基于磁力资料的南海及邻区磁性基底和居里面深度特征研究

磁性基底和居里面是研究地壳和岩石圈的地质构造和热演化过程的两个重要磁性界面.为了研究南海及邻区磁性基底和居里面所反映的深部构造及其热活动的地质效应,本文在对磁异常进行化极处理的基础上,采用最小曲率位场分离方法,获得了磁性基底和居里面引起的化极磁异常,利用双界面模型快速反演方法,反演了南海及邻区的磁性基底和居里面深度,研究了磁性基底、居里面深度及其分布特征,讨论了磁性基底、居里面与新生界深度之间相关性特征及其地质意义.研究表明,磁性基底深度5~20 km,洋盆南北两侧磁性基底走向分别以NE、NEE向为主,中南半岛周缘磁性基底呈NW、NNW走向.居里面深度15~32 km,宏观表现为"洋壳浅、周缘深"及周缘"北浅南深"的特征,洋盆地区居里面深度呈现"西南浅、东部深",洋壳与陆壳接触带在居里面深度上表现为梯级带特征.新生界深度与磁性基底深度相关性（Correlation between the depth of magnetic basement and Cenozoic,CDMBC）多以不规则形状分布,在盆地的沉积中心呈现正相关;新生界深度与居里面深度相关性（Correlation between the depth of Curie surface and Cenozoic,CDCSC）多呈NE、NEE向带状正相关分布,走向与盆地走向一致;莺歌海盆地、琼东南盆地、万安盆地南部和曾母盆地CDMBC呈正相关、CDCSC呈负相关,莺歌海相关性特征推测为：居里面随岩石圈变形隆起而抬升,磁性基底张裂下沉,发生大规模沉降引起;琼东南盆地相关性特征推测为：居里面随岩石圈变形下坳而下降,沉积中心与磁性基底下沉方向一致;万安盆地和曾母盆地相关性特征推测为：深部流体沿南海西缘断裂直接进入地壳,引起该处居里面深度变浅.     

大庆外围盆地地球物理场与盆地基底特征

根据收集到的大庆外围盆地的布格重力异常和航磁异常数据,对外围盆地中的8个盆地进行了地球物理场特征的分析.对各盆地的重力异常进行了由下地壳与上地幔的密度差引起的重力效应的剥离,对磁力异常进行了由居里面起伏引起的磁力效应的剥离.在此基础上应用调和级数法和遗传算法分别反演计算了这8个盆地的重力基底和磁性顶界面,并分析了其基底特征. 各盆地重力基底在0.2~9.0 km之间变化,磁性顶界面在1.8~9.8 km之间变化,其特征反映了各盆地的基本现状.     

长白山天池火山区基底结构研究

利用在长白山天池火山区布设的 4条深地震测深剖面和 1个三维地震透射台阵的Pg波资料 ,用有限差分方法反演了该地区的基底速度结构。对该地区的基底速度结构特征及P波速度5 9～ 6 0km/s所对应的结晶基底的界面形态、深度等进行了讨论。反演结果表明 ,长白山天池火山区基底深度变化不大 ,一般为 2 .0～ 3.0km ,最深处位于天池火山口下和二道白河 -池西之间 ;最浅处位于松江附近 ,约为 1.5km。同时发现天池火山口下及二道白河 -池西保护站之间是两处低速区 ,结晶基底深度为 4 .0km ,其中二道白河 -池西保护站之间的低速区对应于地质构造上的地堑构造。提出基底速度横向变化剧烈和基底深度突变的特征可以作为断层存在的一种标志     

南海西沙海槽盆地重磁资料综合研究

本文综合利用广州海洋地质调查局历年来在中国南海西沙海域采集的重、磁、震资料,结合前人研究成果.采用了场源边缘识别、磁性体顶面埋深欧拉反演以及重、磁、震剖面联合反演等技术.针对西沙海槽盆地岩浆岩分布、重大断裂、深部构造等进行了综合研究.研究结果表明,盆地内岩浆岩主要形成于印支期和燕山期,大部分分布于盆地断阶带上;识剐出了NE向和EW向两组断裂.二者分别从北部和中部横贯盆地;盆地磁性基底埋深在6.0~12.6km之间。整体上呈"中部深、南北浅"的特征;西沙海槽盆地的莫霍面埋深在19~26 km之间,呈现出"南北深中部浅"的拉张裂谷特征.本文研究获取了西沙海槽盆地的基础地质构造特征.可深化盆地地质构造背景的认识,为该盆地下一步的油气工作提供基础研究资料.     

南海北部盆地基底岩性地震-重磁响应特征与识别

针对性选取东南沿海露头剖面18条,采集245件南海盆地基底可能出现的岩性样品,测定其密度和磁化率,建立各种岩性的密度-磁化率交会图版,以此约束过井地震剖面和重磁异常的地质解释,总结出南海北部盆地基底火山岩、侵入岩、变质岩和沉积岩4大类11亚类岩性的地震-重磁响应特征.应用重磁震-岩性解释模型逐一对南海盆地北部主干剖面进行地质-地球物理综合解释,从而实现了盆地基底岩性的平面填图.这种从盆缘剖面到盆地内部、从岩石物性测量到地质-地球物理综合解释的方法,在资料获取难度大、地质条件复杂的南海盆地基底地质研究中,业已证明是行之有效的,相信在其他盆地研究中也会有借鉴意义.     

准噶尔盆地北部基底结构与属性问题探讨

准噶尔盆地的基底结构与属性一直是地学界关注的焦点问题之一.横跨准噶尔盆地北部,走向近东西的克拉玛依—喀姆斯特地震剖面提供了该盆地北部详细的地壳与上地幔顶部的速度结构与构造,特别是基底顶界面的速度.沿剖面发现了数条走向近南北的“H”型超壳断裂,它们没有明显的断差,断裂处反射系数明显降低,介质的Q值减小,推测具“开裂”性质;利用盆地内1:20万重磁数据完成了重磁联合反演,获得了沿剖面的地壳与上地幔顶部的二维密度结构与二维磁性结构.根据在一定深度范围内介质的速度-密度-岩性之间的关系,确定了盆地北部基底岩性分布.结果表明,准噶尔盆地北部的基底多处为基性和超基性物质,推测为深部（上地幔）物质沿超壳断裂进入地壳内部并对地壳物质进行改造的结果.这一推断得到盆地内部高磁性、高重力异常的支持,也与盆地具有较高的地壳平均速度相一致.综合其他地球物理与地质资料综合分析,给出了综合地质解释剖面,建立了准噶尔盆地北部基底结构与属性的动力学模型.     

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.     

深度域高分辨率地震资料反演应用研究——以琼东南盆地深度域反演为例

目前时间域地震反演能将测井资料纵向高分辨率和地震资料横向波组特征两者的优势结合起来,估算出地层的岩性、物性横向变化特征,但由于时间域地震反演的局限性无法满足储层精细描述的需求.而深度域地震反演因避免测井曲线重采样问题保留更多的薄层反射信息,提供更精确的低频模型而广受重视.本文从深度域地震子波分析与井震标定的伪深度校正出发,探究深度域地震子波形态及影响地震波的主要因素,提出测井伪深度技术解决了深度域地震合成记录的匹配问题,通过对琼东南盆地深度域反演证实了该深度域反演方法的有效性,进一步明确了盆地内寻找优质储层的方向,为勘探目标的寻找与优选提供科学的理论指导.     

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.     

冲绳海槽南部基底构造特征

利用最新的重磁数据对冲绳海槽南部的基底构造进行了推断解释,研究表明,在冲绳海槽南部,莫霍面构造为一南北两端高,中间低的鞍状构造,地壳厚度在15.5~21 km之间变化.基底深度一般在4~6 km之间变化,表现为南段深度大,北段深度小,在北西向断裂系的作用下,基底局部构造大都成北西向展布,说明冲绳海槽早期的北东向带状构造受到了后期的北西向构造活动的强烈改造作用.在冲绳海槽南部发育有两条沿北北东向展布的火成岩带,一条分布在冲绳海槽扩张轴以东及琉球岛弧西侧下坡;另一条分布在冲绳海槽与琉球岛弧隆褶带的结合部位,火成岩主要是由北东向构造活动产生的,而与北西向断裂关系不密切.     

南海北部珠江口—琼东南盆地地壳速度结构与几何分层

基于南海北部大陆边缘珠江口—琼东南盆地深水区实施的14条近垂直深反射地震探测叠加速度谱,利用Dix公式将叠加速度剖面转换为地壳层速度剖面,并利用时深转换方法构建了深度域地壳层速度模型,综合各地壳速度剖面分析了南海北部大陆边缘珠江口与琼东南盆地不同深度层次的P波速度变化趋势以及地壳几何分层特征.结果表明,琼东南盆地区可分为4～8 km沉积层（V_P为1.7～4.7 km/s）、4～10 km厚的上地壳层（V_P为5.2～6.3 km/s）、5 km〗左右的下地壳层（V_P为6.4～7.0 km/s）以及2～6 km厚的高速下地壳底层（V_P＞7.0 km/s）.V_P＞7.0 km/s下地壳高速层的存在被认为是岩石圈伸展、下地壳底部底辟构造或者是残存的原始华夏下地壳基性层的地震学指示;综合研究区地球物理探测成果构建了跨越华南大陆与南海北部陆坡区剖面莫霍和岩石圈底界图像,揭示出岩石圈上地幔在华南大陆与南海北部大陆边缘的减薄特征.     

南海北部琼东南盆地地层结构与地壳伸展特征

琼东南盆地发育于前新生代基底之上,作为南海被动大陆边缘一部分,记录了南海北部裂陷盆地结构及其演化.利用最新钻井、反射地震、重力等资料,分析新生代盖层和前新生代基底地壳结构,建立盆地地层结构模型,然后计算全盆地地壳伸展变化特征.结果表明:新生代地层序列的盆地充填由西向东逐渐减薄,古近纪、新近纪以及第四纪期间(45 Ma~现今)最后沉积中心呈现逐渐向西或西南迁移趋势.下地壳局部表现为地震速度偏高(厚度2~4 km,v_P>7.0 km·s^-1,水平延伸范围约为40~70 km).重震联合模拟显示这里存在密度偏高特征,推测存在可能与张裂晚期和扩张早期岩浆物质底侵或混合到伸展程度较低的大陆地壳有关.计算获得的前新生代基底地壳厚度由在弱展区域陆架区约25 km,在减薄最大区域中央坳陷为3 km.伸展系数(β)最高值大于6.0出现在中央坳陷,低值小于2.0在坳陷南北两侧,说明地壳在盆地中央拉伸比较剧烈.     

Texture and tectonic attribute of Cenozoic basin basement in the northern South China Sea

Based on the drilling data,the geological characteristics of the coast in South China,and the interpretation of the long seismic profiles covering the Pearl River Mouth Basin and southeastern Hainan Basin,the basin basement in the northern South China Sea is divided into four structural layers,namely,Pre-Sinian crystalline basement,Sinian-lower Paleozoic,upper Paleozoic,and Mesozoic structural layers.This paper discusses the distribution range and law and reveals the tectonic attribute of each structural layer.The Pre-Sinian crystalline basement is distributed in the northern South China Sea,which is linked to the Pre-Sinian crystalline basement of the Cathaysian Block and together they constitute a larger-scale continental block—the Cathaysian-northern South China Sea continental block.The Sinian-lower Paleozoic structural layer is distributed in the northern South China Sea,which is the natural extension of the Caledonian fold belt in South China to the sea area.The sediments are derived from southern East China Sea-Taiwan,Zhongsha-Xisha islands and Yunkai ancient uplifts,and some small basement uplifts.The Caledonian fold belt in the northern South China Sea is linked with that in South China and they constitute the wider fold belt.The upper Paleozoic structural layer is unevenly distributed in the northern South China.In the basement of Beibu Gulf Basin and southwestern Taiwan Basin,the structural layer is composed of the stable epicontinental sea deposit.The distribution areas in the Pearl River Mouth Basin and the southeastern Hainan Basin belong to ancient uplifts in the late Paleozoic,lacking the upper Paleozoic structural layers.The stratigraphic distribution and sedimentary environment in Middle-Late Jurassic to Cretaceous are characteristic of differentiation in the east and the west.The marine,paralic deposit is well developed in the basin basement of southwestern Taiwan but the volcanic activity is not obvious.The marine and paralic facies deposit is distributed in the eastern Pearl River Mouth Basin basement and the volcanic activity is stronger.The continental facies volcano-sediment in the Early Cretaceous is distributed in the basement of the western Pearl River Mouth Basin and Southeastern Hainan Basin.The Upper Cretaceous red continental facies clastic rocks are distributed in the Beibu Gulf Basin and Yinggehai Basin.The NE direction granitic volcanic-intrusive complex,volcano-sedimentary basin,fold and fault in Mesozoic basement have the similar temporal and spatial distribution,geological feature,and tectonic attribute with the coastal land in South China,and they belong to the same magma-deposition-tectonic system,which demonstrates that the late Mesozoic structural layer was formed in the background of active continental margin.Based on the analysis of basement structure and the study on tectonic attribute,the paleogeographic map of the basin basement in different periods in the northern South China Sea is compiled.     

羌塘盆地中央隆起带的重磁场证据及其构造意义

对于羌塘盆地是否存在横贯东西的中央隆起带,目前学术界仍有分歧.本文提供的最新高精度航空重、磁资料证实存在呈东西向贯通羌塘盆地的中央隆起带,并对该带的构造特征进行了精细刻画.隆起带受南北两侧深大断裂控制,其空间跨度（宽度）由西向东逐渐收敛,并被一组近南北向的隐伏断裂系切割、左滑错动.重、磁场资料还显示中央隆起带在双湖东、西两侧存在明显差异：西段基底大规模隆起,基岩深度一般在3~5 km以内,明显浅于南北羌塘坳陷7~15 km的基底埋深;东段基底隆起幅度明显降低,主要表现为潜伏的低隆起,其中双湖—雅曲段基底埋深5~7 km,雅曲—岗尼段基底埋深7~9 km;即中央隆起带基底自西向东"台阶状"降低,隆起的幅度和分布范围受到近南北向断裂控制.构造分层表明,与南羌塘地块相比,北羌塘地块的基底隆起幅度小、稳定性更好.南北羌塘基底地球物理属性的显著差异说明羌塘盆地并不存在统一的前寒武系变质基底,中央隆起带的形成应该与古特提斯洋关闭时形成的混杂岩带有关.     

南海西南次海盆与南沙地块的OBS探测和地壳结构

跨越南海西南次海盆南部陆缘和南沙地块中部的OBS973-1测线是南海南部首次采集的海底地震仪(OBS)广角反射与折射深地震测线,本文通过震相分析和走时正演拟合,获得了沿测线的二维纵波速度结构模型.模拟结果显示表层沉积物速度2.5～4.5 km/s,厚度1000～3000m,局部基底面起伏较大.结晶基底的速度从顶部的4....     

南海海盆三维重力约束反演莫霍面深度及其特征

利用南海海盆及周边最新的重力,经过海底地形、沉积层的重力效应改正,并采用岩石圈减薄模型的温度场公式,校正了从张裂边缘到扩张海盆的热扰动重力效应.通过研究区的地震剖面和少量声呐数据得到的莫霍面深度点作为约束,采用基于"起伏界面初始模型"的深度修正量反演迭代公式,反演、计算了研究区的莫霍面深度及地壳厚度.结果表明,海盆区莫霍面深度在8~14 km之间,地壳厚度在3~9 km之间;东部海盆和西南海盆残留扩张中心沿NNE向展布向西南延伸至112°E,莫霍面深度超过12 km,地壳厚度在6 km以上,而西北海盆没有明显的增厚扩张中心;在西南海盆北缘的中沙地块南侧,存在一个近EW向地壳减薄带,地壳厚度在9~10 km;莫霍面深度14 km的等深线和地壳厚度9 km的等值线可指示洋陆边界位置.     

Interpretation of gravimetric and magnetic anomalies in the Cameros Basin (North Spain): combination of deep and shallow sources

Outstanding potential field anomalies (gravimetric and magnetic) in the Cameros Basin (N Spain) follow a WNW-ESE trend, parallel to the geological structures resulting from Mesozoic extension and Tertiary basin inversion. The positive Bouguer gravity anomaly (15 mGal) is interpreted as the result of a strong contrast between the density of Tertiary rocks of the foreland basin and the Paleozoic and Mesozoic rocks, combined with crustal thickening in the Iberian Chain with respect to the Ebro Basin. The dipolar magnetic anomaly, slightly shifted to the south with respect to the relative maximum of the Bouguer anomaly, can be interpreted as related to volcanic rocks within the basement, which are linked to Triassic rifting as witnessed by outcrops of basalts along the basin margins. An exhaustive analysis of rock properties (density, magnetic susceptibility and remanence) and basin geometry from other sources (seismic reflection profiles) allow to constrain variations in crustal thickness and the location of large-scale basement faults.     

南海共轭大陆边缘构造属性的综合地球物理研究

利用南海最新的重磁资料,在岩石物性分析和全海域分带变倾角化极磁异常反演磁性基底分布的基础上,选择6条典型剖面拟合反演其密度与磁性结构,在此基础上进行了深部结构的对比分析.反演中尽可能以海底地震仪探测数据(OBS)、多道地震等结果作为约束,其中FF'剖面层速度分析是利用“南海大陆边缘动力学及油气资源潜力”973项目200...     

南海北部陆架西区盆地地质、地球物理场特征及其深部结构

分析了南海北部陆架西区盆地的地质、地球物理场特征，计算了研究海域重、磁资料的1阶小波细节、4阶小波逼近变换。根据分析与计算可知，研究区的布格重力异常以北西低的负值，东南高的正值为特征。在东部及东南部异常等值线走向为北东；西部异常等值线以北西走向为特征；西北地区异常以北东东、北东走向的局部等值线圈闭为特征。磁场的展布十分复杂，按磁异常的变化程度可分为三个变化区，即磁异常平静区、剧变区及缓变区。磁异常的平静区位于研究区的西部，即莺歌海盆地所在位置，这一带磁异常等值线极为稀疏，异常值为负背景异常。剧变区位于海南岛，该地区的磁异常变化极为剧烈，异常特征以局部小圈闭为特征，等值线分布密集。磁异常的平缓区位于平静区及剧变区之外的其它地区。琼东南盆地、北部湾盆地的磁异常具有此特征。根据重、磁场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果、同时参考穿越南海地学断面的结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算，计算表明南海陆架盆地区域地壳结构较为复杂，研究区的地壳厚度在22－33km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、拉伸陆壳、过渡壳的性质，同时存在有上地幔隆起区及凹陷区。磁性底界面厚度在17－24km之间变化，其中在莺歌海盆地较深，在海南岛地区磁性界面较浅。