邵陸森， 劉振東*， 呂慶田， 嚴(yán)加永，張昆， 趙金花， 祁光， 張亞偉

1 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 1000372 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球深部探測(cè)中心， 北京 1000373 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所， 河北廊坊 065000

?

安徽貴池礦集區(qū)深部精細(xì)結(jié)構(gòu)
——來(lái)自綜合地球物理探測(cè)結(jié)果的認(rèn)識(shí)

邵陸森1,2， 劉振東1,2*， 呂慶田2,3， 嚴(yán)加永1,2，張昆1,2， 趙金花1,2， 祁光1,2， 張亞偉1,2

1 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 1000372 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球深部探測(cè)中心， 北京 1000373 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所， 河北廊坊 065000

安徽貴池礦集區(qū)是長(zhǎng)江中下游成礦帶中重要的銅多金屬礦集區(qū)，隨著淺表找礦難度的加大，急需了解礦集區(qū)深部結(jié)構(gòu)為深部找礦提供深部找礦提供指示.為揭示貴池礦集區(qū)深部地殼結(jié)構(gòu)格架、控巖、控礦構(gòu)造和巖漿系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，深化對(duì)成礦作用的認(rèn)識(shí)，在該區(qū)實(shí)施了兩條長(zhǎng)度各約60 km垂直于構(gòu)造走向的反射地震和MT探測(cè)剖面，通過(guò)對(duì)MT數(shù)據(jù)有針對(duì)性的去噪和反演，獲得了研究區(qū)10 km以淺的地電結(jié)構(gòu)；通過(guò)對(duì)反射數(shù)據(jù)的層析反演靜校正、疊前保幅多域去噪、精細(xì)速度分析和疊前時(shí)間偏移等處理，獲取了該地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)的地震成像剖面.結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景和針對(duì)性處理的區(qū)域重磁數(shù)據(jù)，對(duì)兩條綜合探測(cè)剖面的反演處理結(jié)果進(jìn)行了分析與解釋?zhuān)芯堪l(fā)現(xiàn)了本區(qū)地層的構(gòu)造反射特征、地殼結(jié)構(gòu)特征和Moho特征，厘定了蓋層與基底之間的區(qū)域滑脫面、中下地殼滑脫面和Moho面的深度和形態(tài).發(fā)現(xiàn)了地殼上沖和俯沖的反射特征，可能是華夏塊體與揚(yáng)子塊體晉寧期發(fā)生板內(nèi)碰撞的痕跡.高坦斷裂是一個(gè)深達(dá)地殼級(jí)的斷裂，其南北兩側(cè)具有不同的重磁特征、電性結(jié)構(gòu)特征和地震反射特征，該斷裂可能是深部流體上涌的通道，巖漿和地幔熱液沿?cái)嗔焉嫌坎⒀氐貙雍土严肚秩胫猩系貧?，形成巖基或巖體，或與圍巖發(fā)生強(qiáng)烈礦化作用形成貴池礦集區(qū)多金屬礦床.

貴池礦集區(qū)； 深部結(jié)構(gòu)； 反射地震； 大地電磁； 高坦斷裂； 電性結(jié)構(gòu)； 莫霍面

1 引言

長(zhǎng)江中下游地區(qū)是中國(guó)重要的多金屬成礦帶，是中國(guó)東部大規(guī)模成巖成礦作用的代表地區(qū)之一，從西向東依次分布有鄂東南、九瑞、安慶-貴池、廬樅、銅陵、寧蕪和寧鎮(zhèn)7個(gè)大型礦集區(qū)（圖1），產(chǎn)出各類(lèi)鐵、銅、金礦床約200余處（呂慶田等，2007；周濤發(fā)等，2008; 常印佛等，1991；翟裕生等，1992）.長(zhǎng)期以來(lái)，眾多研究者對(duì)該區(qū)的成巖成礦作用進(jìn)行了廣泛而深入的研究工作，積累了豐富的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，取得了許多重要認(rèn)識(shí)（呂慶田等，2004；董樹(shù)文等，2010；肖曉等，2011,2014; 嚴(yán)加永等，2011；張昆等，2014；Lü et al., 2015a,2015b）.為探測(cè)成礦帶巖石圈結(jié)構(gòu)、物質(zhì)狀態(tài)和變形特征，分析成礦帶深部構(gòu)造背景、殼幔相互作用及動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程，揭示成礦帶形成的深部控制因素，深化對(duì)陸內(nèi)成礦作用的認(rèn)識(shí)，近年來(lái)，作者所在的深部探測(cè)項(xiàng)目組以長(zhǎng)江中下游成礦帶為研究對(duì)象，開(kāi)展了巖石圈和淺層地殼（5～10 km）的綜合地球物理探測(cè)和三維地質(zhì)調(diào)查，取得了極為豐富的反射地震、天然地震、MT、高精度重磁等地球物理數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步研究長(zhǎng)江中下游成礦帶的形成機(jī)制提供了詳實(shí)的地球物理資料（Lü et al.,2013;呂慶田等,2014a,2014b； Lü et al.,2015a,2015b）.

近些年，長(zhǎng)江中下游及鄰區(qū)在巖漿作用的時(shí)代框架、巖石成因機(jī)制、地球動(dòng)力學(xué)背景以及礦集區(qū)尺度的地質(zhì)調(diào)查都取得了很大的進(jìn)展；董樹(shù)文等，2009，2010；呂慶田等，2014a，2014b；宋傳中等，2000，2011，2014；張?jiān)罉虻龋?012；王鵬程等，2015）.貴池—青陽(yáng)地區(qū)（貴池礦集區(qū)）（彭戈等，2012）位于長(zhǎng)江中下游成礦帶，前人在此區(qū)域內(nèi)開(kāi)展了不同程度的地質(zhì)及成巖成礦研究工作.如，劉一男等（2014）對(duì)安慶—貴池礦集區(qū)的五橫巖體進(jìn)行了鋯石定年及成巖時(shí)代的分析；段留安等（2012）、田鵬飛等（2012）對(duì)貴池拋刀嶺金礦進(jìn)行了巖體年齡分析以及構(gòu)造活動(dòng)研究；張智宇等（2010）、左勝平 （2001）分別對(duì)貴池銅山礦區(qū)進(jìn)行了礦體元素分帶特征、控礦因素以及構(gòu)造特征的研究.劉圓圓等（2012）對(duì)貴池礦集區(qū)馬頭花崗閃長(zhǎng)斑巖和花園鞏石英二長(zhǎng)巖進(jìn)行了年代分析并對(duì)貴池地區(qū)燕山期巖漿作用及其地質(zhì)意義進(jìn)行了研究.通過(guò)大量檢索文獻(xiàn)資料不難看出，相對(duì)于鄂東南、九瑞、寧蕪、廬樅、銅陵礦集區(qū)，在貴池地區(qū)開(kāi)展的地質(zhì)和地球物理探測(cè)和研究工作總體較少，針對(duì)性的地球物理工作更是有限，已有的研究工作大多限于礦床尺度及巖礦成巖成礦年代的研究，鮮見(jiàn)相關(guān)借助于地球物理探測(cè)資料研究區(qū)域構(gòu)造、深部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的文獻(xiàn)，目前來(lái)看，對(duì)深部結(jié)構(gòu)的研究主要依賴于編圖和早期的區(qū)域重磁資料.

圖1 長(zhǎng)江中下游成礦帶主要礦集區(qū)和礦床分布略圖（據(jù)翟裕生等,1992；Pan and Dong，1999修編）

貴池礦集區(qū)與同處于長(zhǎng)江中下游成礦帶的廬樅、銅陵礦集區(qū)雖有相似的大地構(gòu)造背景，卻有著不同的成礦作用，不能照搬二者的成礦因素和成礦模式，要了解其控制因素的差異，必須從深部尋找答案，有必要開(kāi)展針對(duì)深部的地球物理探測(cè)工作.為此，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所長(zhǎng)江中下游深部探測(cè)項(xiàng)目組在SinoProbe（呂慶田等，2014a）和三維地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的支持下，在貴池礦集區(qū)部署了2條反射地震剖面，同時(shí)沿地震測(cè)線重合部署了2條大地電磁探測(cè)剖面，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的處理、反演，獲得了該區(qū)反射地震成像剖面和電性資料，刻畫(huà)了該地區(qū)的深部地殼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，通過(guò)解釋和研究，結(jié)合已有資料，取得了對(duì)該區(qū)一些地質(zhì)、地殼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方面的初步認(rèn)識(shí)，為貴池礦集區(qū)深部研究和找礦提供依據(jù).

2 地質(zhì)背景

2.1 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)位于池州—青陽(yáng)—九華山以西40余公里范圍，北西起于長(zhǎng)江南岸，南至石臺(tái)縣城南.大地構(gòu)造上位于揚(yáng)子地塊北緣的下?lián)P子臺(tái)坳沿江拱褶斷帶中的安慶凹斷褶束和石臺(tái)穹褶斷束部位，東南接近江南深斷裂，處于沿江拱褶斷帶與皖南陷褶斷帶的過(guò)渡地帶（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987）.

研究區(qū)內(nèi)除侏羅系地層外的其他地層均有出露.其中石臺(tái)穹褶斷束內(nèi)主要出露震旦系-志留系地層；安慶凹斷褶束東南段出露志留系-三疊系地層，而研究區(qū)西北部的安慶凹斷褶束沿江斷陷盆地部位出露白堊系及新生代地層.中生代末期受印支運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動(dòng)，褶皺構(gòu)造十分發(fā)育.主體褶皺表現(xiàn)為明顯的線形褶皺，軸跡方向?yàn)镹E-NEE 向,高坦斷裂以北，背、向斜平行相間；高坦斷裂和江南深斷裂之間，褶皺樞紐波狀起伏（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987）.

研究區(qū)中生代侵入巖發(fā)育,其中青陽(yáng)巖體、貴池巖體、高坦巖體都呈大型花崗巖巖基產(chǎn)出,同時(shí)還發(fā)育許多與成礦作用關(guān)系密切的小型巖株.青陽(yáng)巖體、高坦巖體等被稱(chēng)為江南系列巖體，巖石類(lèi)型主要為花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖，花山巖體、馬山巖體、馬頭巖體、牌樓巖體、銅山巖體等呈小巖株產(chǎn)出的巖體，主要巖石類(lèi)型為花崗閃長(zhǎng)斑巖，分布于高坦斷裂兩側(cè)，被稱(chēng)為長(zhǎng)江系列巖體（顧連興等，2002；董勝,2006；杜楊松等，2011）.

在地殼結(jié)構(gòu)上，揚(yáng)子地塊具有“ 一蓋多底” 的特征, 即具有一個(gè)統(tǒng)一連續(xù)的沉積蓋層, 從震旦系至中三疊系沒(méi)有明顯間斷, 分布穩(wěn)定, 大范圍內(nèi)可比性好.而其下所覆的基底卻因地而異, 不盡相同（常印佛等，1996）.長(zhǎng)江中下游正處于崆嶺—董嶺式基底和江南式基底的邊界帶之上.兩套不同的基底界線大致以監(jiān)利—廬山—青陽(yáng)—常州斷裂為界（徐樹(shù)桐等，1986）.而研究區(qū)西北部緊鄰安慶地區(qū)的崆嶺—董嶺地體，東南部為江南地體.區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，除發(fā)育有與褶皺伴生的斷層外，燕山期形成的北北東向、南北向及北東向斷層也很發(fā)育.區(qū)域深斷裂主要是北部東西向的周王深斷裂、中部的北東東向高坦深斷裂和南部的北東向江南深斷裂；區(qū)內(nèi)斷裂以滑覆-拆離斷層最具特色，屬順層斷層系；層間剝離、滑脫構(gòu)造和推覆構(gòu)造（帶）的發(fā)育，對(duì)礦體（床）的局部化富集有重要控制作用（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987）.

本區(qū)礦產(chǎn)形成的諸多控制因素中，巖漿巖是決定性的因素.長(zhǎng)江系列的花崗閃長(zhǎng)斑巖（石英閃長(zhǎng)玢巖、輝石閃長(zhǎng)玢巖）小巖株、巖脈與礦化關(guān)系密切.江南系列的花崗閃長(zhǎng)巖（二長(zhǎng)花崗巖、少量鉀長(zhǎng)花崗巖）大型深成巖基的成礦作用稍差.區(qū)內(nèi)大型深部斷裂構(gòu)造為巖漿上侵提供通道，各層次的滑覆-拆離斷層以及其他斷裂構(gòu)造控制了淺部的巖漿巖展布和礦體的賦存.地層對(duì)礦床的控制作用主要表現(xiàn)在礦化類(lèi)型的差異，如志留系砂頁(yè)巖地層易形成斑巖型和熱液型礦化，奧陶系、石炭系碳酸鹽巖地層易形成矽卡巖型和熱液型礦化（徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987；董勝，2006；姚孝德，2013）.

2.2 區(qū)域地球物理特征

（1） 區(qū)域巖石物性特征

巖石物性參數(shù)是地球物理解釋的基礎(chǔ)，為了對(duì)研究區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更準(zhǔn)確的解譯，本文搜集了研究區(qū)巖石的密度、磁化率及電阻率等參數(shù)信息，如表1所示.

表1 研究區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從表中可以看出，研究區(qū)巖石物性存在較大差異，其中地層密度和電阻率均呈現(xiàn)灰?guī)r、白云巖>板巖、碳質(zhì)板巖>砂巖、細(xì)砂巖的特征，而且所有地層的磁化率值均較低；巖體的密度和電阻率均低于灰?guī)r、白云巖，但相對(duì)于地層而言，巖體具有較高的磁性.這一差異為研究區(qū)的巖體的識(shí)別提供了極為重要的依據(jù).

（2） 區(qū)域重磁特征

圖2是區(qū)域重磁異常平面圖.從圖中可以看出，區(qū)域重磁異常特征差異明顯，沿測(cè)線方向重磁異常明顯分為兩部分：北西部的低磁高重特征和南東部的高磁低重特征,二者以高坦斷裂為界.這一重磁特征對(duì)于該區(qū)深部地殼特征的劃分提供了重要依據(jù).

3 數(shù)據(jù)采集與處理

3.1 測(cè)線位置部署

根據(jù)探測(cè)研究需要，在貴池礦集區(qū)部署2條地球物理測(cè)線（GC-1和GC-2），實(shí)施反射地震和MT探測(cè).圖3為測(cè)線在區(qū)域地質(zhì)圖（據(jù)安徽地調(diào)院）上的位置.剖面起自長(zhǎng)江南岸，跨貴池礦集區(qū)，止于石臺(tái)縣東南的山中.2條線相距約15 km，近似平行，長(zhǎng)度各約60 km.

地震和MT數(shù)據(jù)野外采集工作開(kāi)始于2013年9月底，結(jié)束于2013年12月初.

3.2 地震數(shù)據(jù)采集與處理

（1） 數(shù)據(jù)采集

圖2 研究區(qū)區(qū)域布格重力異常等值線圖（a）和化極磁異常等值線圖（b）

圖3 測(cè)線位置及區(qū)域地質(zhì)圖

數(shù)據(jù)采集委托中石化地球物理工程公司河南分公司承擔(dān)，使用Sercel 428XL數(shù)字地震儀，檢波器采用20DX-10.由于沿剖面激發(fā)巖性變化較大，數(shù)據(jù)采集施工前，在典型巖性位置進(jìn)行了激發(fā)試驗(yàn)，以確定最佳激發(fā)井深和藥量.在花崗巖、石灰?guī)r、老地層出露區(qū)和山區(qū)，激發(fā)井深確定為18 m，藥量16 kg；第四系沉積平原區(qū)，激發(fā)井深為16 m，藥量8 kg，村鎮(zhèn)等障礙物區(qū)改為深井小藥量，井深16～24 m，藥量4～6 kg.在實(shí)際采集中，根據(jù)實(shí)際地形、巖性變化情況，在保證安全的情況下適當(dāng)增加激發(fā)井深和藥量.由于沿測(cè)線地形復(fù)雜，山區(qū)石灰?guī)r出露，村莊行人交通干擾、礦業(yè)活動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生了一定影響，造成噪聲干擾較大，在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理中應(yīng)注意區(qū)分和剔除干擾.采集參數(shù)詳見(jiàn)表2.

表2 貴池礦集區(qū)反射地震采集參數(shù)表

（2） 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理使用CGG、Focus處理系統(tǒng)及自行研發(fā)的一些軟件.主要處理步驟包括：靜校正、球面發(fā)散補(bǔ)償、疊前多域噪聲壓制、反褶積、速度分析、剩余靜校正、疊加、偏移和保幅疊前時(shí)間偏移.表3列出了處理流程和主要處理參數(shù).

復(fù)雜山區(qū)影響地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要因素是崎嶇地表、采礦、工業(yè)噪聲、風(fēng)吹草動(dòng)、有效反射能量弱和地下非均質(zhì)性等.因此，數(shù)據(jù)處理集中在以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟.

靜校正.劇烈地表起伏和近地表速度變化大地區(qū)，一般傳統(tǒng)的高程和折射靜校正效果差.初至波層析反演靜校正得到了更好的效果.

表3 處理流程和主要參數(shù)

疊前噪聲壓制.采礦點(diǎn)多，突發(fā)干擾、環(huán)境噪聲、固定噪聲和震源相關(guān)的噪聲是影響信噪比的主要因素.必須在多域（炮域、檢波點(diǎn)域、fx域、fk域、共偏移距域等）用多方法和多種處理流程來(lái)衰減各種噪聲，包括面波、聲波去除、高能干擾去除、線性噪聲衰減和隨機(jī)噪聲衰減.

速度分析和剩余靜校正.疊加速度對(duì)于提高剩余靜校正的精度至關(guān)重要，通常還用于建立疊前時(shí)間偏移的初始速度模型.在硬巖山區(qū)由于復(fù)雜的地表、地下結(jié)構(gòu)以及低信噪比問(wèn)題，難以求準(zhǔn)正確的疊加速度.一般通過(guò)常速掃描（CVS）獲取速度分布范圍，再通過(guò)交互速度分析拾取準(zhǔn)確速度，同時(shí)疊加以監(jiān)控速度拾取的準(zhǔn)確與否.

疊前時(shí)間偏移.包括疊前時(shí)間偏移速度分析（MVA）和偏移.由于偏移后的道集（CIP）消除了傾角的影響，真正成為了CMP，界面反射能量聚焦，易于求準(zhǔn)速度.疊前偏移使復(fù)雜構(gòu)造成像更準(zhǔn)確.

3.3 大地電磁數(shù)據(jù)采集和處理

（1） MT數(shù)據(jù)采集

大地電磁測(cè)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)距為1 km,共計(jì)測(cè)點(diǎn)119個(gè)，由于地形及干擾源等影響，剖面上MT測(cè)點(diǎn)不能等距且沿直線布設(shè)，但為滿足規(guī)范要求，反應(yīng)剖面線的地下電性結(jié)構(gòu)，測(cè)點(diǎn)與設(shè)計(jì)測(cè)線的垂直距離基本小于點(diǎn)距.

長(zhǎng)江中下游地區(qū)特殊的構(gòu)造演化史造就了十分復(fù)雜的中淺層構(gòu)造環(huán)境，工區(qū)范圍內(nèi)電磁干擾十分嚴(yán)重.為了壓制淺層局部構(gòu)造和電性不均勻體的畸變作用需要采集高達(dá)數(shù)百赫茲的信號(hào)；為了壓制噪聲，需要長(zhǎng)時(shí)間采集數(shù)據(jù)以便挑選信噪比較高的時(shí)間段進(jìn)行處理.野外采集中使用了加拿大鳳凰公司的V5型五分量大地電磁儀，采集頻率范圍320～0.0003 Hz，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)間不少于20 h.野外采集時(shí)，儀器同時(shí)觀測(cè)Ex、Ey兩個(gè)電道和Hx、Hy兩個(gè)磁道的時(shí)間序列，測(cè)量時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)規(guī)程，并利用GPS與不同測(cè)站進(jìn)行同步采集.

（2） MT數(shù)據(jù)處理和反演

現(xiàn)代大地電磁測(cè)深方法的發(fā)展,已經(jīng)形成一系列先進(jìn)的MT數(shù)據(jù)處理和反演技術(shù),如:大地電磁場(chǎng)分量時(shí)間序列的Robust處理（Egbert and Booker,1986）、Rhoplus分析（Weidelt and Kaikkonen,1994）、復(fù)阻抗張量分解（McNeice and Jones, 2001）等MT數(shù)據(jù)處理技術(shù)和MT二維快速松弛反演（RRI）（Smith and Booker，1991）、二維Occam反演（DeGroot-Hedlin and Constable，1990）、MT二維非線性共軛梯度反演（NLCG）（Rodi and Mackie，2001;胡祖志等，2006）等反演方法.本文運(yùn)用了Robust處理技術(shù)和二維非線性共軛梯度反演（NLCG）反演方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和反演.初始模型是帶地形的二維模型，使反演模型盡量與實(shí)測(cè)地表環(huán)境一致，背景電阻率為100 Ωm的均勻半空間，光滑因子為10，經(jīng)過(guò)100次迭代后，完成反演計(jì)算，最后得到了兩條大地電磁測(cè)深剖面的反演結(jié)果，見(jiàn)圖4、圖5.

圖6是根據(jù)阻抗張量分解得到的測(cè)區(qū)地下導(dǎo)電介質(zhì)的電性主軸方向，主軸方向包括相互垂直的兩個(gè)共軛方向.結(jié)果顯示本區(qū)電性主軸方向較為一致，預(yù)示測(cè)區(qū)構(gòu)造走向較為清晰，結(jié)合地表地質(zhì)，不難看出（石應(yīng)駿等，1985；陳樂(lè)壽等，1990）測(cè)線經(jīng)過(guò)區(qū)域的構(gòu)造走向?yàn)楸睎|-南西向，從地球物理角度證實(shí)了研究區(qū)深部構(gòu)造走向.

3.4 重磁數(shù)據(jù)處理

本文對(duì)收集的貴池地區(qū)1∶20萬(wàn)重磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步處理，通過(guò)對(duì)區(qū)域布格重力異常進(jìn)行高通濾波處理得到了波長(zhǎng)不超過(guò)20 km的深部的重力異常分布（圖7）.結(jié)合地表地質(zhì)分析可以發(fā)現(xiàn)，本區(qū)的巖體主要表現(xiàn)為高磁低重的異常特征，其中高坦巖體表現(xiàn)十分突出.

4 綜合解釋

根據(jù)地震剖面的反射特征對(duì)兩條剖面進(jìn)行了地質(zhì)解釋?zhuān)忉屩饕谄破拭嫔线M(jìn)行，深部中、下地殼結(jié)構(gòu)則在偏移、疊加和疊加數(shù)據(jù)的瞬時(shí)振幅圖像上綜合考慮.

圖4 GC-1線大地電磁二維反演剖面

圖6 測(cè)區(qū)電性主軸方向

圖7 研究區(qū)區(qū)域重力異常20 km高通濾波結(jié)果

對(duì)于6 s以上的上地殼地層反射，繞射和傾斜同相軸經(jīng)偏移后可以收斂歸位.而對(duì)于8 s以下中下地殼反射能量或同相軸，由于所處深度較深，約20～40 km深度或更深（按6000 m·s-1速度換算），這個(gè)深度的反射相對(duì)于7000 m左右的偏移距相當(dāng)于近垂直反射，偏移歸位（無(wú)論是疊后偏移還是疊前偏移）的效果不如淺部明顯，由于偏移的原理和算法本身的局限，偏移后必然帶來(lái)較大的偏移噪聲和畫(huà)弧，造成本來(lái)較弱的深部反射能量被淹沒(méi)在偏移噪聲當(dāng)中.因此，對(duì)于深反射地震數(shù)據(jù)益直接采用疊加剖面來(lái)觀察和解釋深部地殼反射結(jié)構(gòu)和Moho特征，不會(huì)引入由偏移噪聲帶來(lái)的影響和誤解.前人也多采用疊加圖像來(lái)解釋深部結(jié)構(gòu)和Moho特征（陳滬生，1988; 王椿鏞，1993；趙文津等，1996；劉保金等2009）.

對(duì)疊加數(shù)據(jù)的瞬時(shí)振幅剖面進(jìn)行綜合解釋是本文首次進(jìn)行的一種思路嘗試，前提是相對(duì)保幅的疊前振幅處理技術(shù)應(yīng)用.在保幅處理流程下，地下強(qiáng)的反射被稱(chēng)之為“亮點(diǎn)”（Yilmaz，2001），深部地殼出現(xiàn)的強(qiáng)反射能量團(tuán)或“亮點(diǎn)”被解釋為深部巖漿房存在的證據(jù)（董樹(shù)文等，2010；Lü et al.,2013; 呂慶田等，2014a,2014b）.據(jù)此，結(jié)合MT反演剖面高阻位置，可以確定深部巖漿房的存在.

圖8中，位于雙程時(shí)間10～12 s的Moho強(qiáng)反射能量波組自CDP4000向北西方向抬起至CDP1000，而從剖面的南東端點(diǎn)到剖面中間CDP3200附近，Moho反射則向下傾方向插入北西段底下.CDP3000—5000、時(shí)間6～10 s之間有反射能量向北西方向斜向上進(jìn)入中地殼，盡管偏移剖面偏移噪聲較大，結(jié)合疊加剖面，在基本相同部位仍然可以看到這一現(xiàn)象.解釋時(shí)參考了區(qū)域重磁平面資料和MT探測(cè)剖面.主要解釋了斷裂系統(tǒng)、地層界面、地殼結(jié)構(gòu)和Moho特征.由于缺少具體的分層數(shù)據(jù)，只對(duì)地層進(jìn)行了定性解釋.

兩條線的詳細(xì)解釋方案見(jiàn)圖8、圖10.為方便和直觀，圖8—11中標(biāo)出了深度坐標(biāo)軸供參考，深度是用6000 m·s-1的速度轉(zhuǎn)換的（考慮了pstm求出的均方根速度場(chǎng)從淺到深的速度宏觀變化趨勢(shì)）.

4.2 主斷裂及反射特征

研究區(qū)存在的主要斷裂為高坦斷裂.圖2的重磁異常圖明顯可以分為北西和南東兩個(gè)區(qū)域，二者界限分明，其分界線便是高坦斷裂.總體上，斷裂北西表現(xiàn)為低磁高重，與一般的低磁低密度沉積盆地不同，高重反映了基底的隆起，即基地抬升的沉積地層.南東則表現(xiàn)為高磁低重，是花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖巖體出露地表或存在地殼淺部的表現(xiàn).表1中顯示出采集自研究區(qū)東南部高坦—青陽(yáng)一代的巖體巖石密度較低，與重力異常結(jié)果一致.

在反射偏移剖面上，高坦斷裂明顯呈NW傾向，在GC-1和GC-2剖面上都表現(xiàn)的十分清楚（圖8、圖10），在疊加瞬時(shí)振幅剖面上斷面反射突出（圖9、圖11）.南北兩側(cè)地殼表現(xiàn)出不同的反射特征，北西側(cè)CDP500—2500一帶，6 s以上地殼反射呈現(xiàn)向北西方向上傾的密集層狀強(qiáng)反射特征，斷裂北西側(cè)CDP2500—3500一帶及地下一直到下地殼范圍內(nèi)，反射剖面主要表現(xiàn)為透明反射特征，結(jié)合該部位Moho錯(cuò)斷，推斷高坦斷裂向深部地殼延伸并達(dá)Moho錯(cuò)斷，深部形成略向SE傾的殼級(jí)斷裂，成為巖漿上涌噴出和傾入中上地殼的通道.斷裂南東側(cè)在偏移剖面的CDP3600—4600一帶、2～3 s范圍內(nèi)為一較大范圍的略向上拱的密集反射帶，成層性差，能量強(qiáng)，這一帶在GC-1的疊加剖面上呈現(xiàn)強(qiáng)的弧狀反射能量帶（位于圖9的B和H位置附近，由于篇幅所限，這兩條線的疊加剖面未在本文里展示），在GC-2的疊加剖面上呈現(xiàn)稍散的弱于CG-1線上該帶的弧狀反射能量帶（位于圖11的B和G位置附近），這些反射呈現(xiàn)高頻特征，可能為灰?guī)r頂界面反射，或巖漿房反射.結(jié)合MT剖面形同部位的高阻電性特征和前述該區(qū)帶的重磁異常特點(diǎn)，綜合分析認(rèn)為該處是巖漿房存在的可能性更大，也許是高坦巖體隱伏于深部的根.

在剖面的南東段CDP4600—6000、2 s以上，地層反射同相軸表現(xiàn)由淺到深特征，而地表地層為從老到新，表明自南東到北西的老地層逐漸抬高并出露地表.這一帶反射能量較弱，局部呈透明反射狀，在MT剖面上電性特征表現(xiàn)為中高阻，可能為早古生界穩(wěn)定沉積的巨厚均一的碳酸鹽巖地層所致，向深部延伸至4 s（約10 km深度）的滑脫面.

美國(guó)之所以可以主導(dǎo)國(guó)際規(guī)則的制定并強(qiáng)制締約國(guó)趨同有關(guān)法律，都是基于其軍事、經(jīng)濟(jì)的霸主地位，然而，撇開(kāi)強(qiáng)行的因素，法律的趨同在殖民時(shí)代既保證了殖民帝國(guó)的強(qiáng)大與興盛，又給殖民地帶來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇；在主權(quán)國(guó)家時(shí)代則既促成了美國(guó)的迅速崛起，又使世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作掀起了新浪潮。所以，在國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作中，法律不僅是避免沖突、消除混亂的有力手段，更是促成合作、實(shí)現(xiàn)互利共贏的關(guān)鍵。只不過(guò)，殖民時(shí)代宗主國(guó)和現(xiàn)代超級(jí)大國(guó)美國(guó)強(qiáng)行輸出法律規(guī)則的方法，對(duì)現(xiàn)代其他國(guó)家而言都已無(wú)法復(fù)制，現(xiàn)代國(guó)家的法律趨同只能通過(guò)自發(fā)的方式進(jìn)行。

高坦斷裂北側(cè)附近以逆斷層為主，剖面南部多發(fā)育正斷層.見(jiàn)圖8、圖10剖面中的解釋.

4.3 地殼結(jié)構(gòu)特征

在長(zhǎng)江中下游成礦帶及鄰區(qū)發(fā)育一個(gè)區(qū)域性的基底拆離斷層面，數(shù)年來(lái)前人在該區(qū)開(kāi)展的一些反射地震探測(cè)均發(fā)現(xiàn)了這個(gè)大致位于10～12 km的區(qū)域滑脫面（董樹(shù)文等, 2009; Lü et al.,2013,2015a,2015b）.本次探測(cè)結(jié)果從反射剖面看，本區(qū)同樣發(fā)育一個(gè)蓋層與基底的滑脫面D2，大致位于剖面的3～4 s之間，隨基底起伏高低變化，用6000 m·s-1速度換算，D2面基本位于10～12 km深度范圍.

兩條剖面上看，貴池礦集區(qū)地殼可分為三層結(jié)構(gòu)，上、中地殼以區(qū)域滑脫面D2分開(kāi)，中下地殼之間以剪切帶D1為界面.D1界面大致位于6 s上下（深度約18 km上下）.這個(gè)界面在兩條線的偏移剖面顯示比較清楚，在GC-2線的疊加剖面上和GC-1線疊加剖面的南段（高坦斷裂以南）表現(xiàn)比較清楚.

上地殼呈層狀密集反射，表明該帶總體上地層自南東向北西方向由深到淺抬高出露地表，地層復(fù)雜多變，褶皺發(fā)育，斷裂系統(tǒng)發(fā)育.以高坦斷裂為界，剖面北段較南段反射多且能量強(qiáng).

中地殼層狀反射不明顯，以高坦斷裂為界，北段反射能量較南段多且稍強(qiáng)，表明北段與南段具有不同的基底巖性構(gòu)成和古老的基底構(gòu)造.

圖8 貴池礦集區(qū)GC-1線反射地震偏移剖面的初步解釋

圖9 GC-1線疊加剖面信號(hào)加強(qiáng)處理后的瞬時(shí)振幅圖像

圖10 貴池礦集區(qū)GC-2線反射地震偏移剖面的初步解釋

下地殼GC-1線在高坦斷裂南北兩側(cè)呈現(xiàn)不同特征，北側(cè)反射近乎透明和稀疏，南側(cè)則反射強(qiáng)于北側(cè)，且出現(xiàn)似“鱷魚(yú)嘴”狀向上仰沖和向下俯沖的痕跡（呂慶田等,2014b; Lü et al.,2015b）.在CDP3000—5000、時(shí)間10～6 s之間有反射能量自下地殼向北西方向斜向上進(jìn)入中地殼，在疊加剖面上，這一現(xiàn)象很清楚，在偏移剖面上盡管偏移噪聲較大，但在大致相同部位仍然可以看到這一現(xiàn)象，見(jiàn)圖8.GC-2線也出現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象，只是在高坦斷裂以北反射能量較GC-1線稍強(qiáng)，見(jiàn)圖10.這是深部地殼解耦的特征表現(xiàn).結(jié)合大地構(gòu)造和演化史及前人研究成果，推測(cè)這些地震反射特征可能是這一區(qū)域曾經(jīng)發(fā)生過(guò)板內(nèi)俯沖事件的痕跡.

MT剖面暫未反演至MOHO深度，等繼續(xù)做工作后再補(bǔ)充有關(guān)基底的電性結(jié)構(gòu)特征.

中下地殼不同的反射結(jié)構(gòu)特征說(shuō)明以高坦斷裂為界，兩側(cè)地殼具有不同的結(jié)構(gòu)和巖性特征，表明了兩側(cè)具有不同的基底，結(jié)合董樹(shù)文等（2010）、Lü（2013） 等的研究，根據(jù)本次探測(cè)獲取的地球物理資料，作者這里推測(cè)北側(cè)為崆嶺—董嶺式基底，南側(cè)為江南式基底，高坦斷裂為崆嶺—董嶺式基底和江南式基底的分界線.這一剖面特征為本區(qū)兩種基底的存在和“一蓋多底”的格局（常印佛等，1996；董樹(shù)文等，2010）提供了反射地震學(xué)證據(jù)，其發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究區(qū)的大地構(gòu)造研究和深部成礦研究具有重要意義.

4.4 莫霍面形態(tài)和埋深

從圖9中的GC-1線疊加剖面的瞬時(shí)振幅圖像上看，莫霍面是位于雙程時(shí)10～12 s之間的強(qiáng)反射能量波組，波組能量持續(xù)時(shí)間1 s（約3～4 km條帶）.沿測(cè)線方向并非平直線而是有形態(tài)起伏和錯(cuò)斷，反射能量強(qiáng)弱有變化.從剖面的南東端點(diǎn)CDP6000到剖面中間CDP3200附近，Moho反射的南段向下傾方向似插入北西段底下.自CDP4000—1000，Moho反射向北西方向稍向上傾呈抬起形態(tài).圖11的GC-2線的瞬時(shí)振幅圖像也出現(xiàn)相同特征.從2條剖面看，研究區(qū)莫霍面自南向北逐漸抬高，由12 s逐漸抬升到約11 s，若換算為深度（按平均速度6000 m·s-1），從南到北深度由36 km左右隆起抬升到33 km左右，中間在CDP3600附近下方、高坦斷裂附近發(fā)生錯(cuò)斷.高坦斷裂向下地殼深部延伸方向與Moho錯(cuò)斷位置一致.見(jiàn)圖8—11剖面中10～13 s位置.

5 討論與結(jié)論

1） 首次在貴池礦集區(qū)開(kāi)展了以高精度反射地震核心的綜合地球物理探測(cè)，獲取了該區(qū)高分辨率反射地震數(shù)據(jù)和大地電磁探測(cè)數(shù)據(jù).并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和反演.探測(cè)研究獲取了深部結(jié)構(gòu)和殼幔巖漿作用的地球物理證據(jù)，為認(rèn)識(shí)該區(qū)域構(gòu)造演化、成礦作用和深部找礦提供了重要信息.

2） 保幅疊前時(shí)間偏移處理流程和參數(shù)有利于獲取真實(shí)的地殼深部反射能量.嘗試在疊加數(shù)據(jù)的瞬時(shí)振幅圖像上開(kāi)展深部構(gòu)造解釋?zhuān)蓽?zhǔn)確成像下地殼及Moho形態(tài)，使中下地殼反射波組免受深部偏移噪聲帶來(lái)的影響.

3） 研究獲取了貴池礦集區(qū)及其南部地區(qū)的地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)，刻畫(huà)了區(qū)內(nèi)上、中、下地殼的反射特征和構(gòu)造形態(tài).上、下地殼沿10～12 km之間的D2滑脫面走滑、變形、解耦，中下地殼之間以深度約18 km處的D1（脆性與塑性）滑脫面為界，給出了D1滑脫面的形態(tài)和位置.

4） 厘定了以高坦斷裂為主的區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)的形態(tài)和性質(zhì).高坦斷裂是一個(gè)殼級(jí)深斷裂，是區(qū)內(nèi)南北重磁異常的分界線，是巖漿上涌的通道.通道兩側(cè)的地殼發(fā)育強(qiáng)反射，可能存在巖漿房.

5） 證實(shí)了研究區(qū)“一蓋多底”的崆嶺—董嶺式基底和江南式基底的存在，兩種基底以高坦斷裂為分界線.

6） 發(fā)現(xiàn)研究區(qū)的莫霍面在10～12s之間，深度36～33 km，從南到北逐漸隆起，中間在CDP3600附近下方高坦斷裂附近發(fā)生錯(cuò)斷.

致謝 感謝國(guó)土資源部科技司、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局科外部對(duì)本研究的大力支持.數(shù)據(jù)采集得到了安徽省國(guó)土資源廳、安徽省地礦局、安徽省地調(diào)院、安徽省池州市人民政府及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府的大力支持和協(xié)助.對(duì)楊文平高工及參加野外采集的中石化地球物理工程公司河南分公司2236地震隊(duì)表示感謝.感謝郭冬、陳應(yīng)軍以及項(xiàng)目組所有參加貴池礦集區(qū)MT數(shù)據(jù)采集及處理的工作人員，感謝審稿專(zhuān)家對(duì)文章提出的建設(shè)性意見(jiàn).

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（本文編輯 汪海英）

Deep fine structure of Guichi Ore concentrated area:The understanding of the integrated geophysical detection results

SHAO Lu-Sen1,2, LIU Zhen-Dong1,2*, Lü Qing-Tian2,3, YAN Jia-Yong1,2, ZHANG Kun1,2, ZHAO Jin-Hua1,2, QI Guang1,2, ZHANG Ya-Wei1,2

1MLRKeyLaboratoryofMetallogenyandMineralAssessment,InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037，China2ChinaDeepExplorationCenter—SinoProbeCenter,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China3IGGE,HebeiLangfang065000，China

For the purpose of revealing the deep tectonic background, the crustal structure framework, the spatial structure of magma system and the deep conductivity structure of Guichi ore concentrated area, two magnetotelluric （MT） sounding and seismic reflection profiles each about 60 km long have been conducted perpendicular to geologic strike. The underground conductivity structures extending from the shallow surface down to 10 km have been worked out after denoising and inversion. The regional crustal structure seismic imaging section is gained based on the tomographic static, prestack multi-domain noise attenuation, fine velocity analysis and prestack time migration. In combination with regional geological tectonic setting and the results of regional magnetic and gravity data, the inversion processing results of two comprehensive profiles are analyzed and explained. The formation of the tectonic reflection characteristics, characteristics of crust structure and the characteristics of Moho are founded through the work. The decollement surface between the cover and basement, the detachment surface between middle and lower crust and the depth and type of Moho are confirmed. It is found that the reflection characteristics of the earth′s crust and the subduction are the traces of plate collision between the Cathaysia block and the Yangtze block occurred within Jinning period. The Gaotan fault is a fracture deep into the earth′s crust, the characteristics of magnetic and gravity, the electrical characteristics and the seismic reflection characteristics are different beside the fault. it is believed that the fault is the upwelling channel of the deep fluid. The mantle hydrothermal and magma intrusive into upper crust along the fracture and formed the batholith or rock mass along the strata and fractures. The polymetallic deposits in Guichi ore concentrated area are formed by the strong mineralization with surrounding rock.

Guichi ore concentrated area; Deep structure; Reflection seismic; Magnetotelluric; Gaotan fault; The electrical structure; Moho surface

地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目（1212011220243）,國(guó)家科技專(zhuān)項(xiàng)（SinoProbe-03）與科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAB04B01）聯(lián)合資助.

邵陸森，男，1985年生，在讀博士生，地球探測(cè)與信息技術(shù)專(zhuān)業(yè). E-mail：shaolusen2009@163.com

*通訊作者 劉振東，男，1968年生，博士，教授級(jí)高工，長(zhǎng)期從事反射地震勘探.E-mail：lzd777@163.com

10.6038/cjg20151213.

10.6038/cjg20151213

P631

2015-05-06，2015-10-18收修定稿

邵陸森， 劉振東， 呂慶田等. 2015. 安徽貴池礦集區(qū)深部精細(xì)結(jié)構(gòu)——來(lái)自綜合地球物理探測(cè)結(jié)果的認(rèn)識(shí).地球物理學(xué)報(bào)，58（12）:4490-4504,

Shao L S, Liu Z D, Lü Q T, et al. 2015. Deep fine structure of Guichi Ore concentrated area—The understanding of the integrated geophysical detection results.ChineseJ.Geophys. （in Chinese）,58（12）:4490-4504,doi:10.6038/cjg20151213.