劉燕戌， 李文勇， 曹安琪

(中國國土資源航空物探遙感中心, 北京 100083)

0 引言

松遼盆地及其外圍盆地群是我國石油與天然氣勘探開發(fā)的重點地區(qū)之一，經(jīng)過近半個世紀(jì)的連續(xù)開采，目前該區(qū)已進入高成本、高難度油氣勘探階段，后備資源不足[1-2]。因此，開展松遼盆地外圍油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查具有重要意義。

近些年來，在松遼盆地開展的地質(zhì)勘探工作主要集中在盆地內(nèi)部，對其外圍盆地群的勘探相對較少[3-6]。突泉盆地是松遼盆地西部火山巖覆蓋區(qū)油氣地質(zhì)調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn)的中生代油氣遠景盆地，其基礎(chǔ)油氣地質(zhì)研究程度較低，盆地地層屬性、構(gòu)造形態(tài)和展布規(guī)律等尚不明確，制約了該盆地油氣資源遠景評價[7-8]。在該地區(qū)開展大范圍航空重磁調(diào)查工作，可快速劃分該區(qū)斷裂，識別巖漿巖體，進一步研究盆地的構(gòu)造地質(zhì)特征，從而為地面油氣勘探部署提供地球物理依據(jù)[9-12]。本文利用松遼盆地西坡最新的航空重磁數(shù)據(jù)，結(jié)合實測地層(巖石)物性參數(shù)，通過分析該區(qū)重磁場特征、斷裂及巖漿巖分布等，探討盆地基底性質(zhì)，為該區(qū)油氣資源調(diào)查評價提供航空重磁基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于松嫩平原與大興安嶺過渡帶，北至永安鎮(zhèn)、林海鎮(zhèn)，南至嘎亥圖鎮(zhèn)，西至六戶鎮(zhèn)，東至洮南市。大地構(gòu)造位置處于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶之間，屬“興蒙造山帶”東段興安地塊與松嫩地塊構(gòu)造結(jié)合部位——嫩江造山帶[13]。突泉盆地是在晚古生代壽山溝組、大石寨組、哲斯組和林西組之上發(fā)育的侏羅紀(jì)斷陷盆地，展布方向主要為NNE-NE向。早侏羅世紅旗組、中侏羅世萬寶組是盆地主要的中生代沉積層[13]； 中侏羅世巨寶組、付家洼子組和晚侏羅世滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組及早白堊世梅勒圖組等廣泛分布的火山巖為盆地蓋層[1]。

2 地球物理特征

2.1 地層(巖石)物性特征

2.1.1 物性測定原則

本次野外地層(巖石)物性測量包含不同地質(zhì)時代的地層，盡量確保所測巖石的類型全面而系統(tǒng)。研究區(qū)北部屬于低山丘陵地貌，基巖廣泛出露，巖石類型多樣，是本次物性測量的重點地區(qū); 南部屬于基巖隱伏區(qū)，物性統(tǒng)計測量工作以物性、地震及鉆井等資料為基礎(chǔ)。

2.1.2 密度特征

該區(qū)地層(巖石)密度具有一定的變化規(guī)律，由新到老可劃分為4個密度層(表1)。

第Ⅰ密度層為新生界松散沉積物，平均密度為2.10 g/cm3，為低密度層，在研究區(qū)中部和東部廣泛出露； 第Ⅱ密度層為中生界沉積-火山碎屑巖系，平均密度為 2.58 g/cm3，為中低密度層，在突泉盆地內(nèi)部及研究區(qū)南西部局部出露； 第Ⅲ密度層為上古生界沉積巖系，平均密度為2.66 g/cm3，為中高密度層，在研究區(qū)北部及西南部局部出露； 第Ⅳ密度層為元古宇—下古生界變質(zhì)巖系，平均密度為2.75 g/cm3，為高密度層，在研究區(qū)零星發(fā)育。

表1 研究區(qū)密度層劃分

注： 前震旦系至石炭系的密度數(shù)據(jù)來源于文獻[14-16]，其他數(shù)據(jù)為本次實測。

研究區(qū)侵入巖密度隨巖石基性成分增加而增大，隨巖石酸性成分增加而減小。侵入巖以酸性、中酸性白崗巖、花崗巖和花崗斑巖為主，平均密度為2.52 g/cm3，密度中等，當(dāng)其侵入至密度較大的地層中，通常引起重力低異常； 當(dāng)圍巖密度中等時，通常不引起明顯的重力異常。研究區(qū)分布數(shù)量較少的中基性閃長巖和輝長巖，平均密度為2.65～2.71 g/cm3，密度較大，當(dāng)其侵入至密度較大的地層中，通常不引起明顯的重力異常； 當(dāng)其侵入至密度中等或密度較小的地層中，通常引起局部重力高異常?；鹕?噴出)巖密度由酸性至基性逐漸增大，但是與侵入巖相比，其增大趨勢不明顯。

2.1.3 磁性特征

研究區(qū)存在不同磁性的多種巖石，可歸納為2個主要的磁性層，詳細情況見表2。中生界侏羅系—白堊系磁性層，主要由安山質(zhì)凝灰?guī)r、粗安巖、粗面巖與玄武巖組成，磁化率平均值為982×10-5SI，具有中—強磁性，在研究區(qū)西部及中北部局部出露； 下古生界—元古宇磁性層，主要由片巖、角斑巖、變質(zhì)砂巖與片麻巖等組成，磁化率平均值為176×10-5SI，具有中等磁性，在研究區(qū)零星出露。

表2 研究區(qū)地層磁性參數(shù)統(tǒng)計

注： 前震旦系至石炭系的磁化率數(shù)據(jù)來源于文獻[14-16]，其他數(shù)據(jù)為本次實測。

該區(qū)侵入巖均具有磁性，因巖石性質(zhì)不同，其磁性差異較大。輝長巖、輝綠巖磁性最強，磁化率平均值分別為3 239×10-5SI和1 972×10-5SI，與圍巖存在顯著的差異，易引起明顯的局部高磁異常； 花崗閃長巖等磁性次之，磁化率平均值為1 133×10-5SI，較易引起局部正磁異常； 花崗巖、花崗斑巖等具有一定的磁性，侵入至無磁性的沉積巖中，可引起局部正磁異常。研究區(qū)火山巖主要包括流紋巖、安山巖、玄武巖等，由酸性—中性—基性，磁化率總體明顯增高，其中粗安巖、玄武巖等具有較強的磁性，通常引起跳躍雜亂的局部正磁異常。

2.2 重磁場特征

2.2.1 重力場特征

區(qū)內(nèi)重力異常幅值具有一定的波動性，西部為重力低值異常，中部和東部為相對重力高(圖1)。

(1)研究區(qū)布格重力異常值為-50～5 mGal。最大異常位于研究區(qū)中部突泉縣東南側(cè)、沙布日臺套布附近及鄉(xiāng)林場南側(cè)； 負異常位于研究區(qū)西部六戶鎮(zhèn)西側(cè)。從大區(qū)域范圍看，正、負重力場與盆山地貌單元基本吻合。西部重力低值區(qū)反映大興安嶺； 東部重力高值區(qū)與松遼盆地西坡相對應(yīng)，其中小范圍重力低值區(qū)反映松遼盆地西坡凹陷單元。

(2)研究區(qū)西部和中部NNE向梯度帶幾乎貫穿全區(qū)，東部NNE-NE向、NW向與近EW向梯度帶十分發(fā)育，反映該區(qū)發(fā)育斷裂及斷裂規(guī)模。

(3)布格重力局部異常較發(fā)育，反映該區(qū)構(gòu)造強烈，巖漿巖發(fā)育。

圖1 研究區(qū)航空重力布格異常平面圖

2.2.2 磁場特征

研究區(qū)磁場主要表現(xiàn)為負磁場背景之上發(fā)育局部正磁異常及跳躍變化正磁異常(圖2)。

(1)磁場強度變化較大，磁異常值變化范圍為-280.5～1 110.4 nT，磁異常最大值分別位于安定鎮(zhèn)北西側(cè)(1 110.4 nT)、安定鎮(zhèn)東側(cè)(1 109.2 nT)及哈太廟窩鋪北東側(cè)(937.5 nT)。

(2)不同地區(qū)磁場特征不同，正磁異常規(guī)模差異明顯。研究區(qū)東部(哈太廟窩鋪—興隆山鎮(zhèn)林場—安定鎮(zhèn)—洮南市一線)表現(xiàn)為規(guī)模較大的正磁異常，異常值多為400～800 nT； 研究區(qū)西部(原種林場—科爾沁右翼中旗—突泉縣太本林場—解放漁場一線)表現(xiàn)為團塊狀正磁異常，規(guī)模較小，中間夾雜若干跳躍變化的正磁異常，異常值多為300～600 nT。規(guī)模較大或團塊狀的正磁異常反映存在巖漿巖體，跳躍變化的正磁異常反映存在侏羅系火山巖。

(3)磁異?？傮w以NE向為主，其次為NW向。研究區(qū)東部大面積磁異常以NE向為主，其次為NW向； 研究區(qū)西部磁異常主要表現(xiàn)為NE向，其次為NW向、近EW向。

(4)研究區(qū)東部可見2條區(qū)域性航磁異常梯度帶，走向均為NE向； 研究區(qū)西部發(fā)育規(guī)模不等的串珠狀梯度帶，走向以NE向為主，其次為NW向、近EW向。

圖2 研究區(qū)航磁ΔT平面圖

3 地質(zhì)解釋

3.1 斷裂劃分

松遼盆地歷經(jīng)多期構(gòu)造運動，形成數(shù)量眾多、規(guī)模不一、形態(tài)各異、性質(zhì)不同的斷裂，從而構(gòu)成復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)。本次結(jié)合實測航空重磁資料，共解釋大、中型斷裂20余條，這些斷裂表現(xiàn)為3組展布方向，以NNE-NE向為主，其次為近NW向，少數(shù)為近EW向(圖3)。

圖3 研究區(qū)推斷巖漿巖構(gòu)造圖

斷裂F1縱穿研究區(qū)中部，沿努和道布牧場—海代哈嘎牧場分場—永茂鄉(xiāng)一線分布，是研究區(qū)延伸較長、切割較深、特征較明顯的Ⅰ級斷裂，也是松遼盆地的西緣邊界斷裂。該斷裂在航空重、磁場上均有清晰反映，主要包括： ①對應(yīng)于梯度大、走向NE、縱穿研究區(qū)中部的布格重力線性密集帶; ②對應(yīng)于特征不同的2個磁場分界線，東側(cè)為明顯降低的負值異常區(qū)，西側(cè)為局部正磁異常與跳躍變化的磁異常區(qū); ③沿該斷裂分布一系列呈串珠狀或團塊狀分布的正磁異常，推斷這些異常可能由該斷裂控制的侵入巖體所引起。

斷裂F3縱穿研究區(qū)西部，沿原種林場—科爾沁右翼中旗—突泉縣太本林場—解放漁場一線分布，是研究區(qū)切割較深、特征較明顯的深大斷裂之一。推斷該斷裂的航空重、磁依據(jù)包括： ①對應(yīng)于梯度大、延伸較遠的近NNE向布格重力線性密集帶，表明斷面傾角大、斷層兩側(cè)密度差異大; ②對應(yīng)于明顯的近NNE向呈串珠狀分布的航磁線性異常帶; ③斷裂旁側(cè)分布若干規(guī)模較小的團塊狀或跳躍正磁異常，應(yīng)為受該斷裂控制的中—酸性侵入巖體與火山巖的反映[17-18]。

3.2 巖漿巖解釋

根據(jù)巖漿巖重磁異常特征，本次共圈定巖漿巖36處(圖3)。因巖漿巖形成環(huán)境不同，斷裂活動具有非均一性、斷裂形成的時間也各不相同，導(dǎo)致巖漿巖形成的規(guī)模具有差異，且?guī)r相及巖石類型多樣，其分布規(guī)律為：

(1)從巖相上看，侵入巖相較為發(fā)育。在已圈定的巖漿巖體中，侵入巖明顯占多數(shù)(花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、輝長巖等)，極少數(shù)為噴出巖。

(2)從巖石性質(zhì)或巖石類型看，中—酸性、中—基性巖漿巖均有發(fā)育，但二者發(fā)育不均，數(shù)量明顯不同。侵入巖中的酸性、中—酸性巖體(花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖等)較發(fā)育，中—基性巖體較少； 噴出巖以中—基性玄武巖為主。

(3)從巖體規(guī)模上看，巖體大小懸殊。規(guī)模大者，如研究區(qū)東部的酸性侵入巖，其分布范圍可達350 km2以上，規(guī)模小者分布面積在10 km2以下。從巖體規(guī)模與巖體性質(zhì)的相互關(guān)系看，規(guī)模較大的巖體多為酸性、中—酸性侵入巖。

(4)從巖漿巖分布的構(gòu)造位置看，包括侵入巖和噴出巖在內(nèi)的多數(shù)巖漿巖沿斷裂及其兩側(cè)分布，說明斷裂對巖漿活動具有控制作用。研究區(qū)東部(扎魯特第二農(nóng)業(yè)大隊—新佳木嘎查西側(cè)—海代哈嘎牧場分場—永茂鄉(xiāng)一線)酸性、中—酸性侵入巖體夾持于F2、F4與F6等斷裂之間，其形成明顯受斷裂控制，斷裂交匯處為巖漿侵入提供了重要通道[19-20]。

3.3 盆地基底性質(zhì)

突泉盆地發(fā)育侏羅系—白堊系沉積-火山碎屑巖系、上古生界沉積巖系、下古生界淺變質(zhì)巖系和前古生界中等變質(zhì)巖系。侏羅系—白堊系和上古生界主要由砂巖、粉砂巖、泥巖、泥灰?guī)r及火山碎屑巖組成。下古生界和前古生界由片麻巖、片巖、變質(zhì)砂巖等組成[21-22]。滿洲里—綏芬河地學(xué)斷面研究成果和大地電磁測深地球物理結(jié)果顯示，松遼盆地及大興安嶺火山巖之下均普遍發(fā)育上古生界,特別是有鉆井標(biāo)定的震、電、重、磁、地質(zhì)-地球物理綜合解釋證實，上古生界經(jīng)歷過油氣生成和運移過程，且具有一定的油氣保存條件，在很多地區(qū)形成鉆井可及的勘探實體。突泉盆地經(jīng)重、磁、電剖面綜合解釋，發(fā)現(xiàn)盆地內(nèi)部上古生界最深處為3 km[23-24]。由此可知，研究區(qū)上古生界應(yīng)為沉積盆地的產(chǎn)物，下古生界和前古生界構(gòu)成了沉積盆地基底。

從航磁異常特征看，突泉盆地總體對應(yīng)負磁場背景，其上發(fā)育跳躍變化的正磁異常與局部低緩正磁異常。經(jīng)與地層(巖石)磁性資料對比，發(fā)現(xiàn)侏羅系—白堊系粗安巖、粗面巖與玄武巖等火山巖的磁化率為(2～6 985)×10-5SI，磁性變化較大，是引起跳躍變化磁異常的主要因素。本次實測物性結(jié)果表明，上古生界磁化率平均值為23×10-5SI，為一套磁性微弱的沉積巖系，無法引起明顯的磁異常。下古生界及前古生界實測磁化率的平均值為176×10-5SI，為一套中—弱變質(zhì)巖系，常引起低緩航磁異常； 中—酸性侵入巖的磁化率平均值為(316～1 143)×10-5SI，具有中等磁性，多與局部低緩磁異常對應(yīng)?？芍?，盆地內(nèi)跳躍變化的正磁異常由侏羅系—白堊系火山巖引起，局部低緩正磁異常由中—酸性侵入巖引起，盆地內(nèi)平緩背景磁場是下古生界—前古生界變質(zhì)巖系(盆地基底)的反映。

從航空重力異常特征看，突泉盆地總體表現(xiàn)為“北西低、南東高”的重力升高異常區(qū)。根據(jù)地層(巖石)密度資料，該區(qū)侏羅系—白堊系的密度平均值為2.58 g/cm3，屬于中—低密度層，通常引起相對重力低； 古生界和前古生界的密度平均值為2.72 g/cm3，屬于中—高密度層，常常引起相對重力高。經(jīng)與已知地質(zhì)資料對比，認為北西部的重力低異常區(qū)反映盆地發(fā)育厚度較大的中—低密度侏羅系—白堊系，南東部的相對重力高異常區(qū)反映侏羅系—白堊系之下尚發(fā)育中—高密度的前中生界(古生界和前古生界)。

綜合分析地質(zhì)、地層(巖石)物性與航空重、磁異常等特征，認為侏羅系—白堊系沉積-火山碎屑建造和上古生界沉積巖系屬于盆地建造產(chǎn)物，下古生界淺變質(zhì)巖系和前古生界中等變質(zhì)巖系應(yīng)屬于盆地基底。

4 結(jié) 論

(1)按照由新至老的順序，該盆地地層劃分為新生界、中生界、上古生界與下古生界—元古宇4個主要密度層以及中生界侏羅系—白堊系與下古生界—元古宇2個主要磁性層。

(2)突泉盆地北西部重力低異常區(qū)是厚度較大的侏羅系—白堊系的反映，南東部相對重力高異常區(qū)是古生界和前古生界的反映。突泉盆地平緩的區(qū)域磁場是下古生界—前古生界變質(zhì)巖系的反映。

(3)突泉盆地斷裂以NNE-NE向為主，其次為近NW向，少數(shù)為近EW向，3組斷裂相互交叉、彼此切錯或相互限制，控制著突泉盆地的沉積作用。區(qū)內(nèi)酸性、中—酸性侵入巖體較發(fā)育，巖漿活動明顯受斷裂控制。

(4)下古生界淺變質(zhì)巖系和前古生界中等變質(zhì)巖系應(yīng)屬于突泉盆地基底。

致謝： 中國國土資源航空物探遙感中心郭志宏教授級高級工程師和梁秀娟高級工程師在數(shù)據(jù)處理方面給予了幫助，在此深表謝意！

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