中沙地块南部断裂发育特征及其成因机制

利用最新多道地震剖面资料,结合重力、磁力、地形等地球物理资料,揭示了中沙地块南部断裂空间展布特征、断裂发育时期、断裂内部构造形变特征及深部地壳结构,并基于认识探讨了断裂的发育机制。研究结果认为,中沙地块南部陆缘构造属性为非火山型被动大陆边缘：地壳性质从西北向东南由减薄陆壳向洋陆过渡壳再向正常洋壳发育变化;Moho面埋深从中沙地块下方的26 km快速抬升到海盆的10~12 km;从中沙地块陡坡至其前缘海域的重力异常明显负异常区为洋陆过渡带,在重力由高值负异常上升到海盆的低值正、负异常的边界为洋陆边界。中沙地块南部发育有4组阶梯状向海倾的深大正断裂,主要发育时期为晚渐新世到中中新世。断裂早期发育与南海东部次海盆近NS向扩张有关,后期遭受挤压变形、与菲律宾海板块向南海的NWW向仰冲有关。该研究有助于更好认识南海海盆的扩张历史和南海被动大陆边缘的类型。     

南海重力异常特征及其显著的构造意义

在南海地区地震测深数据有限的情况下,利用重力异常可以研究南海大范围的深部地壳结构及地质构造展布特征。基于空间重力异常,结合最新的地形、沉积物厚度及地震测深等数据,分别从地震约束的莫霍面反演和无约束的三维相关成像两个视角研究南海的地壳结构,利用壳幔界面起伏、地壳厚度及三维等效密度分布来探讨地壳结构的纵横向变化。同时,联合采用延拓、水平梯度及线性构造增强滤波方法聚焦重力异常中的区域线性特征,突出显示了反映地壳横向变化的深断裂、洋陆转换边界、海盆扩张轴等线性构造的展布。重力解释与贯穿南海南北的广州-巴拉望地学断面对比表明,重力异常反演及异常的区域线性特征,较好地揭示了南海海域大范围的地壳结构与区域构造展布。     

现今全球洋脊系统的定向性与等距性及其形成的动力学机制

现今全球大洋中脊系统的分布具有球面上的定向性与等距性,横向上的波动性,时代上的长期性与对称性及洋中脊位置相对于大洋岩石圈的稳定性等基本特征,洋脊系统的展布与地球自转存在密切相关性。
大洋中脊系统分布的基本特点决定于固体地球内部的动力系统。已有资料表明,地球各圈层均受西向驱动力与重力两大全球性基本构造动力的驱动作用。在西向驱动力、重力与热力的长期作用下,固体地球各圈层均表现出不同程度的流变性。本文通过解流变体的Navier-Stokes动力学方程,求得团体地球岩石圈-软流圈的水平速度分量V_θ与径向速度分量V_r。
据此对全球洋脊系统分布的定向性、等距性、垂向波动性及与地球自转的密切相关性等基本特征及其产生的动力学机制进行初步的解释。      

有限元重力任意复杂地形校正方法研究

提出了一种有限元重力任意复杂地形的校正方法,以解决重力勘探中地形改正问题。利用改进的有限元地形体正演模拟算法,计算任意地形条件下地下密度异常体在地表所引起的重力响应。研究结果表明,在任意复杂地形影响下,经过有限元地形校正后,重力响应曲线可更加直观地反映出地下密度异常体赋存状态,与模型设置相符,表明了该方法的有效性。     

根据重力场研究华南地壳结构

华南与华北重力场相比有明显的差别,前者为很强的负异常,它是由于地壳花岗岩化作用使岩石圈密度减小引起的。在沿海地区布格重力异常与莫霍界面起伏没有相关性,地壳与上地幔密度不均匀对重力场分布起主要作用。华南广泛分布花岗岩类,反映了该区特定的地壳结构。花岗岩出露面积与重力等值线有较密切的对应关系,这对于应用重力定量解释推断花岗岩的地下形状具有有利条件。本文讨论运用重力模型研究华南地壳与上地幔结构和花岗岩的地下形态,并探讨花岗岩的成因及其与矿产的关系。     

重力勘探在河南熊耳山地区金矿勘查区找矿预测研究

河南省熊耳山—外方山地区金矿勘查区位于华北陆块南缘,总体构造呈NWW向展布,岩浆活动强烈,地质构造复杂.采用重力测量方法,通过重力异常数据处理,结合已有相关地质资料,对区内马超营断裂的延展情况和隐伏闪长岩展布特征进行了定性推测.圈定了2个布格重力异常分区,划分了32个剩余重力异常,重力异常具有规模大、强度高等特点.推测...     

南岭成矿带多尺度重力场及深部构造特征

利用小波多尺度分解方法分离不同深源尺度花岗岩侵入体的重力异常信息, 结合视密度填图方法划分了5 km、15 km及25 km深花岗岩体分布特征, 并综合地震成像和大地电磁测深资料, 对南岭花岗岩侵入体的赋存侵位、诱发热源以及成因模式等问题进行初步探讨.研究结果表明, 以茶陵-郴州断裂为界, 区内重力场和岩体构造呈明显分区, 东南区岩体局部重力异常幅值较小, 地表出露岩体较薄, 岩浆沿着小通道上涌形成岩盖; 西北区岩体局部重力异常幅值较大, 侵位深度较深; 区内大多数岩体侵位深度不超过25 km; 深部地球物理资料还揭示诸广山和猫儿岭地区15~25 km附近存在大规模低密度、低速特征的陆壳重熔区; 诸广山地区上地幔顶部存在低速、低阻熔体特征的软流圈上涌通道, 推测来自软流圈的玄武岩浆底侵造成该区中下地壳岩石部分熔融, 并为其周围大规模成岩成矿提供热源和物质来源.      

南岭成矿带多尺度重力场及深部构造特征《地球科学——中国地质大学学报》征稿简则

利用小波多尺度分解方法分离不同深源尺度花岗岩侵入体的重力异常信息,结合视密度填图方法划分了5km、15km及25km深花岗岩体分布特征,并综合地震成像和大地电磁测深资料,对南岭花岗岩侵入体的赋存侵位、诱发热源以及成因模式等问题进行初步探讨.研究结果表明,以茶陵-郴州断裂为界,区内重力场和岩体构造呈明显分区,东南区岩体局部重力异常幅值较小,地表出露岩体较薄,岩浆沿着小通道上涌形成岩盖;西北区岩体局部重力异常幅值较大,侵位深度较深;区内大多数岩体侵位深度不超过25km;深部地球物理资料还揭示诸广山和猫儿岭地区15~25km附近存在大规模低密度、低速特征的陆壳重熔区;诸广山地区上地幔顶部存在低速、低阻熔体特征的软流圈上涌通道,推测来自软流圈的玄武岩浆底侵造成该区中下地壳岩石部分熔融,并为其周围大规模成岩成矿提供热源和物质来源.     

长江中下游构造带成因与燕山期的大洋俯冲

位于扬子克拉通内部的长江中下游构造带是一个特别的岩石圈构造带,它的成因一直是个谜。前人认为这与晚侏罗世伊佐奈琦洋向亚欧大陆的俯冲有关,但是为什么伊佐奈琦洋俯冲只在长江中下游构造带局部形成深入内陆的铁铜和多金属成矿带？为了解这个问题,必须从华南地区的地球物理数据来分析研究区的岩石圈和软流圈的属性特征,并进行类似构造的全球对比。根据地球物理调查结果可知,长江中下游构造带的地壳主要体现地堑的特征;岩石圈呈现低S波速与高密度,此类浅地幔动力学构造系统与洋中脊向大陆的俯冲模式接近。根据太平洋区域侏罗纪—白垩纪大洋磁异常条带与古地磁研究可以推测,长江中下游构造带与铁铜多金属成矿带的形成原因,应该是伊佐奈琦洋的洋中脊与洋脊三叉连向下扬子克拉通地幔的俯冲。当然,证明这个推测还需要更多的调查数据。     

长江中下游构造带成因与燕山期的大洋俯冲

位于扬子克拉通内部的长江中下游构造带是一个特别的岩石圈构造带,它的成因一直是个谜。前人认为这与晚侏罗世伊佐奈琦洋向亚欧大陆的俯冲有关,但是为什么伊佐奈琦洋俯冲只在长江中下游构造带局部形成深入内陆的铁铜和多金属成矿带?为了解这个问题,必须从华南地区的地球物理数据来分析研究区的岩石圈和软流圈的属性特征,并进行类似构造的全球对比。根据地球物理调查结果可知,长江中下游构造带的地壳主要体现地堑的特征;岩石圈呈现低S波速与高密度,此类浅地幔动力学构造系统与洋中脊向大陆的俯冲模式接近。根据太平洋区域侏罗纪—白垩纪大洋磁异常条带与古地磁研究可以推测,长江中下游构造带与铁铜多金属成矿带的形成原因,应该是伊佐奈琦洋的洋中脊与洋脊三叉连向下扬子克拉通地幔的俯冲。当然,证明这个推测还需要更多的调查数据。     

大洋锰结核(壳)中南极底流活动的矿物学与地球化学记录

总结了大洋锰结核(壳)的形态、构造、矿物组合、元素富集特点,以及区域分布和南极底流活动的关系,采用ICP-MS测试手段对中太平洋海山区17个锰结壳样品和1个基岩样品的稀土元素进行测试,结果表明,富钴结壳的REE含量很高,平均为1716.66×10-6,轻稀土明显富集,LREE/HREE平均为4.82,锰结壳样品中除MID06样品有轻微的Ce负异常外,其余样品均具明显的Ce正异常,基岩MKD01呈明显的Ce负异常。不同区域锰结核(壳)中稀土元素的对比研究表明,南极底流活动区和非活动区Ce/La值有显著差异,但不能通过Ce/La值确定底流的迁移路径。这一成果将有助于全面认识大洋成矿作用与海洋环境变迁的内在联系。     

浅地幔系统的组成和属性相态

板块构造学说根据构造的活动性划分单元,不考虑单元是否同质。浅地幔系统考虑了系统组成单元的异质性和动力来源,适合于系统的能量和物质运动总体规律的研究。把地球系统地划分为地球表面、浅地幔、地幔对流和地核四个子系统,地球系统就完整了。浅地幔子系统由四个不同质的的单元相互作用组成,它们是大洋岩石圈、大陆岩石圈、洋陆转换带岩石圈和软流圈,它们是不同质的。地震层析成像结果支持这种单元划分。系统作用反映了大洋岩石圈与大陆岩石圈的相互博弈,洋陆转换带是洋底扩张和大陆增生之间博弈的主要战场和阻尼器。软流圈是地幔对流的顶层,也是系统的能量库和主要动力来源。在深度200 km以下,软流圈的物质运动已经与板块运动模式分离。软流圈物质运动主要是大尺度的蠕动,也包括流体的析出和渗透,局部岩浆的集结和上涌。岩石圈板块浮在蠕动的软流圈之上,软流圈地幔的热流体可以通过岩石圈地幔黏度较小的区域向上渗透。同时,在重力作用下,岩石圈黏度大的物质也可以向下运动,拆沉到软流圈底部。从目前的成像结果可以看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于物质运动的信息,认知已经发生在地壳和上地幔的物质运动特征。     

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化: 软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩; 软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。     

东亚西太平洋巨型裂谷体系岩石圈与软流圈结构及动力学

笔者根据地震面波层析成像结果，对欧亚大陆及西太平洋岩石圈和软流圈速度结构进行了研究，发现东亚至西太平洋间存在一巨型低速异常带，结合构造地质学、地幔岩石学、地球化学及其他地球物理特性的研究，确认该区存在巨型裂谷体系。该巨型裂谷体系的岩石圈和软流圈三维Vs速度结构与太平洋洋中脊、大西洋洋中脊和印度洋洋中脊及其邻区的岩石圈和软流圈地震Vs速度结构十分相似，而与东太平洋边缘现代板块俯冲带的岩石圈与软流圈Vs速度结构有显著差异。在进一步论述该区动力学特征后认为，该巨型裂谷体系是中生代中晚期以来岩石圈整体主动伸展变形，大型裂陷盆地形成，岩石圈强烈拆沉减薄，以及软流圈物质上涌加热引起的。边缘海是在大陆裂谷系形成基础上发展起来的，主导扩张期为中渐新世至中中新世（32－13Ma），这些边缘海在17－15Ma后停止扩张，因而未能将所有边缘海和洋中脊联通。据此划分出4期构造变形动力学演化阶段，现今东亚至西太平洋间大陆裂谷、边缘海与沟弧体系是新生代中晚期以来，邻区各板块构造相互作用叠加的结果。     

内蒙古高尔旗半隐伏银铅锌多金属矿中大比例尺重力测量应用效果

在内蒙古高尔旗银铅锌多金属矿玄武岩覆盖区开展了重力测量工作。矿体处在1∶5万剩余重力正负异常交替带之负异常一侧等值线同向扭曲处。1∶1万重力、激电、土壤测量成果显示,矿体与近EW向条带状视极化率异常、土壤铜铅锌银等多金属异常带相对应,处在重力、视电阻率高低异常的变化带上。矿体北侧对应剩余重力负异常、低阻,南侧对应剩余重力正异常、高阻。北侧剩余重力负异常为较低密度的隐伏岩体(石炭系正长花岗岩)引起,低阻主要与近EW向构造破碎带及赋存其中的大脉网脉状矿(化)体有关;剩余重力正异常与较高密度泥鳅河组有关,高阻是泥鳅河组细粒长石石英砂岩、粉砂岩引起,也许正是这套细粒长石石英砂岩及粉砂岩的致密性对矿液的运移起到了阻隔作用,才得以在其北侧的构造破碎带中富集成矿。可见中大比例尺重力、激电、土壤测量工作不仅为研究成矿环境提拱了重要的地球物理依据,同时也为矿体定位提供了重要信息。     

测井信息在前陆挤压区地应力分析中的应用

中国西部前陆盆地主要以挤压构造应力为主,地表与地下构造异常复杂.在油气的勘探与开发过程中既需要精细的地应力研究与预测,也需要简单易行、经济实用的近似方法.本文通过对稳定构造地区与挤压构造区地球物理测井信息的深度域特征进行分析和对比,提出了一种基于测井信息来计算最大岩石主应力的统计模型法.应用该方法对塔里木盆地库车山前挤压应力区进行了实际计算,其结果与实验结果相符.在此基础上对山前挤压区地应力与油气藏分布的关系进行了探索.      

浙江龙游地区基性及镁质变质岩的地球化学特征及其构造环境

位于扬子陆块东南缘与华夏地块之间的龙游地区出露一套中深变质岩系,其对华南前泥盆纪地质构造格局问题的解释至关重要,但目前人们对其形成时的大地构造背景了解不多.通过对其中的基性及镁质变质岩进行系统的岩石地球化学研究,可将这些岩石可以分为3种类型:“N-MORB”型、“T-MORB”型和“E-MORB”型.其中“N-MORB”型岩石原岩可能主要形成于洋内弧环境,“T-MORB”型岩石原岩主要形成于过渡型大洋中脊及火山弧环境,而“E-MORB”型岩石的原岩则主要形成于富集型大洋中脊、陆缘弧和板内环境.岩石成岩环境的多样性表明龙游地区的变质岩实属一套构造混杂岩,形成过程与古大洋地壳的俯冲、消减有关,这也为龙游榴闪岩的产出、定位提供了合理的解释.      

西太平洋洋-陆过渡带重磁异常与构造格架

西太平洋的重磁异常和构造格架一直是研究的热点,本文使用最新的覆盖全球的重力和磁力数据,在前人研究的基础上,重新对西太平洋洋-陆过渡带的重力异常进行了研究,使用离散小波变换、解析延拓和Parker-Oldenburg迭代反演法,反演得到了西太平洋莫霍面深度,结合水深地形数据,得到地壳厚度;通过对地壳厚度的分析,结合磁异常场分布,重新绘制了该区的超壳断裂体系分布图,明确了断层对西太平洋构造格架的控制作用,在此研究基础上,海陆综合考虑,结合地块构造层序列、沉积建造、变质作用以及构造演化历史,以地块之间的蛇绿岩带、洋-陆转换带、俯冲带和洋中脊作为二级构造单元的分界线,对东亚大陆构造域和东亚大陆边缘构造域划分出9个二级构造单元和40个三级构造单元,依据地壳类型、位置与板块边缘的性质以及动力学模式,划分了中国近海24个盆地的类型,明确了西太平洋-中国海的现今基本构造格局及演化特征。     

浙江省丽水市关塘—蛤湖地区重力场与地质矿产分布关系

浙江省丽水市关塘―蛤湖地区位于江山―绍兴拼接带与余姚―丽水深断裂之间的变质基底隆起区,成矿地质条件较好。为研究区内基底构造形态、火山构造、隐伏岩体等基础地质问题,开展了1∶5万重力调查。重力成果表明,西岱―西溪―季岱梯级带为基底断陷与隆起区的界线,剩余重力正异常为基底隆起的反映,负异常为基底凹陷的反映。区内矿产分布与基底构造关系密切,变质热液型铅锌、多金属矿多分布在变质基底出露区,金银矿多位于基底浅覆盖区,基底凹陷区内多金属矿与侵入岩或火山构造有关。综合地质物化探资料,圈定5个成矿远景区,为区内地质找矿工作的部署提供了地球物理依据。     

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中—晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应。随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化—裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发。850~604 Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块。从大约550 Ma至446 Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩。与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442 Ma的陆内裂谷火山作用。早古生代洋盆于奥陶纪末(约446 Ma)闭合。随后,从约445 Ma至约428 Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动。此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:(1)地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;(2)俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;(3)洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动。晚志留世至早泥盆世(420~400 Ma),先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动。400 Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动。