苏鲁超高压变质带北部地球物理调查（1）─—深反射地震

苏鲁超高压变质带是世界上研究陆一陆碰撞俯冲和壳幔作用的最佳地质场所之一．为了解超高压变质带岩石的形成、折返和相应的动力学过程,必须了解该区的地壳和浅地幔构造．本文介绍了该区北部的地质情况和进行深反射地震调查取得的成果,包括（１）在五莲─青岛断裂南侧超高压变质岩片向北倾斜,呈现叠复组构,反映岩片的折返;（２）根据地震资料推测在１４６Ｍａ前后胶南地块的隆升一伸展构造内幕;（３）超高压变质岩片厚约１２ｋｍ,由于含有大量相辉岩透镜体,地震波速高达６．８─７．３ｋｍ／ｓ;（４）莫霍面附近有许多楔形反射体,反映陆一陆碰撞;（５）石门地区７ｋｍ深处存在高波速的强反射体,可作为在该区进行大陆科学钻探的候选场址．     

苏鲁超高压变质带北部地球物理调查(1)─—深反射地震

苏鲁超高压变质带是世界上研究陆一陆碰撞俯冲和壳幔作用的最佳地质场所之一．为了解超高压变质带岩石的形成、折返和相应的动力学过程,必须了解该区的地壳和浅地幔构造．本文介绍了该区北部的地质情况和进行深反射地震调查取得的成果,包括（１）在五莲─青岛断裂南侧超高压变质岩片向北倾斜,呈现叠复组构,反映岩片的折返;（２）根据地震资料推测在１４６Ｍａ前后胶南地块的隆升一伸展构造内幕;（３）超高压变质岩片厚约１２ｋｍ,由于含有大量相辉岩透镜体,地震波速高达６．８─７．３ｋｍ／ｓ;（４）莫霍面附近有许多楔形反射体,反映陆一陆碰撞;（５）石门地区７ｋｍ深处存在高波速的强反射体,可作为在该区进行大陆科学钻探的候选场址．     

苏鲁超高压变质带北部地球物理调查（Ⅱ）──非地震方法

在北苏鲁超高压变质带（UHPM）上开展了深反射地震的同时,进行了大地电磁、地磁、放射性测量和重磁编图．本文介绍用这些方法取得的结果．两条区域性的地球物理剖面总长126km,经过二维反演取得了电阻率和磁性体剖面．结果表明：（1）大地电磁等综合地球物理资料与深反射地震剖面的推断结果基本一致,同样反映了UHPM岩块的俯冲折返与后期的隆升．（2）非地震地球物理资料不仅为地震解释提供约束,还可以提供地热流上涌、断裂和磁性体分布等更多的信息．（3）新发现莒南─海州北北西向断裂,对研究本区构造演化有重要意义．（4）根据地热流上涌、侵入体多和高波速体埋藏较深等特征,认为在本区进行科学钻探不够理想．     

苏鲁超高压变质带北部地球物理调查(Ⅱ)——非地震方法

在北苏鲁超高压变质带(UHPM)上开展了深反射地震的同时,进行了大地电磁、地磁、放射性测量和重磁编图.本文介绍用这些方法取得的结果.两条区域性的地球物理剖面总长126km,经过二维反演取得了电阻率和磁性体剖面.结果表明:(1)大地电磁等综合地球物理资料与深反射地震剖面的推断结果基本一致,同样反映了UHPM岩块的俯冲折返与后期的隆升.(2)非地震地球物理资料不仅为地震解释提供约束,还可以提供地热流上涌、断裂和磁性体分布等更多的信息.(3)新发现莒南-海州北北西向断裂,对研究本区构造演化有重要意义.(4)根据地热流上涌、侵入体多和高波速体埋藏较深等特征,认为在本区进行科学钻探不够理想.     

苏鲁超高压变质带北部地球物理调查（Ⅱ）—非地震方法

在北苏鲁超高压变质带（ＵＨＰＭ）上开展了深反射地震的同时,进行了大地电磁、地磁、放射性测量和重磁编图。本文介绍用这些方法取得的结果。两条区域性的地球物理剖面总长１２６ｋｍ,经过二维反演取得了电阻率和磁性体剖面。结果表明：（１）大地电磁等综合地球物理资料与深反射地震剖面的推断结果基本一致,同样反映了ＵＨＰＭ岩块的俯冲折返与后期的隆升。（２）非地震地球物理资料不仅为地震解释提供约束,还可以提供地热流上     

苏鲁超高压变质带岩石圈的地震组构

苏鲁超高压变质带上地壳以片麻岩为主体, 地表出露超高压变质岩片. 近年来在此带中进行大陆科学钻探, 并进行了以反射地震为主导的地球物理调查. 通过研究地球物理资料和钻孔岩芯等直接证据的相关性, 有可能标定出现在地壳中的地震反射体, 了解它们的内部组构. 同时, 在大陆科学钻探孔区附近有两座第四纪火山, 对其中包体的成分分析和波速计算也提供了中下地壳和岩石圈地幔组构的信息. 经岩心和测井资料标定, 大陆科学钻探孔区的地震反射体可由变质带内岩性变化、韧性剪切复合岩套和现代断裂破碎带引起. 其中, 韧性剪切作用产生的侧向位移与拆离造成了上百米厚的互层带(韧性剪切复合岩套), 它们由糜棱岩化岩石和经剪切错动产生的榴辉岩片互层组成, 形成了产生区域性强反射的主要机制. 苏鲁超高压变质带的上地壳由超高压变质岩片与下方片麻岩层组成. 超高压变质岩片以高波速、高密度和高电阻率为特征, 构造复杂, 厚度一般不超过11 km; 下方片麻岩层波速渐趋于正常. 苏鲁超高压变质带的中下地壳具有正常的波速与泊松比, 由火山岩包体分析可知, 中地壳含有大量的片麻岩, 下地壳主要由酸性麻粒岩和基性麻粒岩组成. 岩石圈地幔主要由尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和二辉岩组成, 具有分层结构, 反映了中国东部中生代岩石圈减薄作用. 不同成因的地震组构可能是不同时代地球动力学作用的产物. 例如, 超高压变质岩片和韧性剪切复合岩套反映了三叠纪的碰撞造山作用及超高压变质作用, 而正常的中下地壳波速结构反映了中新生代地壳的拉张与伸展. 通过反射体的细致标定与火山岩包体验证了的地震组构, 可以找到地震反射体的成因及其与地球动力学作用的关系, 为地球动力学作用过程的恢复提供新的依据.     

深地震反射剖面揭示的天津地区张渤带地壳精细结构

穿过天津地区张渤带的长86 km、NE向深地震反射剖面揭示了该区清晰的地壳精细结构图像和断裂的深浅构造特征,为研究张渤地震构造带的深部孕震环境和构造模式提供了地震学证据,对探讨晚中生代以来华北裂陷盆地的深部动力学过程及演化具有重要意义.结果表明,天津地区张渤带地壳以结晶基底反射TG为界,分为上下两部分;上地壳反射波组丰富,分层特征明显,界面起伏形态清楚,清晰地刻画出冀中坳陷新生代沉积分层、箕状沉积凹陷的底界、潮白河断裂、蓟运河断裂及丰台—野鸡坨断裂的几何结构;地壳内部结晶基底（TG）至Moho之间,显示出近于"反射透明"的地震波场特征,无明显震相,这与华北其他地区的深地震反射剖面结果明显不同;地壳厚度为30.0~34.5 km,总体变化趋势为中段地壳厚而南北端相对较薄,Moho在横向上显示出明显的不均匀和横向间断特征,在Moho被错断处存在两个明显的反射事件RA和RC,RA可能是软流圈热物质上涌的侧向残留物,叠层状反射震相RC则表现出壳幔过渡带特征;剖面揭示了2条错断Moho的超壳深大断裂（FD1和FD2）和9条上地壳断裂,深大断裂应是软流圈热物质上涌,造成上地幔隆起而形成的,上地壳断裂与地壳垂直运动及侧向引张力有关;超壳深断裂（FD1和FD2）为本区深部热物质的上涌与能量交换提供了通道,而与之对应的地壳浅部断裂（F3和F9）,则为能量调整提供了可能的条件,断裂邻近区域可能是未来发生强震的地区,值得注意.     

大别-苏鲁超高压变质带P-T-t轨迹的动力学模拟

综合现有的地质、地球化学资料以及同位素年龄等研究成果，同时结合新西兰南岛北端陆壳俯冲的最新发现，提出了超高压变质岩的形成四阶段演化模式：板片俯冲形成增生楔、板片俯冲驱动角落流、板片拆离浮力抬升至Moho深度和后期上地壳伸展阶段.以此为定量模拟的出发点，利用二维有限元对大别-苏鲁超高压变质带的形成演化进行了动力学和热演化模拟，追踪超高压变质岩形成演化过程中的质点路径以及对应的P-T-t轨迹.计算的P-T-t轨迹及其空间分布特征均能与实测结果较好吻合.     

苏北大陆科学钻探靶区深反射地震的叠前深度偏移

由于深反射地震数据具有信噪比低和记录长度长等特点,叠前深度偏移方法的应用有许多困难．为此,我们研究了一种适合于深反射地震的叠前深度偏移方法;包括：用逆风有限差分方法计算程函方程;在常规速度扫描的基础上,用协方差控制提高速度分析精度;用联合反演算法计算层速度,再插值后得到初始速度模型;用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ法作为偏移速度分析工具,求得最终的速度模型;最终的速度模型作为有限差分深度偏移的输入,求得最终的偏移结果．用该方法对“中国大陆科学深钻工程”东海二维深反射地震数据ＤＨ－４线进行了叠前深度偏移,取得了良好的效果。     

北天山地震带的航磁异常与深部构造

通过分析天山和邻近地区的航磁资料，划分出了４个较大的具有不同基底性质和深部构造特征的磁异常区。天山地区的地震大多数都发生在基底隆起或坳陷的附近，在深部磁场图像中，它们则位于天山高磁性块体与周围弱磁性区域之间，那里不仅是正负磁异常的转换带，而且是明显的大地构造边界。介质的磁性与其它地球物理资料一样，也是反映地震活动区域深部构造的一个重要标志。     

苏北大陆科学钻探靶区深反射地震的叠前深度偏移

由于深反射地震数据具有信噪比低和记录长度长等特点,叠前深度偏移方法的应用有许多困难．为此,我们研究了一种适合于深反射地震的叠前深度偏移方法;包括：用逆风有限差分方法计算程函方程;在常规速度扫描的基础上,用协方差控制提高速度分析精度;用联合反演算法计算层速度,再插值后得到初始速度模型;用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ法作为偏移速度分析工具,求得最终的速度模型;最终的速度模型作为有限差分深度偏移的输入,求得最终的偏移结果．用该方法对“中国大陆科学深钻工程”东海二维深反射地震数据ＤＨ－４线进行了叠前深度偏移,取得了良好的效果。     

松辽盆地深部反射地震探查

概述了近年来用近垂直反射地震方法研究不同大地构造单元的地壳结构和深部构造问题所取得的基本成果，说明了在松辽盆地内所进行的两次深反射地震探查，包括位置、科学目标、资料采集、处理技术和基本结果，利用延长排列所得到的约42km长共炮点资料，求出松辽盆地地壳平均速度约为6.197km/s。通过初步解释，认为在上部地壳存在多组低角度断裂、中下部地壳构造具有更为复杂的震相、Moho震相比较清晰，多处出现与Moho震相斜交的震相。     

唐山震区深反射剖面分析

为了进一步研究唐山地区深部地壳构造与唐山大地震孕育及发生的关系,国家地震局地球物理研究所在石油部物探局的协助下,于1985年1月在唐山震区完成了64km长的深反射剖面野外观测,获得了高分辨率的整个地壳结构的详细资料。分析结果表明,唐山震区内深度500m以上的沉积层十分破碎;结晶基底为前震旦纪地层,埋深2-7km不等,覆盖地层倾斜,且断层发育,其中陡河断裂为正断层,延深至6-7km,推断该断层为1976年唐山发震的重要构造之一。测线上大约21km深处普遍存在一反射层;莫霍面深度在31-32km左右,与该地区折射剖面得到的结果相当一致。     

南北地震带北段地温场的初步探讨

本文利用39个地温梯度值及估算的热流值讨论了本区地温场的分布特征。并求取了居里等温面。结果表明:(1)全区平均地温梯度为3.2℃/100m,平均热流值为1.5HFU;(2)居里面的深度为14—34公里,强震主要发生在居里等温线的梯度带上。最后就地温场与地震的关系做了初步分析。     

南北地震带北段地震活动的有序性和层次性

本文分析了南北地震带北段有记载以来6级以上强震、全新世以来海原活断层8(1/2)级大震以及海原大震极震区5级以上中强震等不同层次地震事件的时间序列,发现它们具有自相似特征,即不同层次的地震事件表现有序性、满足简单公式N=Ac^Bt或t=a+blnN。文中用最小二乘法在信度a=0.05情况下,通过线性相关检验,给出了各层次的有关系数值。 本文结果表明,地震活动是遵循尺度对应这一基本原理。这对研究地震活动分期划段,判定不同层次的地震趋势有一定参考作用。同时地震活动在不同层次表现的自相似现象也是值得进一步研究的课题。     

唐山震区深反射剖面分析

为了进一步研究唐山地区深部地壳构造与唐山大地震孕育及发生的关系,国家地震局地球物理研究所在石油部物探局的协助下,于1985年1月在唐山震区完成了64km长的深反射剖面野外观测,获得了高分辨率的整个地壳结构的详细资料。分析结果表明,唐山震区内深度500m以上的沉积层十分破碎;结晶基底为前震旦纪地层,埋深2—7km不等,覆盖地层倾斜,且断层发育,其中陡河断裂为正断层,延深至6—7km,推断该断层为1976年唐山发震的重要构造之一。测线上大约21km深处普遍存在一反射层;莫霍面深度在31—32km左右,与该地区折射剖面得到的结果相当一致。