物化探在安阳市区域地质调查中的应用

如题所述

安阳市位于豫北太行山山前平原地带,区内新构造运动剧烈,断裂构造十分发育。因受第四纪地层覆盖,地质工作程度低,影响城市规划的正确制定。为查清本区的构造情况,市政府于1984年自筹资金,利用航空磁法、重力、地震勘探、汞气测量、卫片等物化探方法进行地质构造综合调查,取得了良好的效果

李先智,1986,安阳市断裂构造的推测,物化探经验选编,第一期。。

本区位于华北沉积型地层分布区,区内西部太行山区有老地层出露,东部为古近系、新近系和第四系覆盖,东南角有小面积的寒武纪地层出露。区内岩浆活动发育,岩体可分为中性岩和基性—超基性岩两大类。

图1-2-7 电测深AB/2=7m时视电阻率等值线(Ω·m)示意图

(据马维俭,1987)

图1-2-8 豫北地区构造分布略图

(据李先智,1986)

图1-2-9 安阳市航磁异常及推测的断裂构造图

(据李先智,1986)

区域构造轮廓主要受新华夏构造体系控制,从西到东有:太行山隆起、汤阴地堑、滑县隆起和临清凹陷(图1-2-8)。安阳市位于汤阴地堑的北段。构造形式以断裂为主,褶皱比较简单,地层产状平缓,属太行山复背斜。断裂构造主要有北北东向和北西西向两组,其次为东西向和南北向断裂。

不同的物化探方法,因所利用的地球物理、地球化学参数不同,其对地质因素、断裂反映的程度也不同。所得各种物化探资料解释推断结果如下。

1.航磁异常解释结果

本区区域航磁异常主要反映了结晶基底的起伏,安阳至汤阴一带的区域负异常反映了基底凹陷,其北面的区域正异常反映了基底的隆起。东南部正负交替的局部异常反映了结晶基底被错断的情况,利用局部异常的梯度带可推断出鲁西隆起边缘的北北东向和北西西向断裂(图1-2-9)。

2.重力异常解释结果

区内重力高反映了新近系、古近系下部的基岩隆起,重力低反映了新近系、古近系下部的基岩凹陷。重力梯度带和异常等值线同步扭曲,反映了断裂的存在。利用重力异常的特征可推断出一系列的北北东向和北西西向断裂,通过反演计算,可求出地层受断裂错动的断距、基岩界面的起伏和断裂的产状(图1-2-10)。

图1-2-10 安阳市布格重力异常等值线图及其推断断裂构造图

(据李先智,1986)

单位为10g.u.

3.地震勘探结果

利用已有的地震勘探剖面资料,在区内可划出北北东向和北西西向断裂。地震勘探是一种比较准确可靠的物探方法,可用他来检验其他方法的效果。

4.卫片解释成果

利用卫片的色调,特别是经过彩色合成后不同颜色的色调变化,可较清晰地分辨出不同地层的分布范围及其边界。利用经各种图像数据处理的卫片,可追索北北东向和北西西向两组断裂,其中北北东向断裂形迹模糊,北西西向的形迹十分清楚,并表现出穿越和错断北北东向断裂的特点。由于两组断裂都显示在古近纪、新近纪和第四纪地层中,说明它们都具有新构造活动性质,北西西向断裂的新构造活动性比北北东向断裂的强。

5.汞气测量效果

区内发现北北东向和北西西向两组汞气异常(图1-2-11),其分布范围与上述各种方法推断结果基本吻合。在断裂带上出现汞气异常,表明区内有新构造活动,断裂穿过新生代地层,使汞气有机会到达地面。

图1-2-11 安阳市3号综合剖面图

(据李先智,1986)

N—新近系;E—古近系;Pz2—上古生界;Pz1—下古生界;Ar—太古宇

综合上述各种物化探方法的推断结果,结合以往取得的地质和钻探资料,可十分明确地得出,区内存在着北北东向和北西西向两组新构造活动性断裂,其特性分述如下(图1-2-12)。

图1-2-12 安阳市断裂构造及基岩地质图

(据李先智,1986)

P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系;Ar 太—古宇

(1)北北东向断裂

区内北北东向断裂主要是汤东断裂和青羊口断裂,它们自汤阴进入本区后,在走向上多处出现转折,且有比较发育的次一级平行断裂。汤东断裂向西倾,青羊口断裂向东倾,倾角都在70°以上,断距一般大于1000m,汤东断裂在安阳市附近最大断距可达3200m。这两条断裂在重力、汞气测量和地震勘探成果上均有明显反映。根据钻探资料,青羊口断裂以西的钻孔,一般在400m以内打穿新近系、古近系而进入二叠系,断裂以东的钻孔,则往往在1000m以下仍未穿透新生代地层。

(2)北西西向断裂

区内北西西向断裂十分发育,从南到北已追索到的断裂有汤阴南断裂、汤阴北断裂、郭村集断裂、安阳南断裂、安阳北断裂、辛店断裂和漳河断裂。安阳南断裂与漳河断裂向南倾,其余均向北倾,倾角一般大于70°,断距为200~1000m,伴有旋扭走滑现象,尤其是安阳以北各断裂的东南段,走滑运动更为剧烈,漳河断裂平移断距可达700m。

根据上述资料的综合分析,安阳的构造形态,是一个比较完整的断陷盆地,其西边为太行山隆起,北边为太行山山前次级隆起,东边北段为临清凹陷边部的鼻状隆起,东边南段为滑县隆起,南边为宜沟抬升区。盆地内部由北北东向和北北西向两组断裂分割成棋盘式构造格局,形成一些地堑和次级断块。如汤阴经安阳至省界,由汤东断裂和青羊口断裂组成汤阴地堑的北段,该地堑在省界处被漳河错断和阻截。又如自水冶经安阳至白壁,由安阳南断裂和安阳北断裂组成安阳地堑,该地堑在安阳与汤阴地堑交汇叠加而形成安阳凹陷,构成盆地的核心。各地堑之间的分隔部位为相对凸起的断块。

区内的地堑和由北西西向断裂形成的第四系凹陷,是地下水有利的富水区;山前次级隆起和盆地内部的断块凸起,是寻找隐伏煤田的远景区。根据盆地的形态、盆地与西部山区的关系、区内的岩浆活动特点和汞气异常综合分析,在盆地周边的内边有可能找到地热或天然气。

值得说明的是,尽管区内的新构造运动十分剧烈,但发育的棋盘式构造不一定有利于地应力的集中积累或形成暴发式释放。而活动性断裂的存在,有可能加强对远源地震的烈度响应。因此,对地震地质背景作出客观的估计,才有利于指导本区经济建设的发展。

总之,本区的地质构造既具有新构造活动性又具有相对稳定的地质背景,且严格地控制着地下资源的分布,只有认真了解和掌握本区断陷盆地的构造格架后,才能正确指导区内资源的开发和规划城市发展的布局。

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