利用深地震反射剖面开展矿集区深部结构的探测:现状与实例

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技术在加拿大、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典等全球多个国家的典型矿集区的应用实例,归纳总结了地壳深部结构对矿集区控矿因素的影响,阐述了地壳、上地幔深部结构与深部成矿过程的关系.从全球实例看,深地震反射剖面探测成果为大型矿集区的形成提供了深部线索,反射透明区可能是地幔流体向上运移通道,形成矿集区的成矿物质与能量来源,表明地幔物质参与了成矿作用;具有很强反射特征的断裂系统,包括大型断层、滑脱面和剪切带,是成矿流体从下地壳向上迁移的通道;矿集区深地震反射剖面中“亮点”反射可能是火山活动的深部岩浆上涌至中地壳后而形成的残余岩浆囊的反映.揭露精细的矿集区深部结构不但对矿集区构造历史演化的重建具有重要作用,还对未来成矿潜力和前景靶区的确定具有重要指导意义.     

宁芜盆地深部地壳结构和岩浆侵入体形态特征及其对成矿的启示

在宁芜火山岩盆地部署了三条深反射地震剖面,通过精细的数据采集和处理,最终获得了高质量且可靠的深反射地震和初至波层析反演速度剖面。依据对反射结构和速度特征的分析,获得了以下认识:(1)利用层析反演速度成果刻画了岩浆侵入体在宁芜盆地深部空间的大体形态和分布范围;(2)依据深反射地震剖面反射同相轴和莫霍面结构特征,大体确定了深部岩浆侵入通道路径;(3)宁芜火山岩盆地下部地壳在6.0s上下位置发生解耦,在盆地正下方形成了地壳级别的鳄鱼嘴构造,控制着宁芜火山岩盆地深部的岩浆和构造活动;(4)阐明了宁芜火山岩盆地深部地壳结构和变形特征。这些成果的发现对探讨宁芜火山岩盆地深部成矿和动力学过程研究具有重要意义。     

深部地震反射剖面与大陆地壳的生长

深部地震反射剖面提供了以横向和垂向增生方式生长的显生宙地壳类型与大小的证据。对横穿会聚带剖面的解释,证明大陆壳受到大洋岩石圈碎片的构造板底垫托作用。横穿伸展带的剖面提供了地壳的岩浆板底垫托作用的证据。除了对活动区的研究以外,西欧、北美、澳大利亚大部分地区的深部反射剖面,显示下地壳具有强反射性,并且其地震特征不同于上地壳和上地幔。在许多地区的下部都发现层状构造,而这些地区属于不同的地壳类型,基底年龄从太古代到新生代;层状构造的年龄常常明显小于出露上地壳的构造或变质年龄。仅通过对上地壳的测量而估计出的地壳生长曲线,可能低估了显生宙地壳的增长,同样可能高估了平均地壳年龄。     

大陆下地壳研究进展评述

近十年来许多国家开展了陆壳深部(地震反射、深部钻探、高压捕虏体、下地壳剖面等方面)的研究.其成果表明,不同构造区的地震反射特征存在差异;显生宙地区普遍存在层纹状强反射性下地壳,其成因与造山带演化晚期的伸展作用有关.以上发现导致对大陆莫霍面及中地壳界面的重新评价.显生宙地区的下地壳广泛发生板底垫托作用,它们代表麻粒岩相变质事件,对于造山带向克拉通方向的转化具有重要意义.     

雄安新区地热地质模型探究：来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富，区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田，地热资源开发利用较早，但是对其深部热源机制仍未形成统一观点。为了研究雄安新区内地热田深部热源机制，在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测，对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释，探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构。下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系。电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴，且同相轴可以延续到莫霍面，电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴，尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似"空白区"。结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型，对新区内深部地热机制进行了解释。该模型为"二元"生热模型，其热源包含两个部分，深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热。放射性元素衰变生热占地表热流的接近30%，而幔源热流在地表热流中的占比可达约70%。在牛驼镇下方，莫霍面以上，由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆，幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常，该热异常具有低速高导的地球物理特征，认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源；以区域断裂为热通道，大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部，对碳酸盐岩储水层进行加热，形成地热储层；上覆新近系沉积地层是良好的热盖层。     

Shearlet域尺度角度自适应深反射地震数据随机噪声压制方法

深反射地震探测技术是研究地球深部地质结构最为有效的手段之一。受大地滤波作用的影响,地震波能量成指数衰减,造成深层有效反射能量弱,受背景噪声干扰严重,难以实现深部地质结构的准确成像。本文通过研究深反射地震数据在Shearlet域中各个尺度角度上有效信号和随机噪声的分布差异,发现在不同的尺度角度上地震信号受随机噪声的影响程度不同。进一步将深反射地震数据尺度角度域中的信噪比、Shearlet系数二范数及随机噪声残差作为阈值的估计参数,实现随尺度角度自适应的随机噪声压制方法,最大限度地去除随机噪声的影响。通过理论模型数据和实际深反射地震数据测试,验证了Shearlet域自适应阈值随机噪声压制方法可以有效地去除随机噪声干扰,提升地震剖面的整体信噪比,实现深层微弱反射信号的精准成像。     

松潘地块若尔盖盆地与西秦岭造山带岩石圈尺度的构造关系——深地震反射剖面探测成果

若尔盖盆地和西秦岭造山带作为青藏高原东北缘典型的新生代盆山构造,其接合部位的岩石圈结构及其深部构造关系为青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程等研究奠定基础。横过盆山结合部位的深地震反射剖面长约63km,记录时间30s(TWT),探测深度超过莫霍面深达岩石圈地幔。该剖面首次揭露出青藏高原东北缘的盆山结合部位地壳和上地幔盖层的结构,发现了若尔盖盆地和西秦岭造山带下地壳以北倾为主的强反射特征,这种北倾的反射特征提供了若尔盖盆地俯冲到西秦岭造山带之下,而西秦岭造山带逆冲推覆到若尔盖盆地之上的地震学证据,初步揭示出若尔盖盆地和西秦岭造山带在挤压构造体系下形成的岩石圈尺度的构造关系,近于平坦的Moho反射特征反映两者在造山后期又经历了强烈的伸展作用。     

中亚造山带东段浅表构造速度结构——深地震反射剖面初至波层析成像的揭露

为揭示中亚造山带浅表结构,对地壳演化与深部过程提供浅部精准约束,利用横过中亚造山带东段（奈曼旗—东乌珠穆沁旗）长达400 km的深地震反射剖面共2 186炮的初至波走时数据,运用初至波层析成像方法获得了自地表向下约3 km厚度的浅表速度结构精细模型。通过模型计算了沉积厚度变化与基岩起伏特征,并在贺根山和西拉木伦缝合带附近获得了呈低速特征的弧前沉积盆地规模与沉积厚度变化特征;在此基础上,综合速度模型与深地震反射剖面的强振幅反射信息,建立了符合剖面南北两侧的古亚洲洋双向俯冲并与中部的残存微陆块发生拼合的构造模型。结果表明：研究区的沉积厚度在0.3~3.0 km范围内变化,区内存在多期岩浆活动及活动构造,林西地区隐伏连续分布的高速结构多为造山花岗岩所导致;古亚洲洋消亡过程在经数亿年演变后仍能在大陆边缘的浅表构造中有迹可循。     

多金属成矿区深地震反射剖面数据处理技术实验研究——以庐枞矿集区为例

针对庐枞多金属矿集区地震资料特点及浅、深多重探测目标,对深地震反射数据进行了处理技术实验研究。在区域长剖面上,为了获得矿集区地壳与上地幔结构的精细图像,解释成矿深部过程,开展了循序渐进的常规处理技术实验和精细处理技术实验。在矿区剖面,为了获得了浅层精细结构,针对变观测系统接收等特点,进一步开展了特殊处理实验。经过区域剖面与矿区剖面的多重处理实验,集成了一套矿集区深地震反射剖面数据处理方法与处理技术流程,为我国进一步的深部探测积累了技术与经验。     

藏北羌塘盆地反射地震剖面与叠加速度研究

本文主要阐述藏北羌塘盆地龙尾错区块的二维反射地震试验的数据采集和处理的过程.分析两条剖面的反射特征,并对叠加剖面进行了初步解释:羌塘盆地中央隆起北侧存在大规模的深凹陷构造;盆地浅部不同方向的构造变形存在较大差异;出现较强的基底反射特征;中生代、古生代地层的反射特征差异较大.文中尝试对数据处理过程中的叠加速度变化进行研究,获得了与叠加剖面较一致的结果,并进一步对某探井的构造背景提出见解.     

国外深地震反射研究之现状

本文概括地总结和回顾了深地震反射研究成果,并针对存在的一系列问题进行了讨论。许多国家利用深地震反射法来研究大陆地壳和上地幔的内部结构。研究成果表明,大陆地壳和上地幔的反射特征具有显著的差异,这些差异反映了不同的构造单元和状态。     

深部地震资料的处理和解释方法

深部地震资料的处理类似于油气地震资料,但也有其自身的一些特点。在水平叠加处理前后,分别使用强有力的去噪和归位处理技术是获取高质量深部地震剖面的保证。在深地震时间剖面上,强能量条带的分布是大地构造格架的反映。综合测区重磁电等物化探资料进行解释,有利于提高解释精度和进一步探讨造山带的构造演化     

用海洋地震方法研究岩石圈结构

文中介绍了两类海洋地震方法及其所取得的成果。单船多道地震方法首先用于海洋石油勘探,后来用于研究地壳结构。但是排列短,故只能研究上地壳结构。７０年代,美国哥伦比亚大学的科学家发明了双船地震方法,扩展了排列长度,可研究地壳—上地幔的速度深度结构。但是双船地震方法在海上资料采集、室内资料处理方面比较复杂,且成本高（用两条船）。到８０年代初,英国科学家设计了一种长排列、大容积气枪震源的单船地震方法,采集了整个岩石圈的地震反射剖面,用于研究横穿大陆边缘、沉积盆地及主要构造线的岩石圈之结构,取得了令人振奋的地质成果。     

地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探技术

由于金属矿区地质构造的复杂性,地震反射方法在金属矿区的应用效果一般较差.为解决金属矿勘查中的方法技术问题,开展了地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探的方法技术研究.试验研究结果表明,地震层析成像技术不但可弥补反射地震资料在探测浅表层方面的不足,而且还可为反射地震资料的静校正和偏移处理提供有用的速度信息,从而提高反射地震资料的处理效果;该联合勘探技术可解决从地表至数千米深度范围内的地质构造问题.     

The composition and structure of the deep crust of the Capricorn Orogen

Understanding how the Australian continent came together requires an understanding of structure in all levels of the lithosphere. Deep seismic reflection profiles across several Proterozoic orogens have revealed entirely buried tectonic elements, termed seismic provinces. Although undoubtedly important, the nature of these seismic provinces is typically not well characterised. The Capricorn Orogen is one such region, where the upper crust is relatively well known from geological and geophysical studies, but much of the deep crust is buried beneath Proterozoic basins. Here we combine geophysical datasets, including active and passive source seismic data and gravity data, to image the density, seismic velocity and compositional structure of the deep crust of the Capricorn Orogen. Crustal structure interpreted from deep seismic reflection studies is re-scaled using velocity information from receiver function studies. This modified geometry is used to construct a density model that satisfies Bouguer gravity data. Finally, after correcting for temperature and pressure dependencies, the velocity and density information is used to generate a compositional model of the orogen. This model indicates a varied structure with at least four distinct blocks between the Yilgarn and Pilbara cratons, bounded by major shear zones. We suggest that this variation is linked to multiple accretion events during the amalgamation of the West Australian Craton.     

论川西南地区地震反射波特征与二叠,三叠系气藏中气水分布关系

根据川西南地区３４６５条地震测线反射波特征，结合实钻资料对该区中下三叠统侵蚀面和二叠系阳新统顶界两个碳酸盐岩反射层的气水分布进行研究后，发现地震可疑＋无反射井之和与可靠反射井相比，不仅孔缝发育率前二者之和是后者的１．３－１．６倍，而且高，中产井也较后者多，其中嘉陵江组甚至高达４．７倍。笔者认为这可能是地腹岩层孔缝发育程在地震反射记录上的反映，从而为预测三叠。三叠系碳酸盐岩储层地腹孔缝发育，拓宽勘探     

南海笔架南盆地地震反射波特征及地震层序地质时代探讨

运用地震地层学方法 ,在笔架南盆地识别出 5个特征明显的反射界面 ,划分了 3个超层序、5个地震层序 ,并探讨各地震层序的地质时代。通过地震相沉积相推测分析 ,认为地震层序E主要发育火山碎屑岩相 ;地震层序D主要发育半深海偏泥相 ;地震层序C主要发育半深海泥岩相 ;地震层序B主要发育半深海—深海泥岩相和浊积偏砂相 ;地震层序A主要发育深海泥岩相、深海三角洲泥岩相和浊积偏砂相     

地震层析地质解释原理及其在滇西深部构造研究中的应用

本文首先简要地介绍了地震层析方法的原理,着重探讨了三维速度异常地质解释的几个基本问题,包括划分构造层的物理基础、确定分辨尺度的依据以及估计地质时限依据的岩石热力学过程。然后介绍了应用地震层析及地质解释方法研究滇西造山带的地壳、下岩石圈及软流圈构造所得到的主要结果,并与人工地震测深及大地电磁测深结果进行了比较。这一工作说明地震层析可以作为岩石圈与软流圈构造研究的一种有效手段,在造山带深部构造的研究中将发挥独特的作用。     

A DEEP SEISMIC REFLECTION PROFILE ACROSS ALTUN FAULT BELT

A DEEP SEISMIC REFLECTION PROFILE ACROSS ALTUN FAULT BELTtheNationalkeyfoundationresearchanddevelopmentplanfund(G19980 40 80 0 )