3.1 主要斷裂特征分析

圖2 研究區(qū)布格重力異常小波變換5階局部與區(qū)域場(chǎng)平面圖Fig.2 Bouguer gravity anomaly local and regional fields plane of 5-order wavelet transform in the research area

深大斷裂兩側(cè)存在物性差異，則會(huì)在重磁位場(chǎng)轉(zhuǎn)換圖中呈現(xiàn)一定的異常特征，本文依據(jù)研究區(qū)重力異常、航磁△T 化極異常特征及上述處理方法結(jié)果，并結(jié)合相關(guān)地質(zhì)、地球物理研究成果，劃分并分析研究區(qū)內(nèi)深大斷裂特征，具體分析如下：

（1）F1斷裂（滄東斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)中部，呈北東向展布，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，多處被北西西向斷裂錯(cuò)斷，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約121 km。

在布格重力異常上，該斷裂位于布格重力高、重力低的梯級(jí)帶部位，表現(xiàn)為北東向明顯的重力梯級(jí)帶，每公里梯度變化約1.0～5.0×10-5m/s2；斷裂西北側(cè)為布格重力高、東南側(cè)為布格重力低，表明斷裂西北盤上升、東南盤下降。在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂表現(xiàn)為局部重力高、重力低的分界線。

圖3 研究區(qū)航磁異常小波變換5階局部與區(qū)域場(chǎng)平面圖Fig.3 Aeromagnetic anomaly local and regional fields plane of 5-order wavelet transform in the research area

在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為不連續(xù)的正極值軸連線。在化極航磁△T異常平面圖上，該斷裂南段為磁力高異常帶的極值軸線。

研究成果表明，斷裂西北盤新生界厚千余米，基底由古生界和中、新元古界構(gòu)成，認(rèn)為該斷裂為本區(qū)重要的殼斷裂，為印支-燕山期構(gòu)造旋回的產(chǎn)物，具有長(zhǎng)期活動(dòng)的特征，控制了中、新生代盆地的發(fā)育，構(gòu)成滄縣隆起與黃驊坳陷的分界。

圖4 研究區(qū)重磁增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別平面圖Fig.4 Gravity and magnetism enhanced local phase boundary recognition plane in the research area

綜上所述，推斷該斷裂為規(guī)模巨大、西北盤上升、東南盤下降、斷面東南傾的正斷層，構(gòu)成滄縣隆起與黃驊坳陷的分界線。該斷裂最早生成于晚石炭紀(jì)-晚三疊紀(jì)，中生代活動(dòng)較弱，古近紀(jì)早期強(qiáng)烈活動(dòng)，至新近紀(jì)，該斷裂活動(dòng)逐漸減弱，但仍不斷活動(dòng)。由于該斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)，控制了東緣裂陷帶的生成、發(fā)育及沉積地層分布。依據(jù)重力場(chǎng)的形態(tài)變化特征，推斷該斷裂在新生代活動(dòng)，具有北段活動(dòng)晚、斷距小，南段活動(dòng)早、斷距大的特征。

（2）F2斷裂（天津斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)中部，大致沿岳實(shí)莊村-豐臺(tái)鎮(zhèn)-大唐莊-爾王莊（東）-霍莊子-大畢莊-李七莊-蔡公莊一線呈北東向展布，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，多處被北西西向斷裂錯(cuò)斷，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約142 km。

圖5 研究區(qū)莫霍面和磁性基底圖Fig.5 MOHO surface and magnetic basement in the research area

在布格重力異常平面圖上，該斷裂位于布格重力高、重力低的梯級(jí)帶部位，表現(xiàn)為北東向的重力梯級(jí)帶，重力場(chǎng)梯度每公里在1.5～5.0×10-5m/s2之間變化；斷裂東南側(cè)為布格重力高、西北側(cè)為布格重力低，表明斷裂東南盤上升、西北盤下降。在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂表現(xiàn)為局部重力高、重力低的分界線。在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為不連續(xù)的正極值軸連線。

綜上所述，推斷該斷裂為規(guī)模巨大、東南盤上升、西北盤下降、斷面西北傾的正斷層。該斷裂最早生成于晚石炭紀(jì)-晚三疊紀(jì)，中生代活動(dòng)較弱。古近紀(jì)早期斷裂北段活動(dòng)強(qiáng)烈，至新近紀(jì)，該斷裂整體活動(dòng)性增強(qiáng)，由于該斷裂的活動(dòng)，控制了西緣裂陷帶的生成、發(fā)育及沉積地層分布。依據(jù)布格重力場(chǎng)的變化特征，推斷該斷裂具有北段活動(dòng)早、斷距大，南段活動(dòng)晚、斷距小的發(fā)育特征。

（3）F3斷裂（寶坻斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)北部，大致沿鉗屯-顧家屯-新開口-王樸莊一線呈東西向展布，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約40 km。

在布格重力異常平面圖上，該斷裂位于布格重力高、重力低的梯級(jí)帶部位，表現(xiàn)為東西-北東向明顯的重力梯級(jí)帶，重力場(chǎng)梯度變化較大，每公里梯度變化約9～12×10-5m/s2；斷裂北側(cè)為布格重力高、南側(cè)為布格重力低，表明斷裂北盤上升、南盤下降。在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂表現(xiàn)為局部重力高、重力低的分界線。在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為正極值軸的連線。在化極航磁△T異常平面圖上，該斷裂位于磁力高與磁力低的梯級(jí)帶過(guò)渡部位，斷裂北側(cè)為磁力低、南側(cè)為磁力高。

據(jù)鉆井資料，斷裂北盤第四系厚約數(shù)百米，第四系直接覆蓋于古生界和中、新元古界之上，基底埋藏較淺。

綜上所述，該斷裂為北盤上升、南盤下降、斷面南傾的正斷層。該斷裂生成較早，具有長(zhǎng)期活動(dòng)的特征，古近紀(jì)強(qiáng)烈活動(dòng)，新近紀(jì)-第四紀(jì)更新世，該斷裂仍在活動(dòng)，使寶坻凸起不斷上升，此后活動(dòng)減弱。該斷裂為武清凹陷生成的主控?cái)嗔?，控制了寶坻凸起?gòu)造的發(fā)育及武清凹陷的生成，對(duì)武清凹陷的生成及沉積建造起著主要的控制作用，構(gòu)成寶坻凸起與武清凹陷的分界線。

（4）F4斷裂（楊柳青斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)中西部，大致沿良種繁殖場(chǎng)-林場(chǎng)-青光-李嘴-朱唐莊（西北約2 km）一線呈近北東向展布，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約53 km。

在布格重力異常平面圖上，該斷裂位于北東向的重力梯級(jí)帶，布格重力等值線同向扭曲，重力場(chǎng)梯度每公里在2.0～2.5×10-5m/s2之間變化；在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂位于局部重力高、重力低的過(guò)渡帶，斷裂西北側(cè)為重力低、東南側(cè)為重力高，表明該斷裂東南盤上升、西北盤下降。在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為不連續(xù)的正極值軸連線。

綜上所述，推斷該斷裂為一條西北盤下降、東南盤上升、斷面西北傾的正斷層。該斷裂最早生成于晚石炭紀(jì)-晚三疊紀(jì)，中生代活動(dòng)較弱，古近紀(jì)活動(dòng)較強(qiáng)，此后活動(dòng)減弱。依據(jù)重力場(chǎng)的變化特征，推斷該斷裂對(duì)武清凹陷的生成起主要的控制作用，構(gòu)成滄縣隆起與冀中坳陷（武清凹陷）的西南分界線。

（5）F5斷裂（漢沽斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)中東部，大致沿東七里海水庫(kù)（東北約2 km）-橋沽-漢沽（北約2 km）一線呈北西西向展布，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約39 km。

在布格重力異常平面圖上，該斷裂位于布格重力高與重力低的過(guò)渡帶部位，布格重力等值線同向扭曲，梯度變化較大，重力梯度變化約每公里1～2.5×10-5m/s2之間。在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂位于局部重力高與重力低的過(guò)渡帶部位，斷裂南側(cè)為局部重力低、北側(cè)為局部重力高，表明該斷裂北盤上升、南盤下降。在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為不連續(xù)的正極值軸連線。

綜上所述，該斷裂為北盤上升、南盤下降、斷面西南傾的正斷層。該斷裂生成于石炭紀(jì)-晚三疊紀(jì)，并強(qiáng)烈活動(dòng)，中生代活動(dòng)較強(qiáng)，控制了北塘凹陷的生成、發(fā)育及中生代的沉積分布，古近紀(jì)再次活動(dòng)，新近紀(jì)活動(dòng)減弱，認(rèn)為該斷裂構(gòu)成黃驊坳陷與滄縣隆起的分界線。

（6）F6斷裂（白塘口西斷裂）

該斷裂位于研究區(qū)中南部，大致沿萬(wàn)新莊（東約3 km）-大寺（西約2 km）-團(tuán)泊農(nóng)場(chǎng)-渡口（西約3 km）一線呈北北東向展布，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度約47 km。

在布格重力異常上，該斷裂位于重力高與重力低的梯級(jí)帶部位，重力場(chǎng)梯度變化較大，每公里重力梯度變化為3.0～4.5×10-5m/s2。在布格重力小波分解局部異常上，該斷裂位于局部重力高、重力低的過(guò)渡帶部位，斷裂東側(cè)為局部重力低、西側(cè)為局部重力高，表明該斷裂西盤上升、東盤下降。在布格重力增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別上表現(xiàn)為連續(xù)的正極值軸連線。

在化極航磁△T異常、小波分解局部異常上，該斷裂位于磁力高異常帶的極值軸線。

綜上所述，該斷裂為西盤上升、東盤下降、斷面東南傾的正斷層，構(gòu)成天津西凸起與白塘口凹陷的分界線。該斷裂生成于中生代并強(qiáng)烈活動(dòng)，古近紀(jì)活動(dòng)減弱，控制了白塘口中生代凹陷的生成及沉積地層分布。

3.2 莫霍面、磁性基底起伏特征

莫氏界面，在研究區(qū)連續(xù)分布，莫氏面埋深在32.5～33.6 km之間變化，起伏變化不大，莫氏面最小埋深位于研究區(qū)東北部岳實(shí)莊村、東歡坨、范家坨周邊，最大埋深位于研究區(qū)西北部豆張莊-泗村店一帶。在滄縣隆起區(qū)，以蟶頭沽-清河農(nóng)場(chǎng)-黃莊-方家莊一線為界，西南部沿塘官屯-大丘莊-團(tuán)泊-巨葛莊一線存在北東向的橢圓形莫氏面低隆起帶，隆起帶莫氏面最小埋深約33 km；東北部莫氏面由西南向東北逐漸抬升，等深線為北西向。在冀中坳陷區(qū)，沿豆張莊-泗村店一線存在北東向的橢圓形莫氏面低凹陷區(qū)，向四周莫氏面逐漸抬升，莫氏面最大埋深約33.6 km。黃驊坳陷區(qū)，莫氏面等深線呈北東向展布，形態(tài)簡(jiǎn)單，等深線稀疏。

太古宇磁性基底頂界面，在研究區(qū)連續(xù)分布。磁性基底宏觀上為近東西向的帶狀分布，表現(xiàn)為南北低、中部高，呈北東東向高、低相間排列，磁性基底埋深在7.9～12.4 km之間變化，起伏變化不大。在研究區(qū)北部泗村店-大堿廠-大白莊-大鐘莊-黃家鋪村一線，磁性基底頂界面局部凹陷，構(gòu)造為近東西向的長(zhǎng)條形，磁性基底頂界面最大埋深位于泗村店-大堿廠東西一線，約為10.7 km，向四周磁性基底抬升。在大鐘莊-黃家鋪村一帶，磁性基底頂界面埋深起伏變化不大，形態(tài)簡(jiǎn)單，等深線稀疏。在研究區(qū)西南部，雙窯村-管鋪頭-張家窩一線，磁性基底頂界面局部凸起，構(gòu)造為南北向的長(zhǎng)條形，形態(tài)簡(jiǎn)單，等深線稀疏，磁性基底起伏變化較小，磁性基底頂界面埋深在9.3～9.8 km之間變化，磁性基底頂界面最小埋深約為9.3 km，向四周磁性基底降低。在研究區(qū)東中部，澗南-大神堂-趙莊-大辛莊-大鐘莊一線，磁性基底頂界面局部凸起，構(gòu)造為北西向的長(zhǎng)條形，磁性基底頂界面埋深在7.5～9.0 km之間變化，最小埋深約為7.5 km，向四周磁性基底降低，等深線同向彎曲。在研究區(qū)東南部，塘駒河、驢駒河?xùn)|南側(cè)，為磁性基底凹陷區(qū)，形態(tài)為等軸狀，四周等深線密集，中心等深線稀疏，磁性基底頂界面埋深在10.0～12.4 km之間變化，起伏變化較大，構(gòu)造最大埋深12.4 km。

總之，莫氏面及磁性基底頂界面反演成果，宏觀上反映了研究區(qū)莫氏面及磁性基底的起伏變化，客觀地揭示了現(xiàn)今的深部構(gòu)造特征，為研究本區(qū)的深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了參考依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)小波變換有效的分離出重磁局部及區(qū)域異常信息并利用增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別技術(shù)提取豐富線性構(gòu)造信息，為后續(xù)定性分析及界面反演提供可靠異常數(shù)據(jù);劃分研究區(qū)6條主要斷裂，利用小波變換局部及區(qū)域的重磁異常、增強(qiáng)局部相位邊界識(shí)別技術(shù)分析斷裂線性構(gòu)造特征，并對(duì)斷裂切割深度進(jìn)行定性分析。

（2）利用區(qū)域重力、航磁異常反演研究區(qū)莫霍面、磁性基底深度，莫霍面起伏介于32.5～33.6 km之間，總體上具有西深東淺的特征；磁性基底深度介于7.9～12.4 km之間，為近東西向的帶狀分布。

（3）滄東斷裂、寶坻斷裂為研究區(qū)深部構(gòu)造主要控制因素，研究區(qū)莫霍面、磁性基底起伏特征受其控制，展現(xiàn)出深部構(gòu)造東西分帶、南北分塊的特征。