華北地塊及鄰區(qū)重力異常特征及地質(zhì)結(jié)構(gòu)

郭雨帆, 肖 健, 付光明, 許志山, 李清武, 黃仁桂,趙 影, 徐長(zhǎng)文, 肖建華, 袁 俊

(1. 江西省地震局, 江西 南昌 330096;2. 河北省地震災(zāi)害防御與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河北 三河 065201)

0 引言

中國(guó)大陸及鄰區(qū)可劃分為東北地塊、華北地塊、華南地塊、西域地塊、青藏地塊和滇緬地塊[1-2],其中,華北地塊位于六大地塊中心位置,區(qū)域內(nèi)巖漿和斷裂帶活躍、強(qiáng)震頻發(fā)、礦產(chǎn)資源豐富[3]。華北地塊由西部的鄂爾多斯克拉通塊體和東部的華北似環(huán)狀裂谷盆地組成[4](圖1)。華北克拉通于古元古代(2 500～1 600 Ma)逐漸形成。中元古代—三疊紀(jì)(1 600～205 Ma)是華北地臺(tái)發(fā)育期,形成了典型的地臺(tái)型沉積。在三疊紀(jì)末期(約205 Ma),華北地塊和揚(yáng)子地塊碰撞形成秦嶺—大別山構(gòu)造帶和郯廬斷裂帶,華北地臺(tái)與蒙古微大陸通過(guò)興蒙—吉黑造山帶焊接。侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)(205～65 Ma),燕山運(yùn)動(dòng)造成華北地臺(tái)分化,表現(xiàn)為華北地臺(tái)東部大陸“活化”,強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地殼破壞改造,而西部鄂爾多斯地區(qū)保持穩(wěn)定,基本不受影響。新生代以來(lái)(65 Ma至今),華北地區(qū)進(jìn)入大陸伸展構(gòu)造發(fā)育的環(huán)境,東部裂谷盆地巖石圈拆沉、地殼減薄,而西部鄂爾多斯塊體較穩(wěn)定,并整體隆升[4]。

虛線為塊體邊界及主要斷裂:1.華北地塊邊界;2.鄂爾多斯克拉通塊體與華北似環(huán)狀裂谷盆地分界;3.河套斷陷盆地?cái)嗔严?4.包頭—張家口—平泉深斷裂;5.濟(jì)源—黃口深斷裂;6.山西斷陷盆地?cái)嗔严?7.渭河斷陷盆地?cái)嗔严?8.太行山斷裂帶;9.邢臺(tái)—唐山新斷裂帶;10.滄東斷裂帶;11.麻城—崇陽(yáng)—新寧斷裂;12.郯城—廬江斷裂帶;13.連云港—千里巖—開(kāi)城斷裂;紅線為莫霍面測(cè)線,白圓點(diǎn)為莫霍面控制點(diǎn)(列于表1)圖1 研究區(qū)水深地形和斷裂展布圖Fig.1 Regional topography and fracture distribution map

目前華北地塊及鄰區(qū)重力研究成果相對(duì)較少。Li等[5]使用EGM2008重力模型反演了華北克拉通巖石圈密度,發(fā)現(xiàn)克拉通活化和減薄尚未影響到華北克拉通中、西兩個(gè)部分。玄松柏等[6]基于EGM2008重力模型數(shù)據(jù),利用Parker-Oldenburg方法反演了中國(guó)大陸莫霍面深度。石嵐[7]采用NGDC720地磁模型和WGM2012重力模型分別反演了華北克拉通及鄰區(qū)居里等溫面和莫霍面,并探討了這兩個(gè)界面的構(gòu)造意義。許田等[8]基于EGM2008重力模型及ETOPO1地形模型,研究了華北地區(qū)重力和地形及其對(duì)克拉通破壞深部過(guò)程的約束作用。侍文等[9]使用WGM2012數(shù)據(jù)計(jì)算中國(guó)大陸巖石圈有效彈性厚度和初始載荷比,以探究強(qiáng)震構(gòu)造區(qū)力學(xué)特征。上述研究沒(méi)有針對(duì)華北地塊及鄰區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)而全面地分析,缺乏使用重力資料反演該區(qū)莫霍面并識(shí)別校正斷裂的研究成果?；谏鲜鲈?有必要使用重力數(shù)據(jù),對(duì)華北地塊及鄰區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征開(kāi)展針對(duì)性研究。本文采用小波多尺度分解法對(duì)布格重力異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到華北地塊及鄰區(qū)布格重力異常小波分解逼近場(chǎng)和細(xì)節(jié)場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上,使用Parker-Oldenburg法反演莫霍面深度,并結(jié)合斷裂資料,利用重力異常導(dǎo)數(shù)法識(shí)別和校正塊體邊界和主要斷裂帶。目的是為深入分析華北地塊及鄰區(qū)重力異常特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、斷裂構(gòu)造提供基礎(chǔ)地球物理證據(jù)和相關(guān)研究成果,為該區(qū)地震風(fēng)險(xiǎn)研判及礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景規(guī)劃提供技術(shù)支撐和參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)

布格重力異常數(shù)據(jù)來(lái)源于全球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)(Bureau Gravimétrique International,簡(jiǎn)稱BGI)使用EGM2008模型計(jì)算得到的重力異常數(shù)據(jù)[10]。該數(shù)據(jù)空間分辨率約為2.5′×2.5′,地形改正使用了ETOPO1模型,布格改正應(yīng)用了Fullea等[11]開(kāi)發(fā)的FA2BOUGHT代碼。EGM2008模型是由美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局(U.S. National Geospatial Intelligence Agency,簡(jiǎn)稱NGA)EGM開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)布的,參考橢球面為WGS84橢球,它采用了GRACE衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)和地面重力數(shù)據(jù)。

本文主要研究區(qū)域?yàn)槿A北地塊及鄰區(qū)(102°～122°E,29°～45°N),研究區(qū)布格重力異常如圖2。重力異常總體呈NNE向條帶狀分布,從西部到東部異常值逐漸增大。在西南部形成的重力異常極值圈閉對(duì)應(yīng)青藏地塊,它是整個(gè)研究區(qū)的重力異常低值區(qū),最低值可達(dá)-543.49 mgal。華北地塊西部鄂爾多斯克拉通塊體的重力異常值低于東部華北似環(huán)狀裂谷盆地的布格重力異常,表明這兩個(gè)地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)和介質(zhì)密度存在差異。從圖2中還可以識(shí)別出秦嶺—大別山構(gòu)造帶,其重力異常值呈NWW向延伸。

黑虛線為塊體邊界及主要斷裂圖2 華北地塊及鄰區(qū)布格重力異常場(chǎng)Fig.2 Bouguer gravity anomaly field in the North China block and surrounding areas

1.2 方法

小波多尺度分解法憑借其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已被應(yīng)用到眾多研究領(lǐng)域,在地球科學(xué)領(lǐng)域如重力異常場(chǎng)分解研究中也得到廣泛應(yīng)用,它可以將重力異常場(chǎng)分解成不同尺度成分,實(shí)現(xiàn)重力異常場(chǎng)分離[12-13]。本次研究采用楊文采等[12]和候遵澤等[14]的二維多尺度小波分解法對(duì)布格重力異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,設(shè)重力異常為Δg(x,y),其分解公式為:

Δg(x,y)=Ai+Di+Di-1+…+D1

(1)

式中:Ai為重力異常的i階(i為不小于2的整數(shù))近似,即重力異常的低頻成分;Di為經(jīng)i次分解后得到的各階小波細(xì)節(jié),即重力異常的高頻成分。在重力異常的小波多尺度分解中,確定最優(yōu)小波基是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題,使用不同的小波基函數(shù)會(huì)產(chǎn)生不同的分解結(jié)果[15]。牟力等[16]經(jīng)過(guò)理論層面分析、理論模型對(duì)比試驗(yàn)和華北地區(qū)實(shí)測(cè)重力數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn),認(rèn)為db11小波基為重力數(shù)據(jù)多尺度分析的最優(yōu)小波基,因此本次研究由db11小波構(gòu)造二維尺度函數(shù)和小波函數(shù)。刁博等[17]通過(guò)討論信號(hào)長(zhǎng)度、小波母函數(shù)的支撐長(zhǎng)度與分解階次的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)對(duì)重力異常進(jìn)行小波分解時(shí),恰當(dāng)?shù)男〔ǚ纸怆A次為5階,故本次研究將小波分解尺度確定為5階。

Parker給出頻率域內(nèi)計(jì)算連續(xù)密度界面在地表平面內(nèi)產(chǎn)生的重力異常公式[18]后,Oldenburg根據(jù)該公式的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),提取出第一項(xiàng),得到密度界面反演的迭代公式[19]:

(2)

式中:F[h(x)]、F[Δg(x)]分別是界面深度和重力異常的傅里葉變換;z0為參考深度;k為波數(shù);G為萬(wàn)有引力常數(shù);ρ為殼-幔密度差。本次研究中,設(shè)置截?cái)囝l率WH=0.01,SH=0.012。據(jù)表1的莫霍面控制點(diǎn)[20],它們的平均深度為38.8 km,結(jié)合反演的實(shí)際情況,設(shè)置z0=38 km。

表1 莫霍面深度反演結(jié)果與數(shù)據(jù)控制點(diǎn)結(jié)果[20]對(duì)比

重力異常導(dǎo)數(shù)法是重力勘探中識(shí)別和分析斷裂構(gòu)造最常用的方法。0°水平方向?qū)?shù)、90°水平方向?qū)?shù)和垂向二次導(dǎo)數(shù)(羅森巴赫公式)對(duì)識(shí)別不同產(chǎn)狀斷裂效果較好且各有優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)剩余布格重力異常小波分解3階細(xì)節(jié)場(chǎng)[21]求0°水平方向?qū)?shù)、90°水平方向?qū)?shù)和垂向二次導(dǎo)數(shù),并根據(jù)導(dǎo)數(shù)圖的線性特征、極值帶等標(biāo)識(shí)特征,識(shí)別和校正基底及以上斷裂[22-23]。

2 結(jié)果與討論

2.1 布格重力異常場(chǎng)小波多尺度分解結(jié)果

以db11為小波母函數(shù)進(jìn)行小波多尺度分解,得到研究區(qū)布格重力異常場(chǎng)小波1～5階逼近場(chǎng)(圖3)和細(xì)節(jié)場(chǎng)(圖4)。

黑虛線為塊體邊界及主要斷裂圖4 華北地塊及鄰區(qū)布格重力異常小波1～5階細(xì)節(jié)場(chǎng)Fig.4 The 1st to 5th wavelet details of Bouguer gravity anomaly for the North China block and surrounding areas

各階小波逼近場(chǎng)圖像中反映的重力場(chǎng)源深度不同,但均可看出研究區(qū)不同大地構(gòu)造單元的基本格局,即西南部的低值圈閉對(duì)應(yīng)青藏地塊,南部的華南地塊與北部的華北地塊通過(guò)秦嶺—大別山構(gòu)造帶隔開(kāi),華北地塊內(nèi)部可以識(shí)別出重力異常較低的鄂爾多斯克拉通塊體和重力異常較高的華北似環(huán)狀裂谷盆地。低階逼近場(chǎng)與原始布格重力異常形態(tài)接近,隨著小波逼近階數(shù)增大,不同構(gòu)造單元及深大斷裂的重力異常的淺源、局部信息得到了較好的抑制,區(qū)域異常信息顯得更為突出。前人研究表明4階逼近場(chǎng)可能是莫霍面引起的異常[12,21,24-27]。通過(guò)對(duì)比不同階次的逼近場(chǎng)(圖3),發(fā)現(xiàn)4階逼近場(chǎng)既能一定程度地消除淺部信息影響,又對(duì)深部信息有較好反映,初步考慮使用4階逼近場(chǎng)反演莫霍面深度。將小波分析法和徑向?qū)?shù)功率譜法[28]兩種方法結(jié)合有利于對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析[12,24,29-31],本次研究使用徑向?qū)?shù)功率譜法估計(jì)4階逼近異常場(chǎng)源埋深,計(jì)算結(jié)果為37.3 km,與表1的莫霍面控制點(diǎn)[20]平均深度38.8 km接近?？梢酝茢?階逼近場(chǎng)可能反映了研究區(qū)莫霍面的起伏,故選取4階逼近場(chǎng)反演莫霍面深度。

1階和2階小波細(xì)節(jié)[圖4(a)、(b)]場(chǎng)源信息豐富而復(fù)雜,主要反映的是淺部高頻重力異常信息。其分布特征顯示出西南部青藏地塊的地殼橫向變化劇烈且比較破碎,而華北地塊的重力異常變化則相對(duì)平緩,大部分?jǐn)?shù)據(jù)在-5～5 mgal之間變化,尤其是華北似環(huán)狀裂谷盆地的重力異常變化更為平緩。研究區(qū)重力異常的走向、規(guī)模、分布位置與區(qū)內(nèi)斷裂一致性較好,例如太行山斷裂帶東西兩側(cè)的重力異常差異明顯,能清晰地勾勒出太行山斷裂帶輪廓。隨著小波細(xì)節(jié)階數(shù)的增加,重力異常變得寬緩平滑,主要體現(xiàn)了深部場(chǎng)源所引起的較大規(guī)模的低頻重力異常信息。同3階小波細(xì)節(jié)[圖4(c)]相比,4階和5階小波細(xì)節(jié)[圖4(d)、(4e)]中小規(guī)模的條帶狀及串珠狀異常逐漸消失,重力異常圈閉現(xiàn)象更加明顯,圈閉空間逐漸擴(kuò)大,呈帶狀和塊狀分布。4階和5階小波細(xì)節(jié)顯示塊體邊界處重力異常變化劇烈,表明塊體邊界深大斷裂對(duì)重力異常的分布特征具有較好的控制作用。

綜上所述,逼近場(chǎng)和細(xì)節(jié)場(chǎng)共同顯示華北地塊內(nèi)部出現(xiàn)西、東兩個(gè)子單元,分別對(duì)應(yīng)鄂爾多斯克拉通塊體和華北似環(huán)狀裂谷盆地。子單元內(nèi)部變化較為平緩,而在子單元邊界及塊體邊界處變化較劇烈。

2.2 莫霍面特征

莫霍面是地殼與地幔的分界面,本文通過(guò)Parker-Oldenburg方法迭代反演得到莫霍面深度。圖5(a)是華北地塊及鄰區(qū)莫霍面埋深平面圖,將其與CRUST1.0地殼厚度模型圖[圖5(b)]對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者變化趨勢(shì)一致,但本次研究得到的莫霍面深度變化細(xì)節(jié)更加豐富。同時(shí),與前人深地震探測(cè)得到的莫霍面控制點(diǎn)[20]進(jìn)行比較(表1),發(fā)現(xiàn)莫霍面深度偏差較小,說(shuō)明本次研究得到的莫霍面深度結(jié)果可信度較高。

黑線為莫霍面測(cè)線,黑圓點(diǎn)為莫霍面控制點(diǎn)(列于表1),黑虛線為塊體邊界及主要斷裂圖5 華北地塊及鄰區(qū)莫霍面埋深平面圖及CRUST1.0地殼厚度模型圖Fig.5 Moho depth plan and CRUST1.0 crustal thickness model for the North China block and surrounding areas

由圖5(a)可知,研究區(qū)莫霍面埋深范圍在28～52 km之間,橫向上起伏較大,等值線呈NNE走向,從西到東莫霍面逐漸變淺,呈現(xiàn)“東西分帶”的特點(diǎn)。第一條帶主要集中于研究區(qū)西南的青藏地塊,該地區(qū)莫霍面深度可達(dá)52 km;第二條帶包括四川盆地和鄂爾多斯克拉通塊體,后者莫霍面深度略大于前者,約為40 km;第三條帶主要為華北似環(huán)狀裂谷盆地(莫霍面平均深度為34 km),及華南地塊和東北地塊的部分區(qū)域。石嵐[7]使用WGM2012重力模型反演了華北克拉通及鄰區(qū)莫霍面深度,分析認(rèn)為華北克拉通西部—中部和東部莫霍面埋深分別為37～45 km和33～36 km,與本次研究“鄂爾多斯克拉通塊體莫霍面深度約為40 km、華北似環(huán)狀裂谷盆地莫霍面深度約為34 km”的結(jié)果基本一致。值得注意的是,郯廬斷裂帶走向與其莫霍面等值線走向近乎平行,且莫霍面深度較同緯度其他區(qū)域更淺,可能指示了郯廬斷裂帶為地幔熱物質(zhì)上涌提供了通道[32]。除此之外,-35 km莫霍面埋深等值線在(116°E,30°N)附近由北部的NE向轉(zhuǎn)為西部的近EW向,支持了喬計(jì)花等[33]關(guān)于郯廬斷裂帶并未跨過(guò)長(zhǎng)江繼續(xù)向南延伸的觀點(diǎn)。

結(jié)合研究區(qū)水深地形及構(gòu)造單元特征,選取AA′、BB′、CC′三條測(cè)線繪制莫霍面埋深剖面圖(圖6)。在AA′測(cè)線剖面圖中,莫霍面埋深與水深地形呈現(xiàn)良好的“鏡像對(duì)稱”關(guān)系。從西北到東南,莫霍面逐漸變淺,形成四級(jí)上升臺(tái)階,分別對(duì)應(yīng)①阿拉善地塊、②鄂爾多斯克拉通塊體、③華北似環(huán)狀裂谷盆地陸區(qū)和④黃海海域。由BB′和CC′測(cè)線剖面圖可以發(fā)現(xiàn),莫霍面埋深在塊體內(nèi)部變化較平緩,而在塊體邊界呈“V”字形劇烈變化。CC′測(cè)線剖面的莫霍面比BB′更淺,可能與華北地塊東部巖石圈拆沉、地殼減薄作用較西部更顯著有關(guān)[5]。

①、②、③、④分別對(duì)應(yīng)阿拉善地塊、鄂爾多斯克拉通塊體、華北似環(huán)狀裂谷盆地陸區(qū)、黃海海域圖6 華北地塊及鄰區(qū)莫霍面埋深剖面圖Fig.6 Moho depth profiles of the North China block and surrounding areas

2.3 斷裂體系的重力異常特征

收集和整理研究區(qū)斷裂資料[3-5,34-43],根據(jù)斷裂構(gòu)造在重力異常導(dǎo)數(shù)圖上識(shí)別出六種標(biāo)志:線性重力高與重力低之間的過(guò)渡帶、異常軸線明顯錯(cuò)動(dòng)的部位、串珠狀異常的兩側(cè)或軸部所在位置、兩側(cè)異常特征明顯不同的分界線、封閉異常等值線突變的部位、等值線同行扭曲部位[44],在0°水平導(dǎo)數(shù)圖、90°水平導(dǎo)數(shù)圖和垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上識(shí)別和校正了華北地塊13條邊界及內(nèi)部主要斷裂帶(圖7)。鄧起東等[45-46]依據(jù)主要活動(dòng)帶上的幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)定量數(shù)據(jù)資料,編制了《1∶400萬(wàn)中國(guó)活動(dòng)構(gòu)造圖》,將其與這13條邊界及內(nèi)部主要斷裂帶的平面分布位置進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩者基本吻合,表明本次結(jié)果可靠性較高。由于篇幅所限,本文不再展示兩者對(duì)比圖件。下面描述這13條邊界及內(nèi)部主要斷裂帶的重力異常場(chǎng)導(dǎo)數(shù)圖特征。

藍(lán)色、綠色、黑色虛線分別代表一、二塊體邊界及三級(jí)斷裂,名稱及編號(hào)同圖1圖7 華北地塊及鄰區(qū)重力異常導(dǎo)數(shù)及其斷裂解釋圖Fig.7 Gravity anomaly derivative and its correlation to fractures in the North China block and surrounding areas

一級(jí)塊體邊界:(1)華北地塊邊界。其西北邊界為銀川—吉蘭泰斷陷盆地?cái)嗔严?產(chǎn)狀為40°/SE∠60°,正右旋性質(zhì),它在0°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線發(fā)育;北邊界由西—中部的陰山北緣斷裂帶和東部的赤峰—開(kāi)源深斷裂組成,近EW走向,它們?cè)?0°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線分布,局部可見(jiàn)異常軸線錯(cuò)動(dòng);西南邊界包括海原斷裂和六盤山斷裂,海原斷裂NWW走向,逆左旋性質(zhì),它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上是正負(fù)高值與正負(fù)低值異常的分界線,識(shí)別度較高,而六盤山斷裂NW走向,它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿串珠狀正負(fù)異常間分界線展布;南邊界為秦嶺—大別山構(gòu)造帶,NWW走向,華南地塊朝華北地塊NNE向逆沖,它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上大體沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線發(fā)育,局部存在異常軸線錯(cuò)動(dòng)。

二級(jí)塊體邊界:(2)鄂爾多斯克拉通塊體與華北似環(huán)狀裂谷盆地分界,位于山西斷陷盆地?cái)嗔严蹬c太行山斷裂帶之間,NNE走向,它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿異常軸線明顯錯(cuò)動(dòng)的部位和串珠狀正負(fù)異常間分界線發(fā)育。

三級(jí)斷裂:(3)河套斷陷盆地?cái)嗔严?近EW走向,N或S傾向,陡傾角,正斷性質(zhì),它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿串珠狀正負(fù)異常間分界線發(fā)育;(4)包頭—張家口—平泉深斷裂,近EW向展布,正左旋性質(zhì),它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線分布,局部可見(jiàn)異常軸線錯(cuò)動(dòng);(5)濟(jì)源—黃口深斷裂,NWW—EW走向,它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線發(fā)育;(6)山西斷陷盆地?cái)嗔严?產(chǎn)狀為NNE—NE/NW或SE∠(40°～80°),正右旋性質(zhì),它在0°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀正負(fù)異常間分界線和等值線同形扭曲部位分布;(7)渭河斷陷盆地?cái)嗔严?產(chǎn)狀為EW—NEE/N或S∠(50°～80°),正左旋性質(zhì),它在90°水平導(dǎo)數(shù)圖上沿著串珠狀異常發(fā)育;(8)太行山斷裂帶,NNE—NE走向,NWW—NW或SEE—SE傾向,正斷性質(zhì),它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿異常軸部錯(cuò)動(dòng)的部位展布;(9)邢臺(tái)—唐山新斷裂帶,產(chǎn)狀為50°/NW∠(70°～85°),正右旋性質(zhì),隱伏斷裂,它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿異常軸線錯(cuò)動(dòng)的部位和串珠狀正負(fù)異常間分界線分布;(10)滄東斷裂帶,走向約為30°,傾向?yàn)镾EE,是新生代渤海灣盆地黃驊坳陷和滄縣隆起共有的隱伏邊界非活動(dòng)斷裂,它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿異常軸線錯(cuò)動(dòng)的部位發(fā)育;(11)麻城—崇陽(yáng)—新寧斷裂NE—NNE走向,為鄂南、湘北湖盆區(qū)的東部邊界斷裂,它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿異常軸線錯(cuò)動(dòng)的部位展布;(12)郯城—廬江斷裂帶,包括北部的沂沐斷裂和南部的宿遷—廣濟(jì)斷裂,沂沐斷裂產(chǎn)狀為(5°～25°)/SE或NW∠(60°～80°),逆右旋性質(zhì),宿遷—廣濟(jì)斷裂為NNE—NE走向,逆右旋性質(zhì),它們?cè)诖瓜蚨螌?dǎo)數(shù)圖上沿串珠狀正負(fù)異常間分界線和異常軸線錯(cuò)動(dòng)的部位延伸;(13)連云港—千里巖—開(kāi)城斷裂,產(chǎn)狀為50°/S,正斷性質(zhì),它在垂向二次導(dǎo)數(shù)圖上沿串珠狀正負(fù)異常間分界線分布。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于小波多尺度分解法、Parker-Oldenburg迭代反演法和重力異常導(dǎo)數(shù)法對(duì)華北地塊及鄰區(qū)布格重力異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,獲得了布格重力異常小波分解逼近場(chǎng)和細(xì)節(jié)場(chǎng)、莫霍面深度和重力異常導(dǎo)數(shù),主要得出如下結(jié)論:

(1) 布格重力異常小波分解逼近場(chǎng)圖和細(xì)節(jié)場(chǎng)圖揭示了華北地塊可以分為西部的鄂爾多斯克拉通塊體和東部的華北似環(huán)狀裂谷盆地兩個(gè)子單元,子單元內(nèi)部變化較為平緩,而塊體邊界處變化較劇烈。

(2) 莫霍面深度范圍在28～52 km之間,呈現(xiàn)NNE走向,從西到東莫霍面逐漸變淺,具有顯著的“東西分帶”特征。尤為顯著的是鄂爾多斯克拉通塊體和華北似環(huán)狀裂谷盆地,兩者莫霍面平均深度分別為40 km和34 km,塊體內(nèi)部莫霍面變化較平緩,塊體邊界莫霍面呈“V”字形變化劇烈。

(3) 根據(jù)重力異常導(dǎo)數(shù)結(jié)果識(shí)別并校正了研究區(qū)13條塊體邊界及主要斷裂帶,包括1條一級(jí)塊體邊界,1條二級(jí)塊體邊界,11條三級(jí)斷裂帶。