区域物探

如题所述

第1个回答  2020-01-20

一、概述

1985年在开展宝安等4个图幅1∶5万区域地质(矿产部分)调查工作时,以纵坐标20°带200km线为界分东、西两区,东区448km2面积采用1∶5万比例尺500m×50m测网;西区443km2面积采用1∶10万比例尺1000m×100m的测网,进行磁法测量普查。通过以上工作,共圈定磁异常47个。根据磁场变化特征,全区划分为8个磁场区(带)并进行地质解译。同时系统测定了该区各类岩石(矿)的磁参数,掌握了岩石的磁性特征。在电法测量方面,没有系统开展电法工作,仅在区内打鼓岭铁矿区和山仔下多金属矿区进行过1∶1万和1∶1000的电法剖面工作。此外,罗湖-深圳水库一带开展构造地质电法普查,及罗湖桥-南头开展水文与工程地质电法普查工作。2008年开展的“深圳市地震活断层探测与危险性评价”中,第一阶段进行了浅层地震勘探和活断层深部结构大地电磁阵列探测。邻近香港地区进行过区域重力调查,该区重力场通过632个站(包括499个陆地站和133个海底站)测取。同时根据数字岩区模式进行了岩区校正。

二、磁法测量

(一)区域磁性特征

1.地磁要素

从中国科学院地球物理研究所1970年编制的地磁图中,获悉深圳地区的地磁要素为:

1)正常地磁场水平分量(Ho)为37958nT。

2)正常地磁场垂直分量(Zo)为22577nT。

3)地磁倾角(I)为30°40′2″。

4)地磁偏角(D)为1°24′1″西。

5)地磁场垂直分量纬度变化为13nT/km。

到1980年后,地磁倾角增大12′,对推断解释无影响。

2.岩石的磁性特征

(1)测定方法

1985年利用实测地质剖面和异常区采集的岩石标本,以磁秤法第二位置的方式测定,并将仪器向南转一角度使仪器灵敏度提高至3 nT左右,测定标本的3个轴6个面共24次读数进行计算整理,对读不出数的标本视为无磁性。

(2)沉积岩磁性特征

1)泥盆系:泥盆系沉积岩分布于深圳市的中北部和东部,局部岩石具有磁性,主要为含铁细粒石英砂岩、粉砂岩和云母石英片岩。磁铁矿物为磁铁矿,呈浸染状,其磁化率几何平均值在(90~1200)×10-6 4π(SI)之间变化,剩磁较强,几何平均值为(50~6770)×10-3 A/m,一般能形成200~800nT。

2)下石炭统:石磴子组地表出露仅见于葵冲丰树山、高圳头等地,由灰岩和大理岩组成,磁测反映不具磁性。测水组主要沿深圳断裂带分布,其下段的下部磁性岩石由于铁质含量不均,磁性变化较大,磁化率几何平均值为(100~800)×10-64π(SI),剩磁几何平均值为(200-1200)×10-3A/m,最大可达12500×10-3A/m,一般可引起200~600nT连续的磁异常带;测水组上段上部的含铁砂岩、石英片岩等磁性比下段下部稍弱,其磁化率几何平均值为(30~380)×10-6 4π(SI),剩磁为(80~2600)×10-3 A/m,一般可引起100~200nT的磁异常。

3)下侏罗统:金鸡组和桥源组主要分布在东部葵冲之北,金龟—罗屋田一带。岩性为石英砂岩和泥质页岩等,一般无磁性。但在金鸡组的局部地段因受蚀变、变质等作用,局部含磁性矿物富集,其岩性主要为变质砂岩、绢云母板岩等,经岩矿鉴定铁质含量为3%~5%,其磁化率几何平均值为(70~765)×10-64π(SI),剩磁较强,几何平均值为(70~2800)×10-3A/m,一般可引起200~400nT的磁异常。

4)下中侏罗统:塘厦组分布于布吉-横岗一带,岩石一般不具磁性,但局部地段因夹有中酸性熔岩而具有一定的磁性,或因侵入岩侵位围岩受接触变质形成磁铁矿,而具有磁性。磁化率几何平均值为(70~390)×10-6 4π(SI),剩磁为(50~500)×10-3 A/m,一般可引起100~200nT的磁异常。

(3)火山岩磁性特征

深圳市的火山岩分布于中部梧桐山、东部坝光-笔架山、七娘山等3处,岩石一般不具磁性。但局部英安-流纹质凝灰岩,由于含磁性矿物而具有较强磁性,磁性率几何平均值为(400~1300)×10-64π(SI),剩磁为(50~11000)×10-3 A/m,一般可引起100~300nT的磁异常。

(4)侵入岩磁性特征

1)中侏罗世大岭山序列:盐田坳单元为黑云母二长花岗岩,片麻状花岗质混染岩等,一般属弱磁性或无磁性。其磁场普遍反映为较高背景值,强度一般为100~150nT,磁化率为(30~600)×10-6 4π(SI),剩磁为(30~170)×10-3 A/m,能在高背景的磁场上产生个别点的跳跃。

2)晚侏罗世龙岗序列:王母单元和屯洋单元主要岩性为黑云母花岗岩,因局部磁性矿物富集而具有一定的磁性,其磁化率一般为(200~5000)×10-6 4π(SI),剩磁为(70~1700)×10-3 A/m,一般可产生200~400nT的局部磁异常;在屯洋单元西南侧大梅沙一带具较强磁性,磁化率为(200~1700)×10-6 4π(SI),剩磁为几十10-3 A/m至4000×10-3 A/m,此处出现明显的磁异常,实测强度为200~500nT。

3)早白垩世高潭序列:主要分布有白芒、南头、赤澳、下径心、鹅公等单元。其中白芒单元普遍具有一定的磁性,而南头单元仅在北侧与元古宙变质岩接触带的局部地段见石英正长岩具有较强磁性。白芒单元经岩矿鉴定含磁铁矿,通过重砂分析磁铁矿含量达23g/10km。磁化率几何平均值为(630~12000)×10-6 4π(SI),剩磁变化较大,几何平均值为(60~1600)×10-3 A/m。

4)晚白垩世樟洋序列:主要有大新、插旗山、半天云等单元,岩性以花岗斑岩为主,一般不具磁性。

(5)变质岩磁性特征

变质岩分布于西部福永、梅林至深圳水库一带,磁测岩性主要为石英片岩、云母片岩、黑云母斜长变粒岩和混合花岗岩等。这类岩石一般不具磁性,反映多为平稳的负磁场,强度在-50nT至-100nT。

(二)区域性磁场分布与解释

深圳市的沉积岩一般以平缓的负磁场并局部有异常变化为其特征,而岩浆岩则常以正磁场出现。全区大致划分为8个磁场区(带)。

1.白芒-南头正、负磁场区

该磁场区位于西部九围一白芒-板田、南头一带。

1)白芒跳跃正磁场区:位于九围-白芒-板田一带,面积约180km2。强度一般为50~100nT正异常。该磁场区是由白芒单元侵入岩体所引起。

2)南头-福田低弱平缓磁场区:位于南头-蛇口-福田一带,以土50nT并以负值为主的平缓磁场与特征。磁场区的东北部一般为低弱平缓的正值,南部为低弱平缓的负值,其分布范围与南头单元侵岩体边界基本吻合。另外,南头与白芒两单元之间,地表为无磁性的元古宙变质岩,在其东部相应部位出现升高的磁场,推测在变质岩的下部两个单元侵入岩体可能相连;而在西部相应位置强度则为负磁场,推测两个侵入岩体不相连或埋藏较深,该处变质岩厚度较大。

2.黄田-西乡平缓负磁场区

该磁场区位于西部福永-西乡一带,北东侧与白芒跳跃正磁带相接,以-50nT至-100nT的平缓磁场为其特征。该区地表出露变质岩、混合花岗岩及第四系,经测定这些岩石均不具磁性,磁场带基本是变质岩系的反映,因此推测第四系覆盖层之下,仍是变质岩的分布区。

3.布吉-横岗正负跳跃低值磁场区

该磁场区分布于罗湖-布吉-李朗、横岗一带,西与白芒磁场带相连,东侧为赤水洞-横岗异常带,以±20nT至±80nT的跳跃磁场为其特征,地表出露塘厦组,磁场区南部为变质岩,北部有小面积的测水组出露,这些地层岩石一般为无磁性,但局部地段塘厦组含火山碎屑岩,具有一定的磁性,因此在低弱磁场背景上出现较明显的局部异常。

4.赤水洞-横岗正负伴生异常带

该异常带位于中部赤水洞-横岗一带,基本沿深圳断裂带(田螺坑断裂南段西侧、横岗断裂北段东侧)展布,走向北东。异常带由赤水洞和横岗4个异常组成,呈带状分布,正负相间,负值在北西测,其中有两个异常规模较大,长6~10km,宽200~1000m不等。峰值强度200~800nT,最小值为-200nT至负数百纳特(nT)。呈锯齿状跳跃,梯度大,连续性好,与断裂带分布有关。异常所对应的地层为下石炭统测水组,据异常展布与岩石磁参数测定结果分析,岩层本身含有铁质,是由于受强烈的动热变质形成磁铁矿所致,同时异常带受深圳断裂带控制。

5.梧桐山平稳正磁场区

该磁场区分布在梧桐山周围,以强度100~130nT的平稳正磁场为其特征。出露的岩石为梧桐山群酸性-中酸性火山岩,一般不具磁性,这表明磁场的成因与出露的火山岩关系不大,而可能是深部磁性岩体的反映。在磁场区东部与盐田一小梅沙(中侏罗世或晚侏罗世中酸性侵入岩)升高磁场带相接,且与相接部位的磁场反映基本相同。另从区内岩石磁性资料分析,推断深部磁性岩体可能为中酸性侵入岩体。

6.盐田-小梅沙升高正磁场区

该磁场区位于东部盐田-小梅沙一带,向南延伸入海,陆地面积约13km2。以300~500 nT的升高正磁场为其特征。异常区出露中侏罗世花岗闪长岩和晚侏罗世黑云母花岗岩,岩石磁性测定结果,普遍具较强的磁性,这表明异常是与对应的磁性岩石所引起。

7.盐田坳-屯洋正负伴生磁场区

该磁场区位于东部三洲田-赤澳-屯洋一带,磁场总体特征为正负伴生,负值在北部,正值强度一般为50~150nT,负值相对较弱,一般为-20~-100nT,个别达-200nT。该区主要出露中侏罗世盐田坳单元、晚侏罗世屯洋单元、早白垩世赤澳单元等侵入岩,北部边缘出露泥盆系沉积岩。以上岩体和地层一般属无磁性或弱磁性,这表明磁场起因与地表出露岩石关系不大。从磁场反映的特征来看,可能是深部磁性体的反映,推断有隐伏的具磁性的岩体存在。

8.坝光-南澳低弱负磁场区

该磁场区位于东部葵冲金龟-坝光-南澳一带,以-30~-80 nT的平缓磁场为其特征,与相邻磁场区有明显的区别,在其局部地段叠加了各种性质不同的局部异常。该区出露的地层岩石,如火山岩、泥质粉砂岩、砂岩、灰岩以及花岗岩等,一般为无磁性,显然这平稳低弱磁场区是其本身的反映。

三、电法测量

(一)打鼓岭铁矿区和山仔下多金属矿区

1.岩(矿)石电性特征

经对野外岩石露头采用小四极及小测深法进行电阻率及极化率测定,区内的大理岩电阻率平均值为657Ω·m,极化率平均值为22%;中粒黑云母粉砂岩电阻率平均值为1152Ω·m,极化率平均值为6.4%;绢云母粉砂岩电阻率平均值为1745Ω·m,极化率为14.7%;变质砂岩电阻率平均值为800Ω·m;绢云母片岩电阻率平均值为2049Ω·m;极化率平均值为16.5%;花岗岩电阻率平均值为590Ω·m;半风化花岗岩电阻率平均值为730Ω·m极化率平均值为153%;风化花岗岩电阻率平均值为1098Ω·m,极化率平均值为11.5%;块状黄铁矿电阻率平均值为0.2Ω·m;浸染状黄铁矿电阻率平均值为9Ω·m;磁铁矿矽卡岩电阻率平均值为16Ω·m。

由此可见,山仔下黄铁矿的电阻率最低,磁铁矿矽卡岩属低阻体,通常可引起复合联合剖面的正交点;打鼓岭的绢云母片岩和绢云母粉砂岩的电阻率及极化率均较高,而花岗岩、大理岩以及变质砂岩的电性差异不大。

2.电法异常解释

1)打鼓岭区:通过复合联合剖面法和激发极化法,明显地反映该区存在3个不同的电性层。测区南部普遍而有规律地反映为高阻层,曲线跳跃变化较大,是该区电阻率最高的一层,为大片晚侏罗世中粒黑云母花岗岩出露地带;第二电性层位于测区中部,曲线稳定,为该区电阻率最低一层,并被大片第四系所覆盖,厚度可能较厚;第三电性层位于测区北部,电阻率介于上述两电性层之间,属中阻层,为石炭系下统石磴子组大理岩的反映。

2)山仔下区:该区只在铁帽分布地段布置了电法剖面工作,采用激电、联合剖面法。在引起磁异常的含磁黄铁矿、含铜黄铁矿的鹅公吉区出现激电异常和联合剖面的正交点。

(二)罗湖-深圳水库电法普查

1.电性特征

1)岩石电阻率特征:普查区主要地层岩石为下石炭统、元古宇变质岩、第四系等,应用小四极露头法,获得元古宙条带状混合岩电阻率常见值1678Ω·m;下石炭统片岩、千枚岩、片理化砂岩电阻率常见值2265Ω·m;砂岩、凝灰岩电阻率常见值2881Ω·m。

2)断裂破碎带电阻率特征:断裂破碎带的电性特征有两种情况,一是由于破碎带含水而形成低阻体;二是由于破碎带被硅化岩脉贯入形成的高阻体。

3)地层视电阻率特征:联合剖面视电阻率在元古宙地层中,由西部中阻区到中部黄贝岭至深圳水库堤坝附近为低阻区,再往东下石炭统跃变为带状、台阶状的高阻区,至东面莲塘附近第四系覆盖区又呈现为低阻区。

2.电异常解释

通过复合联合剖面法普查和电测深剖面测量,大致圈定了4组视电阻率低异常带,大致呈北东和北北东向展布,并推断为含水构造破碎岩带所引起。另外根据联合剖面视电阻率曲线正反交点、拐点和同步升降点连结轴,初步解释了罗湖断裂带13条北东向断层、两条北西向断层的分布位置。

(三)罗湖桥-南头电法测量普查区

1983年,该区开展的1∶2.5万比例尺的水文及工程地质电法普查,面积约100km2。通过电测深、复合联合剖面、自电、激发电位等方法试验后,确定以复合联合剖面法为主、电测深为辅的工作方法。因该项工作当时还在进行中,详情可查阅该普查报告。

四、浅层地震勘探和大地电磁阵列探测

2008年在进行“深圳市地震活断层探测与地震危险性评价”中,采用浅层地震探测方法,笫一期的探测目标主要有:横岗-罗湖断裂束、石井岭-田螺坑断裂组、丹竹头(观澜圩)断裂。应用美国劳雷公司生产的NZXP型24道地震仪、采用人工锤击震源。完成38条浅层地震测线,总长度10.469km。探测结果表明:横岗-罗湖断裂束是一系列走向北东的断层组成,倾向以北西为主,局部地段倾向南东,总体表现为逆断层,部分地段为正断层;石井岭-田螺坑断裂组(原报告称莲塘断裂)走向北东、倾向北西,为正断层;丹竹头(观澜圩)(原报告称温塘-观澜断裂)为走向北西、倾向南西的平移正断层。

另外,采用大地电磁阵列方法首次在深圳城市中心地带进行高密度点位的系统测量。应用了远参考道观测、数据处理采用人工选图和robust数据处理技术,获得优良级别的视电阻率曲线。根据大地电磁二维电性结构模型以及一维反演结果,结合地质情况分析:推测隐伏基底中元古代地层电阻率总体在100Ω·m,泥盆纪鼎湖山群地层、电阻率总体100~1000Ω·m,石炭纪测水组地层电阻率为10~400Ω·m,侏罗纪吉岭湾组火山岩电阻率为10~100Ω·m,第四纪沉积物电阻率为10Ω·m,白垩纪花岗岩体相对应的电阻率最高,总体在1000Ω·m以上。对断裂带探测,发现了4处区域性断裂和9处局部断裂。从北东向断裂构造在深部带状展布以及电性异常带在浅层位向局部集中的特征,可能反映了测区主干断裂在浅表分支、而深部趋于复合的展布特征。北西向断裂在仙湖段向南西缓倾斜而在石樟坑水库附近,则向北东陡倾斜。根据各剖面的一维反演结果,发现深部较普遍地存在低电阻率层,低阻层埋深一般在10~30km,局部可达更深层。

五、重力测量

据1997年前《香港区域构造背景:新重力模型的意义》一文的报道,毗邻香港地区进行过区域重力测量,其读数与1971年国际重力标准网相连。通过布格重力异常图的计算得2.62×103kg/m2的还原密度,代表着已知的岩石类型并接近于不同花岗岩体所测的平均密度。大于-30mGal最低重力异常值出现在元朗的南部和西部,大于-20mGal的低值带穿过香港北西部。在香港东南部,一个南东走向的陡倾负异常梯度带发育于沙田和港岛之间,最西端可以追踪到大屿山,异常等值线向南突出,重力异常值向海面持续升高,并在港岛东南15km处达最高值5mGal。在香港北部,显示出低重力梯度区的局部变化,如在元朗西部可见到一条北北东向异常脊,而北东向的异常脊则出现在沙田北部,其余北北西向和东西向异常脊也有所显示。

应用欧拉反褶积技术,无需事先知道地质构造资料或岩石的物理特征,即能判定源区的位置和深度。根据该区重力测量数据求得的欧拉解形成了线状、弧形和“S”形等异常。当构造系数取值1时,显示的异常最为清晰,并给出深度解范围为1~8 km;当构造系数取值2时,一些异常拉长了,并明显出现新异常。线性异常的长度变化范围通常为2~10km,宽度可达500m。这些线性异常一般被认为代表中地壳顶部和上地壳中的断层,4组近平行的主干线状异常被厘定为北东向组、南北向组、北西向组及东西向组。其中部分异常位于或临近地表显示的断层带,说明断层陡立地穿入上地壳;有些异常不与地表显示的断层带相对应,可能是代表未切至地表的断层。以线状异常组之间的交切关系分析,东西向断层最老,然后是北东向断层,北西向和南北向断层是最新的。北西部清晰的“S”形异常或许起因于北东向走滑断层之间的逆掩断层。

香港地区建立的地壳模型,下部由狭长的北东向长英质中下地壳组成,两侧为更富铁镁质的太古宙及元古宙岩区;上部则被约6km厚的中生代花岗岩、火山岩及显生宙所覆盖。这个构造模型与上述重力资料相吻合,并从岩浆岩的锆石中识别出显生宙至新太古代的残留年龄而得到证实。例如:九龙、沙田及针山一带的花岗岩具有最多的幔源组分和最少的地壳混染;而其北西的花岗岩和花岗闪长岩具强的太古宙特性,而东南部的花岗岩则显示出渐强的元古宙特征。太古宇与元古宇之间的不连续面起到了通道的作用,使到幔源岩浆上侵至上地壳,并周期性地切穿上覆地层,表现在拉伸型花岗岩体的侵入,破火山口的发育及宽脉状杂岩的定位。

中下地壳的北部存在一个不连续面,基本位于深圳断裂带之下,欧拉异常表明该边界断裂走滑变形下延至可观的深度。该不连续面认为与华夏地块内的主干剪切带有关,粤东莲花山断裂带是中下地壳北东向主干剪切带在地表的出露,其形成时期最大可能是中生代至新生代。由于作用在华夏地块边缘的区域应力影响,该断裂带反复活动,对中国东南部的地质发展带来重要影响。

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