缅甸陆上岛弧带火山机构反射特征及分布规律

张 科，赵汝敏，齐 凯，赵厚祥，李爱山

(中海油研究总院，北京 100027)

引 言

缅甸地块位于印度板块与欧亚板块汇聚的主动大陆边缘，自中生代晚期开始经历了特提斯洋的闭合和印度板块向欧亚板块的俯冲碰撞，火山活动频繁，地表火山岩广泛出露[1－3]。此次研究以位于缅甸陆上中央盆地钦敦坳陷和沙林坳陷东部隆起带与睡宝坳陷西部隆起带之间的岛弧带部分为主体[4－5]。火山岛弧带西侧以与钦敦坳陷差异隆升所形成的近南北向展布的边界正断裂为界，东侧以与睡宝坳陷因岛弧带岩浆活动所形成的边界断层为界，自北部陆上向南延伸至安达曼海，并与西苏门答腊火山岛弧相连，是西太平洋火山链的组成部分[6]。火山岛弧的隆起伴随着印度板块的斜向俯冲，呈多期次发育特征。现今中部岛弧带仍分布众多如中段的蒙育瓦火山群和南段的波帕(Popa)在内的活火山(图1)。

1 中部岛弧带地表火山口分布特征

缅甸中部岛弧带地表出露多处火山口及火山岩，北段由于隆起较高，出露白垩世形成的花岗岩侵入体，向南为第四纪形成的钙碱性蒙育瓦火山群和波帕火山，整体出露年龄由北向南逐渐变新。

结合高精度卫星遥感资料和谷歌地球(GE)可以清楚地观测到中段的蒙育瓦火山群有多个火山口出露，火山口从北向南呈串珠状分布，其中最大的火山口呈圆形，直径约为2.5 km，地表出露垂直高度约为100 m;南段的Popa火山口呈马蹄形，直径约为2 km，地表出露垂直高度约为450 m(图2)。

2 火山机构地震反射特征

火山机构是指在一定空间和时间范围内，火山通道及其附近各种堆积物及构造的总称，包括火山颈、火山口及火山口周围的火山岩相。研究区火山喷发主要以裂隙式和中心喷发2种模式为主，火山岩相的空间展布和厚度变化，与其喷发模式有关。裂隙式喷发火山机构受断裂活动及分布范围控制，火山岩厚度随着远离火山口快速减薄。中心式喷发火山机构在近火山口处发育爆发相和溢流相，平面上呈环状，剖面上呈块状，远离火山口，依次相变为爆发与溢流相的薄互层，再远则发育火山沉积相。通过精细地震标定与地震资料相结合，系统总结了不同相带火山岩地震反射特征[7－9](表1)。

图1 缅甸陆上构造纲要及中部岛弧带位置

图2 中部岛弧带地形(左)和火山口地表分布(右)

在本区，火山机构地震相特征比较复杂，有多种类型，整体外型为丘状，其中火山口处岩浆穿过基底向上延伸至丘状体顶部，呈杂乱反射特征，振幅较弱，近火山口地震相为楔状反射杂乱，远火山口地震相具有层状反射结构，振幅较强。如同碎屑岩研究中沉积相带划分方法一样，火山机构可按照岩浆活动范围与火山口的距离划分为5个亚相，由近及远不同相带地震反射特征依次是:火山通道相，中低频弱振幅杂乱反射;火山爆发相，中低频中振幅丘状反射;火山侵出相，中低频中振幅杂乱反射;火山溢流相，中高频中强振幅楔状反射;火山沉积相，中高频强振幅席状亚平行反射[10－11](图3)。

表1 中部岛弧带火山机构地震反射特征

图3 研究区火山机构地震反射特征

3 重磁震联合研究预测火山机构分布

火山机构是近年来国内外油气勘探主要的搜索目标，寻找火山机构分布位置，对火山岩油气藏的勘探和开发具有重要指示作用。火山机构由于包含大量火山岩，具有与围岩不同的重磁异常(强磁性和高密度性)和地震反射特征，因此借助重磁震资料进行搜索、识别和预测火山机构是比较有效的方法[12－13]。

首先对区内航磁和重力资料进行处理，利用重磁异常在区域范围内识别火山机构分布相带，进而通过井震标定和地震剖面反射特征寻找火山机构，从全区到局部搜索，从定性识别到定量预测火山机构分布范围。

在研究区，利用中部岛弧带航磁异常资料，分别进行了不同程度的向上解析延拓(1～7 km)、不同方向的水平梯度等处理，突出了不同深度场源与不同地质体引起的重磁场特点，反映出火山岩分布特征。同时为了判断研究区内火成岩的分布范围，突出浅部磁性体特征，分别进行了化极异常的垂向一次、二次导数处理，为推测火成岩分布提供依据。

依据地震资料建立的地球物理模型为基础，用地震约束进行了重震联合反演，消除了区域地层引起的重力异常，由布格重力异常减去上延15 km的重力异常获得剩余异常场，反映了异常岩性体的变化特征。

图4 岛弧带剩余重力异常(左)和航磁二次导数异常平面图(右)

由剩余重力异常(图4左)和航磁二次导数异常平面图(图4右)可看出，中部岛弧带重磁异常与区域断裂走向一致，沿南北向呈不连续分布，有3个重磁异常区，具有南北高中间低的特点。北部Inyashe火山群呈现较大范围的高重磁异常，该区A井全井段钻遇多套火山岩，证实了该区重磁异常不但是浅层火山岩引起，深层同样发育大套火山岩，说明北段火成岩比较发育，规模大，磁性强;中部Inbinye火山群磁异常相对略低，异常也平缓，该区B井火山岩主要位于深层，表明岩浆岩分布较少，并有一定埋深;南部蒙育瓦火山群也有较明显的磁异常，从前面地表资料可知，主要是由浅层火山活动发育的岩浆引起的。

综合分析重磁资料，由剩余布格重力异常和航磁异常刻画了火山岩分布范围，结合地震剖面解释，搜索了25个火山机构，自白垩系至今共有4个火山活动期，分布面积约3000 km2(图5)。整体来看，火山岩基本沿着中部岛弧带南北向深大断裂两侧分布。

由图5中A井岩性柱状图可以看出，全井段主要发育2套火山岩，第1套是深层白垩系—古新统从2300 m到1600 m，共700 m，第2套始新统地层从1200 m到780 m，厚度为420 m。通过井震标定，在地震剖面上进行了解释，外扩寻找类似火山岩分布范围，证实了岛弧带北段火山岩分布范围广，发育期次多，规模比较大的特点。

4 结论

(1)综合利用多种地球物理资料及测井、钻井等资料，对缅甸岛弧带火山机构进行研究，是对海外陆上低勘探区块的一次有益的尝试，作为技术储备，为该区下一步的深入研究奠定了基础。

(2)从目前资料研究结果来看，中部岛弧带火山机构发育具有3个特点:时代上呈多期次、间歇式喷发;纵向上呈裂隙式、中心式喷发;平面上沿断裂两侧呈串珠状分布。

(3)由于资料的局限性，钻井覆盖密度较低，缺乏三维地震，此次仅完成了初步的火山机构分布范围预测和地震反射特征分析。

(4)随着资料的补充和完善，将逐步建立一套适用于研究区火山岩勘探的地质－地球物理研究技术流程。

图5 中部岛弧带火山机构分布

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