磁性数据处理

磁法探测的是δ T磁异常。由于倾斜磁化的影响,往往很难直接解释δ T异常,而垂直磁化下的垂直磁异常与磁性体的对应关系就简单得多,也更接近。因此,在解释δT异常之前,往往要先进行极化处理。利用极化结果不仅可以使异常解释变得容易,而且可以提高异常解释的精度,从而确定磁性地质体的位置、产状和边界。

航磁资料的处理首先基于极化处理,然后根据需求进行目标处理。方法和手段与重力数据处理相似。从图4-7可以看出,极化后δ T异常的高值异常区与地震的认识是一致的。

图4-7合肥盆地高精度航磁极测量等值线图

(一)合肥盆地的断裂构造

1.断层构造的磁异常特征

众所周知,利用航磁资料确定基底断裂,尤其是大断裂是一种有效的方法。原因是地质体遭受断层后磁性往往发生变化,可能导致磁性降低,形成缩小的负异常带。或磁性物质沿断裂侵入,形成线状或串珠状异常带;或者磁异常的位错线表明断层两侧的地质体发生了相对运动;此外,最常见的是磁场梯度带,这也是断裂的主要表现之一。这些特征客观反映了断裂构造,与我们认识区域构造和地质构造的发展演化乃至矿床的形成密切相关。因此,利用航磁资料识别深断裂和区域性大断裂具有重要的现实意义。

2.圈定断层的方法和原则

根据本区磁异常特征和地质构造条件,我们确定的原则是:主要圈定那些异常表现明显、规模较大的断裂构造;②航磁确定的断层主要是基底断层,可能与沉积层中断层构造的分布位置不完全一致。在这种情况下,应进行综合分析,强调航磁解释成果在航磁解释资料中的主导作用。

3.主要断裂构造

根据上述断裂的磁异常标志和圈定原则,本区共圈定出76条断裂构造,其中包括控制盆地边界的三条主要一级断裂,即郯庐断裂带、金寨-舒城断裂带和颍上断裂带。总的来说,盆地的二次隆起和凹陷主要有5条断裂,包括费仲断裂(F4)、蜀山断裂(F5)、肥西-韩百都断裂(F6)、高唐铺断裂(F9)和朱家大断裂(F10)。合肥盆地外还有三条大断裂,分别是小天一模断裂(F8)、胡林断裂(F9)和毛坦厂断裂(F11)。其余都是一般的基底骨折。

4.断层的分布规律及其在地质构造中的作用。

如前所述,根据断层在磁场中的表现形式(特征线),区内圈出76条断层,其中11主要表现为断裂延伸长,特征线显著。在航磁向上延拓图上也清晰显示,表明其有一定切割深度,其余断层多为一般基底断层。上述76条断裂构造按其在平面上的分布方向可分为四组。一组为北东向断裂,即郯庐断裂带,其走滑地质作用十分明显。此外,还有胡林断层、高唐铺断层等一系列较小的断层构造,它们在地质构造演化中起到了非常重要的作用。另一组为东西向和近东西向断层。主断裂为费仲断裂,向南依次为蜀山断裂、肥西-韩摆渡断裂、金寨-舒城断裂和毛坦厂断裂。它们原本可能都是东西向的断裂构造,但在华北板块与扬子板块相互作用的过程中,特别是郯庐断裂带的走滑作用使它们发生了一定程度的转向。此外,北西向断裂较少,以朱家大断裂为代表,还有一些较小的断裂构造,多为盆地内部断裂,主要控制盆地内各种性质不同的块体,在华北地台中北部更为明显。其次是南北向断裂构造,本次解释成果圈定了近十条南北向断裂构造,规模都不大,但对部分断块也有切割控制作用。

(2)区域磁异常特征和基底岩相结构

区域磁异常的空间分布基本上是基底结晶岩系不同阶段不同原岩建造和构造演化结果的综合反映。结合不同时期岩浆活动的特征和分布规律,可以大致了解研究区的基底性质,圈定分区。研究区一般分为六种不同类型的磁场,六种磁场中磁异常和形态变化的差异反映了该区基底岩相的差异和差别。

根据物性资料,测区及其周围的磁性物质主要包括深部老变质岩(太古代和中、下元古界)、中、新生代火山岩、部分沉积岩和多期侵入岩。这些岩石的磁性变化和空间产状造成了各种磁异常,各种异常的综合叠加形成了合肥盆地的复杂磁场。

合肥盆地及周边地区的区域磁场主要表现为面积分布的高磁异常带,如霍邱强磁异常带、大别山强磁异常带、张八岭强磁异常带等,主要是太古代强磁基底和大规模深部侵入岩的反映。正负变化的磁异常区多呈块状,基本上是由太古宙中-弱磁性岩石引起的;此外,在测区南部和东南边缘有大面积的区域性负磁异常带,主要反映了以元谷峪为主的弱磁性基底。

根据上述分析和基底构造的一些差异,可划分为以下几种基底岩相构造区:①太古代为主的强磁性基岩分布区;(2)以太古代为主的中强磁性基岩分布区;③太古代(包括部分中、下元古界)弱磁性基岩分布区;④以元谷峪为主的弱磁性基岩分布区;⑤元古代弱磁性基岩分布区,中生代火山岩丰富;⑥不同时期的侵入岩和次火山岩。

(3)磁异常圈定及局部构造异常分布规律

近年来,随着磁力仪精度和定位精度的提高,飞行高度的降低和测量尺度的增大,小范围内局部异常的反映更加清晰,使得局部构造异常的解释成为高精度大尺度构造航磁解释的主要地质任务之一。合肥盆地高精度航磁调查采用了先进的航测和地面调查系统,发现了许多局部异常。更重要的是对这些局部异常的地质成因进行分类解释,可以解决一些地质构造细节,为油气勘探提供重要线索。

1.突出局部异常的方法

突出局部异常的方法很多,该区主要采用残差异常提取和极垂一阶导数计算两种转换处理方法。

航磁δ T残差异常的提取处理效果良好,不仅有效地消除或压制了区域背景场,而且达到了突出局部异常的目的,特别是对于低幅度的局部异常。航磁δ T极化垂直一阶导数图异常明显,位置可靠,对圈定和解释局部构造异常具有重要作用。

2.确定局部异常的原理

考虑到测区的磁场特征、地质条件和油气勘探的实际意义,本区局部异常的确定主要在有油气远景的地区进行详细圈定。对于盆地边缘火山岩分布较大的地区,寻找油气的意义不大,因此没有进行局部异常的详细圈定。

3.局部异常的分类

基于航磁δT剖面图的异常形态特征,首先考虑异常的幅度和梯度,将异常大致分为:高幅度、陡梯度的尖峰状、混沌状强磁异常;幅度适中、坡度较陡的局部高程异常;低幅度、小梯度的弱磁异常;振幅小但梯度变化快的高频弱异常。其次,考虑异常形态和磁场背景,分别分离局部负异常和孤立正异常。

4.局部异常的地质原因

测区内构造复杂,岩浆活动频繁,造成了多种形式的局部异常。根据异常的形态特征和岩石物理资料,并与已知地质条件和相关地球物理资料反复对比,我们进行了地质分类和解释,共识别出27个基岩隆起异常(A级)、4个基性火山岩异常(B级)、65438个中酸性侵入岩异常(C级)和火山岩。

5.局部构造异常的分布规律

(1)大部分局部构造异常与相邻断层方向一致:测区内大部分局部构造异常与断层活动关系密切,多沿断层或平行断层分布,尤其受NE、NW向断层控制。

(2)局部构造异常明显受区域构造控制:盆地内圈定的局部异常主要分布在盖层较厚的凹陷内及周边,明显受区域构造走向控制,特别是在凹陷边缘与凹陷之间的凸起地带,大多与区域构造线方向一致。

(3)测区南北部局部构造异常分布差异较大:北部反映基岩隆起的异常较多,南部反映浅部沉积物和火山异常的构造异常较北部发育。

(4)反映浅部构造的局部构造异常多:沉积岩的局部磁性引起沉积层的许多构造异常,火山岩的多层分布引起的异常也与构造有关。这两类异常占异常总数的70%以上,无疑为浅层盖层提供了丰富的地质信息,随着勘探程度的不断提高,对它们的研究应该更加细致。

(5)局部构造异常带多:盆地内的局部构造异常大多呈带状分布,有许多明显的构造异常带。