利用磁测资料对张北西部玄武岩覆盖区火山机构的初步圈定

2016-08-22张利峰李新斌张京

地球 2016年3期

关键词：串珠玄武岩火山

■　张利峰　李新斌　张京

（武警黄金第七支队山东烟台264004）

利用磁测资料对张北西部玄武岩覆盖区火山机构的初步圈定

■张利峰李新斌张京

（武警黄金第七支队山东烟台264004）

玄武岩具有较高的磁化率和较强的剩余磁化强度，火山机构形成了独特的环形磁异常。本文利用磁测资料对张北西部汉诺坝玄武岩区火山机构进行了初步圈定。为该区地质，物探，矿产研究提供物探依据。

火山机构玄武岩磁异常；环形构造延拓

张北地区广泛出露古近纪-新近纪汉诺坝组玄武岩。汉诺坝玄武岩区火山口有13处[1]，大部分无典型火山口地貌形态，只残留一些平缓山丘和火山盆地。我部今年在套里庄幅及鹿尾沟幅北部进行1:50000高精度磁法测量，通过数据，对该区的火山机构做了初步圈定。

1　地质概况及地球物理特征

1.1地质概况

该区大地构造位置属于华北陆块北缘中段，一级构造单元属于塔里木-华北板块，二级构造单元为华北陆块。区内新生代火山活动以基性岩浆喷发为主，形成古近纪-新近纪汉诺坝组玄武岩类，岩层产状平缓，向北构成广袤的坝上高原。主体岩石为一套拉斑玄武岩类。在下部为橄榄拉斑玄武岩，上部为石英拉斑玄武岩，局部地区顶部可见玄武安山岩。底板受古地形影响起伏较大[2]。地表构造主要为近EW和NE向。

1.2地球物理特征

（1）磁性参数特征：该区的地面磁测工作几乎是空白，根据河北省地球物理勘察院2006年1月-2007年6月《河北省山区航磁异常新一轮研究》表明磁性参数规律为：超基性岩磁性>基性岩磁性>中性岩磁性>酸性岩磁性，符合岩石磁性变化的一般规律。通过标本物性测定，该区的玄武岩具有磁性强，剩余磁性大的特点。

（2）航磁异常特征：华北地区1：25万航磁异常显示，区域磁异常变化不大，呈现出北部平稳的高磁区，南部为为低磁区。

（3）岩石密度特征：区内大面积出露为玄武岩，普遍密度较低，密度最大值3.66g/cm3，最小值0.86 g/cm3在套里庄幅西部小面积出露小面积变质岩，密度在2-3 g/cm3。

（4）区域重力场特征：华北1：200万重力异常图显示，区域重力异常具有西低东高的趋势，表明现今岩石圈范围内圈层结构由西到东逐渐变薄[3]。

（5）遥感解译特征：通过遥感解译，调查区为一个大型的环形构造，说明该区曾经火山活动较为强烈。

2　数据采集及资料处理

本次测量测网按500×100网格布点，以规则网为主。野外实测数据每日进行处理，通过随机软件GEMLink进行日变改正，由中国地质大学（武汉）编辑的软件MAGS进行正常场计算，最后计算△T，绘制△T等值线图（图1），并进行向上100m、300m、500m和1000m延拓处理。

3　火山机构的磁场特征

火山机构常常形成强度上或正或负，形态上有简单规则或复杂多变的磁异常。一般而言，中心式喷发的火山机构磁异常较为简单规则，其平面形态以近圆形或椭圆形为主，异常有时为孤立的负异常或以负异常为主，两侧出现对称的强度不大的正异常，有时在负异常周围由许多单个正异常组成环状、放射状异常群。标本物性测定结果显示，该区的玄武岩磁性较强，剩余磁化强度较大，且向上延拓后，整个调查区北部为明显的高磁区，南部为低磁区，而负异常仍有明显反应，因此推断正异常为喷出相高磁性玄武岩或喷出相高磁性玄武岩和高磁性基底叠加引起的，而负异常为高磁性的火山通道相玄武岩反磁化引起。区内火山机构具有以上磁性特征。

4　火山机构的圈定

根据以上火山机构在磁场上磁异常的特征，综合本次1：50000实测绘制的△T等值线平面图（图1）初步圈定复合式环状构造异常群3处，以负异常为中心的环形构造19处。下面分别对圈定的火山机构进行论述。

4.1中心式喷发火山机构

喇嘛洞—许家营环形中心喷发式火山机构，位于套里庄幅西北部，整体呈椭圆状，长轴近EW向，长约13公里，短轴近SN向，长约9公里，由6个以负异常为中心的小的环形构造组成。负异常极小值为-100到-220nT，负异常外围由一圈正异常呈串珠状环绕，正异常多呈方向不一的短轴状，极大值在200到400nT之间。6个小的环形构造又组成一个大的环形构造，外围由一圈正异常呈串珠状环绕。异常区处于坝上高原地带，大面积覆盖汉诺坝玄武岩，而该区玄武岩厚度较薄[2]，厚度在20-70m间（图2）。并且通过向上延拓后的△T等值线图可以看出该区域底部为平稳的高磁基底，推断正异常主要为高磁性基底引起；而负异常经延拓后仍有明显反映，由此推断负异常为反磁化的火山通道相岩石所致[4]。

图1　河北张家口怀安一带高精度磁法测量△T等值线平面图

大东沟—张家湾环形中心喷发式火山机构，位于鹿尾沟幅东北部，整体呈椭圆状，长轴NE向，长约9公里，短轴NW向，长约7公里，由4个以负异常为中心的小的环形构造组成。负异常极小值为-100到-280nT，负异常外围由一圈正异常呈串珠状环绕，正异常多呈方向不一的短轴状，极大值在200到420nT之间。5个小的环形构造又组成一个大的环形构造，外围由一圈正异常呈串珠状环绕。异常区处于坝头高台地区，大面积覆盖汉诺坝玄武岩，且该区域为玄武岩较厚区域，玄武岩厚度在150-200m间（图2），并且通过向上延拓结果可以看出该区域的基底磁性较弱，所以推断正异常主要为喷出相玄武岩引起；而负异常经过延拓后仍很明显，所以负异常区为火山通道。

图2　玄武岩等厚度示意图

脑包洼—大面草沟环形中心喷发式火山机构，位于鹿尾沟幅北部与套里庄幅南部交接处，整体呈椭圆状，长轴EW向，长约8公里，短轴SN向，长约5公里，由6个以负异常为中心和1个以正异常为中心的小的环形构造组成。其中以正异常为中心的环形构造，以正异常为中心被4个方向不一的短轴状低磁异常围绕，4个低磁异常又整体被正异常环绕。负异常极小值为-100到-280nT，负异常外围由一圈正异常呈串珠状环绕，正异常多呈方向不一的短轴状，极大值在200到500nT之间。7个小的环形构造又构成一个大的环形构造，外围由一圈正异常呈串珠状环绕。异常区处于坝头高台地区，大面积出露汉诺坝玄武岩，且该区域为玄武岩较厚区域，玄武岩厚度在150-200m间（图2），而通过向上延拓结果可以看出该区域的基底磁性较弱，推断正异常主要为喷出相玄武岩引起；而负异常经过延拓后仍很明显，所以负异常区很为火山通道。因此推断该区是火山口的位置，并且有多个火山机构存在。

套里庄幅西北部炕塄乡的环形构造H1和阎家村东南方向的环形构造H2，这两个环形构造以负异常为中心，外围由一圈正异常呈串珠状环绕，负异常极值为-280nT。该区域表层覆盖玄武岩，玄武岩厚度20-70m，并且通过向上延拓后的△T等值线图可以看出该区域底部为平稳的高磁基底，推断正异常主要为高磁性基底引起；而负异常为反磁化的火山通道相岩所致。所以推断该区火山锥遗址。

4.2沿构造呈串状的溢出型火山机构

套里庄幅东南部以大艾蒿沟村为中心的大面积负异常，负异常极值-240nT，负异常外围被串珠状正异常环绕。该区域处于地势低洼地带，大面积为第四系覆盖，玄武岩覆盖减薄。向上延拓结果表明玄武岩底部为磁性较弱基岩，所以大面积的负异常可能是由于玄武岩减薄[1]和基底弱磁岩性引起的。而环形构造H1、H2、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12的负异常可能是火山通道反磁化所导致的。类似的套里庄幅南部EW向由以负异常为中心的环形构造H13、H14、H15。北部高磁异常由大面积出露磁性较高的玄武岩引和高磁性基底引起，南部高磁异常为喷出相高磁性玄武岩引起；环形构造H1、H2、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12的负异常为火山岩通道反磁化所致。因此推断这些环形构造为火山机构。

相似的还有位于套里庄幅东部，两条NE向的由以负异常为中心的环形构造H6、H8、H9、H15、H16-1构成的串状带，这些负异常的极值在-20 到-280nT间，推断该条带深部也为断裂构造发育（断裂F3，），环形构造H6、H8、H9、H15的中心负异常及沿断裂的一些小面积的负异常为沿断裂构造裂隙溢出火山岩通道反磁化所致。因此推断沿断裂一线存在多个火山机构。