1、东昆仑东段深大断裂的新认识第 3l 卷第 5 期2007 年 l0 月物探与化探GEOPHYSICALGEOCHEMICALEXPLORATIONVo1.31.No.5Oct.2007东昆仑东段深大断裂的新认识孙王勇,孟军海,王成栋,范长安,王生林,王昌勇(青海省地质调查院,青海西宁 810012)摘要:青海东昆仑东段在地质上已划定有东昆中,东昆南 ,东昆北,布青山南缘,温泉一哇洪山等多条深大断裂构造.以东昆仑东段开展的 l0 个图幅 1:20 万区域重力调查成果布格重力异常为基础,依据窗口平均法,水平导数等数据处理方法提取的区域场及剩余场等丰富的重力异常信息,结合航磁异常等资料,对东昆中,东
2、昆北等断裂构造的展布位置提出了新的看法,并根据重力资料新推断断裂构造 l2 条,提出尖山一哈莉哈德山断裂为 2 个一级构造单元的分界,同时通过拟合布格重力异常长剖面的定量计算方法,获取了部分深大断裂构造在东昆仑东段的产状参数.关键词:东昆仑东段;深大断裂;重力异常;推断解释;定量计算中图分类号:P631.1 文献标识码:A 文章编号:1000 8918(2007J05040806东昆仑东段是指 1:20 万区域重力调查(19912004 年)所覆盖的( 东经 95.100.,北纬 35.2036.40)区域 ,面积约为 66662km,涵盖了格尔木东农场幅,东温泉幅等 10 个 1:20 万国
3、际分幅.区内以往地质研究程度较高,本次通过对区内 1:20 万重力异常资料的分析研究后,对东昆中等深大断裂在区内的展布位置提出了新的看法;划定了新的断裂构造,尤其是对温泉一哇洪山断裂作为 2 个一级构造单元的东部分界线提出了异议,认为应是新推断的尖山一哈里哈德山断裂.1 区域地质构造背景区内地质构造复杂,是地壳活动性极强,反应敏感的地带之一.大地构造位置上处于 2 个一级构造单元的结合部位,涉及了 3 个级构造单元,11 个级构造单元,2 个级构造单元(图 1,表 1)o.区内断裂构造极为发育,多呈北西西向,北西向展布,有丁字口一乌兰,柴达木北缘,东昆北,东昆中,哇洪山一温泉及东昆南,布青山南
4、缘三构造单 J 分区界线及编号固研究区范围 29图 1 东昆仑东段构造区划略图表 1 东昆仑东段构造单元划分一览I 级构造单元名称级构造单元名称级构造单元名称级构造单元名称欧龙布鲁克一乌兰元古宙古陆块体(I)秦祁昆(东昆仑,祁赛仕腾山一阿尔茨托山造山亚带(Ii)连,北秦岭)晚加里东昆仑造山带(I) 柴达木晚中生代一新生代断坳盆地(Ii)祁漫塔格一都兰造山亚带(I)东造山系(I)伯喀里克一香日德元古宙古陆块体(I)雪山峰布尔汗布达山造山亚带(Ii)布喀达板一青海南同德一泽库早印支造山亚带(II)青藏北特提斯(东特山华力西,印支复合兴海华力西,早印支复合造山亚带(II)提斯北部)华力西一造山带(,
5、)布喀达板峰阿尼玛卿华力西,印支复合造山亚布青山积石山华力西褶带(II)带()昌马河印支褶带 (II.)印支造山系() 北巴颜喀拉造山亚带(II)巴颜喀拉晚印支造山带(II2)可可西里一南巴颜喀拉造山亚带 (II;)o 青海省第三轮成矿远景区区划研究及找矿靶区预测.青海省地质矿产勘查开发局,2003收稿日期:200704275 期孙王勇等:东昆仑东段深大断裂的新认识,昆仑山口一甘德,巴颜喀拉山中央断裂等多条深大断裂 o(图 2),其中,前 5 条属于秦祁昆断裂系,后 4 条属于昆南一羌北断裂系,除东昆中及东昆南为一级断裂,丁字口一乌兰和柴达木北缘为二级断裂外,其余均为三级断裂,沿断裂带蛇绿构造
6、混杂岩十分发育或被后期岩浆岩及构造盆地所占据,它们形成时间较长,具多次活动的特征(其中东昆南断裂至今仍在活动),代表了不同时期的古俯冲带(消亡带) 的位置 ,对构造单元的发生,发展和演化起着控制作用,对后期地质发展也有着重要的影响.l 一主缝合带主断裂;2 一次缝合带主断裂;3 一深断裂;4 一区域性大断裂;5 一航磁,重力解译隐伏断裂;6 一断裂编号(一丁字口一乌兰断裂,一柴达木北缘断裂,一哇洪山温泉断裂,一东昆北断裂,一东昆中断裂,一东昆南断裂,一布青山南缘断裂,一昆仑山口甘德断裂,一巴颜喀拉山中央断裂);7 一研究区范围图 2 东昆仑东段深大断裂分布因 1l234567l 一正等值线;2
7、 一零值线;3 一负等值线;4 一 I 级断裂及编号;5 一级断裂及编号;6一级断裂及编号;7 一剖面位置及编号图 3 东昆仑东段推断的深大断裂分布2 基础资料通过研究分析区内深部地球物理资料,在采用100km100km 窗口平均法对布格重力异常所划分的局部重力异常基础上,进一步使用 40km40km 窗口平均法分离出中,浅部不同地质因素引起的重力场:一是剩余重力异常场(图 3),主要反映了沉积盖层横向密度不均匀,大中型沉积盆地及中酸侵入岩体等,从图上可以看出,区内剩余异常形态复杂,封闭的正,负异常极为发育,总体上呈带状相间排列,另外,除北东部异常展布为北西向外,其他地区异常总体呈近东西向展布
8、;二是主要由结晶基底起伏,次之为康氏面起伏及变质岩内部密度不均匀等因素引起的区域重力异常场(图 4),其异常形态较为简单,正,负异常以密集的重力异常梯级带为界相间排列.由这 2 种重力异常场的分布特征可知,区内异常形态复杂多样,以正异常展布为主,异常等值线走向总体表现为北西西向或北西向.根据磁力异常梯级带,划分出多个磁异常区,辅以 1:100 万航磁 AT 化极异常(图 5)资料,划定了区内深大断裂,并对其构造级别进行了判定.o 青海省大地构造图说明书.青海省地质矿产勘查开发局,青海省地质调查院,青海省科学技术厅,青海省国土资源厅,2006.物探与化探 31 卷图 4 东昆仑东段区域重力异常平
9、面l 一正等值线;2 一零值线;3 一负等值线;4 一异常分区界线及编号;5 一推断断裂图 5 东昆仑东段航磁 A 化极异常平面利用水平一次导数可确定断裂构造特征线.的特点,对区内布格重力异常分别作了 0.,45.,90.,135.等方向的水平一次导数试验.由于区内深大断裂构造的走向主要为近东西向和近南北向,因此,0.和 90.方向的水平一次导数图(图 6)上线性异常的轴向或线性排列的同号异常轴的连线,为更加准确地确定区内所划分的深大断裂构造的展布位置提供了依据.3 东昆仑东段深大断裂的推断结果3.1 深大断裂的定性解释(1)雪水河北一波落和落哥南一智玉断裂(F)属东昆中断裂的一部分(见图 2
10、),总体呈北西西向展布于测区中南部,区内长约 380km.沿断裂带剩余重力异常表现为密集的梯级带,北侧为正异常区,南侧为负异常区.区域重力异常场内均发育为密集的梯级带.在 0.方向水平一次导数图内显示为一断续展布的狭长正异常带,极值为 910S.航磁 化极异常图内主要表现为断续展布的磁力梯级带.该断裂在 97.以西与地质上认识一致,以东向南偏移.(2)爱利克措勒一阿尔茨托山断裂(F.)呈近东西向展布于中北部地区,区内长约 168km,位置与柴达木北缘断裂贴近,但稍偏北.剩余重力异常主要表现为一醒目的梯级带,北侧表现为长轴方向展布为近东西向的团块状正异常发育的正异常区,南侧较为复杂:西段表现为一
11、近东西向展布的负异常带,夏日哈附近表现为强度大的正异常,东段则.区域重力调查资料解释推断交流会论文集.地质矿产部区域重力调查方法技术中心,1985.5 期孙王勇等:东昆仑东段深大断裂的新认识四等值线团零值线四负等值线图 6 东昆仑东段布格重力 0.(上),90.(下) 方向水平一次导数异常平面主要表现为众多的负异常圈闭区.区域重力异常场布于东部,区内长约 165km,与哇洪山一温泉断裂显示也较为明显.0.方向水平一次导数为一狭长的贴近,但局部位置并不一致.剩余重力异常场上断正异常带,幅值高达 10X10s.航磁异常表现裂两测异常特征明显不同,北东侧主要表现为异常为一近东西向展布的,密集的梯级带
12、,异常幅值北高轴向分布凌乱的正异常圈闭区,西南侧主要表现为南低.北西向展布的负异常区,间夹少量正异常.区域重(3)大格勒一诺木洪北一香日德南温泉断裂力异常梯级带特征明显,其北东侧表现为北西向展(F)与东昆北断裂贴近,东段向南偏移.断裂布的正异常带 ,西南侧主要表现为-JL 西向展布,范于诺木洪以东分为南北 2 支:北支(F一,)呈东西向围广的负异常圈闭区.在磁场图中,北东侧磁异常展布,延伸较短,东端止于都兰西断裂,长约 125 场较为平静,西南侧则主要表现为密集的团块状高km;南支(F 一)为主体断裂,东端止于温泉一哇洪磁异常区 .该断裂应为 I,两个一级构造单元的山断裂,长约 450km.剩
13、余重力异常表现为密集的东部分界断裂 .梯级带,在北侧表现为负异常区,南侧为正异常带.新推断裂构造均属基底断裂,具体见表 2.与区域重力异常表现为密集的梯级带,北侧为负异常地质认识一致的推断断裂构造共计有东昆南断裂等区,南侧为正异常带;诺木洪以西 0.方向水平一次 9 条( 见图 3),在此限于篇幅,不再赘述.导数表现为负异常带,幅值为一 7X10s,诺木洪 3.2 深大断裂的定量计算与香日德南之间,0.方向水平一次导数北支表现为垂直区内地质构造的走向切取了布格重力异常一狭长的负异常带,幅值为一 8X10s,香日德南长剖面 AA 见图 3),根据区域重力异常场及剩余与吉日迈之间 0.方向水平一次
14、导数南支表现为一重力异常场的异常特征,以及区内实测密度资料,结狭长的负异常带,幅值为一 5X10s.航磁异常合地表地质的出露情况,航磁异常特征,深部地球物表现为断续展布的磁异常梯级带.理剖面等资料,初步建立起该剖面的地质一地球物理(4)尖山一哈莉哈德山断裂(F)呈北西向展模型,其中 ,中,下地壳及上地幔密度值取自区内爆物探与化探 31 卷表 2 重力新推断基底断裂一览推断依据断裂编号断裂描述重力及航磁 AT 化极异常主要特征其他主要特征剩余重力异常沿该断裂方向表现出东西向连续展布的,呈东西向展布于西侧中部,长约密集的梯级带,且异常值北高南低.0.方向水平一次导沿断裂印支期花岗岩极为发育.Fl1
15、20km 数异常为一幅值达 910SI2 的正异常带.沿断裂航遥感解译图上有显示磁异常呈梯级带断续展布呈北西向展布于大格勒南,长约剩余重力异常表现为不甚明显的梯级带,断裂两侧圈闭地表断层见有出露,遥感解译图 F3 异常的轴向均表现为北西向.航磁异常沿断裂显示为73km 对应一线性构造形迹一梯级带呈北西向展布于西侧中北部,长剩余重力异常北东侧主要为一幅值高,范围广的正异地表上沿断裂方向有断层出露.F4 常,南西侧为呈东西向展布的正负异常带相问分布.航约 85km 磁异常沿断裂表现出断续的梯级带遥感解译图对应一线性构造线剩余重力异常场上,北东侧异常等值线及圈闭异常的轴总体呈北西向弧形展布于东中向总
16、体上呈北西向展布,而西南侧则表现为近东西向展见有地表断层,侵入岩发育,eFl0 部,区内长约 95km 布,且西南侧异常值总体上要高于北东侧.航磁异常表地层呈北西向条带状出露现为断续展布的梯级带剩余重力异常场上,东侧近东西向正负异常带极为发沿东经 95.15 呈南北向展布,区育,而西侧则显示为平静的重力场,区域重力异常上述FI】特征仍有明确显示.9O.方向水平一次导数异常为幅值内长约 53km 达 410sI2 的南北向正极值带,在航磁异常图上,位于宽缓的幅度不高的正负团块状航磁异常的交界部位重力异常表现为明显的梯级带,90.方向水平一次导数沿东经 96.呈南北向展布,区内异常为狭长的南北向负
17、异常带,幅值达一710s.断裂两侧地表断层走向表现出Fl2 航磁异常东侧分布一长轴方向为近东西向的范围达/2 差异,多处地表断层在该断裂附长约 65km 近出现尖灭现象,河流流向发生10km 的幅值高的马尔争正异常,西侧总体呈现出转向平静的负磁场区重力异常表现为明显的梯级带,且异常值东正西负,区沿诺木洪河以西呈南北向展布,域重力异常表现为等值线的规则性扭曲.90.方向水平北段为第四系地层覆盖,南段侵 F13 长约 72km 一次导数异常为一幅值达 510SI2 的正异常带.航入岩发育磁异常沿断裂表现为等值线的扭曲重力异常沿断裂表现出密集的梯级带,异常值总体上表现为西正东负.90.方向水平一次导
18、数异常为一幅值达 Fl5 呈北北东向展布,长约 80km 沿断裂侵入岩发育一1010sI2 的负异常带.断裂两侧航磁异常西高东低重力异常表现为梯级带,异常等值线的扭曲,异常值总断裂北段大部为第四系地层覆总体上呈南北向展布于东北部,体为西北高南东低.90.方向水平一次导数主要为一幅 Fl6 盖,南端印支期中酸性侵入岩发长约 58km 值达一 310SI2 的负异常.航磁异常场总体上较为育平静,但磁异常值西北侧要微高于南东侧重力异常表现为断续展布的梯级带,异常值总体上北西F17 总体呈北东向展布,长约 180km 高南东低,是重力异常场的分区界线.航磁异常表现为明显的梯级带,南东侧较北西侧磁异常表
19、现较为平静重力异常表现为断续展布的梯级带,异常值总体上西北侧要高于东南侧,圈闭异常及异常等值线的展布方向明显不同:北西侧为北西向,近东西向,南东侧为北北东 F18 总体呈北东向展布,长约 143km 地表断层见有出露向,北西向.断裂两侧航磁异常复杂,但总体上西北侧团块状磁异常发育,且场值较高,而南东侧除分布有数个团块状磁异常外,整体上较为平静呈北东向展布于东中部,长约 90 沿断裂重力异常显示为断续展布的梯级带,西北侧异常Fl9 值总体上要低于南东侧.航磁异常表现为断续展布的 km 梯级带,圈闭异常的扭曲变形破地震剖面解释成果资料,上地壳地层密度值来自实测密度统计资料,然后采用人机交互式联合正
20、反演程序进行定量计算(图 7).拟合时,要不断地修改模型来进行,重点是调整浅部模型体,当重力异常实测与模拟曲线之间的差值不超过210.m/s时,则认为此时的模型真实反映了该剖面的地质构造形态特征,从而得到了部分深大断裂在区内的产状参数(表 3).图 7 显示,区内莫氏面的深度由于受 F 一,F.的影响,由南而北从 69km 逐渐抬升至 6Okm;区内康氏面及结晶基底在 F 一 2,Fll,F,FI2 一 l,F 一 2,F 一,F.等深大断裂的作用下 ,起伏较大.5 期孙王勇等:东昆仑东段深大断裂的新认识司312-27-4257回 l 幽 2 幽 3 圆 4 圜 5 囤 67 圆 8l 一新生代;2 一中生代;3 一古生代;4 一元古宇;5 一中酸性侵入岩 ;6 一重力异常
