本文通过最新1:5万和1:10万航磁资料对银额盆地的地质构造进行了分析，确定了盆地的边界和范围。航磁资料显示盆地边界不规则，其范围较前人圈定范围有所扩大，前人认为的盆地面积为112,000 km²，航磁反映的盆地面积约为122,000 km²。同时对盆地的基底性质及其深度变化特点和构造格局开展了进一步研究，指出盆地的发生、发展主要受东西向断裂的控制，北东向断裂在后期的发展中对其进行了强烈的改造，形成了现在的构造格局。盆地构造面貌由“七坳二隆”构成，这与前人对盆地的“七坳五隆”的构造面貌的认识存在异同。通过对航磁异常的反演计算，确定了变质基底埋藏深度，并编制了盆地磁性基底深度图、构造单元划分图。利用航磁资料确定了坳陷、隆起和凹陷、凸起的分布范围，坳陷构成了盆地的主体。凹陷沉积厚度大，多为2000~7000 m，凸起不发育，披盖的沉积盖层薄，一般<2000 m。研究表明银额盆地是晚古生代至中、新生代多旋回叠合盆地，基底主要由弱磁性的前泥盆系变质岩系组成，在磁场上反映为以负为主的磁异常特征。沉积盖层主要为上古生代和中、新生代地层。盆地区的断裂构造发育，以北东向和北东东向为主，北西向断裂不发育。盆地沉积坳陷占据主导，其分布范围广，沉积厚度大，隆起不发育，范围相对不大。以上结论为今后在该盆地进行油气勘探提供参考依据。

银额盆地，航磁异常，基底结构及深度，沉积盖层厚度，构造特征

Bing Li, Shengbo Geng, Jingmao Zhang, Liang Guo, Honglei Zhao, Qi Guo, Zhengyi Fan

China Natural Resources Aerial Geophysical and Remote Sensing Center, Beijing

Received: Jan. 16^th, 2024; accepted: Apr. 21^st, 2024; published: Apr. 30^th, 2024

Based on latest 1:50,000 and 1:100,000 aeromagnetic data, geological structure of Yin’e Basin is analyzed, hence the boundary and scopes of the basin are determined. Aeromagnetic data has shown that the basin boundary is irregular, and its scope has been broader than delineated by predecessors. The area of the basin used to be considered as 112,000 km², while data reflected by aeromagnetic data is around 122,000 km². Besides, basement properties, depth variation characters and tectonic pattern of the basin were further studied, indicating that occurrence and development of the basin have been primarily controlled by fault structure of EW-trending, and was strongly reformed by NE-trending fault structure in later development, which formed current tectonic pattern. The tectonic structure of the basin is constituted of “7 depressions and 2 uplifts”, which is partly different from the previous understanding of “7 depressions and 5 uplifts” in this basin. Via inversion calculation of aeromagnetic anomalies, burial depth of metamorphic basement was determined, as well magnetic basement depth map and tectonic units’ division map were compiled. Distribution range of depressions, uplifts, sags as well as bulges was determined by means of aeromagnetic data, and the depressions constitute the main body of the basin. Sedimentary thickness of the depression is large, mostly ranging from 2000 to 7000 m, with undeveloped protrusions; sedimentary cover of the mantle is thin, generally less than 2000 m. Research has shown that Yin’e basin is a multi-cycle superimposed basin from Late Paleozoic to Meso-Cenozoic, and the basement is mainly composed of pre-Devonian metamorphic rock series, which is reflected in the magnetic field as negative magnetic anomaly. The sedimentary covers primarily consist of upper Paleozoic, middle and Cenozoic strata. The fault structures in the basin are developed mainly northeast and northeast oriented, with no development of northwest oriented faults. Sedimentary depression dominates the basin, with a wide distribution range, large sedimentary thickness, undeveloped uplift, and relatively small range. The above cognitions would provide references for further oil and gas exploration in this basin.

Keywords:Yin’e Basin, Aeromagnetic Anomaly, Basement Structure and Depth, Thickness of Sedimentary Cover, Tectonic Characteristics

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银额盆地是我国陆域油气勘探程度较低的大中型沉积盆地。从1955年开始，地矿和石油部门陆续钻井10余口，应用重、磁、电、地震和钻井勘探等方法，提高了对区内油气资源前景的认识。随着区域地质调查的深入，认为石炭–二叠系并未发生区域变质，这对在这套地层中进行油气勘探，扩大勘探目的层提供了重要的依据 ‎[1] - ‎[24] 。2007年~2011年，中国地质调查局西安地质调查中心开展了银额盆地及其邻区石炭–二叠系油气资源远景调查，取得了一批重要的地质认识与成果 ‎[25] - ‎[33] 。研究认为，银额盆地基底由前泥盆纪变质岩系组成，沉积盖层主要为石炭纪、二叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪地层，第四纪厚度很薄。沉积坳陷发育，占据了盆地的大部分地域，盆地中东部地区上古生代和中生代花岗岩大面积出露。盆地烃源岩发育，是我国重要的含油气盆地。前人对盆地的构造单元进行了划分，认为总体上呈“七坳五隆”的构造面貌。

随着银额盆地1:5万和1:10万大比例尺航磁测量工作的完成，确定了沉积盖层厚度以及隆(凸)起、坳(凹)陷分布情况。利用航磁资料编绘了银额盆地及周缘变质(磁性)基底深度图(图1)。该图清楚地反映了盆地基底埋藏深度。

图1. 银额盆地及周缘变质(磁性)基底深度图

依据磁场特征和所反映的基底深度，在盆地划分出七个坳陷二个隆起，即呈“七坳二隆”的构造格局，这与前人划分为“七坳五隆”存在异同。本次划出的坳陷深度为2000~7000 m，隆起上沉积盖层厚度很薄，大部分小于1000 m或已缺失；同时也揭示了盆地的发生、发展主要受东西向断裂的控制，北东向断裂在后期的发展中对其进行了强烈的改造，盆地内缺乏北西向构造。划分出了北东向和北东东向断裂构造。为今后在银额盆地进行的油气勘探提供了重要的参考依据。

图2. 银额盆地及周缘航磁∆T等值线平面图

图3. 银额盆地及周缘航磁∆T化极等值线平面图

为了消除银额盆地斜磁化的影响，对原磁场在“频率域偶层位变倾角磁方向转换方法”进行了化极处理 ‎[34] (图2、图3)。同时，为了消除背景磁场和局部磁异常的相互叠加干扰，更好地识别浅层磁性地质体引起的局部磁异常和基底凸起和凹陷的圈定，在化极磁异常基础上进行了垂向一阶导数计算(图4)。

航磁图反映出银额盆地及周缘主要由块状强磁异常、线性正磁异常带和负磁场区等组成一幅复杂多变的磁异常图景，这种形形色色的磁异常反映出该区岩石组成多样性和地质构造的复杂性。在盆地西部的北山地区，磁异常表现为块状、条块状，其周围多被负磁异常环绕，异常强度大多为50~300 nT，规模大小不等，走向主要为东西向。经与地质图对比，这种块状强磁异常分别与古元古界北山群相对应。元古界强磁性变质岩系的反映。这套变质岩系由广泛发育的中基性火山变质岩组成，其变质深、磁性强、花岗岩化和混合岩化程度高，其中多被岩浆岩侵入而发生混染；盆地南部的合黎山–狼山一线，磁异常带由正负磁异常构成，规模大，强度为−250~300 nT，呈向南凸出的弧形条带状，正磁异常由多个块状、条块状、条带状磁异常组成，单个正磁异常走向为北西向、东西向、北东向，其周围多被负磁异常环绕。经与地质图对比，正负磁异常与古元古界北大山群、阿拉善岩群和中上元古界及各时代的花岗岩相对应，可见正磁异常是由古元古界北大山群、阿拉善岩群和中酸性侵入岩类引起的，负磁异常主要与弱磁性的中上元古界、下古生界变质岩系和弱磁性花岗岩类有关。这种正磁异常基本上反映了古元古界北大山群、阿拉善岩群变质岩系和中酸性侵入岩类的分布特征，以及古元古界强磁性基底的构造走向；盆地磁场以负为主，磁异常强度−250~250 nT，其中发育有块状、带状正磁异常带，走向主要为北东向和北东东向。

银额盆地的磁性基底是指前泥盆纪的变质基底，主要由元古宇和下古生界变质岩系或侵入岩组成，这套变质岩系有磁性，在磁场上可引起磁异常。由于上覆沉积盖层为中新生界和上古生界沉积岩，其磁性经历了变质、褶皱和岩浆岩贯入的前泥盆纪基底变质岩系磁性相比较，可以看成无磁性，因此，区域磁异常反映的基本是前泥盆纪变质基底和侵入岩的起伏特征，通过对这些磁异常的深度计算获得了变质基底的埋藏深度，依据获得的深度值编绘了变质(磁性)基底深度图，该图反映了银额盆地变质基底或侵入岩顶面起伏变化状况、沉积盖层厚度及盆地的构造特征。

1) 磁性体深度计算：此次磁性体深度计算是在化极磁异常图上，根据∆T异常形态采用切线法、外奎尔法和欧拉反褶积方法反演计算出引起磁异常的磁性体顶面埋深的定量解释方法 ‎[35] ‎[36] ‎[37] ‎[38] 。需要指出的是由于盆地地质条件复杂，引起的磁异常多种多样，既有基底产生的宽缓区域异常，又有沉积构造和岩浆岩产生的局部异常，还有地表建筑物引起的干扰异常，这些异常往往相互叠加干扰，计算时要将这些异常区别对待。一般来讲，宽缓或低缓变化的区域性磁异常是变质基底引起的，计算该类异常深度，得到深源(如基底)深度。叠加在区域场上的局部磁异常是浅层磁性体引起的，这两类磁异常极易辨认，所以根据异常的不同形态，可确定哪些深度值反映的是磁性基底的深度，哪些深度值反映的是浅层磁性体。

2) 计算精度分析：为了检验深度计算的误差，一般是利用计算的深度与钻井揭露的前泥盆纪变质基岩及花岗岩体深度进行对比。由于本区钻探时遇到前泥盆纪变质地层的钻井较少，而且获取钻井资料难度大，盆地内收集到10口钻井见到了海西期侵入岩，3口钻井见到了下古生界志留系，另有5口钻井见到了二叠系和石炭系。本次用13口钻井资料说明深度计算与钻井揭露的基底深度的深度计算误差(表1)。其结果深度计算误差范围小于±10%的占总统计数字的69.2%；深度计算误差范围在±10%~±20%之间的占总统计数字的15.4%，深度计算误差范围在±28%~±40%之间的占总统计数字的15.4%，说明计算精度较高。其中，天1井和天5井钻遇地层和航磁计算的深度误差大于20%，造成误差偏大的原因可能是志留系没有变质，磁性基底还在志留系之下。通过航磁异常计算与这几口钻井深度值进行对比分析，达到深度计算精度的要求，所计算出的深度值比较可靠。另外，额探1井于1253 m处遇二叠系、额探2井于1948.9 m处遇石炭–二叠系、蒙额参1井于3223.4 m处遇石炭–二叠系干泉组、祥探5井于1900 m处遇二叠系(未穿)、祥探9井于3020.9 m处遇二叠系(未穿)，而航磁计算的基底埋深为3000~6000 m。通过这几口井的对比，所计算出的深度值也是比较可靠的。说明利用航磁异常计算的磁性体埋深与钻井揭露的前泥盆系和侵入岩埋深很接近。当然，在实际计算中也存在偏浅或偏深的问题，误差约为±10%~±20%。

表1. 银额盆地钻井揭露前泥盆纪变质基岩及花岗岩体深度与计算深度对比

3) 磁性基底深度图的编制：通过计算所得到的深度值包括了变质基底和浅层磁性体的深度，在编绘变质基底埋深图时要分析所得到的磁性体深度值，剔除反映浅层磁性体的深度值，将反映变质基底深度的400个深度值标注在航磁图上，这些深度值基本上反映了前泥盆系变质基底或规模较大岩浆侵入体的顶面埋藏深度，依据航磁图和深度值编绘变质基底埋深图。编图时根据深度值大小，由浅到深依次展布等深度线。首先用0.0 km等值线圈出那些出露的前泥盆纪地层和规模较大的侵入岩的范围，然后依据深度值和磁场图所反映的深度范围，依次按0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 km的深度线来勾绘。基底深度(图1)主要反映了前泥盆系(或元古宇和下古生界)变质基底和规模较大的岩浆侵入体的顶面埋深。同时用不同颜色表示基底埋藏深度，一般渐变的红色区域表示基底浅埋区(基底隆起区)，渐变的蓝色区域表示基底深埋区(基底坳陷区)，同时在基底等深度线上标注深度值，单位为km。图中的“+”表示基底深度浅于所圈定的深度值，“−”表示基底深度大于所圈定的深度值。

图4. 银额盆地及周缘航磁∆T化极垂向–阶导数等值线平面图

航磁资料清晰地反映出盆地的范围。在磁场上，盆地反映为宽缓变化、以负为主，走向呈北东向、北东东向的磁异常区，叠加有与区域背景走向一致的局部磁异常，反映出盆地构造相对稳定，变质基底磁性弱、埋藏深度大、弱磁性沉积层发育，岩浆活动频繁，除了宗乃山形成了规模巨大的花岗岩基底外，航磁反映出其它地区的岩浆岩规模都比较小，侵入岩多为岩株或岩墙形式，中生代岩浆喷发主要发生在白垩纪，埋深浅或出露区在磁场上引起了剧烈变化的磁异常区，发育于石炭–二叠纪地层中的火山岩由于有一定的埋深，在磁场上显示为不规则的低缓变化磁异常。而盆地外围磁场上反映为磁异常走向东西向、北西向和北东向的剧烈或较剧烈变化的磁异常区，这种磁场面貌反映出盆地外围构造变动剧烈，沉积层厚度很薄或已缺失，基底变质岩系和岩浆岩埋深很浅或已大面积出露地表。可以看出，盆地区域及外围构造活动区的磁场面貌是完全不同。据此可以确定盆地的大致边界。航磁图和变质基底埋深图反映出银额盆地总体上是呈近东西向展布的盆地，沉积盖层厚度在凹陷中多为3000~7000 m，凸起上小于2000 m。盆地边界不规则，西界大致位于交岔沟金矿、梭梭井、鼎新一线，南界位于吊井子北、俭青、努尔盖一线，东南界位于呼和陶勒盖、乌兰敖包、海力素一线，北到内蒙古北部，航磁涉及到的盆地面积约122,000 km²。

图5. 银额盆地及周缘构造单元划分图

Ⅰ居延海坳陷：Ⅰ₁准乌尼格图凹陷、Ⅰ₂喜桂图凸起、Ⅰ₃老点凹陷、Ⅰ₄路北凸起、Ⅰ₅赛因乌苏凹陷、Ⅰ₆开台布德勒凸起、Ⅰ₇莱地凸起、Ⅰ₈赛乌苏凹陷、Ⅰ₉嘎顺淖尔凸起、Ⅰ₁₀居东凹陷、Ⅰ₁₁毛盖图凸起、Ⅰ₁₂东德布尔乌苏凹陷、Ⅰ₁₃十九号凹陷、Ⅰ₁₄五号山凸起、Ⅰ₁₅楚伦陶勒盖凹陷、Ⅰ₁₆二十二号凸起、Ⅰ₁₇二十号凹陷；Ⅱ务桃亥坳陷：Ⅱ₁查干陶勒盖凹陷、Ⅱ₂达来库布镇采石场凸起、Ⅱ₃呼和陶勒盖凹陷、Ⅱ₄呼和陶勒盖南5 km凸起、Ⅱ₅扎民呼都格凸起、Ⅱ₆道尔吉音乌苏凸起、Ⅱ₇三十四号凹陷、Ⅱ₈哈尔苏亥高勒西15 km凸起、Ⅱ₉敖兰敖夫图凹陷、Ⅱ₁₀三十五号凸起、Ⅱ₁₁四十三号凹陷、Ⅱ₁₂二十三号凸起、Ⅱ₁₃梭梭头凹陷、Ⅱ₁₄双图凸起、Ⅱ₁₅甘珠日敖包凸起；Ⅲ达古坳陷：Ⅲ₁哈尔苏海凹陷、Ⅲ₂吉格德凸起、Ⅲ₃拐子湖凹陷、Ⅲ₄呼勒斯图西20 km凸起、Ⅲ₅图克木凹陷、Ⅲ₆陶勒特凹陷、Ⅲ₇赛音乌苏图凸起；Ⅳ苏红图坳陷：Ⅳ₁布斯图凹陷、Ⅳ₂乌兰敖包北凸起、Ⅳ₃希黑日音乌素凸起、Ⅳ₄额勒森呼都格凹陷；Ⅴ苏亥图坳陷：Ⅴ₁伊海苏海图凸起、Ⅴ₂阿给图凹陷、Ⅴ₃嘎顺呼都格凸起、Ⅴ₄绍瑞图凹陷、Ⅴ₅查干通根哈沙凸起、Ⅴ₆巴音呼都格凹陷、Ⅴ₇希林呼都格凸起、Ⅴ₈六号机井凹陷；Ⅵ尚丹坳陷：Ⅵ₁都贵凸起、Ⅵ₂那木格凹陷、Ⅵ₃乌兰沙拉凸起、Ⅵ₄尚德凹陷、Ⅵ₅巴彦高勒凹陷；Ⅶ查干德勒苏坳陷：Ⅶ₁迈马凹陷、Ⅶ₂肖日布格凹陷、Ⅶ₃哈达图凸起、Ⅶ₄勃勒音沃日腾凸起、Ⅶ₅东达赛达凸起、Ⅶ₆昆都仑凸起、Ⅶ₇特格尚德凹陷、Ⅶ₈套海凸起、Ⅶ₉查其凸起、Ⅶ₁₀准布朗凹陷、Ⅶ₁₁苏吉凸起；Ⅷ特罗西滩隆起：Ⅷ₁特罗西滩凸起、Ⅷ₂特罗西滩1号凹陷、Ⅷ₂特罗西滩2号凹陷、Ⅷ₃特罗西滩3号凹陷；Ⅸ宗乃山隆起；Ⅹ北山盆地群：Ⅸ₁黑鹰山盆地、Ⅸ₂扎格高脑盆地、Ⅸ₃中口子–黑帐房盆地、Ⅸ₄花海盆地、Ⅸ₅必鲁图凹陷、Ⅸ₆雅布赖盆地。

该盆地是由上古生界和中、新生界组成的叠合盆地。根据区域资料和∆T磁场图分析，该区在古生代早期还处于地槽期前稳定的陆台发育阶段，此时构造变动微弱，到了中后期，稳定的陆台开始分裂解体为地槽活动带，构造变动随之加剧，形成的东西向断裂控制着盆地的发展。在华力西期，随着南北向挤压应力的增强，东西向断裂活动加剧，并在地应力的作用下，北东向断裂活动也十分活跃，形成一组北东向断裂。盆地大部分被第四系覆盖。

该盆地主要以平缓变化负磁场为特征，反映出盆地的基底磁性弱、沉积盖层厚度大。基底主要由前泥盆系弱磁性变质岩系构成，发育其中的块状正磁异常是残留的古元古界北山群或北大山群强磁性变质岩系的反映，它构成盆地强磁性基底。盆地内构造变动频繁，北东向断裂十分发育，导致该区基底呈凸凹相间的构造面貌。航磁资料反映出银额盆地变质基底埋藏深度变化大，从数百米至7000 m不等。据此将基底深度在2000~7000 m的地区划分为基底坳陷，盖层沉积一般小于1000 m或缺失的地区将其划归基底隆起。据此在盆地区划分出“七坳二隆”的构造格局。下面对盆地内7个坳陷和2个隆起的构造特征做简单叙述(图5)。

银额盆地基底由前泥盆纪变质岩系构成，沉积盖层为上古生界和中新生界，沉积厚度大，基底坳陷发育且开阔。通过对航磁异常的反演计算，变质基底埋深多为2000~7000 m。航磁反映，盆地构造走向主要为北东向和北东东向。盆地的发生、发展主要受东西向断裂的控制，北东向断裂在后期的发展中对其进行了强烈的改造，形成了现在的构造格局，北西向构造不发育。盆地构造面貌由“七坳二隆”构成，这与前人对盆地的“七坳五隆”的构造面貌的认识有所不同，并且前人划分的构造区界线与依据航磁资料确定的构造单元界线存在异同。利用航磁资料确定了坳陷、隆起和凹陷、凸起的分布范围，坳陷构成了盆地的主体，凹陷沉积厚度大，多为2000~7000 m，凸起不发育，披盖的沉积盖层薄，一般<2000 m；盆地边界不规则，其范围较前人圈定范围有所扩大，前人认为的银额盆地面积为112,000 km²，航磁反映的银额盆地面积约为122,000 km²。

李 冰,耿圣博,张京卯,郭 亮,赵宏雷,郭 琦,范正一. 银额盆地航磁特征与地质构造Aeromagnetic Characteristics and Geological Structure of the Yin’e Basin[J]. 地球科学前沿, 2024, 14(04): 499-510. https://doi.org/10.12677/ag.2024.144047