地磁场是一个矢量场,可用地磁场强度矢量的7个要素来表示。目前大华北地区流动地磁矢量观测的对象为D、I、F这3个要素,其它4个地磁要素可由其计算获得,它们显然与3个测量要素具有明确的相关性,其空间分布形态亦具有相当程度的类似性和重复性。因此,为节省文章篇幅,本文针对监测区岩石圈磁场进行的讨论,将围绕D、I、F这3个要素进行。
2.1 D要素
(1)岩石圈磁场空间分布总体特征
岩石圈磁场最大值为59.7'(113.20°E,40.86°N),最小值为-39.0'(120.99°E,41.55°N),主体量值范围基本在-30'～+30'之间,平均绝对量值9.3',约占当地地磁场总能量的2.3%。正、负异常区能量总体均衡,不存在显著的大面积、高值核心异常区,测区中部地区有能量聚集现象。各异常区控制范围较小,正、负异常区相间分布,形状不规则,方向性及区域性不强,局部异常表现显著。监测区西南部(豫、皖、晋地区)、北部(吉中、西部,蒙东北地区)以负异常分布为主,测区中部(冀、鲁地区)则正异常能量占优(图2a)。
(2)次级块体构造与岩石圈磁场的关系
监测区各地块岩石圈磁场均呈现正、负异常相伴分布形态,能量分布较为平衡。燕山地块所处东西向条带状地带岩石圈磁场正、负异常区量值均较高,磁场能量明显汇集,且正、负异常区频繁交替,高梯级带密集出现,岩石圈磁场空间分布差异性显著; 其它地块岩石圈磁场等值线分布则较为平缓舒展,局部异常特征不突出。
燕山地块与华北平原地块的交界地带东段为岩石圈磁场正、负异常交汇区,张渤地震带位于该区域; 鄂尔多斯地块与华北平原地块交界带则位于岩石圈磁场等值线低值平缓区; 测区东北部燕山地块与东北地块交界部位(即郯庐断裂带北段)与局部正异常条带对应; 华北平原地块与鲁东-黄海地块交界部位(即郯庐断裂带中段)与局部负异常条带走向基本吻合。总体来看,地块交界地带基本避开了岩石圈磁场高值局部异常区,多沿“0”值线附近的低值区分布(图2a)。
2.2 I要素
(1)岩石圈磁场空间分布总体特征
岩石圈磁场最大值为48.6'(118.30°E,34.60°N),最小值为-52.1'(117.10°E,36.30°N),主体量值范围基本在-20'～30'之间,平均绝对量值6.6',约占当地地磁场总能量的0.2%。正、负异常区能量总体均衡,分布较分散,不存在显著的大面积、高值核心异常区。各异常区控制范围较小,形状不规则,方向性及区域性不强,局部异常表现显著。测区西南部以晋中南、冀南、豫中北为中心,出现大范围岩石圈磁场低量值(包含正负异常)区,具备良好的区域连续性; 在测区中部,高值局部异常区则较为密集(图2b)。
(2)次级块体构造与岩石圈磁场的关系
监测区各地块岩石圈磁场均呈现正、负异常相伴分布形态,能量分布较为平衡。燕山地块及其南侧相邻部分地带,岩石圈磁场局部异常区密集分布,且量值较高,磁场能量明显集中。正、负异区频繁交替,高梯级带密集出现,岩石圈磁场空间分布差异性显著; 鄂尔多斯地块东部与华北平原地块中、西部同处岩石圈磁场低量值区,空间连续性良好; 华北平原地块东部零星出现几处局部异常区,其中以鲁西部位成对出现的正、负高值异常区最为显著。其它地区岩石圈磁场等值线分布相对较为平缓,局部异常区聚集现象相对较弱(图2b)。
华北平原地块、燕山地块及鄂尔多斯地块交界地带岩石圈磁场位置特征主要表现为正、负异常交界区或低量值区,其中华北平原地块北缘与“0”值线分布多处出现较好的吻合现象。其它地块间交界地带的位置特征则不明确(图2b)。
2.3 F要素
(1)岩石圈磁场空间分布总体特征
岩石圈磁场最大值为711.4 nT(120.26°E,47.60°N),最小值为-530.3 nT(118.86°E,40.16°N),主体量值范围基本在-300～300 nT之间,平均绝对量值122 nT,约占当地地磁场总能量的0.2%。正、负异常区能量总体均衡,无过于显著的大面积、高值核心异常区存在,测区中部地区有能量聚集现象。测区存在基本连续分布的背景性负异常区,分散嵌入若干正异常区,其中以测区中部(以河北省中北部为中心)正异常区最为显著(图2c)。
(2)次级块体构造与岩石圈磁场的关系
监测区各地块岩石圈磁场均呈现正、负异常相间分布形态,能量分布较为平衡。鄂尔多斯地块东部与燕山地块中、东部及其交界地区岩石圈磁场局部异常分布形态基本连续,同属高值正、负异常区交替、伴生地区,高梯级带大规模出现,同时是测区内磁场能量最集中的地带; 华北平原地块岩石圈磁场空间分布整体较为均衡,边缘处局部异常量值略高于地块内部(图2c)。
图2 大华北地区岩石圈磁场空间分布图
Fig.2 Spatial distribution of the magnetic field in the North China region
各地块间交界地带均为有正、负异常相间分布,分界特征不明显,但局部与相关异常条带走向相符,如在鄂尔多斯地块与华北平原地块交界线南段、华北平原地块与鲁东—黄海地块交界部位北段(即郯庐断裂带中段),出现与走向之吻合的正异常条带,且交界线穿过其中线核心区(图2c)。
通过上述分析可知,监测区岩石圈磁场3要素的空间分布总体特征具有较大程度的共同性,如正、负异常能量总体均衡、局部异常显著等; 次级地质块体的岩石圈磁场各要素总体特征也基本相同,如燕山地块中、东部条状地带局部异常形态最为显著,正、负异常区密集交替出现,为岩石圈磁场能量集中区。华北平原地块、兴安—东蒙地块(测区内部分)岩石圈磁场3要素能量分布则较为舒缓,空间连续性也较好。部分板块边界线与岩石圈磁场局部形态与较好的对应关系。
