内蒙古额济纳旗东北部雅干断裂带深部构造特征分析——来自大地电磁的证据

doi:10.11720/wtyht.2024.1478

内蒙古额济纳旗东北部雅干断裂带深部构造特征分析——来自大地电磁的证据

王文杰^,¹^,², 陈磊^,¹, 雷聪聪¹, 石晓峰¹, 杨彪¹, 王文宝¹, 孙大鹏¹, 徐浩清¹

1.中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心,内蒙古呼和浩特 010200

2.中国地质科学院,北京 100083

Deep structural characteristics of the Yagan fault zone in northeastern Ejina Banner, Inner Mongolia: Evidence from magnetotelluric sounding

WANG Wen-Jie^,¹^,², CHEN Lei^,¹, LEI Cong-Cong¹, SHI Xiao-Feng¹, YANG Biao¹, WANG Wen-Bao¹, SUN Da-Peng¹, XU Hao-Qing¹

1. Hohhot General Survey of Natural Resources Center, China Geological Survey, Hohhot 010200, China

2. Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100083, China

通讯作者: 陈磊(1989-),男,内蒙古乌兰察布人,大学本科,主要从事矿产勘查、地质钻探和深部找矿研究工作。Email:chenlei@mail.cgs.gov.cn

第一作者: 王文杰(1992-),男,内蒙古丰镇人,硕士研究生,主要从事综合地球物理勘查与数据处理解释研究工作。Email:wangwenjie_cugb@163.com

责任编辑: 朱晓颖

收稿日期: 2023-11-10 修回日期: 2023-12-12

基金资助:

中国地质调查局项目“内蒙古自治区额济纳旗辉森乌拉等三幅1∶5万区域地质调查”(DD20230252)

Received: 2023-11-10 Revised: 2023-12-12

摘要

内蒙古额济纳旗东北部雅干断裂带的空间展布及深部构造特征一直存在争议。本文按照“由已知到未知”的研究思路,在研究区内完成5条大地电磁测深剖面,首先对研究区内西侧大地电磁剖面MT01的电性结构特征与剖面区段内所出露的雅干断裂带地质构造信息之间的关系进行了深入分析,确定了雅干断裂带的电性特征表现为“北倾+大倾角+大深度”的电阻率梯级带,并以此作为特征标志,结合区内东侧覆盖区内4条MT剖面(MT02~MT05)反演解释结果,识别出各剖面区段内雅干断裂带的深部位置及构造特征。同时,采用阻抗张量分解技术获得了各条MT剖面的电性主轴方向,结合二维反演解释结果确定了雅干断裂带空间走向。结果表明,研究区内雅干断裂带在浅地表处总体走向为近EW向(深部为NE45°),平均宽度约6.8 km,是一条由西向东且逐渐向北弧形偏转的逆断层,断层倾向总体向北,断层倾角60°~67°,断层深度约20 km。本文所获得的深部电性结构模型有效地揭示了研究区内深部构造特征,对于区域构造演化研究具有一定的参考意义。

关键词： 额济纳旗; 雅干断裂带; 大地电磁测深; 电性结构特征

Abstract

There exists a continued debate concerning the spatial distribution and deep structural characteristics of the Yagan fault zone in northeastern Ejina Banner, Inner Mongolia. Adhering to the known-to-unknown research approach, this study completed five magnetotelluric sounding (MT) profiles. First, it delved into the relationship between the electrical structure characteristics of a MT profile (MT01) on the west side of the study area and the geological structure information of the Yagan fault zone within the profile. In terms of electrical characteristics, the Yagan fault zone was determined as a resistivity gradient zone characterized by northward dip, high dip angles, and deep depths. Based on these characteristics, and combined with the inversion interpretation results of four MT profiles (MT02~MT05) on the east side, this study identified the deep positions and structural characteristics of the Yagan fault zone within all the MT profiles. Moreover, it determined the major electrical directions of all the MT profiles using the impedance tensor decomposition technique, and the spatial trend of the Yagan fault zone based on the two-dimensional inversion interpretation results. As revealed by the results, the Yagan fault zone within the study area exhibits an overall nearly EW strike at the shallow surface and a strike of NE45° in the deep part, with an average width of approximately 6.8 km. It is a reverse fault with a gradual arc deflection to the north from west to east, manifesting a generally northward dip direction, dip angles ranging from 60° to 67°, and a fault depth of about 20 km. The obtained deep electrical structure model effectively reveals the deep structural characteristics of the study area. providing certain reference significance for the study of regional tectonic evolution

Keywords： Ejina Banner; Yagan fault zone; magnetotelluric sounding (MT); electrical structure characteristics

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本文引用格式

王文杰, 陈磊, 雷聪聪, 石晓峰, 杨彪, 王文宝, 孙大鹏, 徐浩清. 内蒙古额济纳旗东北部雅干断裂带深部构造特征分析——来自大地电磁的证据[J]. 物探与化探, 2024, 48(3): 640-650 doi:10.11720/wtyht.2024.1478

WANG Wen-Jie, CHEN Lei, LEI Cong-Cong, SHI Xiao-Feng, YANG Biao, WANG Wen-Bao, SUN Da-Peng, XU Hao-Qing. Deep structural characteristics of the Yagan fault zone in northeastern Ejina Banner, Inner Mongolia: Evidence from magnetotelluric sounding[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(3): 640-650 doi:10.11720/wtyht.2024.1478

0 引言

雅干断裂带位于内蒙古额济纳旗东北部,紧邻中蒙边界,是阿拉善地块最北部的一条重要构造分界线。该断裂带由西向东贯穿本文研究区域,受第四系覆盖影响^[1],采用地质追索法确定雅干断裂空间展布方向及其构造特征存在较大困难。郑荣国等、吴泰然等^[2-3]通过研究雅干花岗岩的构造属性和沉积建造等方面特征,认为其是北山地区明水—小黄山蛇绿岩带向东延伸的部分;1∶20万雅干幅区域地质调查认为雅干断裂带在研究区内呈近EW向展布^[4];Badarch等^[5]认为雅干断裂带向东自然延伸至蒙古境内;潘桂棠等^[6]则认为雅干断裂带在研究区呈NE向展布。因此,雅干断裂带的空间展布位置及构造的属性一直存在争议。

大地电磁测深法是一种利用天然场源的电磁勘探方法,具有深部穿透能力强、不受高阻层屏蔽、对高导层分辨能力强的特点^[7],在探测地壳至上地幔内的物质结构及构造特征方面取得了很好的应用效果。杨文采等^[8]通过综合大地电磁调查数据对青藏高原岩石圈进行三维成像,揭示了青藏高原的岩石圈地质作用;李波等^[9]利用大地电磁测深方法查明了中亚造山带东段岩石圈电性结构特征,为中亚造山带东段构造演化的连续增生模型提供了新的深部地球物理证据;侯征等^[10]基于大地电磁测深、航重、航磁、钻孔资料,初步查明了山东齐河—禹城地区深部地质构造特征。综合考虑研究区的地貌特征、噪声干扰情况及探测深度、分辨率的具体要求,采用大地电磁测深法查明雅干断裂深部构造特征是一个最直接有效的技术方法。

1 研究区概况

1.1 区域地质特征

研究区地处内蒙古自治区额济纳旗东北部,属中蒙边境地区,大地构造位置位于西伯利亚板块和华北—塔里木板块结合部位,属中亚造山带中段南缘。区内大部分被第四系覆盖,属于典型的草原荒漠地貌,地表基岩露头较少,出露的地层有泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系以及第四系(图1)。晚古生代的酸性岩、中基性岩等侵入岩体较为发育,以花岗岩、闪长岩、辉长岩为主。区内构造活动强烈,断裂构造十分发育,依据其空间展布情况,大致分为EW向断裂、NW—NWW向断裂、NE向断裂3类,各类断裂相互切割作用,控制了区内盆地与隆起的产生与发育,其中雅干断裂带横穿研究区^{[2⇓⇓⇓-6]},是区内一条重要断裂构造,但受地表覆盖影响,仅在区内西部基岩出露处找到与构造相关的地质证据。

图1

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图1 研究区大地构造位置及地质与构造简图

a—研究区大地构造位置;b—研究区地质与构造简图

Fig.1 Geotectonic location and geological and structural schematic map of the study area

a—geotectonic location of the study area; b—schematic map of geological structure of the study area

1.2 岩石电性特征

通过实测和收集前人的物性成果,进行统计分析,得到的电性参数表明,研究区内不同岩石的电阻率存在明显的差异(表1)。

表1 研究区内岩石电性测定结果统计结果

Table 1 Statistical result of conductivity properties of rock in research area

岩性	时代	地层	代号	样品数/块	电阻率/(Ω·m)
岩性	时代	地层	代号	样品数/块	最小值	最大值	平均值
砂岩	白垩纪	巴音戈壁组	K₁by	15	813	4145	1758
花岗岩	晚三叠世	侵入岩	ηγT₃	15	200	3106	1340
流纹岩	二叠纪	雅干火山岩	P₁yg	15	555	2180	1042
玄武岩	二叠纪	金塔组	P₂j	12	632	1215	1009
砂质板岩	二叠纪	双堡塘组	P₂sb	15	5241	8233	6658
闪长岩	二叠纪	侵入岩	δP₁	12	340	2590	552
花岗岩	二叠纪	侵入岩	δγP₁	15	1336	4560	2379
辉长岩	二叠纪	侵入岩	νP₁	15	620	2370	1363
石英砂岩	石炭纪	绿条山组	C₁l	15	345	3222	1711
大理岩	石炭纪	绿条山组	C₁l	11	254	976	558
英安岩	石炭纪	白山组	C_1-2b	14	1104	1513	1218
花岗岩	石炭纪	侵入岩	C₁l	16	260	2258	1266
闪长岩	石炭纪	侵入岩	δοC₂	15	627	2413	1113
花岗闪长岩	晚泥盆世	侵入岩	γδD₃	14	635	1540	892
结晶灰岩	泥盆纪	西屏山组	D₃x	13	70	1874	695
花岗岩	新元古代	侵入岩	ηγPt₃	15	1028	1583	1591

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按照地层、时代进行分类得出区内出露的各类地层岩石的电阻率特征如图2所示。总体上区内二叠纪地层岩石及侵入岩电阻率最高,各时代的层岩石电性特征可分为低阻、中高阻及高阻三类,其中高阻类主要为二叠纪砂质板岩与花岗岩;中高阻主要为白垩系巴音戈壁组砂岩、二叠纪闪长岩与辉长岩、石炭系绿条山组石英砂岩、石炭纪花岗岩及闪长岩;低阻类主要为二叠系流纹岩、玄武岩及石炭系大理岩、英安岩。各地层、地层与侵入岩之间电阻率差异较为明显,故具备采用电磁法开展地球物理工作的前提条件。

图2

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图2 研究区各类岩石电阻率特征

a—区域地层岩石电阻率特征;b—区域岩浆岩电阻率特征

Fig.2 Resistivity characteristics of various rocks in the research area

a—apparent resistivity characteristics of formation rock; b—apparent resistivity characteristics of intrusive rocks

2 数据采集及处理解释

2.1 测点布设与数据采集

研究区地形特征及大地电磁剖面测站位置如图3所示。基于前人资料,垂直于推测断裂走向方向共布设大地电磁测深剖面5条(MT01~MT05),剖面长度13~25 km,红色空心圈为大地电磁测站位置,点距1 km。MT01位于研究区西侧岩浆岩区,地表岩石及构造现象出露较好,其余4条大地电磁测深剖面(MT02~MT05)均位于第四系覆盖区。

图3

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图3 大地电磁测深剖面位置

Fig.3 Location of magnetotelluric sounding profiles in the research area

野外数据采集采用Phoenix公司MTU-5A大地电磁测深仪,共完成88个物理测量点。采用张量装置观测两个正交的电场分量(E_x,E_y)和两个正交的磁场分量(H_x,H_y),野外采用“十”字形布极,观测频率范围为0.001~1 000 Hz,考虑到研究区为荒漠戈壁区,人文干扰相对较小,且大地电磁测深“死频带”内数据畸变程度夜间也小于白天,因此野外数据观测窗口为17:00~次日13:00,单点有效观测时间18~20 h,野外测点优级率93%以上。

2.2 数据处理分析

大地电磁数据处理包括预处理、定性分析(维性分析、主轴分析等)、定量反演3个部分。本文采用Phoenix公司配套提供的SSMT2000及MTEditor进行数据预处理,定性分析采用开源软件MTPY集成的阻抗张量分解和相位张量分析程序完成二维偏离度与电性主轴方向的计算与处理^[11]。

2.2.1 典型测点大地电磁测深曲线分析

研究区内典型测点大地电磁观测曲线如图4。区内西北侧岩浆岩体(图4a)及中部盆地(图4b)大地电磁观测曲线除“死频带”内频点出现部分脱节,其余曲线形态光滑,证明研究区内无明显的近场电磁干扰。

图4

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图4 典型测点大地电磁观测曲线

a—研究区西北侧岩浆岩体大地电磁观测曲线;b—研究区中部盆地大地电磁观测曲线

Fig.4 Observation curve of typical magnetotelluric station

a—magnetotelluric observation curve of magmatic rock mass on the northwest side of the survey area; b—magnetotelluric observation curve of Central Basin area

区内西北侧岩浆岩体(以花岗岩、辉长岩为主)大地电磁观测曲线 $ρ_{x y}$ 和 $ρ_{y x}$ 均表现为由高频到低频逐渐上升并趋于平缓的趋势,表示岩体视电阻率由浅向深部逐渐增大并趋于平稳的变化特征。中部盆地典型测点大地电磁曲线 $ρ_{x y}$ 和 $ρ_{y x}$ 首支存在明显的分离特征,说明存在浅部低阻覆盖层;频率范围10⁰~10³ Hz之间, $ρ_{x y}$ 和 $ρ_{y x}$ 出现交叉,曲线形态呈喇叭口状, $ρ_{x y}$ 曲线呈现逐步下降的趋势,但 $ρ_{y x}$ 则在低频段上升,推断为深部断裂带视电阻率曲线特征^[12]。

2.2.2 维性分析

大地电磁测深二维反演要求地质模型为二维介质,因此在进行MT数据反演之前,需对地下空间电性结构的维性进行分析,由于相位张量分解不受局部电场畸变的影响,故本文通过相位张量分析,对研究区地下空间电性结构维性进行研究^{[13⇓⇓⇓⇓⇓-19]}。相位张量偏离角(β)是定性分析地下空间电性结构维性的重要参数,当β的值越大,三维性表现越强;β的值为零时,地下空间介质为表现为二维性。考虑到研究区内的噪音干扰及数据误差,这里认为β<3°或β>-3°时地下介质可近似地看作是二维。

图5为研究区5条MT剖面所有测点各频点的相位张量二维偏离分析结果。由图可知,沿各剖面方向在10^-2~10⁰ Hz频带内可见部分测点的相位张量偏离角β大于3°(红色部分),表现出一定三维性,推测在深部区域有较明显的三维异常体存在;其余大部分测点相位张量偏离角β都小于3°,基本满足二维性特点(白色区域)。因此,认为各MT剖面电性结构具有“准二维性”,对研究区大地电磁数据进行二维反演可行。

图5

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图5 MT01~MT05剖面相位张量二维偏离度

Fig.5 The skewness of MT01~MT05 profiles using phase tensor decomposition technique

2.2.3 电性主轴分析

在开展二维反演计算之前,对地下介质进行电性主轴分析是必要的^[20-21],一方面是由于实际地下介质并非理想的二维模型,需确定研究区域地下介质的电性主轴方向并对MT数据进行相应的旋转,才可以将数据分解为TM极化模式与TE极化模式,从而可以得到更加准确可靠的二维反演结果;另一方面两个互相垂直的电性主轴方向分别与地质体的构造走向和倾向一致,通过开展电性主轴分析,可进一步确定研究区主要构造的走向与倾向。

研究区各剖面多频段阻抗张量分解结果如图6所示,受地表覆盖、深部介质的三维性(如存在多条构造)的影响,部分频段计算所得最佳电性主轴方向并不清晰,故本研究选取10⁰~10^-1 Hz及10^-1~10^-2 Hz两个频段数据计算得到的最佳电性主轴方位角进行分析统计,由西向东MT01~MT03剖面电性主轴方向基本一致,为NE45°;MT04~MT05剖面的电性主轴方向发生较大变化,其中MT04剖面电性主轴方向为NEE70°,MT05剖面电性主轴方向为NNE35°,按照上述电性主轴方向分别对各剖面数据进行旋转后,完成了各剖面的二维反演计算。

图6

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图6 研究区大地电磁测深剖面构造主轴分析结果

Fig.6 Rose diagrams of strike analysis results

2.3 数据反演与解释

由维性分析结果可知,研究区内地质构造二维性较强,适合于进行二维反演。但考虑到将地下介质视为“准二维”模型进行二维反演时,可能会带来虚假异常。因此,分别将各测站阻抗数据旋转到电性主轴方向后再进行二维反演计算,一定程度上提高了数据“二维性”,更好地满足二维反演条件,最大程度降低对地表覆盖、深部介质反演结果的畸变影响。

本文采用WINGLINK软件集成的非线性共轭梯度算法(NLCG)进行反演计算。经过最终的对比认为在TE+TM的反演模式下,正则化因子Tac=10,电阻率误差级数为8%,相位误差级数为5°,反演迭代次数为200次时,各剖面的反演拟合总误差均小于3.5%,模型拟合效果较好,反演结果较为可靠。

由于研究区第四系覆盖严重,仅在区内西侧侵入岩区零星出露雅干断裂构造信息,经槽探揭露(图7a1~2),确定研究区西侧雅干构造带走向近EW,倾向N,为一条逆断层,断层倾角约55°~65°。为进一步确定雅干断裂带的构造特征与深部电性结构之间的关系,为后续在覆盖区识别雅干构造带提供参考依据,按照“由已知到未知”的原则,在工作区西侧已知雅干断裂带处布设MT01测线,测线方位50°,总长度15 km。

图7

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图7 雅干断裂野外照片(a1)、(a2)及MT01剖面大地电磁测深二维反演结果(b)

Fig.7 Photos of Yagan fault (a1)、(a2) and 2D inversion results of MT01 (b)

MT01线二维反演与解释结果如图7b所示,总体上电阻率分布相对简单,沿深部异常分区明显,即:海拔-2~-3 km为低阻异常区(10~1 000 Ω·m)与深部高阻异常区(1 000~10 000 Ω·m)。浅部低阻异常区中存在一处相对高阻异常,与地表出露石英闪长岩体对应很好。高阻异常区内存在多条电阻率梯级带,各条梯级带均具有“北倾+高倾角+大深度”的特征,多处梯级带的中心位置(图7粗红色虚线)向上穿透浅表低阻异常区,向北侧沿深部有一定延深趋势(深约20 km),推断其为雅干断裂带,地表处雅干断裂带位于MT01剖面3号测站~9号测站之间,中心断裂F₁位于6号测站,为一条高角度逆断层,断层倾向向北,倾角60°~65°。综上,MT01剖面二维反演结果中显示的雅干断裂带电性特征与地表槽探揭露结果对应很好,二者之间的对应关系可为雅干断裂带构造特征的识别依据。

MT02~MT05剖面二维反演与解释结果如图8所示,4条MT剖面电阻率异常特征较MT01复杂,但均存在多条电阻率梯级带。

图8

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图8 MT02~MT05剖面大地电磁测深二维反演与解释结果

Fig.8 2D inversion results of MT02-MT05 profile

MT02位于研究区中西部,剖面方位0°,总长度13 km。该剖面电阻率异常相对错乱,存在多处高低阻异常圈闭区。剖面南侧海拔-2~-3 km以浅低阻异常区推断为沉积盆地(Q-K),北侧海拔-3~-10 km低阻异常区受构造作用,错动改造为多处零星的团状圈闭异常,推断是由中酸性火山碎屑岩、酸性熔岩以及含泥质大理岩(C-P)引起。高低阻异常区之间存在多条电阻率梯级带(覆盖于低阻异常区之下),推断为该剖面区段雅干断裂带:雅干断裂带位于4号测站~10号测站之间,中心断裂位于6号测站,向深部有延伸趋势(约20 km),倾向NE50°,倾角62°~65°。

MT03位于研究区中部,剖面方位0°。剖面总长度17 km。该剖面海拔-10 km以浅存在多处孤立的高低电阻率异常,2号测站及11号测站两处相对低阻异常及7号测站、14号测站两处相对高阻异常交替分布,其中高阻异常与该处地表闪长岩体位置范围对应较好,推断相对低阻异常由泥质砂岩、泥岩及中酸性火山碎屑岩等岩石组合(K-P)引起;高低阻电阻率异常之间存在多条梯级带,梯级带纵向贯穿两个相对低阻异常区,推断为该剖面区段雅干断裂带:雅干断裂带位于3号测站~9号测站之间,中心断裂F₁位于6号测站,断裂带南侧向深部有延伸趋势(局部闭合),倾向0°,倾角约60°~68°。

MT04位于研究区中东部,剖面贯穿研究区东部盆地区,剖面方位316°。剖面总长度19 km。由该剖面位置处地层受构造运动影响,电阻率异常呈“浅表低阻覆盖,深部近垂直带状高低阻异常横向交替杂乱分布”的特征,其中推断海拔-2~-3 km以浅层状低阻异常由沉积盆地(Q-K)引起,海拔-2~-6 km多处孤立的高—低阻异常为受构造破坏的中酸性火山碎屑岩、含泥大理岩(C-P);海拔-6~-20 km多处条带状高低阻异常区,推断为新元古代花岗岩(γPt₃)。该剖面存在多条电阻率异常梯级带,其中向北倾的梯级带位于8号测站与16号测站之间,推断为该剖面区段的雅干断裂带:中心断裂F₁位于11号测站,断裂带向深部有延伸趋势(20 km),倾向NW316°,倾角约65°~70°。;同时该处电阻率异常区伴有2条南倾梯级带,推断为次级断裂(F₂~F₃)。

MT05线位于区内最东侧,测线方位310°,总长度25 km。总体上电阻率异常可分为两个异常区,海拔-2~-3 km以浅为相对低阻异常区,与MT04剖面低阻异常区类似,具有明显的分层特征,推断由区内东部沉积盆地(Q-K)引起;南北两侧团状中高阻异常推断为中酸性火山岩(C-P);中部3~-20 km处高阻异常推断为新远古代花岗岩(γPt₃),受构造作用,位于13号测站与20号测站之间的岩体内出现多条电阻率梯级带,梯级带错断两个圈闭的相对高阻异常区,推断为该剖面区段雅干断裂带:中心断裂F₁位于18号测站,断裂带向深部有延伸趋势(20 km),倾向NWW300°,倾角约62°~68°。同时推断雅干断裂带以南伴有2条南倾梯级带,推断为次级断裂(F₂~F₃)。

3 雅干断裂带构造特征分析

按照雅干断裂带电性结构特征为:“北倾+大倾角+大深度”电阻率梯级带这一指示标志,对MT剖面区段内雅干断裂带构造属性特征进行了推断,推断雅干断裂带的范围、中心断裂位置、断裂的倾向、倾角及断层类型等构造特征汇总如表2所示。

表2 推断雅干断裂带构造特征

Table 2 Summary of structural characteristics of the inferred Yagan fault zone

剖面	边缘位置 (MT测站号)	宽度/km	中心断裂位置 (MT测站号)	倾向/(°)	倾角/(°)	断层类型	最佳电性主轴方向(10^-1~10^-2 Hz)
MT01	3~9	6	6	50°	55°~65°	逆断层	47.5°
MT02	4~10	6	6	0°	62°~65°	逆断层	47.5°
MT03	3~9	6	6	0°	60°~68°	逆断层	45°
MT04	8~16	8	11	316°	65°~70°	逆断层	75°
MT05	13~20	7	18	300°	62°~68°	逆断层	35°
均值	-	6.8	-	350°	60°~67°	-	-

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研究区内5条MT剖面二维反演电阻率结果很好地刻画了雅干断裂带的深部形态(图9a),同时所推断雅干断裂带边界及中心断裂在浅地表的空间位置变化特征很好地反映了雅干断裂带在浅地表的空间走向(图9b),浅地表处雅干断裂带总体呈EW走向,在研究区内由西向东横穿研究区并于区内东侧向N弧形偏转。根据MT剖面电性主轴分析结果(表2),频率10^-1~10^-2 Hz范围内,研究区西侧(MT01~MT03)深部电性主轴以NE45°为主,东侧(MT04~MT05)深部电性主轴变化较大,由NE75°变化为NE35°,表示了区内深部主要构造走向由NE到NEE向并逐步向N弧形偏转的变化特征,这与基于MT剖面反演解释推断浅地表雅干断裂带空间走向特征相互印证,同时也说明了雅干断裂带走向由浅部到深部逐步向N偏转的趋势。

图9

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图9 推测雅干断裂带二维电性结构特征及浅地表空间走向

a—雅干断裂带电性结构(三维展示);b—浅地表推测雅干断裂带空间走向位置

Fig.9 The 2D electrical structure characteristics an inferred strike of Yagan fault zone on shallow surface

a—the electrical structure of the Yagan fault zone (3D display); b—inferred strike of Yagan fault zone on shallow surface

4 结论

通过对研究区内大地电磁剖面的数据处理和反演解释,揭示了雅干构造带20 km深度的电性结构特征,以研究区西侧出露的雅干断裂带构造特征作为先验信息,确定了雅干断裂带的电性结构特征:“北倾+大倾角+大深度”的电阻率梯级带,较好地识别出了区内雅干断裂带的空间展布方向与深部构造特,取得了以下认识:

1)雅干断裂带平均宽度约6.8 km,在浅地表总体呈近EW走向(深部呈NE45°走向),具有EW向横穿研究区并于东侧向N弧形偏转的空间展布特征;断裂总体倾向N(350°),断层倾角约60°~67°,属逆断层,断裂深度约20 km,同时断裂带周边次级断裂较为发育。

2)雅干断裂带主断裂为一条高角度的逆断层,结合区域地质情况,认为其形成于SN向挤压的构造作用过程。

3)大地电磁测深法在本次雅干断裂深部构造特征探测研究中取得了很好的应用效果,可作为在覆盖区深部隐伏构造探测与研究的参考样例,具有一定的借鉴意义。

致谢

感谢中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心基础地质调查室雷聪聪、王文宝等提供的野外实测资料及在数据采集过程中给予的支持和帮助;感谢中国地质大学(北京)叶高峰教授、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所林品荣正高级工程师在数据处理方面给予的支持。

参考文献

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文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

王文杰, 雷聪聪, 薄海军, 等.

组合物探方法在浅覆盖区1∶50 000区域地质调查中的应用——以额济纳旗地区为例

[J]. 物探化探计算技术, 2022, 44(2):235-244.