苏鲁超高压变质带北部地球物理调查（Ⅱ）—非地震方法

在北苏鲁超高压变质带（ＵＨＰＭ）上开展了深反射地震的同时,进行了大地电磁、地磁、放射性测量和重磁编图。本文介绍用这些方法取得的结果。两条区域性的地球物理剖面总长１２６ｋｍ,经过二维反演取得了电阻率和磁性体剖面。结果表明：（１）大地电磁等综合地球物理资料与深反射地震剖面的推断结果基本一致,同样反映了ＵＨＰＭ岩块的俯冲折返与后期的隆升。（２）非地震地球物理资料不仅为地震解释提供约束,还可以提供地热流上     

闽西南大排多金属矿区地球物理响应特征与找矿启示

大排多金属矿区位于闽西南坳陷大田—龙岩次级坳陷带南部,政和—大埔深大断裂西侧,是福建省较大的多金属矿产地之一.随着找矿勘查的不断深入,对在该矿区外围和深部寻找隐伏矿床提出了迫切需求,但研究区地表地形崎岖、植被茂密,以往很少进行高精度大比例尺的综合地球物理调查,因此对隐伏的控矿构造、赋矿层位和火成岩体分布的认识远不能满足深部找矿的需求.本文实施了反射地震、可控源音频大地电磁剖面测量和大比例尺航磁面积性测量,在成矿理论和找矿模型的指导下采用反射地震真地表偏移成像技术、可控源音频大地电磁二维带地形反演技术和航磁数据精细处理与三维反演技术,提取识别了剖面浅层逆冲推覆控矿构造和赋矿层位的反射地震特征,与成矿关系密切的燕山期火成岩体的地震、电磁特征,以及控矿构造和隐伏岩体平面分布的航磁异常特征.在地表地质和已知钻孔岩心及物性的约束下,构建了剖面的综合地球物理的地质解释模型,包括浅层推覆构造和控矿地层分布,推断解释大断裂6条,次级断裂16条和3处较大的隐伏岩体分布,为深入认识研究区的矿床成因和分布规律,指导在外围和深部找矿提供了地球物理有效响应特征.     

地面高精度磁测和电磁测深在矿产调查中的应用

武定地区的各地层与矿体具有明显的磁性和电性差异,为了查明矿区内的控矿构造及外围矿致异常,开展了11万高精度磁法测量和大地电磁测量工作.对获取ΔT磁测数据进行化极和延拓等处理;对化极成果和不同延拓高度的成果综合对比分析,圈定了5个磁异常体和3条断裂,确定3号磁异常为有利矿致异常.在3号磁异常处开展大地电磁测深工作,查明断裂构造的产状、延伸,并对地层进行详细的分层.结合地质资料、电磁测深的成果资料,建立地质一地球物理模型,用RGIS2010软件对磁测剖面数据进行2.5D的人机联合反演,拟合出矿体的形态特征,得出异常体的相对深度、宽度和厚度,为地质找矿提供了有利的地球物理依据.     

广东深圳—增城地壳及上地幔电性结构探测

作者应用西德METRONIX公司MMS-02型电磁测深仪在深圳—增城剖面四个测点进行了观测记录.通过对资料的计算及处理取得了该剖面地下电性结构各参数。文中初步认为其地下约10公里深处,存在厚度7至24公里,电阻率约为10欧姆米的低电阻层.并推算认为其上地幔高导层埋深平均为110公里,其埋深由西北向东南有变浅的趋势。作者通过阿达姆(Adam)公式估算本区大地热流值为1.26HFU。推算认为:其地下深处电性结构主轴为北西向,与航磁延拓资料认为北北西向的大亚湾断裂基本吻合。     

多条人工地震测深剖面资料联合反演首都圈三维地壳结构

为了对多条二维剖面资料进行统一分析和解释,本文考虑了各剖面交点处的约束条件,通过建立统一的偏导矩阵,将各剖面资料联立求解.利用该方法对中国地震局地球物理勘探中心在首都圈内6条人工地震宽角反射/折射剖面资料进行了重新处理和解释,得到该地区的地壳三维速度结构和构造特征.在此基础上,结合其他地球物理研究成果,确定了壳内存在的4处低速层（体）的空间范围及断裂的走向.     

呼和浩特—包头盆地岩石圈细结构的深地震反射探测

跨呼和浩特-包头盆地(以下简称"呼包盆地")完成的91.8km长的深地震反射剖面,揭示了呼包盆地的岩石圈精细结构和断裂的深、浅构造特征.结果表明,本区地壳和岩石圈具有清晰的层状反射结构特征,其中,地壳厚度约45~48km,岩石圈厚度约82~87km.莫霍面在大青山之下出现约3.5km的抬升,暗示大青山的隆升不是因为地壳物质增厚所致,即大青山可能不存在"山根".呼包盆地为南浅、北深的"箕状"断陷盆地,盆地沉积层最厚处位于大青山山前,其厚度约为7~8km.鄂尔多斯北缘断裂和大青山山前断裂作为呼包盆地的南、北边界断裂,在剖面上均表现为由3~4条断裂组成的"Y"字形断裂构造,它们对呼包盆地的形成、地层沉积、基底变形和地震活动都有重要的控制作用.剖面揭示的岩石圈深断裂位于大青山山前断裂的下方,该断裂向上进入上地壳,向下切割中-下地壳、莫霍面,进入上地幔.深断裂的存在为深部热物质的上涌与能量强烈交换提供了通道,而上涌的软流层物质与岩石圈地幔发生交代和侵蚀作用导致岩石圈减薄.     

关于黄海深部构造的地球物理认识

利用黄海海区重磁观测数据,以最新的地震层析成像和浅层反射地震探测结果作为约束,并利用小波分解、纹理特征图像处理等手段,对研究区进行了地球物理场特征分析、岩石物性总结、断裂信息提取和磁性基底埋深反演计算,同时对南黄海海域三条剖面进行了广义逆重磁数据拟合反演和地震P波速度成像.根据地球物理数据的各种处理结果,提出在南黄海西部存在一条串珠状地球物理线性构造带,并将这条NNW向断续延伸的构造带称之为南黄海西缘断裂带.该断裂带延伸长,断裂两侧前新生代地层差异较大,有可能是造成陆区和南黄海南部盆地区前新生代油气远景差异的原因之一.文中得到南黄海磁性基底埋藏分布具有“中间浅四周深”的分布特征,与地震层析成像结果相吻合.磁性基底的局部起伏和局部构造的边界断层共同控制了前新生代残留盆地的格架和残余厚度分布,反映出“区域控制局部,深层约束浅层”的规律.     

西藏错勤—申扎剖面大地电磁测深研究

通过对西藏冈底斯地区错勤—申扎大地电磁测深剖面的研究,揭示了该地区壳幔结构特征.上地壳底界面深度大约20 km,在扎日南木错以西和当惹雍错以东地区分别发育壳幔高导层(体).高导层(体)的中心——电阻率低值区出现在20~40 km深度,其根部可追踪到上地幔.从高导层(体)的发育特征推断:错勤—申扎剖面壳幔高导层(体)是在印度板块与欧亚板块主、晚碰撞阶段地幔热流物质上涌和后碰撞阶段地壳东西向拉张作用下,导致中、下地壳岩石相继发生两期部分熔融的结果.而当惹雍错可能是一条深度可能达到上地幔的深、大断裂.     

锡霍特-阿林—日本海—本州岛—太平洋地学断面

在苏日合作期间,进行了太平洋到亚洲大陆的过渡区内地壳与上地幔结构和动力学的地质-地球物理研究,本文是这一研究的结果。经过地震、地质、岩相学、重力测量、磁测、大地电磁法和热流测量资料的综合解释,编绘了深达300km的构造圈地质-地球物理剖面(地学断面)。并计算了沿地学断面的深部温度场以及部分熔融面的深度,后者可被视为软流圈的上界。     

怀—涿地区深部孕震环境研究与涿鹿地震发震机制的讨论

怀—涿地区是我国首都圈重要地震活动区之一,为探析北京地区深部孕震环境及发震机制,布设并完成了NWW向横跨怀—涿盆地的大地电磁测深数据采集、处理与反演工作,并对已有的区域重磁数据进行了三维聚焦反演.基于以上二维电性结构剖面和重磁三维结构,结合区域地质、地震探测和水化学资料,取得以下认识:(1)怀—涿盆地中下地壳存在低密度、低磁性和高导性的同源物质异常体,该异常平面上呈NEE向椭圆形分布,在温泉屯一带埋藏最浅,约12 km.而盆地边缘岩体地球物理特征表现为高密度、中高磁性和高电阻率.震中多发生在盆岭交汇处,而震源位置则处在物性结构梯度带上,表明中下地壳不同物质的电性、密度、磁性及温度的差异是怀一涿地区深部重要的孕震环境.(2)怀—涿地区中下地壳高导异常体可能为上涌的地幔物质与沿断裂带进入地壳内部的地表水共同的反映.(3)在怀—涿盆地西北缘和东南缘形成的两大震区与盆地内部高温流体的运移有着密切关系,即两大震区为同一高温流体在中下地壳与围岩相互作用的结果.(4)本次涿鹿地震发生可能的机制为:在NEE向构造应力作用下,地下高温流体向NNW方向缓慢迁移,当遇到大海陀岩体阻挡后,转而从岩石结构稳定性较差的老君山亚口向东部延—矾盆地迁移,在高温流体迁移的过程中促使杏园村—万窑村一带的老君山体发生高倾角右旋走滑型断裂.     

S变换谱分解技术在深反射地震弱信号提取中的应用

在深反射地震资料处理中,当来自深部的有效弱信号和噪声干扰频带差异较小且难以区分时,传统滤波方法的应用会受到限制.谱分解方法是一种使用离散傅里叶变换,基于信号的频率-振幅谱等信息生成高分辨率地震图像的方法,通常用来识别介质物性横向分布特征,处理复杂介质内频谱变化和局部相位的不稳定性等问题,包括定位复杂断层和小尺度断裂等.S变换作为一种新的时频分析方法,具有自动调节分辨率的能力,近些年来被广泛应用到勘探地震、大地电磁等数据处理中,逐渐成为地球物理方法中噪声压制的有效方法之一.与常规石油反射地震资料相比,深反射主动源地震为了探测深部结构信息,常采用大药量激发方式、长排列观测系统等,导致深部有效信号基本湮灭在噪声干扰之中.针对深反射数据特点,本文结合谱分解和S变换技术,首先设计了简单的脉冲函数实验数据,证实S变换方法的有效性,同时说明谱分解方法的效果受所用时频分析方法影响较大,而其中决定分辨能力的变换窗函数的选取尤为重要.在此基础上,分别应用到深反射地震资料的单道和叠加剖面实际数据上,对比分析了传统变换谱分解和S变换谱分解的应用效果,单道资料对比结果表明:相比传统谱分解,S变换谱分解方法具有自动调节分辨率的能力,能够精确的标定深反射地震资料中弱信号不同时刻的频率分量;叠加剖面资料应用结果表明:由S变换谱分解得到的剖面结果与其他谱分解方法结果整体上具有较高的一致性,同时清晰地刻画出原叠加剖面上被噪声湮灭的低频细节特征,提高了剖面的分辨率及同相轴连续性;对比结果明显看出,Gabor变换谱分解方法得到的结果同相轴较为破碎,分析原因认为这是由Gabor变换的时频分解方法的定长窗函数所致,窗口大小不会随着信号频率的变化来调节长度,只能在处理的过程中根据一定的记录长度范围选取窗函数参数,而S变换谱分解方法在窗函数的选取时,通过时变信号的局部频率特征自动调节窗口长度,能够更好的刻画各个频段的细节特征,在深反射剖面成像应用中效果尤为明显.本文结果表明S变换谱分解技术在深地震叠加剖面上的应用有效地提高了来自深部弱反射信号的信噪比和分辨率,并刻画出了叠加剖面上所不具有的低频细节特征,在实际深反射地震资料处理中能有效保护低频弱信号获得更好的成像效果.本文为深地震反射资料中弱信号的保护处理找到一种有效的方法.     

太行山东缘石家庄南部地壳结构及断裂活动性探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的方法,对太行山东缘石家庄南部的地壳结构和隐伏断裂的活动性进行了研究.深地震反射探测结果表明,该区地壳厚度33~38km,莫霍面从华北平原向太行山下倾伏.石家庄—晋县凹陷是受拆离断层控制的盆岭构造,太行山山前断裂为凹陷的西边界断裂,表现为上陡下缓的铲形断裂.石家庄—晋县凹陷中还发育北席断裂和栾城断裂,它们与太行山山前断裂一样受拆离断层的控制,未错断早更新世晚期以来沉积的地层不属于活动断裂.深地震反射剖面的中部还揭示了一个近垂直的穹窿状反射异常体,它可能起源于莫霍面,向上,穿过上、下地壳分界面,并延伸至上地壳.穹窿状反射异常体内部反射波视频率随深度增加而降低,在莫霍面附近的壳幔过渡带也出现明显的频率降低、界面扭曲和变形现象,推断它可能是上地幔岩浆上涌到地壳内部的侵入体.结合电磁测深结果可以发现,上地幔热物质的上涌和东、西向拉张可能是形成石家庄—晋县凹陷的动力学机制.探测结果为深入理解石家庄地区的深部地球动力学过程、华北克拉通破坏机制、深浅构造关系和地震构造提供了依据.     

三峡重庆库区深部二维构造剖面的建立和分析

从综合地球物理角度出发，结合本区重力和航磁资料再处理成果，依据射线追踪反演建立了三峡重庆库区的深部二维构造剖面，较好地反映了各层速度的横向变化。对剖面所揭示的基底构造特征、地壳结构特征、主要断裂构造特征以及莫霍面的起伏特征进行了分析和研究，获得了对库区主剖面揭示的断裂构造新的认识，为深入研究本区岩石圈动力学特征及其对断裂构造活动的控制和影响提供了基础资料，为三峡重庆库区地震、地质灾害的监测与防治提供了依据。     

基于随机介质模型的统计分析在深反射地震中的应用

深反射地震勘探是揭示地球深部构造的一种地球物理探测方法.由于不同于沉积地层的反射特征,深反射地震资料的解释需要不同于浅层水平层状介质的解释方法.基于随机介质模型的统计分析为深反射地震解释提供了新的途径.本文首先介绍了地球深部结构中非均质性的统计特性研究成果,阐述了随机介质模型的基本概念及二维随机介质的建立方法,讨论了随机介质模型参数的含义.通过正演模拟的方法分析了随机介质的地震响应特点,对比实际深反射地震资料可对地壳中反射透明区、上下地壳界面、莫霍面反射以及非均质入侵体的地震响应提出合理解释.然后总结了从反射地震数据估算随机介质参数的方法及存在的问题,结合实例论述了随机介质参数分析在深反射地震解释中的作用.最后探讨了该方法的优缺点及应用前景.     

深地震反射剖面揭示的天津地区张渤带地壳精细结构

穿过天津地区张渤带的长86 km、NE向深地震反射剖面揭示了该区清晰的地壳精细结构图像和断裂的深浅构造特征,为研究张渤地震构造带的深部孕震环境和构造模式提供了地震学证据,对探讨晚中生代以来华北裂陷盆地的深部动力学过程及演化具有重要意义.结果表明,天津地区张渤带地壳以结晶基底反射T_G为界,分为上下两部分;上地壳反射波组丰富,分层特征明显,界面起伏形态清楚,清晰地刻画出冀中坳陷新生代沉积分层、箕状沉积凹陷的底界、潮白河断裂、蓟运河断裂及丰台—野鸡坨断裂的几何结构;地壳内部结晶基底（T_G）至Moho之间,显示出近于"反射透明"的地震波场特征,无明显震相,这与华北其他地区的深地震反射剖面结果明显不同;地壳厚度为30.0~34.5 km,总体变化趋势为中段地壳厚而南北端相对较薄,Moho在横向上显示出明显的不均匀和横向间断特征,在Moho被错断处存在两个明显的反射事件R_A和R_C,R_A可能是软流圈热物质上涌的侧向残留物,叠层状反射震相R_C则表现出壳幔过渡带特征;剖面揭示了2条错断Moho的超壳深大断裂（F_D1和F_D2）和9条上地壳断裂,深大断裂应是软流圈热物质上涌,造成上地幔隆起而形成的,上地壳断裂与地壳垂直运动及侧向引张力有关;超壳深断裂（F_D1和F_D2）为本区深部热物质的上涌与能量交换提供了通道,而与之对应的地壳浅部断裂（F₃和F₉）,则为能量调整提供了可能的条件,断裂邻近区域可能是未来发生强震的地区,值得注意.     

闽西南多金属成矿带地质地球物理特征综合研究——以永定大排多金属矿区为例

闽西南地区位于福建武夷山成矿带西南部,自远古宙以来经历了多期次的构造演化.该区地处东南沿海构造-岩浆-成矿带上,为环太平洋大陆边缘多金属成矿带与南岭多金属成矿带复合部位,是我国重要的多金属矿产地.永定大排多金属矿区作为近年来武夷山成矿带新发现的大型多金属矿,区内叠加作用和控矿作用相对复杂,现有的地质地球物理工作程度不足以满足对该区域成矿规律的深入认识,一些基础地质问题亟待解决.因此,本文在深入收集永定大排矿区地质地球物理资料基础上,综合分析区域成矿背景与成矿构造,在重点区域布设综合地球物理勘探工作,包括1：1万高精度磁测、可控源音频大地电磁剖面及反射地震剖面.基于上述工作：1）开展了研究区航磁数据三维磁化率反演与分布特征分析与大地电磁二维电阻率反演与分布特征分析,开展了地震资料真地表深度偏移成像,获得了更加准确的地震剖面成像结果.2）结合推覆体控矿特征,地震剖面和电阻率剖面、航磁反演结果相互验证和约束,勾画了地下构造形态.地表地质剖面延伸和标定了构造形态的地质内涵,获得了从地表到3000 m深度的构造解释结果.解释结果清晰地显示了与推覆相关的构造、控矿层位以及岩体信息,为三位一体的找矿思路提供了地球物理依据.     

新疆乌什地震带断裂研究的综合地球物理方法

本文介绍了重力、磁力、大地电磁测深、地震等地球物理资料与地震相关的活动断裂的识别标志,并以新疆乌什地震带为例分析了综合各种物探资料研究活动断裂的方法。结果显示根据不同的研究目的选择合适的针对性方法可以较好的获得断裂的展布、深部或者活动性等特征。     

束鹿断陷盆地及其邻近的地壳结构特征

在邢台地震区内进行的深地震反射剖面探测, 获得了对束鹿断陷盆地及其邻近地壳结构的新认识。在NWW向的宁晋-新河和临城-巨鹿深地震反射剖面上, CDP叠加结果在双程走时4.0s以上部分显示出形态基本相同的单边断陷盆地, 即束鹿断陷盆地。盆地宽达15km(下第三系边界), 新河断裂作为其主边界断裂以铲形方式延伸到双程走时4.0s(即8km深度)以下。这些剖面上还清晰地显示了中地壳内的滑脱构造。新河断裂向下延伸归并于这一滑脱构造。深地震测深和大地电磁测深的结果表明, 滑脱构造下方为低速高导层, 有利于上、下盘构造的滑脱。NNE向的任县-宁晋深反射剖面位于断陷盆地内部, 它显示出盆地内部的复杂结构。该剖面的浅部被三个横向凸起分割成三个次一级的盆地。同时, 耿庄桥至小河庄之间的中下地壳内, 众多的强反射事件具有叠层状特征, 并经受强烈的变形。在NWW向的两条剖面上也具有类似的反射特征, 这表示在束鹿盆地内部可能存在较大范围的岩浆上涌侵入至中下地壳内。下地壳内呈现异常的低速带, 表明当前的岩浆活动仍较强烈。笔者认为, 岩浆作用是这一地区构造活动的重要因素。      

江苏句容-常州地区综合地球物理研究

以重磁细测资料为主,综合地震、电测深及大地电磁测深资料等地球物理方法,在江苏句容-常州地区,研究局部圈闭、确定上古生界构造,取得了较好的效果.     

太行山东缘汤阴地堑地壳结构和活动断裂探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的探测方法,对太行山东缘汤阴地堑的地壳结构和隐伏活动断裂进行了研究.结果表明,该区地壳厚度约36~42 km,莫霍面从华北平原区向太行山下倾伏.汤阴地堑是一个受汤东断裂控制的半地堑构造,其基底面形态与莫霍面展布呈"镜像"关系.汤东断裂是1条继承性的隐伏活动断裂,该断裂向上错断了埋深约20 m的中更新世晚期地层,向下延伸至上地壳底部.综合分析深地震反射和已有深地震宽角反射/折射剖面结果,发现深地震反射剖面上的中-下地壳强反射层和壳幔过渡带反射,与深地震宽角反射/折射剖面上出现的中-下地壳正负速度梯度变化层有着较好的对应关系,这表明本区中-下地壳和壳幔过渡带可能为一系列速度递变层或高低速物质的互变层,埋深约15~16 km的强反射带为上地壳与中-下地壳的转换带,壳幔过渡带的底界为地壳与地幔的分界.研究结果为深入理解该区的深部动力学过程、分析研究深浅构造关系、评价断裂的活动性提供了依据.