粤北地区乳源-潮州MT剖面深部电性结构及地学意义

为了揭示粤北地区岩石圈深部结构、深大断裂性质及花岗岩分布规律等科学问题,布设了乳源-潮州宽频带大地电磁探测剖面。由二维反演得出的电性结构,讨论了粤北地区岩石圈导电性结构特点。沿剖面存在3个花岗岩分布区,呈现不同的类型,可能代表不同的成因模式。沿剖面划分3条北东向断裂带:吉安-四会断裂、赣江断裂于韶关东形成宽度近20km的低阻区域,其间形成断陷盆地;河源-邵武断裂带,其两侧发育壳幔高导层并发育壳幔混合型花岗岩,深部电性结构复杂,可能为壳幔剧烈作用的场所;丽水-海丰断裂带,控制了燕山晚期花岗岩的分布。韶关、连平之间和龙川、丰顺之间50～150km存在2个巨大的低阻体,可能是地幔物质底侵作用的"通道";且底侵方向指向连平和龙川之间的区域,由于底侵作用力贡献,发育了一系列的壳内和上地幔高导层。粤北地区岩石圈从西向东逐渐减薄,从100余km减薄到60km,反映了太平洋板块对欧亚板块的消减作用。潮州100km深度以下的中-低阻特征,推断为太平洋板块俯冲作用留下的"洋壳"物质。     

松嫩地块东缘和佳木斯地块西缘电性结构

横过松嫩地块东缘和佳木斯地块西缘的大地电磁测深剖面揭示了两块体结合带附近的深部电性结构.本文对剖面测点做了标准化数据处理,并对二维偏离度、构造走向进行了计算和分析,采用非线性共轭梯度(NLCG)二维反演方法对TM模式的数据进行了反演,获得了该剖面的地壳、上地幔电性结构模型,划分出三个典型构造单元:松嫩地块东缘、碰撞拼合带和佳木斯地块西缘.研究结果表明,研究区上地壳基本呈高阻特征,可能为岩浆岩,代表其经历了多期次岩浆作用,而松嫩地块东缘和佳木斯地块西缘的中下地壳的高导体可能与地幔物质的上涌有关;拼合带下方存在西倾的高导体和高阻体,可能是佳木斯地块向西俯冲到松嫩地块下方的构造遗迹;研究区可能发生了拆沉作用,与之伴随的地幔物质上涌可能是后期伸展作用的一个动力.     

电测深法在漠河地区探测永久冻土层的应用

用电测深方法研究永久冻土带的空间分布规律,为东北天然气水合物远景调查的进一步研究提供依据。通过在漠河地区南北剖面(20 km)和东西剖面(13 km)电阻率测深法的探测研究,实测电测深曲线多数为HK、K或Q型,对应的地电结构大致为:第一层为地表干燥松散碎石层,该层电阻率很高(几百~几千Ω.m),但厚度较小,一般不超过2 m;第二层为无冰冻含水碎石堆积层(部分测点无此层),电阻率一般小于100Ω.m,厚度不超过2~5 m;第三层为推断的永久冻层,电阻率一般大于300Ω.m,该层厚度变化较大,从20几m到100多m;推断永冻层下为一低阻层,电阻率一般小于200Ω.m。     

兴蒙、吉黑地区岩石圈电性结构特征

采用具有国际先进水平的二维连续自动反演技术对收集的MT资料进行了二维反演和综合解释。得到了不同地区MT剖面的二维电性结构断面。通过二维反演断面发现了松辽盆地的东西边界较陡,而南部边界较缓的电性结构;发现在火山地区12～30km深度普遍存在低阻物体,为解释火山地区深部存在岩浆囊提供了依据。另外,于桦南—饶河重新实施的MT剖面,其二维反演断面也较清楚地揭示出:剖面西段为高阻特征且具有稳定的岩石圈厚度(80～90km),该区段对应佳木斯地块;剖面中部具有明显的电性梯度带,该梯度带为确定佳木斯地块的东界位置及其深部结构形态提供了依据;剖面东段则揭示了佳木斯地块以东地区浅部为逆冲推覆体,深部为多个高阻块体与低阻条带相间的电性结构。     

关于西拉木伦河断裂东延走向的研究——来自于MT资料的证据

针对西拉木伦河断裂的东延问题,利用MT二维反演软件,对松南、辽北及下辽河地区多条MT剖面资料进行了二维反演及分析,对西拉木伦河断裂东延进行了追索,据多条MT剖面资料的反演结果和地质的综合分析,对于西拉木伦河断裂的东延问题提出了新的认识:即西拉木伦河断裂由西拉木伦河河套,经通辽、科左中旗及三县堡以东,延伸到长春附近.     

内蒙古双尖子山矿集区三维电性结构及成矿意义

双尖子山矿集区作为中国北方东部大型的银铅锌多金属矿集区,具有多期叠加成矿的特征.为了揭示双尖子山矿集区2000 m以浅成矿要素的空间展布,本文基于有限内存拟牛顿法(L-BFGS)对覆盖矿集区的6条可控源音频大地电磁测深数据进行含源三维反演,获得了双尖子山矿集区2000 m以浅三维精细电性结构.结合重磁、区域地质、钻井及地球化学资料,得到如下结论:(1)矿集区深部存在大面积的高阻区,可能为与成矿有关的早白垩纪侵入岩的反映,在兴隆山矿段西北侧及西南侧(A、B区)、双尖子山矿段西部(C区)表现为高侵位特征;(2)矿集区与成矿密切相关的断裂系统由1条北东向深断裂(F1)和北西向、北东向以及近南北向的浅层断裂组成;(3)赋矿地层大石寨组电性特征为中低阻,主要分布在1000 m以浅,在兴隆山矿段以及双尖子山矿段东部较厚,与矿集区断裂系统组成了良好的容矿空间和成矿流体上涌通道;(4)建立了矿集区2000 m以浅的成矿模式:在兴隆山矿段,早白垩世侵入岩高度侵位至上覆大石寨组下方,侵入岩就位后析出含矿热液,并在浅部北东、北西向断裂及断裂交汇处成岩成矿,而在双尖子山矿段,成矿流体主要受北东向深断裂F1的控制,在F1断裂以及其与北西向断裂的交汇处富集,导致矿体主要分布于矿段西部.     

华南东南沿海地区岩石圈电性结构

为了研究华南东南沿海地区的壳幔电性结构及其动力学背景,布设了4条大地电磁测深剖面,获得了相应的二维地电模型,并结合相关地质和地球化学信息对地电模型进行了研究。结果表明:研究区西部地壳由于碰撞汇聚作用变厚,东部地壳由于太平洋板块的俯冲作用剧烈减薄。华南东南沿海地区的岩石圈并不是简单的呈现"西厚东薄"的特征,研究区东西两端岩石圈厚度超过100km,推测西段岩石圈增厚主要形成于陆内挤压造山或陆内碰撞汇聚造山作用,而东端岩石圈增厚可能由于大洋板块俯冲时洋壳残留物叠置在岩石圈的下部所形成,而中部岩石圈的减薄与软流圈物质上侵有关,造成此区域大规模软流圈物质上侵的动力来自于太平洋板块俯冲产生的深部热扰动。     

华南地区进贤-柘荣剖面深部电性结构

为了研究华南地区的深部电性结构,探寻浅部地质过程的深部背景,布设了江西进贤至福建柘荣超长周期大地电磁测深剖面。通过剖面数据的处理、定性分析及二维反演,获得剖面岩石圈尺度的电性结构模型,并分区块对壳幔电性结构及主要断裂进行了分析。反演结果表明：1）剖面可分为4个构造单元,分别为江南造山带、华夏地块内部、华夏褶皱带和东南沿海岩浆岩带;2）武夷山与东南沿海岩浆岩带两处电性莫霍面隆起,电性莫霍面的起伏特征受控于区域深大断裂;3）剖面电性岩石圈整体表现为西薄东厚,江南造山带岩石圈-软流圈界面埋深为80~100 km,华夏褶皱带及东南沿海岩浆岩带的岩石圈-软流圈界面埋深约为140 km,存在一处岩石圈减薄区和两处软流圈上涌区,反映了伸展构造作用对岩石圈的不均匀改造。     

二连盆地“三明治”电性结构特征及其对古生界的研究意义

由于长期以来东北地区晚古生代的构造属性一直被认为是海西期褶皱带或碰撞造山带,而一直被作为中、新生代盆地的变质结晶基底成为油气勘查的禁区,限制了古生界的油气勘探和开发."佳木斯—兴蒙地块"新认识及二连盆地赛51井取得的石炭纪碳酸盐岩油藏的发现,开辟了二连盆地古生界油气勘探的新领域.本文对二连盆地3条典型的CEMP电测量资料进行了二维电阻率反演,结合研究区地震反射资料、钻孔电测井资料、钻井岩芯资料、岩石露头资料,揭示了二连盆地具有"三明治"的电性结构特征,同时指出二连盆地古生界广泛分布,在古生界与中生界之间广泛分布一套以玄武岩、安山岩、凝灰岩等为主的火山岩.这种"三明治"电性结构特征不但给古生界的研究提供了线索和依据,而且火山岩(高阻层)与其下伏古生界地层(低阻层)之间可形成良好的储盖组合(或生储盖组合),其对于古生界油气勘探的研究具有重要的意义.同时,认为二连盆地中、新生界和古生界的构造沉积演化主要经历了4个重要阶段,即:泥盆纪的南北差异性升降阶段、石炭-二叠纪的地层稳定沉积阶段、三叠纪-晚侏罗世的古生代盆地被改造和中新生代盆地构造格架形成的重要演化阶段以及中新生代的地层沉积阶段.     

起伏地表三维电阻率法有限差分数值模拟

有限差分法是地球物理数值模拟中最常用的方法之一,为了研究起伏地表对三维电阻率法的影响问题,本文基于网格变换方法将起伏地表映射成水平地表,推导出映射后坐标系下稳定电流场基本方程.采用有限差分法对映射后的控制方程进行数值模拟,通过对三维山谷、山脊地形进行数值模拟,分析不同测量装置的地形影响,结果表明:起伏地表对稳定电流场的影响很大.