利用重磁震资料研究山东半岛及南黄海北部地区火成岩分布❋

韩　波， 张菲菲❋❋， 张训华， 田振兴

(1.国土资源部海洋油气与地质环境重点实验室, 山东 青岛 266071; 2.青岛海洋地质研究所， 山东 青岛 266071)

利用重磁震资料研究山东半岛及南黄海北部地区火成岩分布❋

韩波1,2， 张菲菲1,2❋❋， 张训华1，2， 田振兴1,2

(1.国土资源部海洋油气与地质环境重点实验室, 山东 青岛 266071; 2.青岛海洋地质研究所， 山东 青岛 266071)

摘要：利用近年的地质调查结果，收集了前人的岩性分析及物性分析结果，结合山东半岛和南黄海北部的重力资料和磁力资料及多道地震的资料，分析了研究区重磁场特征，并且将地震识别的火成岩投影到磁力异常平面图内，利用磁力异常化极的垂向一阶导数图作为底图，判定可能由火成岩引起的磁异常，根据相似磁异常特征，划定火成岩的分布位置。分析认为山东半岛火成岩具有沿北东向发育的特点，并且受北东向断裂控制，南黄海北部地区火成岩有沿北东，北北东向发育的特点。

关键词：山东半岛； 南黄海； 火成岩

引用格式： 韩波， 张菲菲， 张训华, 等.利用重磁震资料研究山东半岛及南黄海北部地区火成岩分布 [J]. 中国海洋大学学报(自然科学版)， 2016, 46(5)： 78-82.

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本文所选的研究区为120°E～123°E，36°N～38°N，包括山东半岛的胶东半岛和南黄海北部地区(见图1)，研究区地跨三大构造单元，自西向东依次为，中朝地台，苏胶临津江带，扬子地块[1-4]，通常以嘉山-响水-千里岩断裂(F3)和五莲-青岛-海州断裂(F2)作为中朝地块、苏胶临津江带和扬子地块的分界断裂。中朝地块的西部源于阿拉善，东部至朝鲜半岛(其中华北地块为中国部分的称谓，狼林地块为朝鲜半岛部分的称谓)，中朝地块内断裂发育，以近东西向、北东和北北东向断裂为主。

重力勘探，磁力勘探和地震勘探是海洋地质调查和研究的主要手段，其中，重力异常资料对于盆地分布范围、凹陷和凸起、断裂的走向和分布等方面有独特的表现，磁力异常资料能更清楚地判断断裂的走向和性质，而且利用磁力异常资料可以计算磁性基底的深度[5-8]。

火成岩对地质学研究很重要，它是了解地球内部的一个窗户，可以用于研究板块构造。山东半岛除了产出丰富的新近纪火山岩外，也发育古近纪的盆地火山岩[9-13]。本文对山东半岛和南黄海北部的研究区，利用重磁震资料进行了综合解释，获得研究区的火成岩分布特征。火成岩普遍表现为高密度高磁性特征，以重力，磁力资料为基础，结合地震，地质，钻井等资料，利用火成岩储层的磁化率和岩石密度明显高于沉积岩，可以首先根据磁异常和重磁分析圈定火成岩发育区，在圈定火成岩发育区基础上上利用针对性的局部地震测井资料采集分析，可以较好的预测火成岩的分布。

1重力场特征

山东半岛的空间重力异常幅值在-15～35mGal之间变化，异常主体走向为NE向，重力异常场北部宽，南部窄，呈现三角形状。山东半岛的南部主体呈现重力高值带，是胶辽隆起带的反映，山东半岛的北段局部有负异常，负异常圈闭低于-15mGal。

南黄海北部地区，空间重力异常场的以高值异常为背景场，异常走向为北东向，空间重力异常幅值在-25～35mGal之间变化，南北两侧为重力高圈闭，中间夹杂着团块状负异常圈闭，异常走向NE，负异常最低为-25 mGal，异常的走向和五莲-青岛-海州断裂走向基本一致。

(1-以中生代为主的沉积盆地Mesozoic sedimentary basin；2-中新生代沉积盆地Mesozoic Cenozoic sedimentary basin；3-主要断裂Major fracture；4-推断断裂Inferred fracture；F1：郯庐断裂Tanlu fault;；F2：五莲-青岛-海州断裂Qingdao Haizhou Wulian fault；F3：嘉山-响水-千里岩断裂Jiashan Xiangshui Qianliyan fault;F4：江山-绍兴-光州断裂Jiangshan Shaoxing Kwangju fault.)据文献[1]修改，方框内为研究区，ab为地震剖面位置示意图。According reference[1], study area is in block, ab is seismic profile.

图1区域构造简图

Fig.1Regional tectonic map

山东半岛的布格重力异常幅值在-30～35mGal之间变化，异常主体走向为北东向，山东半岛的重力异常以负异常为主，负异常圈闭相互贯通连成一片，极小值位于山东半岛西侧，极值低于-25mGal。其中胶东隆起部分呈现负异常圈闭，而莱阳盆地此处呈现正异常圈闭。

南黄海北部的布格重力异常幅值在-20～45mGal之间变化，异常形态与空间异常相似，异常南黄海北部布格重力异常图中，主要有6个主要团块状高值正重力异常圈闭以NE向展布，正异常值在30～45mGal范围内变化，其间点缀着4个小的中值正异常圈闭，最小值超过15mGal；西部以高值为主，高低值异常圈闭间隔分布，包括4个高值圈闭，最大值可达35mGal，3个低值圈闭最低值低于5mGal；中部布格重力异常分布比较杂乱，南北两侧高、中间低，分布有7个面积较大的高值圈闭和5个低值圈闭，其间有更小的高、低值圈闭。其中，该区中部低异常圈闭面积最大，异常圈闭最小值低于0mGal。

图2　研究区空间重力异常图

图3　研究区布格重力异常图

2磁场特征

山东半岛化极磁异常区与南黄海盆地异常区连成一片，变化不大，异常幅值在-200～220nT之间变化，局部高异常圈闭极值可达+220nT，山东半岛东南角有一处整个研究区的最小值-200nT。磁异常主体为负异常，背景异常的走向为NE向，这是由于该区基底为太古代的鞍山岩群和胶东岩群，上覆有古元古代的辽河群和荆山群-粉子山群，为沉积岩的变质岩造成的。

南黄海地区磁异常幅值为-200～220nT，整体异常走向为NE向，磁异常主体为平静的负异常，在负磁异常背景场中分布着3个比较大的正磁异常圈闭，局部还存在小的正磁异常圈闭，正磁异常圈闭极值超过+220nT。南黄海北部盆地磁异常为负磁异常，反映该区基底磁性较弱。

图4　研究区的化极磁力异常图

3地层

根据以往的资料[14-18]，研究区主要有3个区域性磁性层，岩石磁性有以下特点：①前震旦纪结晶基岩，包括胶辽地区太古宇的鞍山岩群、胶东岩群，以及古元生界的辽河群、粉子山群，胶苏造山带的胶南群等，具弱-中等强度磁性；但强烈混合岩化后，磁化率显著增大，如胶东群的变质岩显示为中-弱磁性；若含铁磁矿层或铁磁组分则更高。②中生界火山岩及磁性侵入体，火成岩磁性特点如下：古老的基性和超基性杂岩具有很强的磁性，如纯橄榄岩、辉橄岩、辉长岩等，而起往往表现有很强的剩余磁性；中生代岩浆岩中磁性较强者通常以花岗闪长岩、闪长岩及正长斑岩等为主，有的则为无磁性；③新生界玄武岩，主要在黄海北部海域。

表1　黄海岩石磁化率

Note：①Main lithology;②Magnetic susceptibility；③Max；④Min；⑤Mean

表2　黄海地层磁化率统计表

Note:①Stratum；②Magnetic susceptibility；③Cenozoic basalt；④Mesozoic Volcanic rock；⑤Presinian crysta uine basement rock

4火成岩的识别

火成岩密级分布的地区，磁场特征的共性是异常杂乱无章的分布，会发生无规则地跳跃变化，在相邻测线上很难比对；磁异常的梯度较大，宽度较小；而变化剧烈高磁异常或者低磁异常，尤其是沿着某一方向延伸时，这个延伸往往是火山喷出岩的通道；由于断裂活动产生的火成岩往往呈现串珠状的磁异常[19-22]。

本次利用重磁震综合方法对火成岩的推断解释，方案如下：

(1)将地震剖面识别的火成岩投影到磁力异常平面图将地面识的火成岩别投影到震剖测网平面内内。(2)以磁力异常化极的垂向一阶导数图作为底图，判定可能由火成岩引起的磁异常；(3)分析疑似火成岩的磁异常与断裂构造的空间关系；(4)将疑似火成岩类的磁异常与局部重力异常分析对比，局部重力高可能为基性岩，局部重力低者可能为酸性岩。

如图5所示，红色线表示地震剖面识别圈定的火成岩，深层的火成岩的边界无法确认。

图5　地震剖面上的火成岩解释图

利用处理后得到的化极磁力异常圈定火成岩分布范围，如图6。

图6　研究区火成岩圈定分布图

研究区的火成岩比较发育，基本上沿北东向和北北东向断裂展布。山东半岛和南黄海北部盆地的火成岩分布表现出区域性特点。研究区内火成岩可以分为2个带：山东半岛和南黄海北部盆地2个火成岩带。

山东半岛火成岩非常发育，其中元古代时期的侵入岩规模大，界线清楚，并且受断裂控制；山东半岛火成岩活动最剧烈的一期是中生代燕山期侵入岩，不仅有大规模的喷溢，也有巨大的岩体侵入。

南黄海北部地区火成岩受断裂控制，走向为北东东向，主要发育酸性火成岩，在磁力异常图上有北东，北北东走向的正磁异常带。

5结论

(1)火成岩密级分布的地区，磁场特征的共性是磁异常杂乱无章的分布，会发生无规则地跳跃变化，在相邻测线上很难比对。

(2)山东半岛火成岩非常发育，受牟平-即墨断裂带控制，整体走向为北北东向。元古代侵入岩规模大，界线清楚，受断裂控制；山东半岛火成岩活动最剧烈的一期是中生代燕山期侵入岩。

(3)南黄海北部地区火成岩受断裂控制，走向为北东东向，主要发育酸性火成岩。

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责任编辑徐环

The Distribution Data of Igneous Rocks of the South Yellow Sea and Shandong Peninsula by Gravity and Magnetic Anomalies and Seismic Data

HAN Bo1,2， ZHANG Fei-Fei1,2， ZHANG Xun-Hua1,2， TIAN Zhen-Xing1,2

(1.The Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources, Qingdao, 266071， China; 2.Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao 266071, China)

Abstract:The geophysical data were discussed in the Shandong Peninsula and the South Yellow Sea north area by using the results of geological survey in recent years with the gravity data and magnetic data and seismic data.The igneous rocks and their space distribution were deduced according to the characteristics of gravity and magnetic field and the lithology analysis of transitivity analysis results.The seismic gravity magnetic anomaly data were processed and the comprehensive analysis was discussed in the research area. Analysts believe that the igneous rocks of Shandong Peninsula to the developmental characteristics are along the North East trend, and they are controlled by NE trending faults. The igneous rocks in the northern South Yellow Sea are along the NE and NNE trend characteristics.

Key words:Shandong Peninsula; South Yellow Sea; igneous rocks

基金项目：❋ 国家重点基础研究发展计划项目(2013CB429701) ；国家自然科学基金青年基金项目(41206050)；国土资源部海洋油气资源和环境地质重点实验室基金项目(MRE201417)资助

收稿日期:2015-04-15;

修订日期:2015-09-15

作者简介：韩波(1976-)，女，博士，高工。E-mail:hanbo3952@163.com ❋❋通讯作者： E-mail: ffeizhang@126.com

中图法分类号：P631.4

文献标志码：A

文章编号：1672-5174(2016)05-078-05

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20150144

Supported by national key basic research development plan (2013CB429701); Project of the National Natural Science Foundation of China (41206050); Key Laboratory of Marine Oil and Gas Resources and Environmental Geology of Ministry of Land and Resources (MRE201417)