胡 華 嚴(yán)良俊 何幼斌 謝興兵 周 磊

(①長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100； ②長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430100;③長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北武漢 430100)

1 引言

慈利—保靖斷裂帶屬于揚(yáng)子板塊內(nèi)二級(jí)構(gòu)造單元，由呈南西—北東走向、由花垣經(jīng)保靖、張家界、慈利向東傾沒于江漢盆地之下的斷裂系和褶皺系組成，亦稱為花垣—張家界斷裂。一般認(rèn)為該斷裂為雪峰山基底隆升帶的西北緣邊界，以此斷裂帶為界，兩側(cè)地層及構(gòu)造樣式迥異。斷裂帶西北部屬于雪峰山西緣擴(kuò)展帶，多出露古生界沉積地層，而東南部則屬于雪峰山基底隆升帶，新元古界板溪群基底大面積出露[1]。斷裂帶的屬性對(duì)于判斷整個(gè)華南大陸早古生代構(gòu)造是屬于揚(yáng)子與華夏板塊碰撞造山拼合，還是屬于陸內(nèi)兩個(gè)板塊相互作用形成的陸內(nèi)造山構(gòu)造有著重要的參考作用[2]。

近年來(lái)，隨著湘鄂西地區(qū)油氣勘探開發(fā)的需要，國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)慈利—保靖斷裂帶的構(gòu)造屬性進(jìn)行了大量深入的研究，取得一批重要成果的同時(shí)，也提出了大量值得探討的問(wèn)題。前人對(duì)構(gòu)造帶的屬性有兩種截然不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)以楊志堅(jiān)[3-5]為代表，認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶屬于湘黔—江南古斷裂的一部分，是一條深切巖石圈的深大斷裂；另一種觀點(diǎn)以齊小兵等[6]為代表，認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶為多條斷褶系與褶皺系組成的逆沖斷層。

楊志堅(jiān)[3-5]研究了慈利—保靖斷裂帶的構(gòu)造屬性后認(rèn)為，慈利—保靖斷裂帶是一條深切巖石圈，控制著中元古代以后的地質(zhì)建造與形變，并制約著斷裂帶兩側(cè)地層、巖相、古生物及巖漿活動(dòng)的生成與演化的深大斷裂。張玉岫[7]認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶是一條深大斷裂，并且是引起區(qū)域地震活動(dòng)的主要因素之一。應(yīng)維華[8]、唐朝永[9]和羅衛(wèi)等[10]也認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶是一條向西北突出、規(guī)模大、長(zhǎng)期活動(dòng)、控制著兩側(cè)沉積和構(gòu)造面貌以及金屬礦床分布的深大斷裂。張曉陽(yáng)等[11]在對(duì)花垣、古丈地區(qū)開展1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作后認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶是揚(yáng)子陸塊東南緣武陵地塊與雪峰地塊的重要邊界斷裂，為長(zhǎng)期活動(dòng)的區(qū)域控巖、控相、控礦斷裂。袁照令等[12]則認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶為一條遭受了兩度推覆、一度走滑作用的逆沖推覆構(gòu)造。齊小兵等[6]通過(guò)宏觀、微觀構(gòu)造、電子自旋共振(ESR)測(cè)年、包裹體測(cè)溫和差異應(yīng)力等系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，慈利—保靖斷裂帶為一伴隨大規(guī)模走滑的逆沖斷層。湯雙立等[13]通過(guò)對(duì)雪峰山薄皮—厚皮構(gòu)造轉(zhuǎn)換過(guò)程的研究后也認(rèn)為慈利—保靖斷裂帶是由東南向西北逆沖的推覆構(gòu)造。

大地電磁測(cè)深法(MT)是一種利用天然電磁場(chǎng)的變化進(jìn)行深部電性構(gòu)造勘探的有效方法，在南方復(fù)雜山地條件下的油氣勘探中得到了廣泛應(yīng)用[14]。近年來(lái)已有多條MT剖面穿過(guò)慈利—保靖斷裂帶，為深入了解其深部地質(zhì)背景提供了地球物理依據(jù)。丁道桂等[15]應(yīng)用萬(wàn)縣—桃源大地電磁測(cè)深剖面資料解釋江南—雪峰山隆起帶為“過(guò)渡型的基底拆離式”的構(gòu)造屬性，認(rèn)為保靖—慈利斷裂帶為武陵山前緣斷裂，是具有韌—脆性的高角度沖斷層，大體上也是揚(yáng)子中古生界內(nèi)克拉通坳陷盆地與克拉通周邊坳陷盆地之間巖性、巖相的過(guò)渡帶與分界線。汪啟年等[16]通過(guò)貴州道真—湖南婁底的MT測(cè)深剖面資料研究了雪峰山西側(cè)地區(qū)的深部構(gòu)造特征，包括斷裂、褶皺、地層展布特征以及地面—地覆對(duì)比分析。陳思宇等[17]綜合利用MT、重磁力資料，以古生界有利油氣儲(chǔ)層為主要研究對(duì)象，進(jìn)行了雪峰山盆—山過(guò)渡帶綜合物探解釋。Chen等[18]對(duì)工區(qū)內(nèi)的兩條MT剖面進(jìn)行了處理和解釋，對(duì)區(qū)域的電性構(gòu)造進(jìn)行分層和分區(qū)，為該區(qū)域油氣勘探提供了指導(dǎo)。

綜上所述，雖然前人基于電磁勘探資料對(duì)本區(qū)的構(gòu)造特征取得了一定的認(rèn)識(shí)，但是已有的大地電磁測(cè)深剖面點(diǎn)距較大，資料處理和反演方法各異，且受反演的非唯一性影響，致使解釋結(jié)果存在分歧，深部構(gòu)造特性的研究難以深化。為此，本文通過(guò)研究區(qū)多條橫跨慈利—保靖斷裂帶的大地電磁剖面的二維反演，結(jié)合重力資料和巖石物性測(cè)試結(jié)果及相關(guān)地質(zhì)信息對(duì)慈利—保靖斷裂帶構(gòu)造屬性進(jìn)行解釋，揭示了構(gòu)造帶的深部特征。

2 研究區(qū)概況

研究區(qū)北起湖南桑植，南至安化，覆蓋了大約140km×120km范圍，構(gòu)造上橫跨慈利—保靖斷裂帶的北段，延伸并覆蓋了斷裂帶兩側(cè)的雪峰山基底隆升帶和西緣擴(kuò)展帶(圖1)。本文研究主要應(yīng)用了研究區(qū)內(nèi)5條測(cè)線共628個(gè)測(cè)點(diǎn)的大地電磁資料，測(cè)線總長(zhǎng)524km，測(cè)點(diǎn)分布如圖2所示。同時(shí)收集并參考了研究區(qū)及周緣的重力、磁力、地震、測(cè)井和巖石物性測(cè)試資料。

圖1 雪峰山陸內(nèi)構(gòu)造系統(tǒng)構(gòu)造單元及研究區(qū)位置圖(據(jù)李三忠等[1]修改)

圖2 桑植—石門地區(qū)電法EMAP測(cè)線位置圖

2.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

慈利—保靖斷裂帶為一傾向南南東的區(qū)域大型逆斷裂，全長(zhǎng)超過(guò)230km，為桑植—石門復(fù)向斜與武陵斷彎褶皺帶的分界。該斷裂帶由不同級(jí)別與不同規(guī)模、大致平行的斷裂系與褶皺系組成，以強(qiáng)變形帶與弱變形帶交替、非均勻分布為總體變形特征[6]。慈利—保靖斷裂帶形成于武陵運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、早燕山運(yùn)動(dòng)等擠壓事件、白堊紀(jì)伸展事件、古近紀(jì)中晚期區(qū)域北東—北北東向擠壓以及古近紀(jì)末—新近紀(jì)初西北向擠壓等構(gòu)造事件，其中加里東運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng)形成的褶皺與同走向逆斷裂組成構(gòu)造格架[19]。燕山末期，雪峰山周邊基底抬升，由于后造山階段重力不穩(wěn)定，導(dǎo)致蓋層中的泥巖、頁(yè)巖等軟弱巖層向川東滑脫推覆。位于滑覆體后緣的湘鄂西地區(qū)多發(fā)育隔槽式褶皺組合及后期伸展斷陷[20]。喜山期末印度板塊向亞洲板塊俯沖產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力并未強(qiáng)烈波及該區(qū)，構(gòu)造作用不明顯，未能形成一定規(guī)模的構(gòu)造。

2.2 地球物理特征

2.2.1 地層密度與布格重力特征

根據(jù)湘鄂西地區(qū)的重力勘探資料，該區(qū)可分為6個(gè)密度層，如表1所示。第一密度層(三疊—二疊—石炭系)為淺部高密度層，在本區(qū)局部分布；第二密度層為泥盆系—志留系，與奧陶系—中上寒武統(tǒng)形成密度界面，密度差為0.19g/cm3，是引起本區(qū)局部異常的主要因素；第四密度層為下寒武統(tǒng)，與震旦系形成密度界面，密度差為0.05g/cm3，埋藏較深，該界面引起的重力異常是區(qū)域性的；震旦系與前震旦系密度差較小且埋深較大，分離困難。從1∶100萬(wàn)桑植—慈利—沅陵地區(qū)重力布格異常圖(圖3)可以看出，區(qū)域重力異常由西北向東南總體呈臺(tái)階展布，雪峰山基底隆升區(qū)為高重力異常區(qū)，最大異常值為-8mGal，表明基底淺埋；西緣擴(kuò)展帶為低重力異常區(qū)，最小異常值為-105mGal，表明沉積層厚度大。慈利—沅陵一帶為高、低重力異常的過(guò)渡帶，反映了慈利—保靖斷裂帶兩側(cè)區(qū)域內(nèi)基底的埋深以及沉積地層厚度的差異。

表1 張家界地區(qū)地層密度及分層表

2.2.2 電性特征

由于研究區(qū)內(nèi)深鉆井較少， 為了掌握研究區(qū)地層電阻率變化規(guī)律，指導(dǎo)電法剖面的地質(zhì)解釋，采用多種資料建立了研究區(qū)地層的電性特征模型，包括研究區(qū)露頭、 MT視電阻率曲線的首支統(tǒng)計(jì)、鄰區(qū)電測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、巖石樣品實(shí)驗(yàn)室測(cè)試資料和小四極測(cè)試結(jié)果。不同方法得到的電阻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果及確定的地層電阻率模型參數(shù)詳見表2。需要指出的是，表中給出的是分層統(tǒng)計(jì)的平均值，同一地層不同方法獲得的電阻率值的差別可能會(huì)有很大，如在不同井中，電測(cè)井采用了不同電極距(探測(cè)深度)； 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果是在巖樣含20%飽和度鹽水條件下測(cè)得的，其值會(huì)低于實(shí)際地層的電阻率值； 小四極法由于其電極距很小，測(cè)得的結(jié)果要遠(yuǎn)高于根據(jù)MT數(shù)據(jù)得到的視電阻率值。雖然電阻率值有差異，但不同地層的電阻率的相對(duì)變化關(guān)系基本一致。所以在建立解釋模型時(shí)以MT視電阻率曲線的首支統(tǒng)計(jì)值為主要依據(jù)，同時(shí)參考其他方法顯示的變化關(guān)系。

圖3 桑植—石門地區(qū)布格重力異常圖

通過(guò)對(duì)上述多種資料綜合分析，可以看出盡管它們所顯示的地層電性在數(shù)值上存在差異，但反映的地電斷面基本特征是一致的。區(qū)域內(nèi)從新到老為白堊系、三疊—二疊—泥盆系、志留系、奧陶系—中上寒武統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、震旦系—板溪群(Pt3)、冷家溪群(Pt2)七個(gè)電性層，存在著低—高—低—中高—中低—中高—高阻的電性變化格局。地層與電性層的對(duì)應(yīng)關(guān)系清楚(與密度界面也有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系)，志留系—下寒武統(tǒng)為該區(qū)有利的低阻標(biāo)志層。利用電磁方法對(duì)低電阻率地層反映靈敏的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目的層的有效追蹤與解釋。

表2 研究區(qū)地層電阻率模型

3 MT資料反演

對(duì)MT資料進(jìn)行反演之前，需要對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)預(yù)處理，主要包括對(duì)各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜編輯、去噪濾波、阻抗張量分解并利用低通濾波法進(jìn)行靜態(tài)位移校正，以使視電阻率曲線平滑，盡量減少個(gè)別異常頻點(diǎn)的影響，降低靜態(tài)位移的影響。

二維反演是目前普遍采用的MT數(shù)據(jù)處理方法。二維反演假定大地電性結(jié)構(gòu)為二維的，即地下介質(zhì)的電性在垂直于勘探剖面的方向上不變，只隨深度和剖面方向變化。通過(guò)對(duì)研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的綜合判斷，認(rèn)為該區(qū)的電性主軸方向與慈利—保靖斷裂帶的走向基本一致，為北東東向，且沿走向方向延伸，具有二維分布特征。由圖2可知，EMAP01測(cè)線與斷裂帶近似平行；而測(cè)線EMAP02～EMAP05則垂直穿過(guò)斷裂帶。如果采用與EMAP02～EMAP05測(cè)線方向平行的TM極化視電阻率進(jìn)行二維反演，可以得到接近于實(shí)際的電性構(gòu)造分布。

進(jìn)行二維反演之前，先對(duì)每條測(cè)線進(jìn)行Bostick一維反演，將一維反演結(jié)果作為二維反演的初始模型。二維反演采用含地形的聚焦反演算法[21]，在建立反演的初始模型時(shí)，根據(jù)實(shí)際測(cè)點(diǎn)的海拔高程設(shè)置起伏的地表，地表上方為空氣層。這種反演方法將地形直接融入反演的地電模型之中，地形起伏的電磁響應(yīng)將直接包含在正演計(jì)算結(jié)果之中，從而間接地消除了山區(qū)地形的影響。

二維反演使用測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)的TM極化視電阻率和阻抗相位數(shù)據(jù)，反演擬合整條剖面各測(cè)點(diǎn)和各頻點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，從而求取滿足收斂條件的最優(yōu)模型。圖4和圖5分別給出了EMAP01和EMAP02測(cè)線觀測(cè)的TM極化視電阻率和相位以及由反演優(yōu)化的電阻率模型計(jì)算得到的視電阻率和相位響應(yīng)的比較， 各測(cè)線通過(guò)反演優(yōu)化得到的電阻率剖面如圖6和圖7所示。EMAP01線平行于構(gòu)造走向，而EMAP02線是垂直于構(gòu)造走向的一條長(zhǎng)測(cè)線，TM極化方式選定的是電場(chǎng)分量平行于EMAP02測(cè)線的響應(yīng)。 由圖4a和圖5a可見： 兩條測(cè)線的觀測(cè)視電阻率對(duì)剖面上電阻率的橫向變化具有較高的靈敏度； 視電阻率值的變化范圍大，最大值大于10kΩ·m，總體上電性呈現(xiàn)高阻特征；阻抗相位的值基本在0°～90°，在MT的低能量窗頻段有個(gè)別噪聲大的跳點(diǎn)，總體上變化較平緩。對(duì)比觀測(cè)剖面與計(jì)算剖面可以看出，由反演電阻率模型計(jì)算的視電阻率和相位整體上較好地?cái)M合了觀測(cè)數(shù)據(jù)，特別是視電阻率的擬合度更高，僅有一些微小的差異；計(jì)算的相位響應(yīng)體現(xiàn)了對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的平滑效果，這也反映出觀測(cè)的相位數(shù)據(jù)受到噪聲干擾要比視電阻率資料更強(qiáng)。

圖4 EMAP01測(cè)線測(cè)量(上)和計(jì)算(下)的TM極化視電阻率(a)和相位(b)擬斷面圖

圖5 EMAP02測(cè)線觀測(cè)(上)和計(jì)算(下)的TM極化視電阻率(a)和相位(b)擬斷面圖

圖6 EMAP01測(cè)線反演視電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋結(jié)果

圖7 EMAP02測(cè)線反演視電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋結(jié)果

通過(guò)對(duì)兩條典型測(cè)線的觀測(cè)資料與計(jì)算的響應(yīng)的對(duì)比分析可知，所采用的反演算法能夠通過(guò)對(duì)地電模型的智能優(yōu)化實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的高度擬合，根據(jù)收斂判據(jù)得到的最終電阻率模型能夠較好地映射觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化，二維多測(cè)點(diǎn)、多參數(shù)數(shù)據(jù)的聯(lián)合反演也在一定程度上減小了反演的非唯一性，反演結(jié)果較可信。其他測(cè)線的擬合效果相似，不再一一列舉。

4 綜合解釋

電阻率反演剖面成圖以后，參考已知的地質(zhì)和地球物理信息對(duì)5條測(cè)線的反演結(jié)果進(jìn)行了地質(zhì)綜合解釋。

4.1 EMAP01測(cè)線

4.2 EMAP02測(cè)線

EMAP02測(cè)線全長(zhǎng)約144km，共154個(gè)測(cè)點(diǎn)。該測(cè)線的二維反演電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋圖見圖7。由圖可見，電阻率深度剖面可大致分為四段。第一段為測(cè)線0～42km的西北段，總體表現(xiàn)為中低電阻率特征(約10～1000Ω·m)。該段對(duì)應(yīng)西緣擴(kuò)展帶中的桑植—石門復(fù)向斜，從構(gòu)造上表現(xiàn)為深凹(埋深>10km)區(qū)域，寒武系至三疊系地層大面積出露地表，志留系和下寒武統(tǒng)兩套低阻層在剖面上反映明顯。42～72km為第二段，對(duì)應(yīng)為溪口—古丈背斜。該段表層為中低阻(約100～1000Ω·m)，地層出露奧陶系和寒武系，底部埋深約2km，為高阻(>3000Ω·m)基底Pt2。在第一段與第二段的分界附近，高阻隆起頂界面連續(xù)平滑，但其上覆的中低阻層連續(xù)性較差，根據(jù)地表信息，解釋為一組(共6條)正、逆斷裂系，均收斂于高阻基底的滑脫面，構(gòu)成慈利—保靖斷裂帶。第三段為72～94km，表層整體為中低阻(約600Ω·m)，有一套明顯的低阻層顯示，電阻率約10Ω·m，埋深約2～2.5km，推測(cè)為下寒武統(tǒng)。該段對(duì)應(yīng)為沅古坪—沅陵向斜，隸屬于沅麻盆地。其下高阻基底界面埋深約為-6km，電阻率大于1000Ω·m。從94km往東南至測(cè)線終點(diǎn)，即測(cè)線東南段，總體表現(xiàn)為高阻特征，電阻率一般大于3000Ω·m。其表層為次高阻薄層，電阻率小于1000Ω·m，厚度約為1km。該段地質(zhì)上對(duì)應(yīng)于雪峰山隆起段，板溪群大面積出露至地表，冷家溪群零星出露。其中118～130km段，電阻率剖面顯示有深大異常，解釋為切斷基底的三條斷裂，地質(zhì)上對(duì)應(yīng)于新晃—芷江—冷家溪斷裂帶。在96～103km處海拔-3km以下明顯還有低阻層被高阻層覆蓋，推測(cè)應(yīng)是沅古坪—沅陵向斜的寒武系地層在推覆作用下被掩覆深埋所致。

4.3 EMAP03測(cè)線

EMAP03測(cè)線共有141個(gè)測(cè)點(diǎn)，剖面全長(zhǎng)125km，在張家界市西南約4km處穿過(guò)慈利—保靖斷裂帶，整體與EMAP02測(cè)線平行，相距約10km。該測(cè)線的反演電阻率剖面和地質(zhì)解釋結(jié)果見圖8，可見其電性異常特征和主體構(gòu)造形態(tài)整體上與EMAP02測(cè)線相似，也分為四段。0～29km的西北段，總體表現(xiàn)為中低電阻率(約10～800Ω·m)特征，分層性較好，表層低阻層特征明顯，底界海拔為-2km，推測(cè)為志留系。該段對(duì)應(yīng)桑植—石門復(fù)向斜的深凹區(qū)，地表大面積出露志留系及少量奧陶系、寒武系地層。第二段為29～51km，即測(cè)線的中西北部，地質(zhì)上對(duì)應(yīng)于溪口—古丈背斜。其表層為中低阻(100～1000Ω·m)，厚度約2km，解釋為出露的奧陶系—板溪群地層，之下為高阻隆起，電阻率大于1000Ω·m。桑植—石門復(fù)向斜與溪口—古丈背斜之間的三條斷裂，地面上分別位于測(cè)線的29、33.5和36.5km處，組成慈利—保靖斷裂帶，由圖中可以看出，該斷裂帶收斂于基底之上的滑脫面。第三段為51～81km，即測(cè)線的中部，上部為中低阻(約600Ω·m)，下部為高阻(>1000Ω·m)，中間夾一套明顯的低阻層，電阻率約10Ω·m，厚度約1km，推測(cè)為下寒武統(tǒng)的低阻標(biāo)志層。值得注意的是，69～81km段、海拔-4km處，有一明顯次低阻層被表層高阻覆蓋，厚度達(dá)到2km，推測(cè)亦是沅古坪—沅陵向斜寒武系地層在推覆作用下被掩覆深埋所致，推覆的水平距離達(dá)8～10km，與EMAP02測(cè)線反映的特征基本一致；由測(cè)線約81km處至測(cè)線的東南端可劃分為第四段，該段為明顯的隆起區(qū)，總體表現(xiàn)為高阻(>3000Ω·m)， 表層為次高阻(約1000Ω·m)，主要出露地層為Pt3，測(cè)線最南端已出露Pt2。

4.4 EMAP04測(cè)線

EMAP04測(cè)線共有109個(gè)測(cè)點(diǎn)，全長(zhǎng)約70km，距EMAP03 約20km。二維反演電阻率剖面和地質(zhì)綜合解釋圖如圖9所示。由反演視電阻率剖面可以看出，其電性特征仍可分為四段。0～11km的西北段，總體表現(xiàn)為中低阻(約10～900Ω·m)深凹特征，分層性較好。該段對(duì)應(yīng)于桑植—石門復(fù)向斜構(gòu)造，表層出露志留系、奧陶系和寒武系地層。其下可識(shí)別出志留和下寒武兩套低阻地層，下寒武統(tǒng)底界面位于海拔-5km處，再往下則為Z-Pt地層。11～37km段可劃為第二段，該段為高阻隆起，地質(zhì)上對(duì)應(yīng)于溪口—古丈背斜，表層為中阻(100～1000Ω·m)，底部埋深約1.5～2.0km，之下為高阻隆起。第一段與第二段的分界面處有一組斷裂，位于測(cè)線上10～12km處，即為慈利—保靖斷裂帶。第三段為37～48km，對(duì)應(yīng)于沅古坪—沅陵向斜，其表層為白堊系和寒武系地層出露，下部為一套明顯的低阻層，電阻率約10Ω·m，埋深為海拔-2.0～-2.5km，推斷為下寒武統(tǒng)，再向下還存在一連續(xù)的中低阻層切斷下部基底，推測(cè)應(yīng)為深部存在隱伏斷裂所致。由48km至測(cè)線東南端點(diǎn)為第四段，為基底隆升段，地表出露震旦系和板溪群地層，最南端出露白堊系，電阻率表現(xiàn)為次高(約1000Ω·m)特征，下部為高阻基底。

4.5 EMAP05測(cè)線

EMAP05測(cè)線全長(zhǎng)70km，115個(gè)測(cè)點(diǎn)，距EMAP04測(cè)線約10km。二維反演電阻率剖面和地質(zhì)綜合解釋圖見圖10。由圖看出，對(duì)應(yīng)于地質(zhì)構(gòu)造的四段電阻率深度剖面特征為：0～13km段對(duì)應(yīng)于桑植—石門復(fù)向斜，此段表現(xiàn)為低阻(10～1000Ω·m)淺凹； 地表出露白堊系、志留系和寒武系地層，志留系低阻層的底界面最深至-1km， Pt2的頂界面位于-1.5～-3.0km，與其他測(cè)線相比，該低阻凹陷淺得多。 第二段13～25km對(duì)應(yīng)于溪口—古丈背斜，地表出露Z-Pt3，為中高阻地層； 底界面位于約-2km處，其下為高阻基底。第三段為25～46km，對(duì)應(yīng)于沅古坪—沅陵向斜，表層出露白堊、奧陶和寒武系地層，其下為下寒武統(tǒng)低阻標(biāo)志層，電阻率約10Ω·m，厚度約1km，背斜的底界大致位于海拔-3km； 電阻率剖面顯示該段的基底被兩條隱伏斷層切割。46km以南至東端點(diǎn)構(gòu)成第四段，由北往南依次出露板溪群、下寒武統(tǒng)和白堊系地層，上覆地層總體表現(xiàn)為中低阻特征，表層為低阻，下部為中高阻，高阻基底的頂面位于-1～-2km； 在測(cè)線的60km處，基底頂面有一隱伏斷裂切斷基底。

圖8 EMAP03測(cè)線反演視電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋圖結(jié)果

圖9 EMAP04測(cè)線反演視電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋圖

圖10 EMAP05測(cè)線反演視電阻率剖面和綜合地質(zhì)解釋圖

4.6 區(qū)域構(gòu)造解釋

通過(guò)5條EMAP測(cè)線反演視電阻率剖面圖的綜合解釋可以看出，反演電阻率剖面的電性構(gòu)造與已知的地面構(gòu)造展布具有較好的一致性，總體上呈現(xiàn)出兩排向斜夾兩排背斜的特點(diǎn)，構(gòu)造軸線為北東向。由西北向東南，第一排構(gòu)造由桑植—官地坪向斜與三官寺向斜(江埡向斜)構(gòu)成，屬四極構(gòu)造單元桑植—石門復(fù)向斜東南翼。第二排構(gòu)造位于第一排構(gòu)造與慈利—保靖斷裂之間，為慈利—永順背斜，屬教字埡構(gòu)造帶。第三排構(gòu)造位于慈利—保靖斷裂東南，沿溪口鎮(zhèn)—張家界市—古丈縣一線分布，以武陵斷彎褶皺帶與沅麻盆地兩個(gè)四極構(gòu)造單元分界線為界，與第四排構(gòu)造相鄰，為溪口—古丈背斜。第四排構(gòu)造沿沅古坪鎮(zhèn)至沅陵縣，為沅麻盆地中的沅古坪—沅陵向斜。

視電阻率反演剖面反映的深部電性構(gòu)造具有以下特征：基底埋深與蓋層構(gòu)造關(guān)系密切，背斜埋深小，向斜埋深大。從平面上分析，區(qū)域內(nèi)整體構(gòu)造可以劃分為西北段的凹陷帶(桑植—石門復(fù)向斜)、中部隆起帶(武陵斷彎褶皺帶)、中部凹陷帶和東南段的隆起帶(雪峰基底拆離帶)。以慈利—保靖斷裂帶為界，研究區(qū)東南方向深部地層總體隆升，基底的板溪群和冷家溪群大面積出露地表；雪峰山隆升帶前緣向西北方向大距離推覆，將沅古坪—沅陵向斜地層卷入埋深；數(shù)條隱伏斷裂切割了該段的高阻基底。而慈利—保靖斷裂帶以西的桑植—石門復(fù)向斜為深凹，基底埋深大于12km。縱向上看，五條測(cè)線的電阻率剖面中均出現(xiàn)了一個(gè)電阻率變化較大的界面(解釋圖中的藍(lán)線界面)，界面上下地層電阻率差異明顯。結(jié)合研究區(qū)及周邊之前開展的地質(zhì)及地震勘探研究結(jié)果，確定研究區(qū)內(nèi)在板溪群與冷家溪群之間應(yīng)該存在一個(gè)滑脫面，這個(gè)滑脫面與區(qū)域內(nèi)推覆構(gòu)造的形成有著重要的關(guān)系。

5 結(jié)論

(1)視電阻率剖面顯示研究區(qū)內(nèi)慈利—保靖斷裂帶由多條斷裂組成，斷裂系寬度一般約2km，但在張家界南西向約12km處的EMAP02測(cè)線附近，斷裂系最為復(fù)雜，在寬度8km范圍內(nèi)由6條正、逆斷裂構(gòu)成，總體傾向東南；

(2)從視電阻率剖面上看，板溪群與冷家溪群的電性差異明顯，推斷研究區(qū)基底內(nèi)存在滑脫面；

(3)反演視電阻率剖面的地質(zhì)綜合解釋結(jié)果顯示，慈利—保靖斷裂帶收斂于基底滑脫面，不是深切巖石圈的深大斷裂；

(4)由反演視電阻率剖面和重力異常圖綜合分析可以推斷，慈利—保靖斷裂帶是沅麻盆地的西邊界，也是雪峰山隆升帶與揚(yáng)子地臺(tái)湘西北褶皺帶的分界；斷裂帶以東基底隆升淺小，以西基底深凹，雖然MT測(cè)線向西延伸的長(zhǎng)度有限，但從重力布格異常圖可以看出，斷裂帶兩側(cè)差異突出，基底深凹一直向西延續(xù)；

(5)通過(guò)對(duì)反演視電阻率剖面的解釋可知，在沅麻盆地的東緣，由于基底拆離上推，沅古坪—沅陵向斜的寒武系以下地層被隆升前緣推覆構(gòu)造掩覆深埋，該推覆帶覆蓋的地層可能成為油氣(或頁(yè)巖氣)勘探的有利目標(biāo)區(qū)。