韓紅慶，阮娟，殷梅，崔健，岑超

（1.江蘇華東八一四地球物理勘查有限公司， 江蘇南京 210007； 2.江蘇省地質(zhì)局， 江蘇南京 210007）

江蘇南京、鎮(zhèn)江、句容一帶，以湯山-東昌街隱伏深大斷裂為界，北為寧鎮(zhèn)斷凸形成的寧鎮(zhèn)山脈，南為句容凹陷組成的句容盆地［1-2］。本文研究區(qū)位于寧鎮(zhèn)斷凸與句容凹陷的盆山結(jié)合部，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，前人根據(jù)地質(zhì)資料和鉆井資料推測(cè)湯山-東昌街?jǐn)嗔褳槟蟽A正斷層，但未實(shí)施專題物探工作探測(cè)其深部展布，且對(duì)斷裂兩側(cè)的深部地質(zhì)信息認(rèn)識(shí)不甚清楚。為解決上述地質(zhì)問題，在研究區(qū)實(shí)施了2條音頻大地電磁法（AMT）測(cè)線，基于AMT反演視電阻率深度剖面，并結(jié)合重力、磁力資料，研究了寧鎮(zhèn)地區(qū)盆山結(jié)合部地層、構(gòu)造、巖漿巖展布，揭示了深部地質(zhì)信息。

1 地質(zhì)背景

寧鎮(zhèn)山脈大地構(gòu)造背景復(fù)雜，中生代印支期以強(qiáng)烈的擠壓褶皺和斷裂活動(dòng)為主，于沉積蓋層中形成了一系列近東西向平行的復(fù)式褶皺，組成“三背兩向”的基本格架；燕山期以近南北向擠壓作用下的斷裂-斷塊活動(dòng)為主，繼承、加劇了原有的構(gòu)造變動(dòng)［1-2］。本文研究區(qū)北側(cè)為“三背兩向”褶皺構(gòu)造中最南側(cè)的青龍山-湯山復(fù)式背斜（圖1）。

句容沖斷凹陷印支面構(gòu)造面貌清楚，總體為“兩凹夾一隆”，呈南北向展布，北部大卓湖熟凹陷和南部春城后白墅凹陷，夾中部句容葛村凸起［3-4］。句容盆地的油氣勘探工作主要集中在句容葛村凸起帶上［3-4］，位于本文研究區(qū)南側(cè)的大卓湖熟凹陷因白堊系蓋層厚度巨大（圖1），對(duì)其深部地質(zhì)資料的了解甚少。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖

寧鎮(zhèn)山脈與句容盆地的邊界斷裂湯山-東昌街深大斷裂為正斷層，走向NE-SW至EW向，傾向朝南，斷距大，前人推測(cè)深部應(yīng)存在上盤中生代地層與下盤古生代地層接觸的現(xiàn)象［1-2］。

2 方法原理及數(shù)據(jù)采集處理

2.1 AMT方法原理

音頻大地電磁（AMT）法，是在傳統(tǒng)的大地電磁（MT）法理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過在地面布設(shè)觀測(cè)臺(tái)站接收天然電磁場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過地下地質(zhì)體耦合后的電、磁場(chǎng)信息，并研究原始時(shí)間序列的變化，反演得到地下電性結(jié)構(gòu)。AMT方法的場(chǎng)源是以天然雷電所產(chǎn)生的電磁波為主，當(dāng)電磁波垂直入射到地下，并以平面波形式向外傳播的過程中，會(huì)與地下介質(zhì)發(fā)生電磁感應(yīng)，根據(jù)趨膚效應(yīng)，高頻的電磁波在介質(zhì)中的穿透深度較淺，低頻的電磁波穿透深度較深。由于AMT方法使用的是天然場(chǎng)源，具有不受高電阻層屏蔽影響的特點(diǎn)，并且工作簡(jiǎn)單、設(shè)備輕便，目前在地質(zhì)勘查領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛［5-8］。

2.2 數(shù)據(jù)采集處理

本文基于江蘇省頁巖氣資源調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目開展頁巖氣參數(shù)井井位論證時(shí)在該地區(qū)實(shí)施的音頻大地電磁法（AMT）測(cè)線2條，測(cè)點(diǎn)102個(gè)。AMT數(shù)據(jù)野外采集使用的儀器是加拿大鳳凰地球物理公司生產(chǎn)研制的MTU-5A型大地電磁儀，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距約200m，采集2個(gè)電場(chǎng)分量（Ex、Ey）和2個(gè)磁場(chǎng)分量（Hx、Hy），電極布設(shè)方式為“十”字型（圖2），采集時(shí)長(zhǎng)均超過1.5小時(shí)，觀測(cè)過程中采用儀器自帶的GPS進(jìn)行同步，電道不極化罐由RTK定位，保證了極距的準(zhǔn)確性。

圖2 AMT野外采集裝置示意圖

對(duì)獲得的AMT原始時(shí)間序列采用V5-2000系統(tǒng)自帶的SSMT2000軟件進(jìn)行快速傅里葉變換得到頻率域阻抗數(shù)據(jù)，并通過Robust估計(jì)、人工挑選功率譜等處理手段，獲得了質(zhì)量較高的數(shù)據(jù)。測(cè)點(diǎn)的頻率范圍為0.35HZ～320HZ，視電阻率和阻抗相位曲線可以很好的反映地下介質(zhì)的電性分布特征，如構(gòu)造特征、電性分層等（圖3）。

圖3 AMT不同測(cè)線不同測(cè)點(diǎn)XY和YX支視電阻率和相位曲線

在數(shù)據(jù)反演過程中，首先進(jìn)行了維度分析，確定了選擇二維反演方法，之后開展了構(gòu)造走向分析，確定了電性主軸的方向，并將XY、YX方向的視電阻率和相位旋轉(zhuǎn)到TE、TM方向，最終采用GMES3DI軟件反演得到深度-視電阻率剖面，反演模式選擇TE和TM聯(lián)合反演，迭代次數(shù)設(shè)置為12次，最終迭代收斂時(shí)的RMS分別為3.72和4.69，說明此次反演結(jié)果可靠性較高。

3 AMT綜合地質(zhì)解釋

3.1 AMT1線

AMT1線綜合地質(zhì)解釋成果（圖4）顯示，約126點(diǎn)處往深部為明顯高低阻梯度帶，且重力梯度為極值點(diǎn)，為湯山-東昌街?jǐn)嗔训姆从?。AMT1剖面顯示湯山-東昌街?jǐn)嗔褱\部?jī)A角約65°，深部?jī)A角增大至約70°，傾向南。

圖4 AMT1線綜合解釋剖面圖

湯山-東昌街?jǐn)嗔驯眰?cè)為寧鎮(zhèn)山脈（寧鎮(zhèn)斷凸）南部的青龍山-湯山復(fù)式背斜局部，可分為三個(gè)局部構(gòu)造單元：①北為石英閃長(zhǎng)斑巖巖體，對(duì)應(yīng)極高電阻和明顯的高磁力化極異常；②中部為寒武-奧陶系碳酸鹽巖對(duì)應(yīng)的高阻與志留系砂泥巖對(duì)應(yīng)的低阻組成的雙層結(jié)構(gòu)；③南部為寒武系-奧陶系高阻與白堊系砂泥巖低阻組成的雙層結(jié)構(gòu)。中部與南部以F1南傾正斷層分界，F(xiàn)1斷層對(duì)應(yīng)漏斗狀電性異常及重力梯度極值。

湯山-東昌街?jǐn)嗔涯蟼?cè)為句容盆地（句容凹陷）北部的大卓湖熟凹陷局部，白堊系低阻與二疊-三疊系碳酸鹽巖對(duì)應(yīng)的高阻電性結(jié)構(gòu)清晰，地層傾向北，靠近湯山-東昌街?jǐn)嗔烟幍陌讏紫岛穸韧茰y(cè)超過3000m，南側(cè)白堊系厚度約1000m，下伏二疊-三疊系?？拷鼫?東昌街?jǐn)嗔训臄鄬由媳P為凹陷中心，對(duì)應(yīng)重力上演5km剩余的極小值。

3.2 AMT2線

AMT2線綜合地質(zhì)解釋成果（圖5）顯示，約136點(diǎn)處往深部為高低阻梯度帶，同時(shí)重力梯度為明顯的極大值，為湯山-東昌街?jǐn)嗔训姆从?。AMT2剖面顯示湯山-東昌街?jǐn)嗔褍A角約55°，傾向南。

圖5 AMT2線綜合解釋剖面圖

湯山-東昌街?jǐn)嗔驯眰?cè)為寧鎮(zhèn)山脈（寧鎮(zhèn)斷凸）南部的青龍山-湯山復(fù)式背斜局部，分為兩個(gè)局部構(gòu)造單元：①北部低阻對(duì)應(yīng)志留系砂泥巖；②南部約139點(diǎn)東側(cè)約1km處前人實(shí)施ZK1井（圖1），井深1500m，鉆遇K1y、K1s、O1h，與AMT2電性結(jié)構(gòu)吻合，結(jié)合物探資料與鉆孔資料推測(cè)南部為奧陶系紅花園組（O1h）碳酸鹽巖對(duì)應(yīng)的高阻與推測(cè)含水的白堊系楊沖組（K1y）、上黨組（K1s）流紋巖、集塊巖、安山巖等對(duì)應(yīng)的中低阻組成的雙層結(jié)構(gòu)，沿F3斷層逆沖于北部志留系砂泥巖之上。

湯山-東昌街?jǐn)嗔涯蟼?cè)為句容盆地（句容凹陷）北部的大卓湖熟凹陷局部，推測(cè)地層傾向北，自淺至深分別為白堊系浦口組（K2p）砂礫巖（低阻）；赤山組（K2c）火山-沉積巖系（低阻）；白堊系楊沖組（K1y）、上黨組（K1s）流紋巖、安山巖等（中低阻）；侏羅系碎屑巖、安山巖等（中高阻）、二疊-三疊系碳酸鹽巖（高阻）?？拷鼫?東昌街?jǐn)嗔烟幍陌讏紫岛穸瘸^4000m，為盆地最深位置，對(duì)應(yīng)重力上演5km剩余極小值，南部白堊系底界埋深約1000m，剖面最南端高低阻梯度帶推測(cè)對(duì)應(yīng)正斷層F2。剖面南側(cè)約700m處前人實(shí)施GZ1井（圖1），井深3000m，鉆遇K、J、T、P地層，GZ1井鉆遇地層與AMT剖面推測(cè)的地層吻合。

5 結(jié)論

（1）湯山-東昌街?jǐn)嗔褳閷庢?zhèn)山脈與句容盆地的邊界斷層，為隱伏正斷層，地表為白堊系地層覆蓋，其南側(cè)上盤為句容盆地，北側(cè)下盤為寧鎮(zhèn)山脈。音頻大地電磁法（AMT）成果顯示其平面位置位于AMT1線約126點(diǎn)和AMT2線約136點(diǎn)處，傾向南，傾角55°～65°，斷層上下盤白堊系與古生界直接接觸，斷距超過2500m。

（2）AMT成果清晰地揭示了寧鎮(zhèn)山脈（寧鎮(zhèn)斷凸）南部的青龍山-湯山復(fù)式背斜局部，與句容盆地（句容凹陷）北部的大卓湖熟凹陷局部的深部構(gòu)造格局，說明AMT結(jié)合重磁資料對(duì)識(shí)別盆山結(jié)合部深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較好的效果。

（3）句容盆地北側(cè)靠近湯山-東昌街?jǐn)嗔烟?，白堊系厚度超過3000m，不適宜開展油氣勘探工作，應(yīng)選擇離湯山-東昌街?jǐn)嗔延幸欢ň嚯x的大卓湖熟凹陷中的局部隆起上開展工作。