基于地球物理反演结果对沂沭断裂带中段深部结构再认识

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段的大断裂,其深度切穿莫霍面,把鲁中造山带与苏鲁造山带隔开,断裂带的活动情况影响山东地区大地构造的稳定性。以往的工作多集中在地表或近地表地质要素的调查和研究,局部也开展了一些地球物理探测工作,大多以剖面为主,对区内地质构造的认识比较局限。本文收集沂沭断裂带约14600 km2范围的区域重力数据,并对其进行了定性解释和三维定量反演,获得了区内地下30 km内的相对密度分布。综合研究了从诸葛镇到五连金矿的精测剖面,其中包括重力、磁法和大地电磁3种方法。由此得到以下几点结果：①揭示了区内东部地下存在一条巨大的隐伏隆起构造,深度约2 km到10 km,从南南西方向延伸到北北东,有3个局部核心区：分别是石桥子镇往西南约30 km范围、由桑园镇、五莲县金矿及许孟镇三者之间的区域、以湖头镇为中心向北向南各延伸约30 km范围。②地表观察的断裂F1和F2比由反演的相对密度确定的断裂F′1和F′2向东偏移,而且北部偏移比南部更大。③重力、磁法、大地电磁测深综合剖面S1—S2研究表明,沂沭断裂带北段内岩矿石具有较低的相对密度、较低的磁性和较低的电阻率特征,意味着断裂带在北部具有张性特点。综上所述,研究区内东部上地壳内存在隐伏隆起构造,昌邑—大店断裂和安丘—莒县断裂在北部具有张性断裂特征,在南部具有挤压特征,莒县以南小地震方式释放部分应力。     

基于地球物理反演结果对沂沭断裂带中段深部结构再认识

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段的大断裂,其深度切穿莫霍面,把鲁中造山带与苏鲁造山带隔开,断裂带的活动情况影响山东地区大地构造的稳定性。以往的工作多集中在地表或近地表地质要素的调查和研究,局部也开展了一些地球物理探测工作,大多以剖面为主,对区内地质构造的认识比较局限。本文收集沂沭断裂带约14600 km²范围的区域重力数据,并对其进行了定性解释和三维定量反演,获得了区内地下30 km内的相对密度分布。综合研究了从诸葛镇到五连金矿的精测剖面,其中包括重力、磁法和大地电磁3种方法。由此得到以下几点结果：(1)揭示了区内东部地下存在一条巨大的隐伏隆起构造,深度约2 km到10 km,从南南西方向延伸到北北东,有3个局部核心区：分别是石桥子镇往西南约30 km范围、由桑园镇、五莲县金矿及许孟镇三者之间的区域、以湖头镇为中心向北向南各延伸约30 km范围。(2)地表观察的断裂F1和F2比由反演的相对密度确定的断裂F′1和F′2向东偏移,而且北部偏移比南部更大。(3)重力、磁法、大地电磁测深综合剖面S1—S2研究表明,沂沭断裂带北段内岩矿石具有较低的相对密度、较低的磁性和较低的电...     

空间波数混合域三维各向异性强磁性介质磁场数值模拟

各向异性普遍存在于强磁性体矿物中,为研究各向异性强磁性体磁场响应特征,本文提出一种空间波数混合域三维各向异性磁场数值模拟方法.该方法首先将各向异性强磁性体磁位满足的三维偏微分方程进行水平方向二维傅里叶变换,将其降为不同波数之间相互独立的一维常微分方程;然后加载准确的上下边界条件,采用二次插值有限单元法计算一维常微分方程,得到五对角方程,采用追赶法进行高效求解;最后采用迭代法求解场分量,引入紧算子保证迭代稳定收敛;综合傅里叶变换的高效性、一维方程求解的快速性和迭代算法的稳定性,实现各向异性强磁性体磁场的三维高效、高精度数值模拟.设计各向异性椭球模型验证算法的正确性,并分析紧算子对不同各向异性磁化率模型的迭代收敛性;与COMSOL Multiphysics软件对比计算效率,表明相同节点下本文算法效率优于常规三维有限元方法,且计算节点总数越多优势越明显.重点研究各向异性参数改变对VTI、HTI、TTI强磁介质异常场响应的影响.最后采用某磁铁矿DEM高程数据模拟起伏地形对各向异性强磁性体磁异常场幅值和形态的影响,体现出本文算法对各向异性强磁性体大规模复杂地形的适应性.