南海磁异常对比方法的改进

南海海盆区的磁异常（△T）具有明显的叠加性,并可有效地分离为浅源和深源两种异常。浅源异常的磁源体埋深稳定在5km左右,正演拟合计算表明是由层2A引起,与大洋扩张磁条带模型的可对比性更佳。受此启迪,提出应以浅源异常作为鉴别磁条带序列的依据,并开发了相应的解释方法,从而为解决南海（特别是西南次海盆）的扩张时代问题奠定了基础。     

台湾以东海区磁异常及磁条带研究

资料显示,在整个台湾以东海区内磁异常几乎全为负磁异常,磁异常分块现象明显。通过对本海区的磁力资料进行分析和研究,表明本海区的地磁异常表现为明显的条带状异常特征。由于受板块差异性运动的影响,以加瓜海脊为界,东西两侧具有不同的磁条带方向,在加瓜海脊以东,磁条带为NW-SE向(120°),而在加瓜海脊以西则为近东西向(80°)。加瓜脊以西地区的扩张时间为45～38Ma,相当于19～16号磁条带;而加瓜脊以东地区的扩张时间为40～35Ma,相当于17～13号磁条带。加瓜脊以西的磁条带相对于以东的磁条带要老,由此推断出加瓜脊以西相对于东侧发生了北向位移。     

冲绳海槽中段磁异常特征

磁异常显示在东海陆架坳陷带以降低负磁异常为主 ,而陆架边缘隆褶带异常区则以跳跃升高的正磁异常为主 ,冲绳海槽异常区表现出 2种磁异常面貌 :在西部陆坡表现为较平缓的负磁异常 ,而冲绳海槽底部则表现为高频跳跃变化升高异常。琉球岛弧异常区则表现为降低平缓负磁异常 ,只有在靠近冲绳海槽一带表现为高频升高正磁异常。磁力异常在这几个构造带显示出明显的条带状分布特征。在测区的中南部 (2 7°4 0′ N ,12 7°0 0′ E附近 ) ,磁异常呈现出明显的磁条带特征 ,与海底地形吻合很好 ,说明海槽中段已经进入了扩张阶段     

南海的形成与邻区构造关系

通过近几年对南海新资料的分析,本文试图对南海的形成及其与相邻陆块及岛派之间的关系进行探讨,提出一些新的认识.一、南海深海盆的成因为多中心微型扩张继南海北部航空磁测后,地矿部南海地质调查指挥部及中国科学院南海所等单位又相继对南海中部进行了综合性的地球物理调查.图1显示出南海中、北部海域的磁场特征,虽然它仍然是由许多正、负相间的近东西走向磁异常组成,但是磁异常的线性特征并不典型.它并不象某些大洋盆地内磁条带那样,具有一系列相互平行的正、负相间的磁条带特征.     

南海北部磁场特征及其构造意义

根据南海北部的地磁场数据及其化极异常特征,该区由北向南可分为复杂异常区、高磁异常区、陆坡磁异常平静区(磁静区)和海盆磁条带区四大构造特征区.其中,磁静区可为内磁静区1、内磁静区2和外磁静区三部分.该区磁性基底反演结果表明,外磁静区磁性基底深度为6-7km,介于内磁静区(8-10km)和海盆区(4-5km)之间,可能是前新生代残留古洋壳.外磁静区和下地壳高速层相对应,指示其可能是在裂前或裂间由底侵作用形成的.陆架坡折带附近的F2断裂是内磁静区的北侧边界,指示了南海北部陆壳向过渡壳的转变分界;位于下陆坡与海盆的交界处的F4断裂为外磁静区的南侧边界,F3断裂可能指示了洋陆分界线的位置.     

南海东北部高磁异常带成因的地球物理反演研究

南海东北部的高磁异常带是南海北部磁场最显著的特征,目前对其成因尚有不同推测.选取一条穿越该异常带的剖面,在多道地震解释及相关地质资料的约束下进行地球物理反演研究,验证其晚中生代俯冲增生带模式的可行性.结果表明,在东沙隆起带的前新生代基底中2.5-6km的深度上、宽约150km、密度2.65 g·cm-3、剩余磁化强度700×10-3A·m-1的中生代中酸性火山岩带可产生南海东北部的高磁异常带,与浙闽东部高磁异常带的成因相同,与晚中生代古太平洋向东亚陆缘的俯冲有关.     

冲绳海槽中段线性磁条带异常及其构造发育

通过对磁场分析发现,冲绳海槽中段存在线性磁异常,说明海槽轴部地壳已经发生破裂,新鲜洋壳已经生成,目前已进入扩张阶段.通过对磁条带和地震地层的研究得出如下结论:冲绳海槽的张裂具有Ⅲ幕模式,即中到晚中新世的开裂幕(Ⅰ幕)、上新世—早更新世的拉张幕(Ⅱ幕)以及近代的扩张幕(Ⅲ幕).冲绳海槽中段的地磁场特征和已发生扩张的红海中段的磁场非常相似,说明冲绳海槽可能正向着“红海阶段”过渡发展.     

南海磁异常场分区研究──应用人工神经网络方法

首次提出用人工神经网络理论处理磁测资料，进行磁异常场分区的定量计算方法。并将该方法应用于南海研究。该方法将研究区域划分为若干统计单元，确定各统计单元中的特征变量、选择标准模型，并对BP神经网络进行训练。用学习成功的网络识别、分析整个研究区的磁异常场，从而将南海的磁异常场划分为12个特征区。     

不定积分变换法对二度体磁异常的研究II--无限延深直立厚板、有限延深直立厚板

根据无限延深直立厚板和有限延深直立厚板的磁异常公式,求出磁异常的不定积分变换结果,并根据变换结果绘制磁异常变换参量图.在取不同空间几何参数条件下,讨论各变换参量图的变化规律,寻找由深度和厚度引起变换磁异常变化最显著的方向,以及与异常变换前参量图进行特性对比和效果分析.同时讨论了目标体埋深很大时有限延深直立厚板与水平圆柱体的变换参量图的相似性.该方法可简易、快速地区分异常体形状,能突出一些为常规处理所淹没的重要地质信息,有助于实际的磁异常解释.     

南海转换断层成因机制及对南海扩张的启示

转换断层是揭示边缘海盆地演化的一把钥匙,但其成因机制一直都是地质科学研究的难点和热点。基于高分辨率海底构造地貌、盆地发育几何学结构、重磁异常、磁条带分布样式、莫霍面埋深、海底热流和南海北部地震剖面等资料对比,并结合区域地质背景、板块重建、动力学来源,重新厘定了南海海盆转换断层和邻区走滑断层的分布,尤其是其走向,统一归结为NNE向。另外,从转换断层走向的角度入手,提出了边缘海盆地扩张的新模式,并修正了前人对新生代南海的板块重建方案。南海海盆真正的转换断层方向应该是NNE向,并不是传统上认为的NW向。NNE向转换断层及南海的扩张,可能为继承邻区裂解陆缘走滑断层方位的模式。NNE向转换断层实际上就是在南海陆架中广泛分布的NNE向大型右行走滑断层,也是华南地块上一系列NNE向右行走滑断裂在海上的自然延伸,进而提出南海转换断层实际上是继承了邻区陆地上大型走滑断层的走向。这种模式并不是类似于正常洋中脊那样的正向扩张,而是一种斜向扩张,转换断层不垂直于扩张中心。     

东海磁源重力异常、重力异常的对比和深部地质构造研究

本文着重探讨了东海各个不同地质构造区域的磁源重力异常与重力异常之间的对比差异,揭示了各个地质构造区域的深部地质构造特征. 浙江岸外的部分区域和杭州湾外的舟东隆起的广大区域深部基底具有老的地质构造格局,在这些区域中推测有相当厚度的前新生界存在,当为东海前新生界找油气资源的新前景区. 菲律宾海板块沿琉球海沟向西俯冲,不仅导致了冲绳海槽的居里面和上地幔抬升,而且它还向西扩展到陆架边缘的五岛列岛-钓鱼岛带的南段和陆架盆地东南部的广大区域.     

从南海与大洋磁异常的相关性探讨南海的成因

对南海与大洋盆地条带状磁异常的相关分析表明，相关系数为０．１１－０．６５９，存在弱线性关系。这从一个侧面反映出边缘海洋壳与大洋壳本质上的差异，边缘海洋壳是玄武岩浆侵入并吞蚀破碎的大陆边缘地壳后形成的不同于大洋壳的新型洋壳。南海盆地磁异常显示其宙是新老不一，厚薄不匀的新洋壳的拼合叠覆体。     

南海中南—司令断裂带的延伸特征及其与南海扩张演化的关系

为了确定中南—司令断裂带在南海海盆及其在南部陆缘的延伸位置,并探讨其与南海扩张的关系,本文利用重磁异常、地震、莫霍面深度、P波速度特征、钻井拖网资料,对中南—司令断裂带的延伸位置进行了综合地质和地球物理研究,厘定了中南—司令断裂带在东部次海盆与西南、西北次海盆之间呈NS向延伸,并南延至南海南部陆缘之上,深度上切割至莫霍面。根据南海海盆中磁异常条带走向的变化,及磁异常条带、走滑/转换断裂、扩张方向的印证关系,结合前人对古南海"剪刀状"碰撞闭合、南海扩张演化、构造应力场的研究,提出在32~25 Ma,伴随着南海东部次海盆的NNW向扩张,南海海盆及南沙地块整体发生顺时针旋转,使中南—司令断裂走向由形成初期的NNW向转变为N—S向;23.5 Ma之后,顺时针旋转停止,南海东部次海盆继续NNW向扩张,西南次海盆呈NW—SE向渐进式扩张。作为一条切穿地壳的深大断裂,中南—司令断裂与红河-越东断裂、马尼拉海沟断裂三条深大断裂一起组成区域"滑线场",制约南海海盆的扩张与南沙地块的南移。     

菲律宾海盆磁条带特征及61Ma以来的海底扩张过程重建

菲律宾海盆是西太平洋最大的边缘海盆地,作为地球上最壮观的"沟-弧-盆"体系的重要组成部分,其成因及构造演化可有效约束西太平洋洋陆过渡带的复杂动力学过程。海底磁异常条带是海底扩张的重要依据,其几何形态能够反映海底扩张的时间、方向及速率,为研究海盆的海底扩张过程提供重要信息。菲律宾海盆的次级海盆—西菲律宾海盆、四国海盆地磁异常表现为明显的条带状异常特征,帕里西维拉海盆内的磁条带特征虽不明显,但仍能看出南北向的分带现象。对海盆内的磁异常条带进行系统的分析、对比与解释,将菲律宾海盆划分为7个扩张阶段,构建了菲律宾海盆61 Ma以来的阶段性扩张模型。揭示了边缘海盆构造演化的一般规律及扩张过程为岛弧裂解、高速弧后扩张、慢速弧后扩张和扩张后作用4个阶段。     

冲绳海槽及邻区磁异常特征及其地质解释

对冲绳海槽及邻区的ΔT磁异常特征进行了定性分析和变纬度化极处理,通过对比ΔT磁异常和化极磁异常分布特征,对冲绳海槽及邻区几个构造地质学问题进行了探讨。冲绳海槽基底埋深较大,沉积中心位于海槽西部;钓鱼岛隆褶带大规模基底隆起的南端终止于渔山-久米断裂带,断裂带以南的东海陆架南部边缘覆盖了厚层沉积物;以渔山-久米断裂带、舟山-国头断裂带和吐噶喇断裂带为代表的NW-NWW向右旋平移断裂带在东海构造演化过程中自西向东逐渐前展,对构造应力场起到了重要的调节作用,是东海"南北分块"构造格局中主要的构造单元边界;中新世以来台湾碰撞造山作用引起了东海陆架南部主要构造单元的顺时针旋转;菲律宾海板块的俯冲对琉球弧前地区的磁异常分布产生了显著影响。     

从南海与大洋磁异常的相关性探讨南海的成因

对南海与大洋盆地条带状磁异常的相关分析表明，相关系数为０．１１—０．６５９，存在弱线性关系。这从一个侧面反映出边缘海洋壳与大洋壳本质上的差异。边缘海洋壳是玄武岩浆侵入并吞蚀破碎的大陆边缘地壳后形成的不同于大洋壳的新型洋壳。南海盆地磁异常显示其洋壳是新老不一、厚薄不匀的新洋壳的拼合叠覆体。     

南海北部海盆三分量磁测结果分析

1994年，中日双方合作在南海北部开展了海洋三分量磁测实验工作，采用日本东京大学地震研究所新研制的船载三分量磁力仪（Shipboard Three Component Magnetmeter，STCM）在南海北部海盆成功获得了6条共约2 500km的三分量磁测资料。本文根据前人的研究思路实现了对实测三分量磁测资料的处理分析，改进了补偿圆滑滤波算法，首次提出了比原方法更加综合直观表示测区各种磁边界状况的磁边界走向图（Magnetic boundary strike diagram， MBSD）法，并且将处理结果与南海北部海盆已识别的磁条带及其他一些典型地质现象进行了对比分析，发现本方法所揭示出的二维及三维磁边界与南海的实际地质状况有良好的吻合关系，这表明该方法可以有效处理所采集的三分量磁测资料并对研究海底磁性构造体性质有帮助。     

南海中央海盆条带磁异常特征及构造演化

根据对60000千米新资料的分析,作者提出了南海中央海盆扩张的新模式,认为南海中央海盐磁异常是一种新的边缘海条带磁异常类型;对南海海盆的构造发展史划分了三个扩张期,并指出扩张脊的南移同不对称扩张有关.     

南海北部磁静区重磁特征及成因

南海磁静区位于南海北部的洋陆结合带上,在磁异常图上位于陆架高值正磁异常带以南,海盆磁异常条带区以北。收集了南海北部的地质和地球物理相关资料,总结了南海北部磁静区的研究现状,对ΔT磁异常数据进行了低纬度化极处理,参考磁静区周围的自由空间重力异常分布,结合区域地质背景划分了南海磁静区的分布;采用小波多尺度分解方法讨论了南海北部磁静区及周围区域的重磁场特征,对主要界面的反演发现磁静区内存在磁性基底深度增加、居里等温面隆升、磁性层厚度减薄和莫霍面抬升的现象,认为南海磁静区形成的直接原因是区域内磁性层厚度的减薄,包括中生代末期地壳的拉张沉降使区域老地层断陷,磁性基底深度增加,磁异常减弱;拉张减薄促使深部地幔热物质向上运移,莫霍面抬升,磁性层发生热退磁,居里等温面抬升,磁性层厚度减薄,磁异常减弱;南海扩张期和张裂以后磁静区的热活动剧烈,深部高温物质底侵,形成高速层,进一步减弱了区域磁异常。     

基于磁异常检测的海底管道探测技术研究与应用

海底管道是海洋油气输运的重要命脉,需要定期进行检测探测以分析评估其安全稳定性。基于埋设海底管道及其磁异常特征,通过研究埋设海底管道磁异常的检测技术及其组成、应用方法,优化海底管道磁异常检测设备布设与检测测线方案,实现埋深大于5 m的深埋海底管道磁异常特征的完全检测。通过海底管道磁异常数据反演可获取实测海底管道路由相比设计竣工路由的坐标偏距、管道埋深等数据,在某区域14.5 km长的海底管道探测实际工程中应用良好,探测数据符合管道路由勘察评价标准规范,为管道埋藏状态分析提供了依据,形成了一种高效、精确的海底管道探测评价方法。