中国岩石圈三维结构数值模拟数据库

应总结中国岩石圈三维结构研究成果的需要，本文介绍了数值模拟数据库的建设，它系国土资源部中国岩石圈三维结构数据库下属子库之一．该数据库在Windows2000环境中开发，以Visual Basic6．0和Arc／Info的二次开发工具Mapobject作为应用系统开发平台，分别用Microsoft Access 2000和SQL Server2000作为数据库平台，并利用Arc／Info的Desktop版本建立空间数据和元数据．最终实现了一个具有从空间数据、属性数据、元数据等多角度查询功能的系统．文中详细介绍了平台选取、数据库建立、系统结构、系统功能等问题．     

远震相对走时数据快速计算方法及应用

远震层析成像技术已成为研究地球深部速度结构最为主要的方法,而其所用数据通常为初至震相的相对走时残差值.本文针对信噪比差的远震波形资料提出一种计算远震相对走时残差数据的快速方法,整个计算过程全部由计算机自动完成.该方法主要有两大特点:(1)利用互相关方法计算波形间的偏移时间时引入波形相位信息,有效压制噪声,增强有用震相的识别;(2)改进常规方法中计算相对走时残差的理论公式,避免求解超定方程组,提高计算精度.为验证新方法的可行性和实用性,以长江中下游地区远震波形资料为例,采用常规方法和新方法分别计算相对走时残差数据,对比结果显示:新方法比常规方法的工作效率和数据精度都高.     

地壳校正在长江中下游地区远震层析成像中的应用

利用布设在长江中下游地区的47个固定台站所接收到的473个远震事件,对该地区进行了地壳校正研究。结果显示：(1)内陆地区下方的地壳呈现为低速异常,而沿海地区下方的地壳却呈现为高速异常;(2)地壳校正前后的速度异常确有变化,但差别不是很大,说明长江中下游地区的地壳结构比较稳定;(3)随着深度的增加,速度异常的差别越来越小,说明地壳校正对浅部的速度结构影响较大,而对深部的影响较小。因此,在远震层析成像研究中,若缺少浅部信息,可以进行地壳校正,以消除或减少地壳结构对最终反演结果的影响,从而提高深部结果的质量。     

青藏高原冈底斯带及邻区重磁三维反演及岩浆岩特征研究

岩浆岩在青藏高原的大陆动力学研究中有着重要的作用,它既是构造演化的记录,又是重要构造-岩浆-成矿带的指示.本文主要基于冈底斯带及邻区的地面重力和航磁数据,首先进行地质-地球物理先验信息约束下的重磁2.5维交互式反演,再将2.5维反演结果作为参考模型加入到三维反演计算中,得到地下三维密度和磁化率结构.结合岩浆岩密度、磁化率统计资料和岩浆岩地球化学成果,推断研究区基性岩、I型花岗岩和S型花岗岩的三维分布图,得到如下结论:S型花岗岩主要分布在冈底斯东带和冈底斯弧背断隆带以北;北冈底斯的西部无明显的岩浆活动,而在其南侧和北侧,发现大量的隐伏基性岩和零散分布的I型花岗岩;中生代I型花岗岩在南冈底斯和冈底斯弧背断隆带广泛分布,且到新生代才出现大量的S型花岗岩.上述结果为中生代班公湖—怒江洋壳和新特提斯洋壳的双向剪刀式俯冲模式的观点提供了重要佐证,并认为班公湖—怒江洋壳在北冈底斯西部约84°E—88°E的范围内先后存在向北和向南俯冲的可能,北向羌塘地体下俯冲,南向冈底斯地体下俯冲.     

航空重力测量中的GPS后处理解算软件

在航空重力测量的后期资料处理中,GPS技术主要作用是精确确定飞机的位置、速度和加速度,以提供可靠的飞机飞行参数和必要的重力加速度改正等.笔者以航空重力领域的实际需求,开发了航空重力的GPS后处理软件-EGPS.该软件能够利用伪距差分、多普勒频移的方法解算航空重力测量的载体位置、速度和加速度等.通过处理航空重力测量中GPS资料的速度解算实例,并与国外已经先进的航空重力测量处理软件的速度解算结果对比、分析,EGPS已经基本达到了航空重力测量领域对GPS速度高精度解算的要求.     

塔里木西克尔基性麻粒岩捕虏体的发现及其地质意义

在塔里木西部新生代碧玄岩中新发现了基性麻粒岩捕虏体。其原生矿物组合为Cpx+Opx+Pl (An=30~50)+Sp+Ilm+Tim,次生矿物组合为Ol+Pl (An>50)+alkaline feldspar+glass。原生矿物组合的温度和压力分别为1005~1059℃ 和 0.6~1.1GPa; 次生矿物组合形成于近等温减压过程和固相线上熔融以及之后的近地表快速冷却。这些麻粒岩捕虏体代表了早期底侵到塔里木板块下地壳的幔源岩浆。     

新疆准噶尔北缘覆盖区深部地质结构及其地质意义——来自综合地球物理探测的证据

本文利用准噶尔北缘覆盖区的高精度地面重磁数据开展三维约束反演,揭示出准噶尔盆地北缘浅覆盖区内三维密度结构具有横向非均匀性,纵向有向深部延伸的趋势;深部广泛分布石炭纪、泥盆纪火山岩地层等高磁性体,零散分布热液蚀变导致的热退磁的火山岩;北西向分布的低密度低磁性物质,对应无磁性的断裂破碎带.结合多尺度边缘检测方法推断得到研究区隐伏断裂体系以及火山岩地层的空间展布.对贯穿研究区的综合地球物理探测剖面进行人机交互联合反演,结果显示控制扎河坝蛇绿岩带分布的南北界深大断裂在深部构成开口向下的对称扇形构造样式,说明此蛇绿岩带所代表的古洋盆具有双向俯冲的特征;结合区域地质资料,以及岩石地球化学研究成果,认为剖面穿过的3个酸性岩体均为形成于晚石炭世后造山拉张构造环境的A型花岗岩,可能是准噶尔东北缘造山作用结束的标志.最后结合大量地质、地球化学和地球物理资料,对准噶尔东北缘区域构造演化进行了讨论,认为扎河坝—阿尔曼太古洋盆于中奥陶世开始汇聚,古洋盆向南北两侧双向俯冲,在晚志留纪-早泥盆纪洋盆闭合.     

大陆造山运动：从大洋俯冲到大陆俯冲、碰撞、折返的时限——以北祁连山、柴北缘为例

北祁连山和柴北缘是典型的早古生代大陆造山带,分别发育有北祁连山大洋型俯冲缝合带和柴北缘大陆型俯冲碰撞带.作为早古生代大洋冷俯冲的典型代表,北祁连山经历了从新元古代-寒武纪大洋扩张、奥陶纪俯冲和闭合及早泥盆世隆升造山的过程.高压变质岩变质年龄为490～440Ma,证明古祁连洋经历了至少50m．y．的俯冲过程.柴北缘超高压变质带是大陆深俯冲的结果,岩石学、地球化学和同位素年代学表明,柴北缘超高压变质带中榴辉岩的原岩分别来自洋壳和陆壳两种环境.高压/超高压变质的蛇绿岩原岩的年龄为517±11Ma,与祁连山蛇绿岩年龄一致.榴辉岩早期的变质年龄为443～473Ma,与祁连山高压变质年龄一致,代表大洋地壳俯冲的时代,而柯石英片麻岩和石榴橄榄岩所限定的超高压变质时代为420～426Ma,代表大陆俯冲的年龄.从大洋俯冲结束到大陆俯冲最大深度的转换时间最少需要20m．y．.自420Ma起,俯冲的大洋岩石圈与跟随俯冲的大陆岩石圈断离,大陆地壳开始折返,发生隆升和造山.北祁连山和柴北缘两个不同类型的高压-超高压变质带反映了早古生代从大洋俯冲到大陆俯冲、隆升折返的造山过程.     

横过西昆仑和塔里木结合带的山隆盆降机制动力学模拟

最近的地震探测表明，在西昆仑和塔里木结合带有岩石圈根存在。据此，本文提出地壳均衡与岩石圈根拖曳共同作用导致“山隆盆降”的动力学机制假说。利用新近中英合作完成的有限元粘弹塑构造数据模拟技术FEVPLIB，模拟研究了青藏高原西部横过西昆仑和塔里木结合带剖面的这一动力学深化过程。这种模式既能解释高原隆升，又能解释边缘沉积盆地的成因。模拟结果表明，两个大陆碰撞到一起，当岩石圈根一旦形成以后，造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳，而印度板块向北挤压沦为次要因素。