芜湖地区沿江对冲带的深部电性特征及意义.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW97芜湖地区沿江对冲带的深部电性特征及意义一张小博1,2,3)，张鹏辉1,2,3)，何梅兴1,2,3)，何大双1,2,3)，裴发根1,2,3)1)中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北廊坊，065000；2)国家现代地质勘查技术研究中心，河北廊坊，065000；3)自然资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室，河北廊坊，065000注：本文为中国地质调查局地质调查项目（编号：DD20230010，DD20230324）资助的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：潘静。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.037作者简介：张小博，男，1987 年生，硕士，高级工程师，主要从事电磁法方法技术研究与应用；Email：。关键词：关键词：芜湖地区；对冲构造带；反演；电性结构对冲构造带是长江中下游地区发育的一种典型构造，其时空演变对区域构造演化、构造格局、深大断裂、矿产分布等具有重大影响，前人在该地区已有一些研究，但由于下扬子南部第四系覆盖，对其构造特征和演化过程的认识程度依然较低。本次研究通过对芜湖地区的一条大地电磁测深剖面数据进行精细反演，获得了横跨沿江对冲带的剖面电性结构模型，揭示了芜湖地区长江深断裂呈南倒北倾，主逆冲断裂北倒南倾的典型的对冲特征。结合区域地质、地球物理资料研究成果，认为下扬子南部（铜陵以南）的对冲带并未沿着长江一线分布，而是在下扬子南部（芜湖以南）和中扬子东部向大别山造山带方向发生了大规模的偏移。1区域地质背景研究区夹持在江南造山带和大别造山带之间，在大地构造位置上属于长江中下游前陆构造带，内部又进一步划分为保康武汉宿松巢湖褶皱逆冲带、长江中下游中生代坳陷带和通山瑞昌石台宁国褶冲带。区内大型断裂自西向东包括郯庐断裂带、滁河断裂带、长江断裂带、主逆冲断裂带、江南断裂等（吕庆田等，2020）。区域基底结构复杂，地表露头和钻井揭示研究区的基底为早元古晚期的变质岩，称为董岭群和埤城群（常印佛等，2019）。区内中下泥盆统沉积缺失，震旦系下古生界与上古生界下三叠统之间表现为假整合（常印佛等，2019）。中三叠世末（约240 Ma），扬子板块与华北板块沿秦岭大别苏鲁发生大规模碰撞造山，碰撞拼合过程可持续至早中侏罗世，沉积环境从海洋逐渐转向大陆环境。中晚侏罗纪陆内造山强烈改造了中侏罗世以前的沉积地层，古生界海相地层和三叠世中侏罗世的陆相地层都遭受了强烈的 NW 向挤压变形，发育大规模的逆冲和叠瓦构造，构造轴向在郯庐断裂以东以NE 向为主，在郯庐断裂以西西部构造呈 EW 或NWWSEE（吕庆田等，2020）。侏罗世晚期早白垩世，区内处于伸展构造环境，形成了多个大致沿长江展布的火山岩断陷盆地，并伴随着大规模的岩浆活动，形成了一套钙碱性碱性火山岩、火山碎屑岩建造。晚白垩世以来，受控于伸展变形的区域构造格局，下扬子沿江地区发生强烈的构造伸展，形成一系列 NE 向的箕状断陷，并沉积充填巨厚的古近系。2数据采集与处理2019 年 1011 月，中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在安徽省无为县附近跨长江完成了一条大地电磁测深剖面，剖面北西南东向，全长 65 km，有效测点 46 个，大部分测点点距在 1km 左右，海拔不超过 10 m，剖面典型测点视电阻率和相位曲线如图 2 所示。野外数据采集使用的是加拿大凤凰公司生产的 V5-2000 大地电磁测深仪，整个采集过程依据 SY/T 58202014 石油大地电磁测深法采集技术规程行业规范，采用正“十”字型布极方式进行采用张量观测，同时获得“Ex、Ey、Hx、Hy、Hz”五个分量的时间序列信号。为了保证数据质量，选择的测站位置尽量避开高压线、公路、厂房与信号发射塔等电磁干扰源，单点采集时间大于 20 h，有效观测频段 3200.0005 Hz。地质论评 2023 年 69 卷 增刊 198由于研究区位于长江经济带，工业发达，区内电磁干扰严重，为了保证数据质量，对所有测点进行了频谱分析、“Robust”估计、远参考处理、挑选功率谱等，效果明显，最终获得了一批在强干扰区质量较为可靠的大地电磁测深数据，为后续开展资料分析和数据反演工作提供了保障。3大地电磁数据二维反演大地电磁数据反演前，进行曲线分析、地下介质维性分析、构造走向分析，确定了电性主轴方向和数据极化模式，定性的了解研究区电性构造特征。二维反演基于“MT-Pioneer”平台（陈小斌等，2004），采 用 目 前 主 流 的 非 线 性 共 轭 梯 度 法（NLCG），通过对比研究确定反演的基本参数：TM极化模式，视电阻率和相位的视电阻率和相位的底板误差 5%，正则化因子 10。最终，经过 83 次迭代，获得最佳的二维反演结果模型（图 1），反演总的拟合均方根误差 RMS 为 2.50。4电性结构特征及综合解译电性结构模型反映了芜湖地区地下深度 40 km以浅地壳的电性分布规律，整体而言，“横向分块”特征明显，与地质构造单元具有较好的对应性。在长江深断裂东侧（测点 206 以南）出现了一条明显的倾向 SE 的低阻条带，产状浅部较陡，向深部逐渐变缓，结合区域已有的深反射地震剖面的结果，推测该低阻条带时主逆冲断层的电性响应。长江断裂带和主逆冲断层之间由一个规模较大的高阻体分割，倾向相反，认为主逆冲断裂是 SE 向NW 逆冲推覆体系的前缘逆冲断裂。位于长江断裂带和主逆冲断层之间的交接部位为对冲过渡带，前人针对这一特征已有大量的地质和地球物理资料证实。在对冲断裂带西侧发育一条隐伏的、切入上地幔的走滑断裂。结合区域地质、地球物理资料研究成果，发现在下扬子南部（铜陵以南）的对冲带并未沿着长江一线分布，而是在下扬子南部（芜湖以南）和中扬子东部向大别山造山带方向发生了大规模的偏移。根据区域构造变形特征，认为下扬子南部在燕山运动早期古太平洋板块 NW 向挤压、形成SE 向 NW 的逆冲推覆过程中，NW 向的庐江黄姑闸铜陵走滑断裂和岩石圈刚性强度的差异共同控制了对冲带的形成和展布。参考文献/References常印佛,李加好,宋传中.2019.长江中下游成矿带区域构造格局的新认识.岩石学报,35(12):35793591.陈小斌,赵国泽,詹艳.2004.MT 资料处理与解释的 Windows 可视化集成系统.石油地球物理勘探,39(B11):1116.吕庆田,孟贵祥,严加永,张昆,龚雪婧,高凤霞.2020.长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测:综合分析.地学前缘,27(2):232253.ZHANG Xiaobo,ZHANG Penghui,HE Meixing,HE Dashuang,PEIFagen:Deep electrical characteristicsandsignificanceoftheriverineramp zone in Wuhu areaKeywords：Wuhuarea;rampstructuralzone;inversion;electrical structure图1MT剖面二维反演及解释推断图F2照明山断裂；F3莱湾村断裂；F4长江断裂；F5主逆冲断裂；F1/F6隐伏断裂