海岸带是地球多圈层相互作用活跃、具有海陆过渡特点、受人类影响活动突出的地带（张永战等，1997）。我国海岸线长约18 000 km，沿海分布众多港口码头、城市、重大基础设施和核电站，是城镇化程度高、人口密度大、工程建设活动强烈、经济发达地区，同时也是资源环境问题突出的地区，是开展地质调查工作的关键地带（郝爱兵等，2017）。

受地质调查工作手段的限制，在“人下不去、船上不来”的海陆对接区域工作难度大，地质调查程度低，难以实现海陆统筹。而航空物探不受海水深度影响，效率高、覆盖面积大、成本低，是海岸带地质调查的重要手段。20世纪50年代以来，中国自然资源航空物探遥感中心（简称航空物探遥感中心）多次在中国北部海岸带陆域及周边海域完成不同比例尺的航空物探测量和解释工作，在海陆交互区积累了丰富的地球物理资料（张用夏等，1983；吴启达等，1984；张新生等，1990；乔日新等，2005；乔日新等，2009；李文勇等，2010；张玄杰等, 2016a, 2017a, 2017b；林晓星等，2016）。作为重要的地球物理资料，航磁资料可用于研究和划分大地构造、发现规模较大的隐伏断裂、确定断裂规模、完善断裂构造系统等（张玄杰等，2016b），从而可为海岸带工程规划和建设提供地质信息。北部海岸带覆盖了1953—2010年83个航磁测量工区，已基本完成大、中比例尺航磁测量（≥1:20万），其中，渤海及环渤海地区、东海海岸带陆域已基本实现大比例尺（≥1:5万）航磁测量覆盖。但由于测区众多，各测区范围、测量年代、测量比例尺和调查研究目的不尽相同，缺乏针对海岸带大区域的整合及解释成果，尤其是北部海岸带作为我国经济发展的重要区域，亟需给出区域航磁结果，以便为海陆交互带基础地质调查提供重要的基础数据，服务于经济区规划、城市群规划选址、重大工程和项目建设等。因此，文中利用新编制的中国北部海岸带（台州以北）1:50万航磁基础图件，开展数据位场转换处理，并参考以往丰富的解释成果及图件，为航磁结果进行地质解释，研究该区磁场特征及断裂划分。

以中国北部海岸带为研究区，范围从浙江省台州市北部地区沿海岸线向北至辽宁省丹东市，纵跨7个省、直辖市（浙江省、上海市、江苏省、山东省、河北省、天津市、辽宁省）海岸带区域，包括东海北部海岸带部分地区、黄海海岸带和渤海海岸带，面积约60万km²[图 1(a)]。

图 1(Fig.1)

图 1 研究区范围和北部海岸带（台州以北）及周边海域大地构造简图[据郭玉贵等（1997）、尹延鸿等（2008）修改，其中蓝绿色框为研究区范围] (a)研究区范围；(b)北部海岸带（台州以北）及周边海域大地构造简图 Fig.1 Study area map and simplified tectonic map of the northern coastal zone (north of Taizhou) and its surrounding sea area (modified from Guo et al (1997), Yin et al (2008). The blue-green frame is the scope of the study area)

在大地构造上，研究区由北向南跨于华北地块、下扬子地块和华夏地块3个构造单元[图 1(b)]。区内断裂发育，以NE向、NNE向构造为主，其次为NW向、近EW向构造，对研究区大地构造演化具有重要作用的主要断裂有郯庐断裂带、五莲—青岛断裂、泗阳—连云港—千里岩断裂、嘉山—响水断裂和江山—绍兴深断裂等（郭玉贵等，1997）。

按照地层区划，研究区主要划分为华北和华南2个地层大区，地层分区众多。由于较厚的第四系覆盖，区内仅辽东半岛、冀东北、胶东半岛和浙东南地区地层出露较好。地层出露和钻井资料显示：①渤海—北黄海海岸带及周边地区：上奥陶统—下石炭统普遍缺失，其他时代地层均有出露，太古宇—古元古界变质岩系构成该区结晶基底；②南黄海海岸带及周边地区：地层发育齐全，太古宇—古元古界构成该区华北地块基底，而江苏地区零星出露的中元古界则组成该区扬子地块基底；③东海北部海岸带及周边地区：元古宇至第四系发育齐全，以中生代火山岩发育为特色（许东禹等，1997）。

区内构造运动活跃，岩浆活动、火山活动频繁。在岩浆岩类型上，超基性、基性、中性、中酸性和酸性等各大岩类均有不同程度的发育，以酸性、中酸性岩为主；在时代上，集中于中—新生代，并以燕山期岩浆活动为主（许东禹等，1997）。岩浆活动主要受NE向或NNE向深大断裂控制，岩浆岩分布总体上存在由北向南逐渐增多，分布范围逐渐增大，形成时代逐渐变新的趋势（乔日新等，2009）。

研究区存在多种类型的具有不同磁性特征的岩石，这些岩石在平面上分布于不同地区，在空间上发育于不同时代和不同层位。文中通过统计分析实测及收集的研究区及周边地区的磁化率资料，认为区内岩石磁性具有以下特征。

（1）太古宇—古元古界变质岩构成渤海—北黄海海岸带及周边地区的区域性磁性层。其中强磁性角闪片麻岩[常见磁化率值为（1 299—8 543）×10^-5，最高可达32 000×10^-5]及部分磁性较强的花岗片麻岩及混合岩、混合花岗岩（磁化率平均值为1 605×10^-5，最大值为7 241×10^-5）构成区域强磁性层，中等磁性的花岗片麻岩及混合岩（磁化率平均值515×10^-5，最大值为1 590×10^-5）构成区域中等磁性层。

太古宇—元古宇及震旦系变质岩构成南黄海海岸带及周边地区的区域性磁性层。具磁性的角闪片麻岩、角闪片岩、花岗片麻岩及混合岩[磁化率值在（350—5 440）×10^-5，平均值为2 407×10^-5]可引起区域性正磁异常，无磁性—弱磁性的混合岩及片岩、千枚岩、石英岩（磁化率平均值23×10^-5）可引起区域性负背景磁场。

元古宇具磁性角闪片麻岩、角闪片岩及花岗片麻岩、混合岩[磁化率在（112—5 078）×10^-5]引起东海海岸带及周边地区区域性正异常，不同时代弱磁性变质岩（磁化率平均值小于30×10^-5）造成区域性负背景磁场。

（2）古生界—新生界正常沉积的砂岩、泥岩、灰岩、页岩等不具磁性或仅具微弱磁性。

（3）火山岩主要分布于中、新生代地层，具磁性岩石以玄武岩、安山岩为主，磁性较强，磁化率值在（51—18 463）×10^-5。当具磁性的火山岩连续有限分布时，可构成局部磁性层，引起醒目的局部磁异常。酸性火山碎屑岩一般磁性较弱，磁化率变化较大。

（4）侵入岩以燕山期中、酸性侵入岩为主，其中闪长岩、花岗闪长岩和石英闪长岩磁性较强，闪长岩磁化率平均值在（2 198—3 236）×10^-5，花岗闪长岩和石英闪长岩磁性稍弱，平均值约1 500×10^-5。强磁性中、酸性侵入岩体构成重要的局部磁性层，可引起区域性正异常。

研究区范围内包含航空物探遥感中心自1953年以来测量的83个航磁工区，涉及的航磁数据具有不同测量精度（58个低精度测区，25个高精度测区）和不同测量比例尺（1:1.5万、1:2.5万、1:5万、1:20万、1:50万及1:100万），其中，比例尺≥1:20万航磁测量已基本覆盖全区，在渤海海岸带和东海海岸带陆域已基本实现大比例尺（≥1:5万）航磁测量覆盖。文中采用的数据为新编制的北部海岸带（台州以北）1:50万航磁网格数据（图 2），该数据是在筛选、整理上述航磁资料，并挑选测量年代相对较新、比例尺相对较大数据后编制而成。

图 2(Fig.2)

图 2 北部海岸带（台州以北）航磁异常ΔT平面图 Fig.2 Aeromagnetic anomaly map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据本研究区航磁异常特征和地质解释需要，利用航空物探遥感中心自主研发的Geoprobe软件，对航磁数据进行位场转换处理。为了消除斜磁化，同时考虑到工作区南北跨度大，地磁倾角变化达17°，本研究采用逐点变倾角化极方法对航磁原始网格数据进行化极处理（图 3），以便更准确地确定磁性地质体的位置和边界；为了突出浅部地质信息，压制深层区域场的影响，对航磁化极数据进行垂向导数处理（图 4），垂向一阶导数图能够清晰反映线性地质构造特征，为确定断裂位置提供依据；为了突出深部地质信息，对航磁化极数据进行1 km、5 km、10 km和20 km向上延拓处理（图 5），利用这些图件可以更好地判断磁性地质体的规模、延深、相对厚度等，有助于断裂级次的划分。

图 3(Fig.3)

图 3 北部海岸带（台州以北）航磁异常ΔT化极平面图 Fig.3 Aeromagnetic anomaly by reduction to the pole map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

图 4(Fig.4)

图 4 北部海岸带（台州以北）航磁异常ΔT化极垂向一阶导数平面图 Fig.4 Vertical derivative of aeromagnetic anomaly map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

图 5(Fig.5)

图 5 北部海岸带（台州以北）航磁异常ΔT化极上延20 km平面图 Fig.5 Upward extending 20 km of aeromagnetic anomaly map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

研究区南北跨度大，区内磁场特征复杂。在航磁ΔT化极平面图（图 3）基础上，根据磁异常强度、形态、变化、走向和异常组合等特征，结合该区域地质演化过程，将测区分为6个磁场区，部分磁场区下划分磁异常亚区（图 6），分区描述磁场特征，并简单给出成因推断，结果见表 1。

图 6(Fig.6)

图 6 北部海岸带（台州以北）磁场分区图 Fig.6 Subdivision of the aeromagnetic anomaly map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

表 1(Table 1

表 1 北部海岸带（台州以北）磁场分区及磁场特征Table 1 Subdivision of the aeromagnetic anomaly map and magnetic characteristics of the northern coastal zone (north of Taizhou) 磁场分区编号及名称 磁场分区位置 分区磁场特征 磁异常亚区编号 亚区位置 亚区磁场特征 成因推断 Ⅰ.渤海湾变化磁异常区 郯庐断裂带（东界主断裂）以西的渤海海岸带地区 以范围较大的数个团块状正磁异常为主，周围多被负磁异常环绕，异常规模可达数百公里以上，其间夹有环状或NE向的带状异常 Ⅰ1. 唐山—锦州剧烈变化磁异常亚区 渤海海岸带西北侧唐山—锦州一带，整体呈NE—SW向延伸 本区以剧烈变化磁场为特征，正负异常交替，局部磁异常范围较小，形态变化大，多呈带状、块状，异常展布方向主要呈NE、NNE向，在南部遵化、迁西一带呈EW、NWW向。正异常强度一般在200—500 nT，最大可超过1 000 nT；负异常强度一般在-200— -450 nT 推断本区正磁异常主要由太古宇—古元古界变质岩引起，局部正磁异常由中酸性侵入岩引起 Ⅰ2. 辽东湾中部正磁异常带 辽东湾中部地区及连接的部分陆域 本区磁场整体为较宽缓的NE向正磁异常带，宽约40—50 km，该异常带由2条带状NE向正磁异常构成，正磁异常强度在100—230 nT，最大达360 nT以上 推断本区正磁异常带主要由前寒武纪变质岩引起 Ⅰ3. 渤中团块状正磁异常亚区 渤海湾中部及部分鲁西地区 本区磁场大体以巨大的近椭圆形环形正异常带圈成，内部为团块状正磁异常，其中外环正磁异常直径超过300 km，正磁异常强度大多在100—500 nT之间，最大值可达1 000 nT 推断本区环形正异常为太古宇—古元古界变质岩的反映 Ⅰ4. 鲁西剧烈变化磁异常亚区 鲁西地区 本区磁场正负异常变化剧烈，磁异常形态变化大，多呈团块状、带状展布，还有的较杂乱，方向大致以南部的临沂市为中心，向外呈放射状展布，东部地区主要呈NNE向，西部地区呈NW、NNW向。正异常强度一般在100—400 nT之间，最大可达1 300 nT 推断本区正磁异常主要由太古宇泰山群变质岩引起，侵入岩和火山岩可引起大小不等的局部正异常 Ⅱ. 北黄海海岸带变化磁异常区 包括辽东半岛南部、北黄海海岸带和胶东半岛北部 主要以正负变化磁异常为特征，其中，北部辽东半岛及附近地区异常强度高、规模大、多呈块状、带状，而南部地区异常强度稍弱，规模小 Ⅱ1. 辽东变化磁异常亚区 辽东半岛及其海岸带地区 本区主要以块状和带状异常为主，从南部的旅顺沿辽东半岛东侧至丹东一带，磁异常呈北东、北东东向展布，异常规模大、强度高，正异常强度在200—500 nT之间，最大可达700 nT以上。辽东半岛西部主要以负磁场为主，分布有局部正磁异常 推断该区正磁异常主要由太古宇—古元古界强磁性变质岩引起，中、新生代火山岩和侵入岩可引起大小不等的局部正磁异常 Ⅱ2. 胶北正负变化磁异常亚区 胶东半岛北部及其海岸带地区 区内以正负变化磁场为基本特征，相对辽东半岛而言，该区异常规模较小，多呈条带状、小团块状或不规则状，有的较杂乱。在烟台以西地区，异常展布多呈NE向，而在烟台以东地区，则主要呈NW向展布。该区异常强度小，正异常强度多在100—200 nT 推断新太古界—古元古界胶东群强磁性变质岩与燕山期中酸性侵入岩是引起该区正磁异常的主要地质因素 Ⅲ. 鲁苏沿海剧烈变化强磁异常带 胶东半岛南部沿海一带 为一条呈NE向展布的强磁异常带，该异常带与南北两侧磁异常区在强度和梯度变化上差别明显。异常带宽25—75 km，长达500 km以上，正异常强度一般为200—400 nT，最强在1 200 nT以上 — — — 推断这一强磁异常带主要是由沿海地表出露的花岗岩类岩石引起，局部为太古宇—早元古界结晶基底杂岩系的反映 Ⅳ. 南黄海宽缓正磁异常区 南黄海海岸带 主要以大范围团块状的宽缓正磁异常为特征，异常强度为100—200 nT，南北两侧为负磁异常 — — — 推断该正磁异常可能由太古宇—元古宇胶南群和东海群等强磁性变质岩引起，而负磁异常区为基底坳陷带浅变质岩系反映（吴启达等，1984） Ⅴ. 苏南—勿南沙南变化磁异常带 南通和绍兴之间的海岸带地区 主要以规模较小的团块状磁异常为主，异常走向主要为NE向，其次为NW向，正异常强度一般为100—400 nT，最强在660 nT以上 — — — 推断区内正负变化磁场为元古宇变质岩及各时期岩浆岩的综合反映 Ⅵ. 浙江沿海剧烈变化磁异常区 杭州湾以南至研究区南界台州三门县一带 以剧烈变化的正负磁异常为特征，其中陆域磁异常规模大，呈团块状，而海域磁异常较杂乱，异常走向主要为NE、NEE向，正异常强度一般为100—500 nT，最强在780 nT以上 — — — 推断磁异常是以安山岩、玄武岩为代表的中生代火山岩和以花岗岩、花岗闪长岩为代表的中酸性侵入岩引起的

表 1 北部海岸带（台州以北）磁场分区及磁场特征 Table 1 Subdivision of the aeromagnetic anomaly map and magnetic characteristics of the northern coastal zone (north of Taizhou)

本区磁场以强烈变化的正负磁异常为特征，反映了海岸带地区广泛发育磁性较强岩石。由表 1可知：①区内团块状异常或宽缓的正负磁异常为区域变质岩系的反映。根据变质岩的磁性特征，太古宙和古、中元古代变质岩系一般磁性较强，新元古代至早古生代或更晚形成的变质岩多为弱磁性；②区内存在多条NE—NNE向线性强磁异常条带，根据岩石磁性特征，异常带主要由中新生代中酸性岩浆岩引起；③局部正磁异常、杂乱异常多由侵入岩和火山岩引起。区域磁场的划分对于了解本区磁性基底岩相分布，进而为构造单元的划分及地质演化提供了较高参考价值。

利用航磁资料确定基底断裂，特别是深大断裂，是一种行之有效的方法。其原因主要在于，经受断裂作用之后，断裂两侧的地质体常常会发生空间位置上的变动，断裂带附近的物质结构也往往会发生变化，从而在磁场图上表现为磁场分区界线、磁异常梯度带、线性磁异常带、串珠状磁异常带和磁异常的错动线等（尹航等，2015；张春灌等，2019）。由于北部海岸带地理纬度跨度大，磁场面貌、形态特点由南到北反映的形式也不一样。本次圈定断裂构造是在已有航空物探解释成果基础上，主要圈定异常表现明显、规模较大的断裂构造。断裂规模划分为三级，其中：一级为深断裂，为研究区内规模最大的断裂，可能是不同区域构造单元的分界线；二级为大断裂，磁异常特征与一级断裂类似，但规模不及一级断裂；三级为一般基底断裂构造。值得注意的是，航磁所确定的断裂主要为基底断裂，沉积层内断裂在磁场上一般反映较弱。因此，此次圈定的断裂构造可能与沉积层内的断裂构造展布位置不完全一致。

本次在研究区内共划分断裂240余条，其中一级断裂16条，二级断裂22条，实现了断裂的海陆衔接。文中对一、二级断裂进行了编号解释（表 2），断裂的位置主要依据航磁化极等值线图（图 3）、航磁化极垂向一次导数图（图 4）反映的界线，部分参考了磁场向上延拓结果。

表 2(Table 2

表 2 北部海岸带（台州以北）航磁推断主要断裂简表Table 2 Major faults in the northern coastal zone (north of Taizhou) interpreted by aeromagnetic anomalies 编号 断裂名称 断裂走向 长度/km 磁场特征 断裂规模 F1-1 郯庐断裂带（东界主断裂） NE 825 磁场分界线、磁异常梯度带 一级 F1-2 郯庐断裂带（西界主断裂） NE 830 多种磁异常特征线 一级 F1-3 郯庐断裂带（三号大断裂） NE 355 多种磁异常特征线 二级 F2 秦东深断裂 NE 281 磁场分界线、磁异常梯度带 一级 F3-1 北黄海北缘断裂带（一号深断裂） NE 342 磁场分界线、串珠状强磁异常带、磁异常梯度带 一级 F3-2 北黄海北缘断裂带（二号大断裂） NE 154 串珠状强磁异常带、磁异常梯度带 二级 F3-3 北黄海北缘断裂带（三号大断裂） NE 126 串珠状强磁异常带、磁异常梯度带 二级 F3-4 北黄海北缘断裂带（四号大断裂） NE 88 串珠状强磁异常带、磁异常梯度带 二级 F4 大竹山岛—荣成深断裂 NW 592 磁异常梯度带、磁异常错动线 一级 F5 唐山—蓬莱深断裂 NW 427 磁异常梯度带、磁异常错动线 一级 F6 大连—龙口深断裂 NE 148 磁场分界线、磁异常梯度带 一级 F7 初家—桃村西深断裂 NNE 204 磁异常梯度带、磁异常错动线 一级 F8 五莲—荣成深断裂 NE 381 磁场分界线、磁异常梯度带 一级 F9 青岛—海阳深断裂 NE 414 磁场分界线、磁异常梯度带 一级 F10 连云港—千里岩深断裂 NE 345 串珠状磁异常、磁异常梯度带 一级 F11 嘉山—响水深断裂 NE 208 磁场分界线、串珠状磁异常 一级 F12 陈家港深断裂 NW 366 磁异常梯度带、磁异常错动线 一级 F13 勿南沙深断裂 EW 212 磁场分界线 一级 F14 嵊泗深断裂 NEE 300 磁场分界线 一级 F15 永泰—温岭深断裂 NE 579 线性磁异常梯度带 一级 F16 金州断裂 NE 172 磁异常梯度带 二级 F17 庄坎—海洋岛断裂 NW 77 磁异常梯度带 二级 F18 马头营—小龙山岛大断裂 NW 334 串珠状磁异常、磁异常错动线 二级 F19 宁河—昌黎大断裂 EW 194 磁异常梯度带 二级 F20 天津—黄河口大断裂 NW 376 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F21 沧州东大断裂 SN 148 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F22 灌云—黄七井大断裂 NE 197 磁异常梯度带 二级 F23 黄五井大断裂 NE 186 磁异常梯度带 二级 F24 苏州—崇明大断裂 NE 212 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F25 吴江—长兴岛大断裂 NE 224 磁异常梯度带 二级 F26 嘉兴大断裂 NE 220 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F27 海盐大断裂 NE 272 磁异常梯度带、磁异常错动线 二级 F28 慈溪大断裂 NW 126 磁异常梯度带、磁异常错动线 二级 F29 天台—黄龙山大断裂 NE 382 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F30 岱山大断裂 NE 303 串珠状磁异常、磁异常梯度带 二级 F31 临海—宁海大断裂 NE 301 磁异常梯度带 二级 F32 永嘉—象山大断裂 NE 828 磁异常梯度带、磁异常错动线 二级 F33 三门湾大断裂 NW 101 串珠状磁异常 二级

表 2 北部海岸带（台州以北）航磁推断主要断裂简表 Table 2 Major faults in the northern coastal zone (north of Taizhou) interpreted by aeromagnetic anomalies

从断裂划分来看，研究区内断裂发育，构造复杂，以NE向、NNE向和NW向断裂为主，同时存在EW向断裂和弧形断裂（图 7）。由图 7可见，NE向、NNE向断裂发育，具有数量多、规模大的特点；其次为NW向断裂；EW向和弧形断裂数量较少，规模相对较小。这些断裂不仅控制了磁场分区和构造单元的划分，也制约了岩浆活动的分布。

图 7(Fig.7)

图 7 北部海岸带（台州以北）航磁推断断裂分布 Fig.7 Map showing major faults identified on the aeromagnetic anomaly map of the northern coastal zone (north of Taizhou)

本研究完成了北部海岸带（台州以北）1:50万航磁图件编制，选用的航磁数据测量年代新、比例尺大、精度高，实现了北部海岸带航磁成果“一张图”展示。在此基础上，完成了航磁数据位场转换处理，从而突出浅部、深部和线性等方面的地质信息，提高了磁异常地质解释的可靠性。这些信息丰富、质量可靠的地球物理基础资料，对于研究海岸带资源环境和基础地质问题，具有较好的参考和使用价值。

研究区磁场特征复杂，强烈变化的正负磁异常特征，反映了海岸带地区磁性较强岩石广泛发育；以NE—NNE向为主的线性磁异常带，主要反映了中新生代有大量中酸性岩浆活动；区域性团块状磁异常或宽缓正负磁异常则为区域变质岩系的反映。依据磁场特征及岩石物性资料，对磁场进行分区，并在描述分区磁场特征的基础上开展了地质解释，为后续利用航磁资料划分断裂、圈定岩浆岩、划分磁性基底和研究区域构造等工作奠定了基础。

航磁异常特征能够客观反映断裂构造的存在，对认识区域构造、研究地质构造的演化形成具有重要作用。此外，在海岸带地区，利用航磁资料查明深断裂、区域性大断裂，特别是海陆衔接带的断裂分布，实现断裂海陆统筹，可为海陆交互区重大工程规划布局提供安全性评价依据，具有重要现实意义。北部海岸带（台州以北）地质构造复杂，岩浆活动强烈，断裂发育。依据最新航磁资料，划分240余条断裂，其中一级断裂16条、二级断裂22条，实现了中国北部海岸带断裂的海陆衔接。研究区基本以NE向、NNE向断裂为主，其次为NW向断裂，还有一些规模相对较小的NS向、EW向及弧形断裂，而其中的深大断裂，如郯庐断裂带、鲁苏沿海多组深大断裂带、勿南沙深断裂和嵊泗深断裂等，对区域构造、岩浆活动等具有明显的控制作用。