青藏高原东构造结林芝地热田浅部典型电性结构及热储关系

约40 Ma以来,受控于印度板块的俯冲及后期演化,青藏高原喜马拉雅山系东构造结成为了板块活动最强烈的地区之一;由于深部动力学过程中的浅表响应,该地区地热资源极为丰富。笔者等通过对两条音频大地电磁(AMT)测线进行数据处理与分析,查明了测点覆盖区域范围内二维电性结构及主要存在的深大断裂。依据电性结构推测研究区地下1 km深度范围内可分为4层,浅部低阻层为松散砂泥卵石层,下伏的中阻为砾卵石层,其下的低阻为砂岩、板岩、页岩强风化层,最底部的中高阻层推测为古元古界林芝岩群真巴岩组以片岩、花岗岩为主的地层。结合以往大地电磁测深及地震研究发现的地下10～20 km存在大规模近东西向展布且向上延伸熔融流变导致的低速高导体,推测可能是该地区深部热源所在。进一步通过对深部及浅部电阻率模型的综合对比研究,基于地热地质背景、电性结构特征,探讨了该地区的深部热源及热储关系。     

内蒙古神山矿区伊力特岩体南侧深部找矿探讨

采用可控源音频大地电磁法（CSAMT）在内蒙古神山矿区伊力特岩体南侧进行深部构造探测研究,探测结果显示地下电性结构差异明显,具上部与下部的高阻层夹中间低阻层的电性层特征,并较好地分辨出该地区深部地层与伊力特岩体的接触面构造及由侵入岩体上侵所引起的侵位断裂构造等空间展布特征,并与区域构造有较好的对应关系.通过概略揭露地下岩体深部构造的形态特征,推测出侵位断裂构造与接触界面构造叠加复合部位可能为赋矿有利地段.     

云南腾冲火山构造区的电性结构特征及其地质意义

为配合科学钻探选址,在云南腾冲县城以北至固东镇之间沿东西向布设了4条可控源音频大地电磁测深剖面和2条大地电磁测深剖面,对6条剖面的电磁测深资料进行了预处理和二维反演,获得了6条剖面的电阻率模型.这些剖面具有的主要电性结构特征为:盆地地壳内存在2套低阻,其中浅部的低阻层沿南北向稳定存在,由含水(热水)的火山岩下部、花岗岩上部与花岗砂砾岩组成,构成了腾冲盆地的地热资源的热储层,其主要层位在300～1500 m范围内:深部的低阻体是作为热源的岩浆囊,位于马站一曲石乡之间的部分深12～30 km,东西宽25 km以上.以上电性特征为研究云南腾冲火山构造区岩浆和火山活动提供了地球物理依据.     

兴蒙、吉黑地区岩石圈电性结构特征

采用具有国际先进水平的二维连续自动反演技术对收集的MT资料进行了二维反演和综合解释。得到了不同地区MT剖面的二维电性结构断面。通过二维反演断面发现了松辽盆地的东西边界较陡,而南部边界较缓的电性结构;发现在火山地区12～30km深度普遍存在低阻物体,为解释火山地区深部存在岩浆囊提供了依据。另外,于桦南—饶河重新实施的MT剖面,其二维反演断面也较清楚地揭示出:剖面西段为高阻特征且具有稳定的岩石圈厚度(80～90km),该区段对应佳木斯地块;剖面中部具有明显的电性梯度带,该梯度带为确定佳木斯地块的东界位置及其深部结构形态提供了依据;剖面东段则揭示了佳木斯地块以东地区浅部为逆冲推覆体,深部为多个高阻块体与低阻条带相间的电性结构。     

大地电磁法在重庆秀山成锰槽盆深部结构调查中的应用

黔湘渝毗邻区的"大塘坡式"锰矿床,是南华裂谷盆地形成过程中的次级拉张、断陷小盆地中的沉积产物,查明成锰槽盆的深部结构与主要控盆断裂的空间形态,能够为锰矿资源的远景评价及勘探开发提供深部构造证据。以重庆秀山小茶园锰矿床毗邻区的楠木庄预测成锰槽盆为勘探对象,垂直构造走向布置完成一条宽频带大地电磁勘探剖面,结合研究区的地质构造背景开展了地质地球物理综合解释,解释结果显示:①茶园锰矿床发育于鸡公岭背斜构造,该背斜构造深部电性结构横向与纵向不均匀性特征明显,该背斜构造的边界断裂为楠木庄断裂和漆园坝断裂,断裂带表现为明显的电性梯级带;②楠木庄预测成锰槽盆位于次级獠牙盖地堑盆地中,槽盆深部总体表现为高阻-低阻-高阻的三层电性结构特征,中间低阻层最深处可达地下6 km;③综合分析楠木庄预测成锰槽盆深部电性结构与中间低阻层的埋深,认为该槽盆内发育锰矿床的前景较大,但由于埋深过大,开采价值有限。     

松潘-阿坝地区深部电性特征

针对青藏高原东部特殊的“三角形”区域——松潘-阿坝地区,通过两条测线的MT资料分析和反演,对其深部电性特征进行了揭示,发现松潘-阿坝区中深层构造较为稳定,层状特点明显,地下电性横向变化小,具有稳定地块的特点.这里存在壳内低阻层,厚度近10~20km;深部(岩石圈地幔内部)的电性结构也有两种类型:高阻异常区和具有幔内低阻层的次高阻异常区,全区岩石圈厚度在120km左右,其四周由深断裂与邻区接触.该区深部电性特征不同于龙门山隆起的电性结构,也不同于西秦岭构造带,后者具有高阻基底,岩石圈厚度或更薄或加厚.     

粤北地区乳源-潮州MT剖面深部电性结构及地学意义

为了揭示粤北地区岩石圈深部结构、深大断裂性质及花岗岩分布规律等科学问题,布设了乳源-潮州宽频带大地电磁探测剖面。由二维反演得出的电性结构,讨论了粤北地区岩石圈导电性结构特点。沿剖面存在3个花岗岩分布区,呈现不同的类型,可能代表不同的成因模式。沿剖面划分3条北东向断裂带:吉安-四会断裂、赣江断裂于韶关东形成宽度近20km的低阻区域,其间形成断陷盆地;河源-邵武断裂带,其两侧发育壳幔高导层并发育壳幔混合型花岗岩,深部电性结构复杂,可能为壳幔剧烈作用的场所;丽水-海丰断裂带,控制了燕山晚期花岗岩的分布。韶关、连平之间和龙川、丰顺之间50～150km存在2个巨大的低阻体,可能是地幔物质底侵作用的"通道";且底侵方向指向连平和龙川之间的区域,由于底侵作用力贡献,发育了一系列的壳内和上地幔高导层。粤北地区岩石圈从西向东逐渐减薄,从100余km减薄到60km,反映了太平洋板块对欧亚板块的消减作用。潮州100km深度以下的中-低阻特征,推断为太平洋板块俯冲作用留下的"洋壳"物质。     

临清坳陷西部任县凸起基底电性结构研究及 地热开发建议

河北省任县地区地热资源具有储量丰富、埋深适宜、开发潜力大等优点。本文应用大地电磁测深法(MT法)对临清坳陷西部任县凸起深部地层结构进行探测研究,共布设了5条MT剖面,获得了216个测深点。通过对大地电磁测深点的处理及反演,获得了任县周边区域4km以浅电性结构模型。阻抗张量分解结果表明任县凸起浅部一维特征明显,深部二维特征增强,主构造方向以近南北向为主。任县凸起4km以浅电性结构差异明显,从浅到深电阻率逐渐升高,具有纵向分层结构,据此将研究区地层从上到下划分为第四系、第三系、石炭系-二叠系、寒武系-奥陶系,并勾画出各层顶、底面起伏情况。结合区域地质资料,认为任县地区地热开发有利区域位于研究区南东侧,目的层位以基岩裂隙岩溶热储为佳。     

云南腾冲火山构造区马站—固东岩浆囊的地球物理模式

位于青藏高原东南边缘的云南腾冲火山构造区岩浆活动频繁强烈,火山活动规模宏大。为配合国家深部探测专项科学钻探选址,在腾冲盆地北部马站到固东、曲石乡一带进行了大地电磁测深、可控源音频大地电磁测深、反射地震和重磁测量的工作。本文依据电磁法取得的成果划分出了盆地地壳内的2个低阻低速层,其中浅部的低阻层由含水(热水)的火山岩下部、花岗岩上部与花岗砂砾岩组成,构成了腾冲盆地的地热资源的热储层,其主要层位在300到1500m范围内;深部的低阻体是作为热源的岩浆囊,位于马站—固东—曲石乡三镇的深12～30km,东西宽25km以上,向南可能与腾冲北的岩浆囊相连。小空山、大空山和黑空山火山口具有典型的火山口重磁场特征,特别是由于喷发造成物质亏损形成的重力负异常与火山地形呈清晰的镜像对应关系。     

西藏高原中南部地壳与上地幔导电性结构

根据2001年国土资源部"十五"青藏专项研究计划项目"西藏高原南部岩石圈电性结构的大地电磁研究"所完成的吉隆-措勤剖面(800线)以及2004年教育部重大项目"藏南雅鲁藏布江缝合带地区地壳三维电性结构及其构造地质学与动力学意义的研究"所完成的定日-措迈剖面(900线)超宽频带大地电磁测深数据,研究西藏高原中南部地壳及上地幔电性结构特征及雅鲁藏布江缝合带导电性结构特征:800线和900线上地壳范围内主要为高阻区,电阻率在200~3000Ω.m之间,顶面大范围出露,底面一般在15~20km深度处,整体上,高阻区底面由南向北逐渐加深,再向北又逐渐变浅,900线高阻体底界深达30km,而800线高阻体底界更深达38km;地下15~45km深度范围内存在一组电性梯度带,该电性梯度带之下存在一组硕大的高导层,其电阻率小于5Ω.m,高导层由规模不等且不连续的高导体构成.雅鲁藏布江以南的中地壳高导体,规模较小,厚度在10km左右,产状略向北倾;雅鲁藏布江以北的高导体,规模较大,厚度在30km左右,产状向北缓倾;相比之下,900线的高导体厚度较小,顶面深度较浅.通过对岩石电阻率影响因素的讨论,推测高导体的成因是部分熔融或含水流体,判断藏南巨厚的中、下地壳的物质状态是热的、软弱的、塑性的.     

西藏那曲大地电磁数据反演与电性结构分析

西藏地处青藏高原,地质构造复杂,新构造活动强烈。西藏境内蕴藏丰富的地热资源,已发现的地热资源储量居全国之首。青藏高原受南北向强烈挤压,构造活动频繁,随着地质应力的变化,产生了一系列构造带,西藏那曲观测区处于西藏北部的班公错—怒江深大断裂的次级构造带上,主要受控于一组近东西向的断裂和南北向断裂所构成的断裂带,据资料显示,观测区内新构造运动极为活跃,主要表现为深大断裂至今仍有继承性活动,为研究观测区深部电性结构,分析地热在观测区的空间分布特征及形成机理,共部署了3条大地电磁剖面。通过数据维性分析,揭示了观测区浅部主要呈现1D/2D构造,深部2D/3D构造明显,因此进行大地电磁数据2D和3D反演,同时获得观测区3km以浅2D和3D电性模型,十分必要,本文采用连续介质反演方法进行大地电磁法2D反演,采用REBOCC 3D反演代码进行3D反演,综合观测区水文地质调查结果,分析观测区2D和3D电性结构特征。研究结果表明,观测区2D地电结构横向电性梯度带为断层反映,纵向分层明显,高阻层间存在低阻层表明观测区深部地层构造复杂,观测区3D地电结构局部高阻体代表侵入岩活动范围,低阻区域反映了观测区地热的空间分布特征,观测区地热形成于次一级断裂,地热活动受断裂构造控制,由地表河流下渗形成。     

龙门山断裂带及其邻区电性结构特征

龙门山断裂带是中国大陆地壳中著名的造山带和地震带。为了研究龙门山逆冲推覆构造的深部结构及其与青藏高原物质东向逃逸之间的关系,布置了跨越西秦岭造山带、松潘—甘孜褶皱带、四川盆地的4条大地电磁测深剖面,每条剖面有宽频大地电磁测深点20个,共计80个宽频大地电磁测深数据以及16个长周期数据;进行了二维、三维反演,得到了电性模型。研究结果显示:在30 km以浅,龙门山断裂带基本上与电性梯度变化带相重合,说明龙门山断裂带是深达地壳中部的深大断裂带;松潘-—甘孜褶皱带在20 km以浅呈现以高阻为主的较为复杂的电性结构分布特征,这与其复杂的地表构造有关;在20 km以深,接近龙门山断裂带附近呈现为高阻,推测此高阻可能是对四川盆地的基底的反映,表明松潘—甘孜褶皱带以龙门山断裂为界推覆至四川盆地之上;推断青藏高原物质东向逃逸,有可能从松潘—甘孜褶皱带深部沿礼县—宕昌一带向东北方向逃逸,这一运移主要是发生在18 km以下、30 km以上的中下地壳范围内,物质逃逸的主要形式是部分熔融。     

AMT法在四川广元宝轮地区中浅部地质调查中的应用

音频大地电磁法(AMT)作为一种中浅部勘探技术,相较于传统直流电法,具有工作效率高、不受高阻层屏蔽和对低阻层分辨率较高等优点。本文基于四川广元宝轮地区深部地质调查的需求,依托研究区物性测试成果和地质构造背景,建立包含逆冲断层、飞来峰构造和岩体构造的典型地电模型,使用正演软件开展大地电磁正演模拟,分析了方法的有效性;然后在垂直构造走向的方向开展AMT勘探工作,采用NLCG反演技术获取高精度二维电性剖面,结合研究区物性测试成果和地表地质调查成果,开展地质地球物理综合解释并建立沿剖面方向的地质模型,查明了梨树坝断层的深部展布特征、飞来峰构造及主要地质体的深部边界与规模等地质问题。研究结果表明:音频大地电磁法是开展中浅部地质调查的有效手段,能较好分辨出中浅部具有电性差异的不同规模地质要素。     

青藏高原电性结构及其对岩石圈研究的意义

在西藏近南北向布设了横跨青藏高原的3条大地电磁测深剖面(亚东-雪古拉、达孜-巴木错、那曲-格尔木),采用超宽频带大地电磁测深方法进行了地壳、上地幔电性结构探测研究,发现该剖面具有的主要电性结构特征为:①那曲以南地段,电性层比较薄,低阻体多呈串珠状断续分布,产状明显北倾,倾角为20°～30°。②那曲—雁石坪地段,电性层厚度有所增加,低阻体或高阻体呈近于水平薄板状分布。③雁石坪以北地段,电性层厚度较大,低阻体呈大透镜体状较连续地向南倾,倾角40°左右。④3个地段的电性层差异明显,与构造背景和岩浆活动性关系密切。以上电性特征为研究印度板块和欧亚大陆碰撞机制提供了地球物理依据。     

“大塘坡式”锰矿床电法勘探找矿标志与应用效果分析

研究区位于贵州松桃锰矿区,该区锰矿产出于南华裂谷盆地形成过程中的次级拉张、断陷盆地。收集整理的岩石物性资料表明:研究区深部总体呈现为高阻-低阻-高阻的三层电性结构,含锰岩系位于第二电性层、第三电性层的过渡带,确定了电法勘探中的锰矿找矿标志。横跨成锰槽盆的音频大地电磁反演结果显示:成锰槽盆深部电性特征为高阻-低阻-高阻三层电性结构特征,与岩石物性分析结果一致。依据锰矿找矿标志对反演结果进行了地质解释,解释结果与钻井资料揭示的深部结构吻合,验证了反演解释的正确性。     

论羌塘地块结构的不均一性和深部信息

根据藏北羌塘地区最新地质、地球物理资料(以MT为主)综合分析，对比西部和东部综合剖面各单元结构特征，发现羌塘地块结构不均一性特征明显。西部隆起区结构独特，浅中部与深部结构有别，存在一南倾低阻异常带。西中部剖面南羌塘坳陷与西部隆起区深部结构相似，壳内低阻层呈双层。其他地段和东部剖面均呈中隆两坳格局，壳内低阻层仅一层。中部隆起带的深部总是对应一直立极低阻异常带。北羌塘坳陷低阻凹陷规模大，基底埋深大，横向分块明显，北中段热力改造较强，深部存在l～2个极低阻异常区带。总体上表现为南北分区带、东西分块段、垂向分圈层，MT显示壳内低阻层顶界面深度不一，横向变化大，低阻层呈①直切式：从深50～60km处呈柱状直接切断两侧高阻体，升达地面；②蘑菇云状：从深100km处呈宽约50km的蘑菇云状升入到地下10km；③上下叠置三明治式：以双层低阻层或多层高阻体上下叠置呈三明治式结构。南部基底电阻率显著高于北部，基底构造分三块：西南部、中东部和东部。这种结构不均一既有其深部构造作用控制，可能存在热异常柱，又有后期改造作用的叠加。     

地球物理资料揭示的嫩江—八里罕断裂中段深浅构造特征

嫩江-八里罕断裂是松辽盆地西缘的一条重要断裂,对区域中-新生代盆地的形成演化至关重要。由于该断裂中段地表覆盖厚层第四系,其深部构造特征研究程度较弱。本文通过对横跨嫩江-八里罕断裂的1条大地电磁测深测线和1条地震测线进行处理和解译,结合区域钻井结果解译了该断裂深部、浅部构造特征。结果表明,深部电性结构横向上以"八"字型低阻条带为界与地质单元具有较好的对应关系;结合已有地质认识推断东倾的L₃低阻条带是嫩江-八里罕断裂的电性响应。该断裂是1条东倾的超壳断裂,浅部产状较陡、向深部逐渐趋缓,整体上由2条东倾的反"Y"字型断裂和1条西倾的断裂组成,呈花状构造样式,指示断裂曾历经强烈的挤压应力环境。     

中亚造山带东段岩石圈电性结构特征及其构造涵义

中亚造山带东段内蒙古中部地区一直是地球内部动力学和全球变化研究的热点地区。鉴于该地区的构造在理解中亚造山带的形成过程中起着重要作用,因此对该地区构造的研究具有重要意义。本文收集了中亚造山带东段一条长364 km的大地电磁测深(MT)剖面数据,该剖面西北起于内蒙古东乌旗内的国境线附近,向东南延伸,穿过北部造山带、索伦缝合带、南部造山带,在内蒙古翁牛特旗以西约30 km附近终止。根据数据的分析结果,对该剖面进行了二维反演。结果表明,剖面区段内岩石圈电性结构沿南北方向上整体表现为横向分块的特征。其中,北部造山带整体上以低阻为主要特征;索伦缝合带是整个剖面电性特征从低阻到高阻的过渡区;南部造山带整体上以高阻为主要特征。北部造山带的低阻特征表明该区域是不稳定的,可能是由古亚洲洋闭合后残留洋壳或者软流圈上升流引起的。索伦缝合带的电性结构特征表明该区域可能在缝合之后还发生了新的构造事件。南部造山带的高阻特征表明该区域基底是稳定的、“冷”的,且流体含量很低,电性结构的几何特征反映了该区域增厚的岩石圈。剖面所经过区域的电性结构特征表明,在西伯利亚板块与华北板块碰撞缝合之后研究区内可能还发生了诸如软流圈流...     

安徽铜陵矿集区大地电磁数据三维反演及其构造格局

安徽省铜陵地区是我国著名的矿集区之一,是长江中下游成矿带的重要组成部分。为研究其深部结构,SinoProbe-03项目部署了6条大地电磁剖面。通过数据维性分析,表明该区深部2D/3D构造特征明显,进行3D反演是必要的。通过挑选适当的测点和频域数据,设计合理的参数,利用WSINV3DMT程序,进行了大地电磁3D反演研究,得到了铜陵矿集区3D电性模型;利用模型响应与实测数据的拟合对比对反演结果进行了评价,表明所选反演模型整体可被接受,但部分区域精度低。该结果的剖面切片与2D反演模型相比,整体结构一致,局部存在差异;利用不同深度、不同方向的空间切片,讨论了该3D反演模型的电性结构及其所揭示的铜陵矿集区构造格局,浅部的局部电性差异大于深部;平面的电性分布显示了一定的分区特征;垂向电性分布显示出一定的分层特征;高阻体的分布代表着侵入岩的活动范围;深部的低阻区反映了该段下地壳未受到大规模岩浆的扰动。     

广域电磁法在胶西北金矿集中区深部探测中的应用研究

胶西北矿集区内的焦家与三山岛断裂带是著名的金矿成矿带,近年深部找矿成果显著,目前钻孔已揭露至4 006 m,以往的物探方法深部探测效果不佳,亟需有效的深部探测地球物理技术。将广域电磁法应用于焦家—三山岛断裂带已知剖面,断面揭示两大断裂带形成的低阻带特征明显,真实反映了地下电性分布,视电阻率高阻、中低阻的分布反映了玲珑花岗岩体及变质岩体的展布;同时断面清晰展示了两大断裂在深度4 km附近交汇,剖面为研究焦家—三山岛断裂之间的断裂特征提供了依据。应用试验表明,广域电磁法探测深度大,抗干扰能力强,在胶西北岩浆岩分布区探测低阻断裂带具有较好的效果,是该区5 000 m深度范围内很好的非震地球物理方法。