西藏中,南部壳内高导体与热结构特点

以ＩＮＤＥＰＴＨ－ＭＴ发现的西藏中，南部壳内高导体分布特征为依据，结合西藏地热学研究资料进行综合分析，探讨了喜马拉雅构造带与冈底斯构造带的地壳热结构特点。认为藏南喜马拉雅地区是以横向发育的中深层区域性热变异带迭向延深的局部热异常带为其地壳热结构特点。而藏中冈底地区则以宽阔热背景叠覆较大面积熔融或局部熔融层为地壳热结构特点。就热量来源而论，喜马拉雅地区以构造生热作用为主，而冈底斯地区则来源于炽热软流     

论武都复合型斜叠弧形构造及其控矿作用

摘 要　 武都弧形构造构成西秦岭地区主要构造格局‚它是由礼县弧、武都弧、文县弧和白 马弧构成的一个复合型斜叠弧形构造系统‚其弧顶呈 NE 向斜叠‚东翼向 NE 向收敛归并‚西 翼向 NW 向散开。其主要活动时期为燕山晚期—喜马拉雅期‚是在 SN 向挤压构造应力场作 用下‚并受到东部 NE 向龙门山构造带和西部康藏地块的边界约束作用‚地壳表层发生由北 向南的不均匀推挤而形成的。它对区内金矿床具有重要的控制作用‚表现出明显的构造成矿 专属性‚且具有显著的弧顶控矿的特点。     

青藏高原地热资源与地壳热结构

青藏高原具有独特的地壳结构和高热背景。南部的喜马拉雅地块属于"热壳冷幔"型,拉萨-冈底斯地体属于"热壳热幔"型地块,该区域内中地壳范围内存在一低速高导层,可能为部分熔融岩浆囊,形成了规模宏伟的地热带。高原水热活动带主要出露在喜马拉雅-冈底斯-念青唐古拉之间,>25℃的水热区有283处,>80℃的沸、热泉有近40处。著名的羊八井高温热储地热田,已经建成装机容量达25.18 MW的地热电站,为拉萨输送了大量电力,地热资源在高原能源结构中占有重要的地位,具有巨大的开发前景和价值。      

西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧造山作用：火山岩及地球化学证据

系统研究了西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩的时空分布、岩相学、元素及Sr、Nd、Pb 同位素地球化学和构造环境、源区性质,并与喜马拉雅带二叠纪火山岩进行了对比研究。冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩近东西向集中分布在冈底斯构造带中北部地带,空间上从东至西火山活动的强度和规模渐次减小,时间上从早至晚火山活动的强度和规模总体由弱到强。冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境,从早到晚岛弧造山作用经历了初始岛弧→早期岛弧→成熟岛弧的发展演变过程,火山岩浆来源于富集型地幔部分熔融作用,原始岩浆在形成和演化的过程中有俯冲洋壳及随带的深海沉积物和再循环进人地慢的地壳物质组分的强烈混染,明显不同于受地壳物质组分强烈混染的喜马拉雅带二叠纪陆缘裂陷型火山岩。综合研究冈底斯带及其邻区近年来的最新调查与研究成果,从北向南拟建了石炭纪—二叠纪冈底斯岛弧→雅鲁藏布江弧后裂谷盆地→喜马拉雅陆缘裂陷盆地的弧盆系时空结构演化模式,探讨了冈瓦纳大陆北缘石炭纪—二叠纪活动大陆边缘的岛弧造山作用与青藏高原古特提斯演化的耦合关系及其动力学机制,讨论了冈底斯带松多乡榴辉岩的形成过程。     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。     

西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧造山作用：火山岩和地球化学证据

系统地研究了西藏冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩的时空分布,岩相学,元素及Sr、Nd、Pb同位素地球化学,以及构造环境、源区性质,并与喜马拉雅带二叠纪火山岩进行了对比研究.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩近东西向集中分布在冈底斯构造带的中北部,空间上从东至西火山活动的强度和规模渐次减小,时间上从早至晚火山活动的强度和规模总体由弱到强.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境,从早到晚岛弧造山作用经历了初始岛弧→早期岛弧→成熟岛弧的发展演变过程,火山岩浆来源于富集型地幔的部分熔融物质,原始岩浆在形成和演化的过程中有俯冲洋壳、随带的深海沉积物和再循环进入地慢的地壳物质组分的强烈混染,明显不同于受地壳物质组分强烈混染的喜马拉雅带二叠纪陆缘裂陷型火山岩.综合分析冈底斯带及其邻区近年来的最新调查与研究成果,从北向南拟建了石炭纪-二叠纪冈底斯岛弧→雅鲁藏布江弧后裂谷盆地→喜马拉雅陆缘裂陷盆地的弧盆系时空结构演化模式,探讨了冈瓦纳大陆北缘石炭纪-二叠纪活动大陆边缘的岛弧造山作用与青藏高原古特提斯演化的耦合关系及其动力学机制,讨论了冈底斯带松多乡榴辉岩的形成过程.     

试论西藏地震带及地震烈度的区域划分

西藏活动构造的活动与地震十分强烈和明显。活动构造类型主要有西藏活动构造系、喜马拉雅边界翘起带和冈底斯断块翘起带。地震活动主要受西藏活动构造带控制,其次受喜马拉雅边界翘起带和冈底斯断块翘起带所制约。目前划分的地震带有13条,基本与活动构造带中的断陷带、边界翘起带和断块翘起带的头部一致。地震烈度分布的最基本单元主要为活动构造带中的断陷带,其次是喜马拉雅边界翘起带和冈底斯断块翘起带的头部。区划的结果最高烈度为11度区,最低烈度为6度区。     

青藏高原中东部1∶100万区域重力调查及成果

经对青藏高原中东部1∶100万区域重力资料的解释,编制了一批重力基础图和解释成果图。新划出嘉黎下地壳熔融区、拉萨下地壳隆起、乌兰乌拉—杂多古生代隆起带、唐古拉燕山期岩浆弧以及南冈底斯燕山—喜马拉雅期岩浆弧等构造单元;支持将班公错—怒江结合带作为冈瓦纳北界的认识;划出断裂逾百条、中酸性岩浆岩带多处,其中唐古拉岩浆岩带对羌塘盆地油气的储藏不利;冈底斯北部—可可西里中下地壳普遍存在熔融层;高原地壳存在着与重力均衡调整力相反的强大构造应力。这些认识对进一步研究青藏高原的地质构造、寻找与岩浆岩有关的多金属矿产等提供了依据。     

冈底斯中北部晚侏罗世-早白垩世地球动力学环境：火山岩约束

利用新近完成的1：25万区域地质调查资料和笔者分析数据,初步研究了西藏冈底斯带晚侏罗世-早白垩世火山岩的分布特点及地层古生物、同位素年代学约束的火山活动时代以及冈底斯中北部火山岩的性质、构造环境、岩石成因和俯冲极性.冈底斯带晚侏罗世-早白垩世火山岩主要分布于南冈底斯、中冈底斯、北冈底斯和班公湖-怒江缝合带南缘,基本同期开始于早白垩世（大约120～130 Ma）并可能延续到晚白垩世,以冈底斯中北部地区规模最大为特征.已有数据显示中冈底斯则弄群火山岩包括部分中钾钙碱性系列的中基性岩石和占优势的高钾钙碱性系列的中酸性火山岩,不同于传统岛弧火山岩,但与中安第斯厚地壳背景下的岛弧火山岩相似,北冈底斯主要为与传统岛弧火山岩相似的中钾钙碱性系列火山岩.中冈底斯则弄群中基性火山岩很可能与来自消减沉积物和/或蚀变玄武质洋壳的含水流体引起上覆地幔楔物质的部分熔融有关,并在岩浆上升过程中经历了明显的分离结晶作用和中上部地壳物质的同化混染（即AFC过程）,长英质火山岩很可能主要与地壳重熔有关,但并不能完全排除镁铁质岩浆的分离结晶作用.目前冈底斯中北部晚侏罗世-早白垩世火山岩地球化学数据揭示的成分变化、地壳厚度、与俯冲带的距离以及冈底斯带同期火山岩的分布特点暗示冈底斯中北部火山岩很可能与班公湖-怒江特提斯洋壳向南的俯冲作用有关.     

西藏南部二叠纪和早白垩世构造岩浆作用与特提斯演化:新观点

西藏高原前新生代时期的特提斯演化和新生代时期的高原隆升历史是西藏高原基础地质研究中两个长期被关注的重要科学问题,但迄今对西藏高原自身的物质组成和前新生代演化历史的认知程度仍然较低,直接限制了对新生代时期西藏高原隆升历史的更深入研究。新的地质和地球化学资料显示早—中二叠世时俯冲背景和伸展背景共存于现今的冈底斯带和喜马拉雅带,中二叠世末期(大约263Ma)侵位的皮康过铝质S型花岗岩以及同期发生的松多榴辉岩的高压变质作用和区域性角度不整合指示现今的冈底斯弧背断隆带在那时经历了同碰撞造山事件。中生代岩浆岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分表明,冈底斯弧背断隆带和中冈底斯带存在以古元古代甚至太古宙物质为特征的古老基底物质,而北冈底斯带和南冈底斯则分别以中—新元古代新生地壳和显生宙新生地壳为特征。已有高质量年龄数据和锆石Hf同位素指示冈底斯带中北部地区在大约110Ma发生了带状岩浆大爆发并伴随着幔源物质显著增加。新的可靠的锆石U-Pb年龄指示喜马拉雅带东部措美(Comei)地区大面积出露的白垩纪火成岩侵位于132Ma左右,代表了新近在藏南和澳大利亚南西部识别出的经历了强烈变形和深位侵蚀的Comei-Bunbury大火成岩省的残余。以这些新资料为基础,讨论了西藏南部的晚古生代—中生代构造岩浆演化历史和特提斯演化过程。     

ICP－AES 法测定地质样品中微量锆、 铪的研究

摘 要　 在2％酒石酸介质中‚用阳离子交换树脂吸附干扰元素‚以 ICP-AES 法分别在 343∙823nm 和264∙141nm 直接测定地质样品中的微量锆和铪。锆的检出限为0∙5×10 －6 ‚铪 为0∙4×10 －6 。此方法简单、快速‚应用于地球化学标准样品中锆和铪的分析‚取得了满意 的结果。     

Investigating 2-D MT inversion codes using real field data

There are currently a significant number of two-dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) inversion codes available for magnetotelluric (MT) data. Through various 2-D inversion algorithms suggested so far, the classical Occam's inversion, the data space Occam's inversion, the nonlinear conjugate gradient (NLCG) method, and the Gauss–Newton (GN) method are fundamental driving methods to find optimum earth models, and OCCAM, DASOCC, NLCG, and MT2DInvMatlab are possible candidates one can find in the public domain that implement these algorithms for 2-D MT inversions, respectively. In this study, we investigate the pros and cons (strength and weakness) of these codes to help one use them efficiently in practical works and, as an introductory guide, further develop (sophisticate or extend) them, especially for the 3-D case. To achieve this goal, we applied each one of the four aforementioned codes on a profile of real MT field dataset. Then, further investigations have been done by performing several inversion tests to see how each code can find the appropriate model to reconstruct the subsurface resistivity structure. Numerical experiments show that the two parameters, regularization and target misfit, in addition to the main criteria of inversion (such as the forward and the sensitivities calculation method, and the type of inversion algorithm), are very important to produce the expected model in inversion. The regularization parameter that acts to trade off between model norm and data misfit can affect the inversion process in terms of both the computational efficiency and the accuracy of the obtained model. Also, lack of insufficient precision to choose the target misfit can lead the inversion to produce and reach an incorrect model.     

大地电磁测深相位数据的研究和应用

MT资料处理方法近年来得到了较快发展;各种二维反演、偏移成像技术也有了新的进步。在大地电磁测深资料处理中,长期以来使用视电阻率和相位作为解释参数,但是视电阻率和相位均存在一定的局限性。该文从理论上研究了相位微分的性质,通过模型说明了相位微分的算法:先将获得的相位数据求导,得到相位微分曲线,用比较法得到曲线的极值点,通过极值点对应的周期确定主要导电层的深度和电阻率。利用相位微分能在较小的周期内得到较大的勘探深度。使用该方法对一维和二维模型进行的实验是可行的,对实际资料进行的处理结果也是令人满意的, 从而说明该方法是有效的。     

在大地电磁二维Occam反演中求取拉格朗日乘子方法改进

Occam反演具有可靠性和加上各种先验信息可行性的优点,但是因为求取拉格朗日乘子需要很长时间,所以前人提出了几个直接选取方法。笔者改进了二维大地电磁测深Occam反演中求取拉格朗日乘子的方法。在搜索过程中加上观测数据拟合差与其期望值的比较。这样,在Occam反演的拟合差下降阶段的最后迭代和模型光滑阶段,能够排除多余的正演计算。这种改进对反演结果没有影响,但却使得反演速度加快并且更符合于Occam思想。根据模型实验和野外数据处理,可以减少正演次数20%~50%。     

二维最平模型的大地电磁快速反演

在已有原理的基础上，本文给出了一种新的大地电磁二维快速反演方法，该方法在合理的模型网格下，求模型的纵向和横向一阶偏导数平方最小，反演得到最平滑模型，有效地消除了二维近似反演中易出现的多构造和数据过拟合现象。同时，引入总体控制函数以及用牛顿单变量寻根法求拉格朗日因子，使反演快速、稳定地收敛。理论模型试算表明，该方法比近来发展的同类反演方法效果更好，另外，野外资料的反演也取得了比较满意的结果。     

利用一维正则化反演进行大地电磁测深数据拟二维反演解释

大地电磁测深的反演问题是不适定的,其反演结果不稳定,且具有非唯一性。通过在目标函数中采用正则化方法,可以使得不适定反演问题具有稳定的反演结果,并改善解的稳定性和非唯一性问题。为了提高野外大地电磁测深数据的处理效率和初步解释的精度,提出了大地电磁测深数据的一维正则化反演进行拟二维反演解释方法。这里所述的大地电磁测深一维反演解释,与以往的解释方法不同,其思路首先用Bostick反演的深度来控制层参数,使反演计算的模型参数仅存在电阻率;最后采用阻尼高斯-牛顿算法进行反演计算,并将Bostick反演结果作为反演计算的初始模型。通过模型试算,结果表明其处理速度快、解释直观,对野外大地电磁测深数据进行初步反演解释是可行的。     

高密度电法勘探数据三维处理技术及城市勘察中的应用

在以往的高密度数据反演解释过程中,将地质结构简化成二维,通过地电断面图、切片图进行分析.实际上,地质体具有三维地电结构,二维反演难免会受到旁侧效应的影响,二维图件也不能清晰直观地反映地质体的空间分布情况.本文以某陶瓷厂空洞探测为例,利用实测资料构建三维数据场,在反演参数优化的基础上,选择基于最小二乘法的三维反演技术对数据场进行处理,将反演结果利用三维可视化技术显示出来,对采空区位置及空间形态给出结论.研究结果显示,三维处理技术能够从空间上,多手段、多视角分析物探数据,有效地消除了旁侧效应的影响; 物探结果直观清晰地呈现出空洞的分布位置、范围以及空间特征,与钻探结果吻合较好.     

用STRATA进行地震数据的反演

STRATA为一套交互2D/3D模型和反演软件,其功能是将叠后的地震道转换成波阻抗地震道。除了地震反演外,STRATA软件还包括其它一些功能如地震处理,子波提取和井编辑等。所有任务可在多个连接窗口中完成和显示,可以建立地质模型,分析地震数据和交互研究反演结果。在软件中提供了多种反演方法如基于模型反演,稀疏脉冲反演和人工智能神经网络反演。STRATA还提供了分析分步反演结果的工具。     

大地电磁资料处理中有效视电阻率的利用

有效视电阻率与大地电磁响应阻抗张量矩阵的模相对应,是坐标旋转不变量,在一维条件时有效视电阻率等于常规视电阻率ρα,在二维条件时等于ρTE和ρTM的几何平均,具有降维特征。因静态效应不影响有效视电阻率的曲线形态,所以可用平移法进行静校正,由于与旋转轴无关,对有效视电阻率进行二维反演可避免因极化模式判别不准确而带禾的反演结果偏差。经系统的讨论,认为在大地电磁测深资料处理解释中,可充分利用有效视电阻率发挥作用。     

广义S变换时频域滤波在MT数据处理中的应用

短时傅里叶变换是建立在稳态信号基础之上,它仅能提供信号的频域信息,对信号的时间分辨能力差。这影响了它在大地电磁测深数据处理中的应用效果。S变换是一种优于短时傅立叶变换的时频分析方法,能够提供信号时-频域信息。利用S变换对大地电磁测深数据进行时频分析,有助于实现大地电磁测深数据噪声的时频-域滤波,从而提高大地电、磁分量数据的频谱分析精度。从广义S变换理论出发,分析了各类波形噪声的时-频域特征及其对大地电磁测深数据的影响。针对大地电磁测深数据处理特点,利用广义S变换得到时频谱,采用时频比值和门槛值方法,研究适合压制电磁噪声的时频滤波器和滤波方法。对实际大地电磁测深数据的处理结果表明这个方法提高了阻抗张量的估算质量,验证了该方法的有效性。