鄂尔多斯西缘北段的地壳结构和块体间变形关系

本文对喜马拉雅计划二期部分台站的远震波形数据进行接收函数提取,利用接收函数共转换点叠加方法获得阿拉善地块、鄂尔多斯地块以及银川—河套盆地下方0~80 km深度的速度间断面结构.结果表明:鄂尔多斯地块成层性好,地壳厚度为38~42 km,康拉德界面为18~22 km,阿拉善地区的Moho面深度为38~45 km.河套盆地地壳厚度约52 km,银川断陷盆地和贺兰山下方的Moho面最深为~55 km.鄂尔多斯西缘构造边界下方Moho面变化明显,且黄河断裂为深大断裂直接切割莫霍界面.根据本文的间断面成像结果我们进一步确定阿拉善地块与鄂尔多斯地块分属不同的大地构造单元.与此同时,我们推测贺兰山以西70~80 km范围内和鄂尔多斯地块西缘北段存在地壳增厚变形的可能.     

利用背景噪声和接收函数研究华北克拉通地壳结构

收集华北克拉通地区188个宽频带流动台站观测资料进行处理.通过背景噪声面波数据和接收函数双重资料约束联合反演,得到了研究区沉积层厚度、地壳厚度及地壳S波速度结构.结果显示:(1)沉积盖层厚度与地质构造相对应,盆地区与隆起区分界明显.(2)研究区地壳厚度变化范围约29~46 km,自西向东逐渐变薄.(3)中、上地壳华北盆地S波速度偏高,可能与新生代以来多次沉降所造成的相对高的岩石强度有关;(4)下地壳S波速度显示研究区主要存在三个低速区,分别是唐山—天津周边、张北及太行山造山带地区;华北盆地存在显著高速异常,推测可能是由于华北盆地经历下地壳拆沉后,大规模的伸展作用相伴随的幔源基性铁镁质岩浆底侵至下地壳结晶所造成的.(5)多个发生过强震的区域表现出沉积层下方存在较大范围的(约10 km)高速体,并且高速体又被其下低S波速度包裹,壳内岩石强度的差异为应力积累及地震发生提供条件.     

利用接收函数研究河南及邻区的地壳深部构造特征

本文利用接收函数反演了河南及邻区26个宽频带地震台站下方的地壳厚度和波速比。研究结表明:河南省地壳厚度及泊松比分布与地质构造密切相关。主要表现为:(1)太行山断块,地壳厚度由东向西逐渐递增,地壳深度范围为31.8~40.2km,区域东北部永年台及附近台站泊松比为0.23~0.25,与较大范围的花岗岩分布有关,主要是石英、长石含量高,焦作台、涉县台、浚县台泊松比为0.26~0.27,表明铁镁质和长英质成分含量相当。(2)东部黄淮海平原块地,地壳厚度为28~34km,其中驻马店台、尖山台和浚县台,地壳厚度分别为30.5km、34.9km和31.8km,该地区泊松比变化范围比较稳定,数值在0.24~0.25之间。(3)在秦岭地块断裂活动强烈,卢氏台下方的地壳厚度为38.4km、泊松比为0.23,反映出燕山运动使该地区地壳盖层产生了褶皱台隆和地幔酸性岩浆的侵入活动。南阳盆地北部地壳厚度反演结果为28.8km,泊松比为0.29,泊松比升高,表明以中性、基性岩石为主,地壳岩石中铁镁质成分明显增加,是由于地幔物质深度侵入改变了部分地区的岩石性质。(4)大别山地块位于苏鲁-大别超高压变质带,由大别山北部的商城台向南至大别山地块内的金寨台存在地壳厚度梯度带,地壳厚度从31.8km增加至35.8km,而泊松比由0.27下降到0.24,反映出陆相褶皱带内的逆冲推覆构造的显著特征。     

若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构—深地震测深结果

松潘-甘孜地块位于青藏高原东北部、由近东西向构造向近南北向构造转折的部位,若尔盖盆地位于该地块核心。利用近期在该区域完成的深地震测深结果,建立了若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构模型,对若尔盖盆地基底结构、性质,若尔盖高原盆地与周缘褶皱造山带构造关系,青藏高原东北缘地壳形变增厚、壳内解耦松弛进行了研究。结果表明：若尔盖盆地近地表三叠纪岩层为高致密（2.65-2.75g·cm^-3）和高速度（约5.6km·s^-1）介质岩性,形成了特殊的“中生代基底”构造;松潘。甘孜地块在青藏高原隆升、物质东流以及周缘稳定地块的阻挡过程中被改造为相对稳定的若尔盖高原盆地和盆地周缘更为活动的褶皱造山两类不同地壳结构性质的构造单元;青藏高原东北部的地壳增厚、壳内解耦主要发生中下地壳,这种壳内以低速为主、多反射界面结构特征在若尔盖盆地周缘褶皱带造山带更为明显,突出了褶皱造山构造区域中下地壳内部经历了更为强烈的构造形变;若尔盖盆地及南北两侧褶皱造山带地壳厚度约50km,未发现“山根”构造,推测在褶皱造山后期,青藏高原地壳东流物质在周边刚性地块阻挡下围绕东构造结、沿着相对松弛的南侧方向顺时针转向流出,其结果使若尔盖盆地周缘褶皱造山带经历了强烈的伸展构造作用。     

体波波形反演对青藏高原上地幔速度结构的研究

采用波形反演方法对青藏高原地区震中距8°-38°范围内的宽频带炸波波形进行拟合,研究该地区上地幔平均速度结构以及上地幔纵、横波速度的横向不均匀性结果表明青藏高原地区的平均地壳厚度约为68km,上地幔盖层平均厚度约为30－40km,速度约为8.10km／s雅鲁藏布江附近地壳厚度最大,约80km,相应的上地幔Pn速度为8．15km／s左右,青藏高原中部地区的地壳平均厚度约68-70km．位于拉萨地块北部的羌塘地块S波速度相对较低,其地壳和上地慢的平均S波速度分别比拉萨地块低1％和2％以上34°N以北,90°E附近的区域存在明显的上地幔P波低速异常区,P波的平均速度小于7．8km／s据此结果及前人工作,推断印度板块的俯冲可能以雅鲁藏布江缝合带附近为界,青藏高原巨大的地壳厚度是由于欧亚板块碰撞造成地壳缩短与增厚引起.     

延怀盆地及其邻区地壳上地幔速度结构的宽频带地震台阵研究

在沙城以东的延庆盆地及其邻近区域内布设了由GDS－1000宽频带数字地震仪组成的流动地震台阵，利用台阵记录的宽频带远震P波波形数据和非线性接收函数反演方法获得了延怀盆地内0-80km深度范围的地壳、上地幔S波速度结构．利用计算机三维彩色剖分显示技术研究了台阵下地壳、上地幔速度结构的横向非均匀变化。结果表明，研究区域内的地壳厚度为40km左右，壳幔界面有4km左右的上下起伏．地表沉积盖层在延庆盆地中心附近厚度约1km，而在向盆地外围延伸的方向上相对变薄．研究区域内上地壳S波速度结构较复杂，而下地壳与上地幔则相对比较均匀．其上地壳最突出的特点是在10km深度附近有明显的S波低速层．在延庆盆地下方，它延伸到6-20km的深度范围．在延庆盆地南侧，该低速层有从西往东逐渐减弱的趋势．研究区域内的地震基本上都发生在延庆盆地下方上地壳低速体外围．据此推断，延庆盆地及其临近区域内的地震活动与该区域地壳内的热状态有密切关系．     

华北克拉通东部地壳与地幔盖层结构——长观测距深地震测深剖面结果

利用文登—阿拉善左旗长观测距地震宽角反射/折射剖面东段资料,辩识出4组地壳震相和3组地幔盖层震相.采用二维射线追踪走时反演和正演拟合交替计算方法,得到了包括鲁东隆起和华北裂陷盆地在内的地壳和地幔盖层二维速度结构.研究结果表明:华北裂陷盆地基底深达6km以上,研究区壳内界面C1埋深约15km,C2界面深约25km,Moho面平均埋深约35km.上地壳速度6.0~6.1km·s-1,且横向变化较大;中地壳速度相对均匀约为6.2~6.4km·s-1;下地壳速度为6.5~7.0km·s-1,速度梯度较大.地壳平均速度与隆起和坳陷构造相关.研究区岩石圈底界面一般为75~80km,西端接近太行隆起构造时深至90km左右,向西呈明显加深趋势,地壳厚度呈现相同的增厚特征.地幔盖层上部速度8.0~8.2km·s-1,具明显正梯度特征.岩石圈平均速度在郯庐断裂带附近显著偏低.PmP和PLP震相存在不同程度的复杂性,意味着在本地区Moho界面和岩石圈界面有较为复杂的结构,可能具有一定厚度或过渡带性质.结合其他研究结果认为,地幔盖层和下地壳速度梯度、界面性质差异与华北克拉通破坏相关,意味着破坏是一个渐变、缓慢和不均匀的过程.郯庐断裂带附近的低速应是其为软弱带的证据.     

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.     

青藏高原及邻近区域的S波三维速度结构

本文收集了WWSSN台网和我国台网中13个地震台站的长周期地震记录,用140条10-90s瑞利波频散曲线和作者提出的Tarantola-Backus面波频散层析成象方法,作了青藏高原及邻区的速度反演,得出该地区岩石层速度结构的三维图象.结果表明,1.在10-110km深度范围内,速度结构出现与大地构造特征相关的分区性,显示出四个构造单元:青藏块体、柴达木-巴颜喀拉-三江块体、塔里木块体和印度块体.2.高原内部,深度为10-70km内速度较低,莫霍界面呈不对称盆形分布,藏北那曲附近地壳厚度超过70km,高原边缘壳厚为45-50km,90-110km为高速异常,表明高原内部存在上地幔盖层.3.高原北部的班公湖断裂和东部的三江断裂系是该区重要的分界线,是岩石层结构存在明显差异的重要接触部位,可能是冈瓦纳古陆与欧亚古陆的缝合带.4.柴达木-巴颜喀拉-三江块体内部速度分布不均匀,地壳厚度由北向南从45km加深到60km;在深度90-110km存在一低速层.5.塔里木地块内速度随深度均匀增加,从地壳到上地幔110km内没有发现低速层.地壳厚度约50km.     

东秦岭岩石层的地电模型

根据大地电磁测深结果,东秦岭河南叶县-湖北南漳地区的岩石层由4个电性单元组成,其中华北地块南缘为相对高温的低阻区;秦岭北部为低温的高阻异常区;南秦岭为高温的低阻区,岩石层平均厚度仅80km,南秦岭的南部推覆到扬子地块之上达40-50km;扬子地块为相对低温的中等电阻率区,岩石层厚度150-200km．利用秦岭地区地壳上地幔岩石样品高温高压条件下电阻率的测定结果推断了各单元岩石层内电性层可能的岩石组成类型,并建立了剖面通过地区岩石层的地电模型．     

天山造山带岩石圈密度与磁性结构研究及其动力学分析

库尔勒—吉木萨尔剖面横跨塔里木盆地北缘、天山造山带和准噶尔盆地南缘.沿剖面完成了重磁联合反演,获得了岩石圈二维密度结构与二维磁性结构.结果发现,塔里木盆地与准噶尔盆地向天山造山带对冲.在地壳范围内,塔里木盆地北缘与准噶尔盆地南缘的平均密度较高,天山造山带的地壳平均密度较低.天山造山带具有较高的磁化强度,尤其表现在准噶尔盆地南缘至天山造山带中部的整个地壳范围内,预示着天山南北可能具有不同的构造演化历史、构造运动方式以及构造运动强度.在塔里木盆地与天山造山带以及准噶尔盆地与天山造山带的接触部位的上地幔顶部分别发现了低密度体,推测在塔里木盆地由南而北向天山造山带“层间插入与俯冲消减”,以及准噶尔盆地由北而南向天山造山带俯冲的过程中塔里木盆地北缘和准噶尔盆地南缘下地壳物质被带进天山造山带上地幔顶部.库尔勒—吉木萨尔剖面岩石圈二维密度结构与磁性结构为天山造山带的构造分段提供了岩石圈尺度的依据.     

准噶尔盆地构造分区和变形样式

准噶尔盆地经历了晚海西、印支、燕山和喜马拉雅期多次构造运动的影响,多期构造变形叠加复合使盆地内构造变形复杂多样。由于各期构造运动影响的范围、应力作用方式不尽相同,因而盆地不同地区的构造变形样式、圈闭类型和分布特征各不相同。西北部构造区( 带) 发育“鱼鳞”状冲断推覆构造;东北部构造区( 带) 以雁列状展布的冲断构造为主;东、西部构造区( 带) 发育近直线状冲断构造;南部构造区(带) 发育“瓦垅”状推覆构造;中央构造区变形较弱,以隆坳变形为主,发育少量正断层和逆断层。各构造区(带) 发育了特征不同的油气圈闭     

松辽盆地几次中强震的构造条件探讨

第四纪以来,松辽盆地的西部坳陷向东部和南部扩展,形成一系列北东向的次级坳陷,一些中强震便发生在其中一些坳陷的边缘或内部。这些发生中强震的场所在中晚更新世有明显的差异活动,并发育了切割北东向构造的北西向断裂,北东和北西向断裂的交汇区是中强震的发生部位。此外,野外调查结果表明,1119年前郭63/4级地震最有可能发生在卡拉木附近     

Oil source analysis of Upper Tertiary Shawan Formation in Chepaizi area,in the northwest margin of Junggar basin

Well che89, located in the Chepaizi area in the northwest margin of Junggar basin, acquires high production industrial oil flow, which is an important breakthrough in the exploration of the south foreland slope area of Junggar basin. The Chepaizi area is near two hydrocarbon generation depressions of Sikeshu and Shawan, which have sets of hydrocarbon source rock of Carboniferous to Jurassic as well as Upper Tertiary. Geological and geochemical parameters are proper for the accumulation of mixed source crude oil. Carbon isotope, group composition and biomarkers of crude oil in Upper Tertiary of well Che89 show that the features of crude oil in Upper Tertiary Shawan Formation are between that of Permian and Jurassic, some of them are similar to these two, and some are of difference, they should be the mixed source of Permian and Jurassic. Geochemical analysis and geological study show that sand extract of Lower Tertiary Wulunguhe Formation has the same source as the crude oil and sand extract of Upper Tertiary Shawan Formation, but they are not charged in the same period. Oil/gas of Wulunguhe Formation is charged before Upper Tertiary sedimentation, and suffered serious biodegradation and oxidation and rinsing, which provide a proof in another aspect that the crude oil of Upper Tertiary Shawan Formation of well Che89 is not from hydrocarbon source rock of Lower Tertiary.     

Oil source analysis of Upper Tertiary Shawan Formation in Chepaizi area,in the northwest margin of Junggar basin

Well che89, located in the Chepaizi area in the northwest margin of Junggar basin, acquires high production industrial oil flow, which is an important breakthrough in the exploration of the south foreland slope area of Junggar basin. The Chepaizi area is near two hydrocarbon generation depressions of Sikeshu and Shawan, which have sets of hydrocarbon source rock of Carboniferous to Jurassic as well as Upper Tertiary. Geological and geochemical parameters are proper for the accumulation of mixed source crude oil. Carbon isotope, group composition and biomarkers of crude oil in Upper Tertiary of well Che89 show that the features of crude oil in Upper Tertiary Shawan Formation are between that of Permian and Jurassic, some of them are similar to these two, and some are of difference, they should be the mixed source of Permian and Jurassic. Geochemical analysis and geological study show that sand extract of Lower Tertiary Wulunguhe Formation has the same source as the crude oil and sand extract of Upper Tertiary Shawan Formation, but they are not charged in the same period. Oil/gas of Wulunguhe Formation is charged before Upper Tertiary sedimentation, and suffered serious biodegradation and oxidation and rinsing, which provide a proof in another aspect that the crude oil of Upper Tertiary Shawan Formation of well Che89 is not from hydrocarbon source rock of Lower Tertiary.

     

岩性油气藏关键技术攻关与应用研究——以准噶尔盆地准东阜11井区为例

随着准噶尔盆地腹部及准东地区勘探程度不断提高,勘探对象也变得复杂,已往古凸起上的断块和低幅度背斜为主的勘探目标变得越来越少,勘探目标转向斜坡区和深凹陷的岩性油气藏成为必然趋势,此类油气藏的主要特点是:圈闭幅度较低,砂层厚度较小,横向变化快,地震识别、落实评价困难.本文针对地质难点,以准噶尔盆地准东阜11井区岩性油气藏为研究对象,逐步形成准噶尔盆地岩性油气藏勘探方法、应用效果体系;在具体工作中利用地质、地震、测井相结合的综合研究方法,分析了准东阜11井区岩性油气藏特征,建立了岩性油气藏勘探理论和方法,开发和自研出了一套适合准噶尔盆地碎屑岩岩性圈闭识别与评价的技术系列,主要包括精细的井震标定技术、精细的全三维自动追踪技术、断裂识别技术、动态构造演化分析技术、沉积微相分析技术、储层预测技术、流体预测技术及有利目标区块选择评价技术;利用此技术系列对准东地区阜11井区侏罗系三工河组(J1s)发育的岩性圈闭进行了综合预测,识别了三个可供钻探的断层-岩性圈闭,其沉积微相为扇三角洲前缘的席状砂,圈闭面积在1.75 km2～6.1 km2之间,砂岩厚度在10 m～25 m之间,油气检测处于有利位置,累计圈闭面积达12.39km2,从而扩大了该区岩性圈闭识别的数量和精度,为岩性油气藏的勘探、开发提供了有力的技术支撑.     

华北盆地地震构造与重力变化

华北盆地自晚第三纪末期或第四纪以来,地壳拉张速率逐渐减弱,相继转为北东东向水平挤压和上下运动。夏垫、唐山-宁河断裂为深切地壳的断裂。唐山震区震前重力变化约为正200微伽(76年3月—76年7月)。依据北京—乐亭重力变化曲线,推断引起唐山重力变化的密度界面深度约为36公里,上隆约1米,而夏垫相应下降。同时根据密度界面公式来估算震源附近密度变化量,唐山为2.17×10-4克/厘米3,夏垫为-1.46×10-4克/厘米3     

准噶尔盆地热流及地温场特征

利用准噶尔盆地 1 96口井的温度资料及 90块岩石样品热导率的测定 ,计算了 35个大地热流数据 ,编制了盆地不同深度现今地温等值线图 .研究结果表明 ,准噶尔盆地现今为低地温、低大地热流的冷盆 ,盆地的现今地温梯度平均为 2 1 2℃ /km ,大地热流密度平均为42 3mW/m2 .热流的分布表现为隆起高、坳陷低的特征 .影响地温场的主要因素包括盆地的深部结构、盆地演化、盆地基底构造形态、地下水活动和沉积层的放射性生热等 .     

A finite difference study on the basement structure beneath the Tianshan Orogen

We use the Pg seismic phase along the Korla-Jimsar profile across the Tianshan orogen and the 3D finite difference method to inverse the velocity structure of the upper crust beneath the basement of this mountain. Based on the velocity structure, the Korla-Jimsar profile can be divided into three parts, i.e. the north edge of the Tarim basin, the Tianshan orogen, and the south margin of the Junggar basin. Within the Tianshan there is a pattern of four convexities and three concavities, which correspond to the southern Tianshan, the Yanqi basin, the middle Tianshan, the Turpan basin, and the Bogda Mountains. In the north edge of the Tarim basin, the basement is about 10km deep with small lateral variations of velocity. In the Tianshan the velocity varies greatly laterally. The basement depth of the Yanqi basin is 6 km, which becomes shallow rapidly northward, and almost to the surface at the middle Tianshan. South to Kumux there is a small intermountain basin, where the maximum basement depth is 3 km, and also turns very shallow near Kumux. The Luntai fault, which bounds the Tarim basin and Tianshan, has vertical dislocation of about 5 km. The Turpan basin is covered with so thick a sediment that its basement is 7 km deep. The boundary fault between the Tianshan and Turpan is the Bolohoro fault which is characterized by quick deepening basement and 7 km vertical dislocation. In the Junggar basin the basement is 8 km deep. On the Korla-Jimsar profile, the velocity distribution of the upper crust and the structure are featured by NS symmetry on both sides of the axis of the Middle Tianshan, consistent with the deep structure revealed by this profile. It means that the Tarim basin and the Junggar basin underthrust toward the Tianshan from south and north, respectively. Such a structural style is different from that of another profile, i.e. the Xayar-Burjing profile, suggesting that there may be an important tectonic boundary between these two profiles.     

南黄海地质及地震

南黄海属于华北地台及扬子准地台的一部分,是一个由隆起、拗陷组成的中、新生代大型复式盆地。海域内新构造运动以断裂、岩浆及差异性升、降活动为主,并且由现代活动断裂控制的地震频繁而活跃。南黄海的地震活动主要集中分布于南部拗陷与勿南沙隆起一带以及与江苏海岸相平行的浜岸断裂带上。今后较长时间内,南黄海的地震活动仍将沿着上述地带往复迁移