庐枞火山岩盆地及其外围重、磁场特征

为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地的深部构造和地壳结构,2007年初在庐枞火山岩盆地进行了以深反射地震剖面探测为主的,新一轮重力、磁力和大地电磁剖面测量。作者在前人研究的基础上对庐枞火山岩盆地及其外围重、磁场特征进行了研究。作者首先分析长江中下游地区重、磁场的分布特征,然后以区域重、磁场特征为背景来认识庐枞地区重、磁场的分布特征。研究各类地质体的物性参数是开展地球物理解释的前提,文中收集并分析了前人对庐枞地区的岩石物性的较为系统研究成果。为了提取重、磁异常的特征,文中对重、磁异常进行了位场转换和图像处理。利用新的深反射地震剖面探测和大地电磁剖面研究成果,采用定性和定量解释方法对庐枞地区重、磁场的分布特征进行了研究并提出新的认识。庐枞火山岩盆地深部存在隐伏的磁性强的中碱性岩类是产生区域磁异常的主要原因。庐枞火山岩盆地下部火成岩所侵入的地层向盆地东南方向延伸,盆地的西北边界向东南方向倾斜。而在罗河断裂带以西没有火成岩存在。亦即庐枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东发育的非对称火山盆地。另外,在庐枞火山岩盆地西部边缘罗河深部存在切穿莫霍面的断裂带沿北东向延展数十千米。     

中国东南沿海岩石圈减薄的地震接收函数证据

晚中生代以来,中国东南大陆岩石圈受到大规模构造。岩浆活动的影响而被强烈改造,现今岩石圈是古老岩石圈被强烈减薄和置换后的结果,但这一由地球化学和岩石学研究提出的地球动力学模型一直缺乏可靠的地震学观测证据的支持。本文利用布设于中国东南沿海（福建）的两条宽频地震剖面的远震波形数据,提取P波接收函数（P-RF）和S波接收函数（S—RF）,从单台P-RF中识别出了在岩石圈底界LAB（Lithosphere-Asthenosphere Boundary）的转换震相Pls,分析结果得到LAB深度为60～70km,P波（Pls震相）和S波（Slp震相）接收函数的波形拟合反演和对比结果及对地壳和上地幔结构的成像进一步证明了上述结果。P波和S波接收函数偏移图像显示,LAB界面在60～70km的深度上沿北东向剖面平缓展布,在闽江河口处的上地幔顶部岩石圈结构有明显变化,P—RF的一次转换波Ps和多次波PpPs偏移图像显示了Moho界面跨过闽江断裂的突然下沉,前人的深地震测深研究亦得到相同的结果,结合闽江河口处地壳泊松比和地壳热流呈现局部异常高值等地质地球物理特征,推断闽江断裂深切壳、幔边界,并有可能影响到了更深部的岩石圈结构。     

青藏高原松潘—西秦岭—临夏盆地深地震反射剖面——采集、处理与初步解释

由于印度洋板块向亚欧板块俯冲使青藏高原不断隆起,其形成不仅导致了亚洲大陆内部强烈的晚新生代构造变形,还对其边缘地区的地貌格局产生重大影响.青藏高原东北缘是青藏高原向北东方向扩展的前缘部位,是印度与欧亚两大板块碰撞作用由近南北方向向北东、东方向转换的重要场所.本文利用2004年和2008年完成的深地震反射剖面资料,采用关键处理技术和参数开展唐克-合作剖面与合作-临夏剖面联线处理,获得总长约400 km的深地震反射剖面,完整揭示了西秦岭造山带及其两侧盆地的地壳结构和构造变形样式.结果显示西秦岭造山带下地壳向若尔盖逆冲推覆的深部构造特征;西秦岭下地壳北倾的强反射及其北侧南倾的强反射特征揭示出扬子与华北两个大陆板块在西秦岭造山带下的汇聚行为.Moho的埋深和起伏形态表明青藏高原东北缘地壳经历了高原隆升后强烈的伸展减薄作用.     

由地震探测揭示的青藏高原莫霍面深度

全球最新、规模最大的青藏高原造山带是研究陆陆汇聚、板块俯冲和高原隆升等大陆动力学问题的天然实验室。自20世纪50年代至今, 已经积累大量被动源地震观测和主动源地震探测资料用于揭示青藏高原的地壳与上地幔结构, 勾勒出青藏高原的壳幔结构的基本特征。本文在汇总前人工作基础上, 通过对深地震测深、深地震反射剖面和宽频地震观测三种地震方法资料的梳理, 探讨青藏高原的莫霍面深度及其分布特征。结果表明, 青藏高原莫霍面形态复杂, 深度变化很大, 分布总体特征呈现出中间浅, 南部较深, 北部较浅, 西部较深, 东部较浅的趋势, 最深的和最浅的莫霍面可以相差40 km。这种变化趋势记录了印度板块和欧亚板块的相互作用使高原地壳增厚、减薄过程, 并驱使地壳物质由西向东流动。     

深地震探测揭示的华南地区莫霍面深度

从20世纪70年代以来, 在华南地区进行了大量的深地震探测研究。本文通过对华南地区的深地震探测研究的总结和梳理, 探讨了华南大陆及其邻近海域的莫霍面变化情况, 结果表明: 华南大陆莫霍面形态变化较大, 总体变化趋势是由西部向东部呈逐渐抬升; 华南大陆最深的莫霍面出现在攀西地区北缘, 最浅的莫霍面出现在衢州盆地, 两者差35 km; 华南地区周缘断裂均存在莫霍面错断; 华南加里东造山带莫霍面深度浅于台湾造山带; 东海边缘海与南海北缘地壳厚度明显不同。这些特征可能指示了不同区域所经历的岩石圈及地壳演化过程不同, 其中攀西地区的莫霍面较厚可能同青藏高原物质东流有关, 华南造山带的地壳减薄缘于后期遭受的伸展作用, 东海及南海的莫霍面深度反映了两者处于不同的陆缘位置, 前者为活动大陆边缘, 后者为被动大陆边缘。     

新疆地学断面（独山子—泉水沟）走廓域及邻区地球物理调查综合研究

沿新疆地学断面 (独山子-泉水沟 )走廊域实施了多种地球物理方法调查研究。对岩石圈现今活动性、位场异常图像处理与岩石圈变形踪迹、地体基底构造与边界断裂划分等进行了综合研究。整条地学断面处于近SN向的挤压环境中。挤压力一方面来自印度板块向北的推挤 ,另一方面来自增厚岩石圈根带下沉的拖力。塔里木岩石圈呈刚性 ,且整体变形 ,对应力的传播起到放大的作用。阿尔金断裂向南延展进入西昆仑造山带 ,南端与泉水沟断裂相接 ,并且斜截了库地断裂和康西瓦断裂。中天山地体与北天山地体与准噶尔盆地统属同一基底构造区 ,南天山地体与北塔里木统属同一基底构造区。南北塔里木是 2个基底性质不同的地体。 4 0°N是分割南北塔里木的地体边界断裂。研究结果表明 ,新疆新构造运动不是古板块的简单复活。     

塔里木地壳俯冲在西昆仑山之下——宽角地震测量的证据（摘要）

近30年来人们将大部分注意力集中在藏南以研究印度-欧亚大陆的碰撞问题,很少有人注意塔里木对喜马拉雅--西藏造山系统的贡献,直到Layon-Caen 和 Molnar (1984)暗示新生代塔里木盆地可能向南俯冲到西昆仑山下至少80 km以后,青藏高原北缘的陆-陆碰撞研究才逐渐得到重视.而后陆续发表的一些文献,基于地质调查分析和浅层地震勘探资料及重力反演和天然地震面波反演的结果,基本上倾向于支持Layon-Caen 和 Molnar的观点.大尺度的面波反演和层析成像结果估计塔里木地壳厚度大约为40～50 km, 西昆仑山区大于50 km.石油地震勘探剖面资料清楚地显示,塔里木西南部的结晶基底南倾,西昆仑的老地层向北逆冲盖在盆地的新生代沉积之上.在布格重力异常图上,塔里木南缘为一狭窄的-150～-450 mGal 重力梯度带.这些数据被认为是塔里木地壳向西昆仑之下俯冲的主要地球物理证据.     

松潘地块与西秦岭造山带下地壳的性质和关系——深地震反射剖面的揭露

松潘地块位于青藏高原的东缘，处于中国大陆东西向构造与南北向构造的结合部位，特殊的构造环境使其长期控制并影响着中国大陆的形成与演化。探测松潘地块的岩石圈细结构，揭示其与东昆仑-西秦岭造山带的关系，既可为研究青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程奠定基础，同时又关联着松潘地块的油气远景评价。2004年完成了第一条横过松潘地块北缘若尔盖盆地和西秦岭造山带的长约257km的深地震反射剖面，首次揭露出若尔盖盆地和西秦岭造山带岩石圈的细结构。发现若尔盖盆地和西秦岭造山带同属统一的稳定的大陆地块，并且下地壳均以北倾的强反射为主要特征。这种北倾的反射为松潘地块向西秦岭下地壳俯冲提供了地震学证据。近于平坦的Moho反射特征反映出西秦岭造山带在造山后又经历了强烈的伸展作用。     

松潘—甘孜和西秦岭造山带地球物理特征及基底构造研究

本文对松潘-甘孜和西秦岭造山带地球物理特征以及基底构造进行了研究。研究表明：松潘-甘孜地块与西秦岭造山带的基底性质相似，均具有扬子块体的构造属性。褶皱基底的分布范围为：西南部以二道沟-玉树-理塘为界；东至青川-都江堰，即龙门山断裂带；北部边界由西到东，沿昆仑南缘至花石峡，然后转向北东，沿兴海-夏河-西和展布。在深地震测深和高温、高压岩石密度研究结果的约束下对重力资料进行反演，得到该地区的基底起伏。反演结果表明：松潘-甘孜-西秦岭地区的基底深度为1．3～8．6km（以海平面起算）。阿坝-甘孜-道孚以及夏河-泽库-兰州一带为基底隆起区；若尔盖-唐克-红原、花石峡达日和-达日东南一带为基底凹陷区，其中红原附近基底深度达8．6km，为全区基底深度最大的地方。     

华南东部地区上地幔P波速度结构研究

基于华南东部宽频地震流动台阵的观测资料,采用三维有限差分走时成像法(FDtomo),开展了华南东部地区地壳-上地幔三维P波速度结构成像研究,结果显示华南东部地区水平面内速度分布差异较大,约163 km以上的地壳到上地幔下扬子地块存在近EW向的相对低速异常,而华夏地块则为高速异常,约163 km以下的上地幔下扬子地块和华夏板块速度异常发生反转,且两者大致以江山—绍兴断裂带为界呈反对称,对比显著。笔者认为该结构特征反映了晚中生代扬子克拉通岩石圈的拆沉过程。这一成果对理解中国东部中生代以来的构造演化以及壳幔的动力学过程提供了新的证据。