3 渤海地球物理场及构造特征研究.docVIP

渤海地球物理场及构造特征研究摘要：渤海的地球物理场及渤海的构造特征的研究，结合周边的和原有的地质资料，进行分析和解释。绘制了渤海的水深地形图和渤海构造图，从重力资料、磁力资料、和莫霍面信息三个角度，解释了渤海地区的构造特征。由自由空间重力异常值计算布格重力异常值，再由布格重力异常值计算莫霍面的深度，由浅入深的研究渤海的构造。 关键词：渤海 重力异常 磁力异常 莫霍面 区域地质概况 渤海位于北纬37°10′至41°5′东经117°40′至122°20′之间，为辽东半岛和山东半岛环抱，北、西、南分别与辽宁省、河北省、天津市、山东省相毗邻，南北长约480公里，东西宽约300公里，总面积82700平方公里[1]。渤海海域由辽东湾、渤海湾、莱州湾和中部海区组成。渤海海峡位于辽东半岛老铁山和山东半岛蓬莱角之间，南北相距57海里，其间南北纵列40多个大小岛屿，较大的长山岛（庙岛）、隍城岛、钦岛、砣矶岛、猴矶岛等，总称为庙岛群岛或长山列岛。在岛屿之间形成了8条宽窄不等的水道。坡度平缓，平均坡度为0°0′28′′。渤海是我国水深最浅的领海，平均水深只有18米。 2.渤海的构造及其演化 2.1渤海地质构造划分 根据凹陷(或凸起)走向和构造特征可将渤海湾盆地分为三个构造区： (1)东部北北东向走滑构造区，沿郯庐断裂带分布，在北部形成北北东向狭长深凹的单断凹陷，如辽河坳陷内的各凹陷，在南部形成拉分盆地样式的菱形凹陷[2];(2)中部近北向伸展构造区，构造走向以近东西或北东东向为主，为凹凸相间的构造格局，凹陷以北断南超或双断为特点；(3)西部北西向伸展构造区，构造走向为北东、北北东，凹陷以北西断、南东超为主，少数为南东断、北西超。济阳坳陷主体属于中部近北向伸展构造区，断层和凹陷走向以近东西向和北东东向为主，东部的潍北凹陷和莱州湾凹陷则属于东部北北东向走滑构造区[3] 。 2.2渤海构造演化 根据渤海湾盆地的各个坳陷内新生代各时期的地层分布，沉积厚度和控盆边界断裂在各时期的空间位置以及活动性质综合分析，恢复了盆地新生代以来的构造演化格局[4]。中、新生代盆地构造和沉积分布特征表明渤海湾盆地是一个中、新生代叠合盆地。渤海湾盆地的形成演化与板块相对运动，中国大陆地处印度板块、欧亚板块和太平洋板块的交汇部位。渤海湾特殊的演化历史造就了渤海盆地独特的构造格局.渤海湾盆地是在华北亚板块内的一个反“s”形中、新生代叠加盆地，其东西两侧边界分别为北北东向的郯庐断裂和太行山山前断裂，北界为近东西向的昌黎断裂，南界为齐河一广饶弧形断裂[5]。 3．地球物理场及资料解释 3.1渤海布格重力异常的计算及异常场特征 自由空间重力异常：消除了地面正常场的影响，把重力换算到大地水准面上来，没有改变物质的分配，布格重力异常：消除了地面正常场的影响，把重力换算到大地水准面上来，物质分配改变，水准面以上物质去掉，以下物质填充改变。 自由空间重力异常 F = （r0为正常场， 高为高度改正） 布格重力异常 （r0为正常场， 布为布格改正） 布格改正 （ 高为高度改正， 地为地形改正， 中为中间层改正） 所以渤海海底地形比较平坦，在两公里内坡度变化小于15度，所以可以不对其作地形改正。得到 （ 为地壳密度，h为该点水深值 ） 由于渤海水深很浅，可将h近似的看成是一个常数，令 h = 18 米。则由每一点的自由空间重力异常值就可以换算出每一点的布格重力异常值。 自由空间重力异常值在-30毫伽到+30毫伽的范围内，正负分界很明显，在北北东向上有一条很明显的零值线，它应该与郯庐断裂相对应。其左为重力负值区，其右为重力正值区，并且每一个重力高和重力低都与该地区的构造相对应。在渤海中部有一个块状正异常区，它将渤海分为东西两个负异常区，即西部的渤西凹陷和渤东凹陷。从莱洲湾到辽东湾海域，自由空间重力异常为正值，渤东为渤海的最高值，莱洲湾和辽东湾的异常值也很高。等值线狭长，走向北北东，很明显的指出了郯庐断裂带在渤海的延伸位置[6-7]。 布格重力异常值在-30毫伽到+30毫伽的范围内，正负分界很明显，在北北东向上有一条很明显的异常梯度带，它应该与郯庐断裂相对应。其左为重力负值区，其右为重力正值区，并且每一个重力高和重力低都与该地区的构造相对应。渤海的布格重力异常正值区，反映地壳的平均密度较高。零异常等值线从遵化向东延伸，至山海关折向锦西。负异常在40°纬线以北占据了三个多条经线的宽度，反映地壳介质的密度较低。海区重力异常资料表现为一北北东向的负异常带，在负异常背景上，由辽东湾至渤海东部叠加了一条长300千米的重力高带，至南部莱洲湾，重力异常正、负相间，走向各异。断裂带内出现为不同方向断裂所切割的断块。渤海东部这一重力梯度带可能是基岩深部的陡变带和断裂带。因此，推测这一重力梯