沉积盆地中地震波速度与地层年龄有关吗？

通过分析沉积盆地中地震波速度与地层年龄的关系,指出地震波速度与地层年龄没有内在的、成因上的联系. 由于沉降速度的大小、沉积成岩后期热液活动、沉积间断所造成的不整合面、盆地地质构造复杂等因素,使这种关系通常有不确定性.文献\[1\]给出的地震波速度与地层年龄的关系式所计算的地层年龄、盆地基底年龄与实测年龄之间有很大的误差,这种计算方法缺乏科学性,没有任何地质意义.     

根据地层、基底深度和热流资料估算日本海的年代

日本海中的日本海盆与大和(Yamato)海盆的年代测定依据三种独立的方法:盆地沉积物的地层研究;年代一深度时比;年代一热流值对比.经过沉积载荷校正的日本海盆及大和海盆的基底深度,与年代受到较好约束的、西太平洋其它边缘海的基底深度进行了比较.在日本海盆,由年代一深度对比和由年代一热流位衬比所得出的年代估算位非常接近.但是,估算大和盆地的年代时,这三种方法之间出现了差异.基底深度法得出的年代范围是6一。Ma;沉积地层法得出的大约是10Ma:而热流资料显示的则为30Ma到刚刚超过10Ma,这一差异可被解释为厚的晚第三纪火山碎屑堆积的影响,在一些地震反射记录上,这些火山碎清岩相当于具有3.skm/s的折射速度的声波基底.日本海盆和大和海盆年代的最后估算值相同,其范围是30Ma或稍老一点、到15Ma或稍微年轻一点.     

中国陆域磁性基底深度及其特征

前寒武纪变质基底的起伏变化特征和沉积盖层的厚度变化对研究地质构造、能源和资源勘探具有重要意义.而前寒武纪变质基底与沉积盖层之间通常存在一定的磁性差异,这就为利用航磁资料研究磁性基底深度提供了地球物理条件.本文集合了中国国土资源航空物探遥感中心30多年来编制的中国陆域30多个盆地和地区的磁性基底深度图以及补算的部分地区磁性基底深度,经过统一坐标系、统一比例尺之后编制了1/100万比例尺的中国陆域磁性基底深度图(成图比例尺为1/250万).研究结果表明,以E105°线为界,我国西部地区沉积坳陷区盖层厚度大,集中分布在塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和西藏地区;东部地区沉积坳陷区盖层厚度整体上相对较薄,主要分布在松辽盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地、华北南部盆地、四川盆地、南黄海—苏北盆地等,但最厚处在四川盆地的西南部和鄂尔多斯盆地西缘.这些研究成果展现了我国前寒武纪变质基底和具有一定规模的岩浆岩侵入岩体的深度变化特征,同时反映了沉积盖层的厚度和赋存现状,可直观了解各种类型的沉积盆地和沉积坳陷区的深度和范围,为寻找基底之上油气藏提供了直接依据.     

冀北张家口地区同构造沉积过程及其与褶皱-逆冲作用耦合

"燕山运动"年代和燕山构造带侏罗纪的构造性质仍存在着争论.燕山山间盆地沉积地层记录了燕山运动的活动历史及盆地构造性质,开展盆-山系统同构造沉积及其构造控制关系研究,准确确定地层年代,重新建立年代地层格架是进一步揭示燕山侏罗纪至早白垩世构造变形机制、变形年代的有效途径.本文通过对燕山西段与太行山北段交接部位的冀北张家口地区褶皱-逆冲带与山间沉积盆地的构造和沉积结合研究表明,研究区沉积盆地中发育的所谓"侏罗纪地层"可能为晚三叠世-早侏罗世、中侏罗世和晚侏罗世-早白垩世早期地层;受生长褶皱-逆冲构造控制,在褶皱-逆冲带边缘形成褶皱前渊型、逆冲前渊型、断展褶皱型、断弯褶皱型及断弯褶皱与断展褶皱复合型生长地层;重建的由褶皱-逆冲带与挠曲盆地构成的晚三叠世-早侏罗世、中侏罗世、晚侏罗世和早白垩世早期的"源-汇"系统反映了燕山运动在研究区起始于中侏罗世;在晚侏罗世晚期-早白垩世早期至少发生了3次褶皱-逆冲事件,形成了基底卷入式褶皱-逆冲构造和小型山间挠曲盆地;基底卷入式褶皱-逆冲带与挠曲盆地"对"的自东向西迁移,可能受控于西太平洋"平板式"前进俯冲作用.     

基于OBS数据的南黄海沉积地层速度结构特征

南黄海盆地是在前古生代变质基底及中-古生代海相沉积基底之上发育起来的中-新生代陆相叠合盆地.本文基于南黄海深部地学探测的主动源地震数据(OBS2013测线),通过多尺度层析成像方法利用初至波走时反演得到测线下方沉积层的纵波速度结构,结合多道地震、重、磁等资料,综合分析南黄海盆地北部沉积地层的特征.结果表明,OBS2013测线下方的地层纵、横向上有多个速度分界面,纵向上以印支面为界,下部挤压与上部伸展地层速度分别呈现高、低速特征;横向上表现为众多断裂,断裂控制了盆地发育,个别断裂发生走滑.断裂将速度剖面划分为四个纵波低速区和五个高速区,6km深度以内纵波速度的低值区(<4.5km·s-1)是中-新生代沉积地层;而高值区(>5km·s-1)归属于不同的形成机制:北部高速区对应千里岩隆起区的变质岩,中部高速区是被挤压的海相沉积地层,南部高速区属于中部隆起,为埋藏较浅、但厚度较大的中、古生代海相地层,部分位置可能含有火成岩.北部坳陷的中、南部区域,在陆相中-新生代沉积盆地之下的海相地层中发育砂岩,该区域(埋深不超过6km)的砂岩沉积分布于约2km厚度的地层中.     

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.     

裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演

裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面上裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演方法.研究中假设沉积盆地的沉积层与基底的密度差随深度按双曲线规律变化.将沉积盆地的沉积层剖分成相邻的垂直柱体,其水平尺寸是已知的,顶面与沉积层上界面重合,底面深度代表基底的深度,即为要反演的参数.反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束,使得反演结果呈现非光滑形态,符合裂陷盆地基底特征.为减小反演多解性,引入已知深度点作为约束.建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数,采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化.模型试算结果表明该方法可反演裂陷盆地基底起伏,并通过调整正则化参数的值可反演坳陷盆地基底起伏.将该反演方法用于珠江口盆地惠州凹陷和运城-临汾裂陷盆地实际资料处理,其结果较好地反映了裂陷盆地基底起伏特征,为研究盆地构造、油气勘探等提供重要参考.     

基于Lp范数(0＜p＜0.5)约束的裂陷盆地基底非线性重力反演

利用重力反演沉积盆地基底起伏是油气重力勘探研究的一个重要方面.随着地质目标勘探难度逐渐增大,亟需提高重力反演盆地基底的精细程度.本文研究了基于Lp范数约束的非线性重力反演方法,反演结果能更好地符合裂陷盆地基底起伏特征.反演时假设沉积盆地基底和沉积层均为单一岩性,即沉积层与基底的密度差为常数.将基底之上的沉积层剖分为垂直并置的棱柱体,用棱柱体底面深度近似沉积盆地基底深度,其为待反演的参数.利用Ekblom范数近似Lp范数的表达式,并建立Lp范数意义下的参数向量函数,将其与重力误差函数结合得到非线性反演的目标函数.利用二维裂陷盆地模型进行试算,结果表明当p取0.2时能较准确的反演裂陷盆地基底起伏形态,其应用效果优于基于L0范数和L1范数的约束反演方法.将本文方法应用于南海珠江口盆地实际重力资料反演,将反演的基底深度与地震剖面解释结果进行对比,结果表明该反演方法具有较好的实用性.     

异常地层压力声波衰减分析及地层压力地震数据外推反演

澳大利亚西北大陆架卡拉汶盆地含有丰富的油气资源, 但其地质条件复杂, 普遍存在异常地层高压分布,特别是该区区域盖层-中深层巨厚的Muderong页岩层内存在局部异常高压带,给石油钻井带来巨大困难.本文根据卡拉汶盆地北部地区10余口井的实测地层压力资料、声波测井数据和联井地震剖面, 研究该页岩层内异常压力千赫兹尺度声波响应的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型.通过联井地震数据的井-震相关性分析进行井-震过渡,研究井旁地震数据在异常高压带的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型,从而实现井震资料联合进行地层压力地震外推反演.研究表明,Muderong页岩层地层有效压力与井中声波速度/阻抗品质因子和井旁地震阻抗品质因子具有良好的正向相关性,根据二者交汇数据拟合经验公式反算得到的各井有效压力结果基本反映出实测有效压力曲线的变化特征.卡拉汶盆地北部地区地震数据具有良好的井-震相关性,地震资料品质相对可靠,确保了声-压相关分析的井-震过渡.最后,通过地震阻抗品质因子与地层有效压力之间的关联计算模型,进行该区异常地层压力地震外推反演,预测结果与钻井证实的异常压力分布特征基本符合.本研究为卡拉汶盆地中深部区域盖层局部异常高压带的地层压力外推反演提供了一种有效途径.     

中国大陆东南缘主要构造带基底结构

利用中国大陆东南缘四条北西向人工地震测深剖面的初至Pg波走时,使用有限差分层析成像方法反演剖面基底速度结构,并通过初始模型选取、射线数分布、走时拟合等手段分析结果的可靠度.研究结果表明,剖面表层速度比华北克拉通的地表速度高,闽东火山断拗带地表速度普遍高于西侧的闽西南坳陷带.相邻构造带的分界线两侧均有明显的速度横向变化,剖面东段的闽东火山断拗带内的东南沿海一带,速度变化较大,地层的褶皱变形要强于西段.基底埋深自西向东呈逐渐变浅的趋势,剖面东段的闽东火山断拗带基底起伏剧烈,基底深度与闽西南坳陷带相比较浅,与闽西北隆起带相比较深.西段的闽西北隆起带基底变化较为平缓,基底深度相对较浅;闽西南坳陷带基底深度明显加深,在龙岩新泉盆地内最深接近4 km.基底形态的起伏变化揭示出东南缘基底是坳陷与隆起并存的构造特征,与研究区近代的地质构造特征相吻合.邵武—河源、政和—大埔和长乐—诏安断裂带都切割基底,其中,政和—大埔断裂4 km深度下方有比较明显的低速异常带,结合本文以及现有的研究结果,进一步确认政和—大埔断裂是不同断块构造单元的分界.     

表生明矾石族矿物40Ar/39Ar年代学概述

近年来,激光40Ar/39Ar法成功测定了硫化物矿床氧化带中表生明矾石族矿物(明矾石和黄钾铁矾)的年龄,表明这类矿物适用于 40Ar/39Ar法定年。激光熔样方法引入40Ar/39Ar定年,不仅减少了样品的用量,同时也降低了系统的空白本底水平; 利用阶段加热法得到的年龄谱图,不仅可以有效识别原生矿物的混染和多世代矿物的存在,还可以检测样品中的过剩、继承Ar。虽然风化矿物定年还存在一些潜在的问题,但是只要有科学的采样和合理的分析流程,并结合其他检测手段,就可以获得有意义的风化年龄。这为研究新生代以来化学风化、氧化带形成时间和古气候提供了新的方法。     

Relict back-arc basins of Eurasia and their hydrocarbon potentials

Abstract Large petroliferous basins in the continental interior are characterized by very thick sedimentary sequences. It is suggested that these are not intracratonic basins, but areas underlain by oceanic crust. These include the Western Siberian, Pre-Caspian, South Caspian, North and South Kara Basins of the Commonwealth of Independent States, and Tarim, junggar and Qaidam Basins of China. The relict ocean basins are distinguished by their basement topography, by their magnetic signatures and by their elevated Moho. Their sedimentary history is distinguished by an abrupt subsidence, followed by isostastic subsidence under sedimentary load. Two circumstances have contributed to the genesis of giant hydrocarbon deposits in these basins: (1) the geochemical environment in those basins was at one time oxygen-deficient as they evolved from the open marine, through restricted marine to become inland alluvial basins; and (2) the sedimentary in-fill provide thick reservoir beds. Oil has accumulated in older structures, folds, faults, unconformities etc. on the margin of the basins, trapping early migrated hydrocarbons.     

中国近海前新生代残留盆地初探

中国近海沉积盆地按形成时代可以划分为新生代盆地和前新生代盆地。新生代陆相碎屑岩断陷盆地有良好的油气前景,而古生代还有广泛海相碳酸盐岩分布地区,只要它们经受中生代挤压,改造后还能保留下来,就具有巨大的油气潜力。初步分析中国近海的油气勘探资料及大地构造演化史表明,陆内断坳盆地下伏以古生代碳酸盐岩为主的残留盆地。而陆缘盆地并不是寻找古生代残留盆地的场所。但在台西南盆地,珠江口盆地潮汕坳陷发育海相中生代盆     

The relationship of heat flow with age of basement rocks

The relationship of heat flow to age of the basement rocks has been studied for USA and Canada, Australia and India. In areas of sedimentary basins the ages of the cores obtained from the metamorphic or igneous basement were used for such correlation. It is found that heat flow values for all continents studied show a definite correlation with age the relatively high heat flow being associated with younger basements. Such correlation when fully established will enable us to correlate heat flow values with geology and ages of tectonic events which have occurred in the earth’s crust.     

第二深度空间(5000~10000 m)油、气形成与聚集的深层物理与动力学响应

在当今全球各国对油、气能源的需求和我国在工业化进程中油气能源十分紧缺的前提下,共享世界油、气能源的同时,必须立足于本土,迅速建立起安全、稳定,且可保证持续供给的油、气能源战略后备基地.油、气田勘探和开采中,尚存在着大于或远大于通常所规范的油、气生成稳定温度和深度限定,而向深部勘察油、气的理念又受到传统油、气成因理论的严峻挑战.为此,近些年来,通过对沉积建造、结晶基底,深部油气生成的物理（主指温度、压力）条件、物源和聚集储存空间的研究,提出：①沉积盆地中存在双相（陆相+海相）沉积建造,而基底则分为中、新生代沉积基底和古老的变质岩结晶基底,即双层基底;②地壳深部介质的物理－化学属性和变质岩及存储空间为油、气的生成和聚集提供了物质基础;③厘定了在有机成因主导下,油、气混合成因（有机+无机）的新理念;④第二深度空间（5000~10000 m）的油、气探查和开发将必是未来深部发现大型和超大型油、气田和深化研究的必然轨迹.     

Crustal parameters estimated fromP-waves of earthquakes recorded at a small array

TheP-arrival times of local and regional earthquakes that are outside of a small network of seismometers can be used to interpret crustal parameters beneath the network by employing the time-term technique. Even when the estimate of the refractor velocity is poorly determined, useful estimates of the station time-terms can be made. The method is applied to a 20 km diameter network of eight seismic stations which was operated near Castaic, California, during the winter of 1972–73. The stations were located in sedimentary basins. Beneath the network, the sedimentary rocks of the basins are known to range from 1 to more than 4 km in thickness. Relative time-terms are estimated fromP-waves assumed to be propagated by a refractor in the mid-crust, and again fromP-waves propagated by a refractor in the upper basement. For the range of velocities reported by others, the two sets of time-terms are very similar. They suggest that both refractors dip to the southwest, and the geology also indicates that the basement dips in this direction. In addition, theP-wave velocity estimated for the refractor of mid-crustal depths, roughly 6.7 km/sec, agrees with values reported by others. Thus, even in this region of complicated geologic structure, the method appears to give realistic results.     

大港探区综合地质地球物理研究

遵循沉积盆地的综合地质地球物理研究思路，运用重力、磁力、地震多种数据，通过重磁正反演和综合地质地球物理解释，提供大港探区的深部地球物理场和深部界面的信息，阐明沉积层和基底的磁性特征和密度特征，通过这些地球物理方法的相互印证、相互补充，加深对沉积盆地结构与演化的认识，从而指导油气勘探．     

A test of the isochron burial dating method on fluvial gravels within the Pulu volcanic sequence,West Kunlun Mountains,China

Isochron burial dating with cosmogenic nuclides is used in Quaternary geochronology for dating sediments in caves, terraces, basins, and other depositional environments. However, the method has seldom been rigorously tested against an independent chronology. Here, we report a direct comparison of isochron burial dating with K-Ar and ⁴⁰Ar/³⁹Ar bracketing ages on volcanic flows that sandwich a fluvial gravel layer in the Xinjiang province of northwestern China. The ages agree to within analytical uncertainty, validating the assumptions and physical constants used in the isochron burial dating method.     

Discovery of khondalite series from the western segment of Altyn Tagh and their petrological and geochronological studies

The khondalite series, which are characterized by aluminum-rich gneisses (schists) consisting of sillimanite-garnet-biotite-monzonite gneiss, garnet-biotite-monzonite gneiss, graphite-sillimanite-biotite schist, and garnet-amphibole two-pyroxene granulites occurring as lenses and layers within gneisses (schists), were discovered in Tula area of western segment of Altyn Tagh. The petrology and geochemistry indicate that the protoliths of aluminum-rich gneisses (schists) are aluminum-rich pelitic and pelitic arenaceous sedimentary rocks, the protoliths of basic granulites are continental tholeiitic basalts. Therefore, the khondalite series may be produced at continental margin. They had suffered granulitic facies metamorphism with peak temperatures of 700-850℃ and pressures of 0.8-1.2 GPa. The U-Pb and Pb-Pb isotopic dating of zircons provided the ages of 447-462 Ma representing the ages of peak granulitic metamorphism. The U-Pb dating of detrital zircons from aluminum-rich gneisses yielded older upper intercept ages which reflect the times of older materials derived from source rocks of the gneiss protoliths.