二連盆地烏尼特地區重力場及斷裂特征研究

郭陽陽

（西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065）

地處于二連盆地東北部的烏尼特坳陷，是二連盆地“五坳一隆”中的五坳之一。前人對盆地構造特征、斷裂等方面有過一定程度的研究工作，但也發現基于重力資料的研究仍不夠充分。因此，本文主要根據二連盆地烏尼特坳陷的重力場特征并結合其他地震鉆進等資料綜合前人的相關研究成果對研究區的斷裂特征進行研究分析。

1 區域地質概況

二連盆地地處內蒙古高原的中部，東鄰大興安嶺，西接索倫山，面積約10×104km2，區域地質構造位置上處于華北板塊和西伯利亞板塊之間，為許多結構復雜的小湖盆組合而成的中生代形成的裂陷盆地[1，2]。烏尼特坳陷位于二連盆地東北部，坳陷基底由晚古生代海西期復式向斜及二連-賀根山混雜巖帶組成[3]。二連盆地整體經歷了前裂陷沉積期，裂陷變形期和后裂陷沉積變形期三期構造演化。二連盆地缺失三疊系地層，其填充陸相地層包含侏羅系，下白堊統白堊、上白堊統三大層序，其中侏羅系的主要巖性為火山巖和火山碎屑巖，分布范圍廣[4，5]。

二連盆地充填的陸相地層包括侏羅系、下白堊統、上白堊統三大層序，缺失三疊紀地層，其中，侏羅系主要為火山巖、火山碎屑巖，分布廣泛。

2 重力場特征及地質意義

分析該地區的布格重力異常圖，發現烏尼特及鄰區重力異常顯現出異常值自西向東為低值和高值交替出現的特征，且在宏觀上行為為北北東和近東西向的條帶狀展布，異常值在-55×10-5m/s2～-99×10-5m/s2，根據布格重力異常值大小及分布特征大體將異常劃分為以下四個部分（見圖1）。

圖1 烏尼特坳陷及鄰區布格重力異常圖

（1）西部低值區：異常值在-99 mGal～-76 mGal，異常走向大體為北北東向，局部形成低的圈閉，異常表現為寬大的重力低，推測西部發育的地層密度相對較小，蓋層沉積厚度大，基底埋深較大，該區域位于烏里雅斯太凹陷帶內。

（2）中部高值區：異常值在-76 mGal～-58 mGal，異常走向整體呈北北東向，發育有密集的梯級帶。剩余異常圖中此部分顯示為幾個小范圍不連續的圈閉異常高，表明該區構造活動強烈，斷裂發育。

（3）中部低值區：該區異常帶位于烏尼特坳陷的主體部位，異常值變化最大，在-99 mGal～-66 mGal，異常走向為北北東、南北走向，剩余異常表現為幾個不連續的圈閉異常低，梯度變化比較大。

（4）東部高值區：異常位于西烏珠穆沁旗至額仁高壁之間，異常值在-74 mGal～-54 mGal，呈北北東、南北向展布，表現為梯度較大的異常高，表明強烈的構造活動導致基底隆升。

總的來說研究區的重力異常整體上呈北北東向展布，局部有南北向，異常最高值位于研究區東部大約為-55 mGal，異常最低值在研究區中部即坳陷的主體部位大約為-99 mGal。重力低和重力高的過渡部位有相對密集的梯級帶，根據異常特征并結合已有資料大致可以推測研究區為“隆陷相間”的格局。

圖1中的重力異常值特征反映出研究區盆地中部深，向東西兩側延伸變淺；重力異常值形成的高值和低值圈閉顯示盆基底起伏明顯，發育隆起凹陷；重力高值與低值之間的梯級帶密集，顯示該地區發育有復雜的斷裂構造（見圖2）。

圖2 斷裂與總水平導數疊加圖

3 斷裂構造特征

利用滑動平均、向上延拓、方向導數、垂向二階導數和水平導數等處理方法，可分離區域場和局部場，在此研究的基礎上結合已有研究成果和區域地質特征，可推測出研究區的斷裂構造特征。

由圖2可以明顯的看出，研究區斷裂發育，主要斷裂的走向為北北東、南北向，局部小的次級斷裂為近東西向。研究區主要斷裂的走向與區域構造帶的走向吻合，基本反映研究區地層走向；斷裂延伸距離長，規模大，研究區內地層發育受其控制，部分斷裂形成盆內次級構造邊界；次級斷裂規模較小，主要類型為蓋層斷裂。研究區主要斷裂特征如下：

3.1 F1斷裂

如圖2所示該斷裂位于烏尼特坳陷西緣，長度約115 km，呈北北東向展布，是劃分烏里雅斯太凹陷的東部邊界斷裂。在重力異常圖上表現為重力高與重力低的密集梯級帶上，在布格重力水平總梯度圖上顯示為極值連線。結合相關資料分析，該斷裂為一基底斷裂，斷層發育于早白堊世為一控凹正斷層。

3.2 F2斷裂

該斷裂位于二連-賀根山斷裂帶上，在研究區長度約140 km，總體呈北東向展布。沿斷裂帶出露大量的花崗巖體與超基性巖體，說明其是一條重要的超巖石圈斷裂，該斷裂活動對于盆山格局變化、盆地發育、沉積演化及關鍵的地質事件都有明顯的控制作用[6]。

3.3 F3斷裂

該斷裂屬于研究區中央坳陷帶內斷裂，研究區延伸約110 km，呈近北東向展布。該斷裂形成于晚白堊世為一主要控凹正斷層，傾向西北，控制著包爾果吉凹陷東部邊界。在重力異常圖上表現為重力高與重力低的過渡帶，在總水平導數圖上表現為極值連線。

3.4 F4斷裂

該斷裂位于研究區東部，斷裂北部南北向南部北北東向展布，研究區延伸約是劃分東部隆起與西部凹陷帶的邊界斷裂。該斷裂東北部所處地表主要出露石炭系花崗巖，南部有二疊系出露。異常圖上，該斷裂位于重力高與重力低之間，有密集的梯級帶和明顯的線性異常帶，斷裂以西是阿拉達布斯凹陷區，以東是額仁高壁隆起區。

4 結論

（1）研究區布格重力異常由西向東表現出低-高-低-高相間分布的特點，異常值在-55×10-5m/s2～-99×10-5m/s2，異常走向整體上呈北北東和近東西向展布，根據布格重力異常值大小及分布特征大體將異常劃分為西部低值區、中部高值區、中部低值區、東部高值區四個部分。

（2）研究區發育斷裂構造，大型斷裂帶的走向為北北東、南北向，次級斷裂帶走向為近東西向。大型斷裂延伸距離長，與區域構造走向吻合，與盆內地層走向一致，是研究區內凹陷邊界形態的主控因素，次級斷裂規模小，延伸距離短，以蓋層斷裂為主。