地质填图中重力成果的有效应用

李敏敏，甘之翔

（新疆地矿局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830001）

实测重力场值是地质体纵、横向重力场变化的迭加反映，能客观真实的反映不同构造单元及各种地质体的边界，对地质填图工作起指导意义，用重力资料划分地质构造、圈定断裂，地质效果显著。

1 划分断裂构造

断裂构造有明显走向,重力梯级带等直线发生同向扭曲或疏密变化，往往反应一条断裂被另一条断裂错断或两条断裂汇合；局部重力异常呈串珠状分布或具有明显走向的局部异常，往往反映沿断裂有侵入体存在；具有明显走向的重力高、重力低局部异常交界或两侧重力场特征有明显的差异的分界线；重力异常不同方向的水平一阶导数图中的串状异常带。依据以上原则，结合重力场及变化特征，现举例如下。

1.1 F-23断裂（秦大汉断裂）

东准噶尔地区是一条规模较大的北西向断裂，为一压性并具右行扭动的压扭性断裂。普查区仅为其东南段一部分，出露长约8.5km，走向315°，在布格重力45°、90°方向导数显示的构造特征线较为清晰，为极为明显的呈条带状异常的峰值轴线，断裂主体位于布格重力高异常区中，等值线分布密集，多处发生同形扭曲，断裂两侧重力场分布截然不同，以东为延北西向排列紧密的布格重力梯级带，以西为并未圈闭的布格重力高，等值线分布宽缓，其轴线向西南有所偏移，由此推断该断裂切割较深且为向西南的倾向。

1.2 F-6断裂（正格勒德断裂）

该断裂延伸于普查区西北部喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地北东侧，为控制侏罗纪喀拉科孜巴斯陶盆地北界的重要断裂，影像特征清楚，沿线有线状洼地、破碎带和断层陡坎存在，断裂属压扭性，其北侧扭张性雁行状排列有脉岩群反映其右行扭动特征，出露长约6.5km，走向332°，在布格重力45°、90°方向导数显示的构造特征线较为清晰，在垂向二阶导数中同样显示较为明显，该断裂位于布格重力梯级带中，两侧重力场分布截然不同，西侧为布格重力低异常区，等值线延北西向紧密排列，东侧为布格重力高异常区，等值线分布较为混乱，多处形成同形扭曲，剩余重力场表现为呈串珠状，且长轴走向为北西向的剩余重力低异常的边部，其轴线向东南有所偏移，由此推断该断裂切割较深且为向东南的倾向。

1.3 F-13断裂（斯列吾森乔克断裂）

F-13断裂位于普查区西北部，走向143°~146°，长约10.4km，呈北北西向展布，北端一直延伸至邻幅，南端与F-8断裂交汇，在布格重力45°、90°方向导数显示的构造特征线较为清晰，为较为明显的呈条带状异常的峰值轴线，但在垂向二阶导数中同样显示不明显，断裂主体位于布格重力中高异常带中，呈条带状北西向展布，等值线为中间宽缓、两侧紧密的分布特征，但断裂北段特征线不明显，局部重力场表现为断裂东西两侧分别各发育一剩余重力高异常，编号为G2016-9与G2016-21，剩余重力高异常靠近断裂一侧等值线分布较为密集，且多处发生同形扭曲，该断裂控岩特征明显，北段为上石炭统巴塔玛依内山组与顶志留－下泥盆统红柳沟组的分界线，南段为下二叠统卡拉岗组1段与顶志留－下泥盆统红柳沟组的分界线，控制下二叠统卡拉岗组火山岩；在布格重力上延500m水平方向导数（45°）异常图上，也存在较为明显的条带状异常，其轴线向东北有所偏移，由此推断该断裂切割较深且为向东北的倾向。

1.4 F-17断裂

断裂位于普查区东北部，走向116°~123°，长约8.1km，呈北北西向展布，在布格重力45°、90°方向导数及垂向二阶导数中显示的构造特征线较为清晰，断裂主体位于布格重力中高异常带中，两侧等值线分布截然不同，南北两侧等值线分布较为宽缓，中部等值线呈北西向展布，且分布较为紧密，对应局部重力场表现为延断裂两侧形成多个大小不一的圈闭的剩余重力低异常，等值线分布稀疏，该断裂为上泥盆统克安库都克组与中泥盆统乌鲁苏巴斯陶组的分界线，局部被第四系覆盖；其轴线几乎没有偏移，由此推断该断裂切割较浅且产状近于直立。

1.5 F-20断裂（干柴沟断裂）

F-20断裂普查区东北部，走向232°~236°，长约8.2km，呈北北西向展布，向东一直延伸至图幅外，在布格重力0°、135°方向导数及垂向二阶导数中显示的构造特征线较为清晰，断裂主体位于布格重力中高异常带中，断裂两侧局部形成多个圈闭的布格重力异常，等值线密集分布，向北东向多处发生同形扭曲，对应局部重力场表现为断裂南段等值线向东发生同形扭曲，使之对应的剩余重力低异常发生横向错动，且F17、F18断裂南端均被此断裂切割，发生位移。F-20断裂中段横穿G2016-7号异常，并形成两个各自圈闭的剩余重力高异常，断裂北段等值线延伸方向改变，由北西向转变为北东向，特征较为明显，F-20断裂为走滑性质，明显切割石灰窑盆地南部侏罗纪地层。

1.6 F-21断裂

断裂位于普查区中东部，走向140°~142°，长约9.2km，呈北北西向展布，在布格重力45°、90°方向导数及垂向二阶导数中显示的构造特征线较为清晰，断裂主体位于布格重力低异常带中，为呈串珠状北西向排列的布格重力低异常的极值轴线，局部形成多个圈闭的剩余重力低异常，局部重力场表现为断裂两侧等值线分布特征截然不同，南侧发育编号为G2016-17与G2016-18的两个圈闭的剩余重力高异常，该断裂控岩特征较为明显，为志留纪斜长花岗岩与志留纪石英闪长岩的界线，志留纪斜长花岗岩表现为剩余重力低异常，志留纪石英闪长岩表现为剩余重力高异常，在布格重力上延500米水平方向导数（45°）异常上，条带状异常并不明显，其轴线几乎没有偏移，由此推断该断裂切割较浅，埋深不大，且产状近于直立。

2 划分构造单元

从重力场整体分布看，普查区西南角的下二叠统卡拉岗组及下石炭统哲兰德岩组整体表现为中高布格重力场，且等值线密集分布；西北部以下侏罗统八道湾组、三工河组及中侏罗统西山窑组为主的喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地表现为布格重力低，整体幅值较低，等值线分布宽缓，二者之间形成一密集分布的梯度带，呈东西向展布，由西往东梯度带逐渐变宽缓；普查区中部及东北部的上石炭统巴塔玛依内山组、下石炭统姜巴斯套组、上泥盆统克安库都克组、中泥盆统乌鲁苏巴斯陶组、下泥盆统卓木巴斯套组及顶志留－下泥盆统红柳沟组均表现为中高布格重力场，分布较为凌乱，局部形成多个圈闭的布格重力高异常；普查区东部为大面积的志留纪侵入岩区，为布格重力中高异常区，分布凌乱，规律性较差；南部对应的大部分第四系覆盖层表现为布格重力低异常，局部形成圈闭的布格重力低。

（1）从布格重力异常等值线图中可以清晰划分出F3断裂，断裂北起下二叠统卡拉岗组1段地层中，中段被第四系覆盖，南端切割下侏罗统八道湾组，以重力梯级带为划分断层依据，可以清晰的划分出F3断裂。

（2）从布格布格重力异常等值线中可以清晰划分出F29断裂，该断裂主体位于布格重力中高异常区中，重力场特征明显，断裂两侧等值线分布特征各异，北侧等值线分布宽缓且多处形成同向扭曲，南侧等值线呈延北西西向自南向北依次紧密排列，局部重力场表现为断裂西段及中段为多个剩余重力低异常边部，该断裂在TM图像上仅几处有明显断层标志，在F29断裂西侧的F10断裂，为下泥盆统卓木巴斯套组与上石炭统巴塔玛依内山组分界线，重力场特征与F29断裂基本一致，以南北两侧等值线分布特征的迥异作为划分依据，初步推断认为F10断裂与F29断裂实为同一断裂。

（3）喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地位于普查区西北部，喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地早侏罗世处于超补偿状态，沉积八道湾组、三工河组、西山窑组碎屑岩及煤层，中侏罗世盆地被沉积物填满，缺失晚侏罗世沉积。

布格重力场表现为呈北西向宽带状展布的布格重力低异常带，南北窄东西宽，布格重力值有北往南逐步降低，在喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地东西两侧布格重力异常形成2处相对高值区域，异常区两侧均有等值线密集分布的重力梯级带，梯级带分别对应控制该盆地北界的重要断裂F-6断裂（正格勒德断裂）与控制该盆地南界的F-4断裂。

剩余重力场为以低值为主的特征反映，局部重力低异常呈宽带状西南-东北向贯穿普查区，重力异常规模较大，极小值为-0.803×10-5m/s2，异常带中形成多处异常圈闭中心，局部异常多呈长椭圆状、带状。

结合地质认识从拟合结果来看，由南向北，南部局部重力高异常处上古生界（石炭纪与二叠纪）最大埋深超过3000m，反映了上古生界（石炭纪与二叠纪）地层为基底的隆起，中部的局部重力低异常处新生界（侏罗纪）相对较薄，最大埋深超1000m，反映了上古生界（石炭纪与二叠纪）地层为基底的凹陷，北部的局部重力低异常处也同样反映了上古生界（石炭纪与二叠纪）地层为基底的凹陷。

图1 喀拉科孜巴斯陶侏罗纪盆地I号剖面推断地质构造图

3 指导地质填图

（1）根据1∶5万布格重力异常与地质界线套合图，划分了中西部的第四系覆盖区中，下侏罗统八道湾组与下二叠统卡拉岗组1段的分界线；位于重力场II区的部分划分为布格重力低异常区，极值变化范围在4.35×10-5m/s2至5.35×10-5m/s2之间，与下侏罗统八道湾组重力值基本接近，两者基本连成一体；位于在重力场I区的部分为布格重力高异常区，极值变化范围在6.5×10-5m/s2至8.50×10-5m/s2之间，与下二叠统卡拉岗组1段重力值基本接近，以此作为依据进行划分。

（2）普查区东部出露的部分赛开森拜岩体，其由石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩三个单元组成，以花岗闪长岩面积最大。赛开森拜岩体边界南部表现为重力梯级带边部，且等值线向北东向发生同形扭曲，剩余重力场表现为G2016-17剩余重力高异常的边部，等值线分布较为平缓，局部发生同形扭曲，以剩余重力高异常边部为界线，初步认为赛开森拜岩体南部应向南外扩，推测为隐伏的侵入岩区。

4 结语

在该区地球物理勘探中，重力勘探作为主要的勘探手段，本文重点分析了普查区重力场特征对该区地质填图的具体应用，为今后该区的地球物理勘探提供了重要依据。