南海北部陆架西区盆地地质、地球物理场特征及其深部结构

分析了南海北部陆架西区盆地的地质、地球物理场特征，计算了研究海域重、磁资料的1阶小波细节、4阶小波逼近变换。根据分析与计算可知，研究区的布格重力异常以北西低的负值，东南高的正值为特征。在东部及东南部异常等值线走向为北东；西部异常等值线以北西走向为特征；西北地区异常以北东东、北东走向的局部等值线圈闭为特征。磁场的展布十分复杂，按磁异常的变化程度可分为三个变化区，即磁异常平静区、剧变区及缓变区。磁异常的平静区位于研究区的西部，即莺歌海盆地所在位置，这一带磁异常等值线极为稀疏，异常值为负背景异常。剧变区位于海南岛，该地区的磁异常变化极为剧烈，异常特征以局部小圈闭为特征，等值线分布密集。磁异常的平缓区位于平静区及剧变区之外的其它地区。琼东南盆地、北部湾盆地的磁异常具有此特征。根据重、磁场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果、同时参考穿越南海地学断面的结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算，计算表明南海陆架盆地区域地壳结构较为复杂，研究区的地壳厚度在22－33km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、拉伸陆壳、过渡壳的性质，同时存在有上地幔隆起区及凹陷区。磁性底界面厚度在17－24km之间变化，其中在莺歌海盆地较深，在海南岛地区磁性界面较浅。     

中国东部大陆与东海海域地质构造的相关性分析

分析了中国大陆东部地区和东海海域地球物理场、大地构造、地球动力学特征．根据分析得出;东海海域的重磁场特征与中国大陆重磁场特征密切相关．分布趋势与走向均与大陆边缘重磁场相同,是大陆地球物理场向海域的延伸．东海陆架盆地地区具有大陆地球物理场特征．东海东部边缘、海槽具有大陆边缘地球物理场特征．根据研究区的重磁资料计算了该区莫霍、居里界面深度与分布．地壳结构特征表明：莫霍界面在中国东部的主要走向为NE—NNE向,与东海莫霍界面的走向基本一致,说明是大陆地壳向海域的延伸．在冲绳海槽以东海域,地壳厚度由十几公里迅速减薄到几公里,表明地壳由过渡壳向洋壳的转变．因此;中绳海槽应该是大陆地壳的自然终结．中国大陆东部居里界面的差异,反映了地壳结构的不同。陆区及陆架区的磁场特征主要反映了上地壳的磁性结构,相应的也形成了不同的磁场特征与居里界面特征．地球动力学特征表明：东海海域地球动力学特征与中国东部大陆地球动力学特征关系密切,这一地区是欧亚板块与菲律宾海板块的结合地带．构造活动十分强烈．是研究中国大陆及其邻域构造运动,进行地球动力学特征分析的极为有利、重要的地区．     

东北地区重磁场与地壳结构特征

分析了东北地区的重、磁场特征,同时对研究区的布格重力异常和航磁异常据进行了小波分析计算.根据分析与计算可知,东北地区重力场以北东走向为主,表现出该地区重力场的主要趋势.根据磁场的分布特征,可将研究区分为六个区域:呼和浩特以北磁场相对平静区;赤峰一带正负磁场交互变化区;海拉尔以南磁场缓变区;齐齐哈尔—依春磁场剧烈变化区;长春—沈阳负磁场平缓区;牡丹江—丹东磁场区.利用重力资料,应用调和级数法对研究区的莫霍界面进行了反演计算,得到了该地区莫霍界面深度分布.根据磁力资料采用遗传算法反演计算了研究区居里界面的深度分布.同时对研究区的地壳结构特征进行了探讨.     

冲绳海槽及其邻域地球物理场与地壳结构特征

分析了冲绳海槽及其邻域的重、磁场特征，同时对研究区域的布格重力数据进行了上延拓及二次垂直导数计算．根据分析与计算可知，在冲绳海槽及其周边区域，重磁异常的主要走向为NNE向，重、磁场的分布特征表明冲绳海槽及邻域地球物理场变化复杂，变化幅度大．参考地震解释结果，利用重力资料，应用调和级数法对研究区的莫霍界面进行了反演计算，得到了该地区莫霍界面深度分布，计算表明冲绳海槽及邻域地区莫霍界面深度在28-4km之间变化，地壳厚度自西向东逐渐减薄，显示出陆壳-过渡壳-洋壳的转变过程．     

东海磁场特征及居里面分析

利用东海及邻域最新的磁力异常数据,分析东海的磁场特征,并利用该磁力数据计算东海的居里面,分析解释居里面特征及地质特征.研究表明,从陆区、陆架盆地到冲绳海槽中部,磁力异常呈正负相间变化,最大值出现在福建沿海地区,居里面深度在15～27 km之间变化;从冲绳海槽中部到琉球群岛,磁异常从正磁异常变为负磁异常,居里面深度在15...     

中国东部及邻近海域磁异常数据所揭示的深部构造

通过对中国东部及邻近海域磁异常数据的化极和上延处理,全面分析了不同构造块体和区域深大断裂的磁异常特征和空间展布,并在此基础上,通过计算化极后的磁异常数据的径向平均振幅谱,反演计算出区域居里等温面的深度分布．研究发现磁异常的化极和上延处理有效地增强了区域构造带（大别造山带、郯庐断裂、钓鱼岛隆起等）的边界特征．计算得到的居里等温面深度在19．6～48．9km之间,平均深约31．7km,下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地的居里等温面明显较深,最深可达35km左右,而其周围区域的居里等温面深约25km,表明了下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地在构造演化以及基底岩性和结构上的独特性．从区域上看,沉积盆地（苏北盆地、南黄海盆地、东海陆架盆地）的居里等温面一般较深,而周围隆起区（钓鱼岛隆起、浙闽隆起）的居里等温面一般较浅．在火山活动区（琉球岛弧、济州岛周围）以及沿江绍断裂海域部分居里等温面隆升非常明显,表明来自深部强烈的岩浆或其他地热活动．     

环渤海地区地壳结构及其动力学特征研究

环渤海地区是我国大陆东部强震的多发区,也是我国地震重点监测地区,环绕渤海地区已经开发并投产了包括辽河、冀东、大港、胜利以及渤海海域在内的一系列油田,因此环渤海地区一直是我国地质与地球物理学科的研究重点.本文利用重力数据结合人工地震探测剖面应用调和级数法对该地区的莫霍面深度进行了反演计算,并应用地质、重、磁、地震层析成像、人工地震探测、地热、应力等方面的成果资料,对研究区的地球物理场、地壳结构、地球动力学特征进行了探讨,希望对环渤海地区的深部结构、地球动力学、油气资源等研究有所帮助.通过反演计算结果和动力学特征的分析,得到了以下的认识:1)该地区的布格重力异常主要特征为从陆地向海洋,异常从负异常向正异常变化,反映了地壳厚度自西向东逐渐变薄的总体特征.磁异常在研究区北部地区变化较为剧烈,呈正负交错状.大部分海域地区表现为负磁异常场区.重、磁异常走向主要为NE、NNE向;2)研究区地壳厚度在31～40km,总体趋势为自西向东逐渐减薄,通过与地震层析成像结果比较,两个结果十分吻合;3)渤海盆地动力学机制应是周边各个板块水平运动的远程效应所造成的多期构造应力场作用下多方向的伸展、拉张而成,渤海湾盆地的形成是四个时期、两种动力作用交替影响的结果.     

内蒙古阴山地区特异区域重磁场与深部构造

根据内蒙古阴山山系及邻近地区的布格重力异常分布特征，发现阴山、大青山山地和呼包盆地地区的布格重力异常分布与地形高程呈“同步型”的特异变化特征.而该地区航磁异常分布呈现为阴山山区是大面积负磁异常区，呼包盆地为强正磁异常区的特异磁异常分布特征.通过对地震、大地电磁数据、特别是重力数据资料的处理分析，给出阴山山系和呼包盆地地区的地壳结构，均表明地壳底界面都没有明显的下凹与上凸，且盆地北缘为两大块体的接触带.这些特征可能表征着阴山山系和呼包盆地重磁异常呈特异变化的一些原因.     

中国东部海区及其邻域岩石层结构与地球动力学特征研究

中国东部海区及其邻域受到来自欧亚、太平洋和菲律宾海板块运动的共同作用,其是认识中国边缘海形成演化的天然实验室.本文通过分析中国东部海区及其邻域的地球物理场特征,采用重力反演方法计算了该地区的莫霍面深度,根据地震层析成像的反演结果分析了研究区的地壳和岩石层速度结构,并从地热、断裂带、天然地震分布和应力场特征等方面对该区域的地球动力学特征做了进一步的分析.通过分析、反演计算可以得出:中国东部海区的陆架区的重、磁场特征与中国大陆重、磁场特征分布趋势与走向相同,是大陆地球物理场向海域的延伸.东海陆架盆地区和中国大陆东部的地壳结构和走向趋势相同,是大陆地壳向海域的延伸.东海东部及其边缘海域、海槽为过渡性质地壳,由于地壳性质的转变,说明冲绳海槽应为东海大陆架的自然终结.地震层析成像反演结果为研究岩石层地幔的结构组成以及形成演化的深部动力因素提供了依据,32+km深度处的速度图像基本上反映出莫霍界面正下方的速度分布特征及莫霍面的起伏形态,其与重力反演计算的结果相符合.70km深度上的速度图像反映出东部海区深部结构南北分块的特征,海区表现负速度扰动,推断已部分进入软流圈.110km深度处的速度图像表现为大范围的低速异常,只有扬子块体有正异常显示,进一步验证华南华北块体减薄.中国东部海区及其邻域地球动力学特征主要为:冲绳海槽高热流异常区显著,热流分布明显和沟弧盆体系的构造特征相吻合,呈现NE向条带状分布;断裂体系显示出"东西成带"的待征;冲绳海槽和琉球海沟区域具有地震活动的成带性,地震震中的分布密度远大于远离板块边界的大陆内部;其现代应力场从北到南由NE向逐渐转为NEE至SE向,总体呈向东发散的扇形分布.     

渭河盆地及邻区重力异常小波多尺度分解与解释

基于EGM2008重力场模型计算获得了渭河盆地及邻区布格重力异常。采用小波多尺度分解方法对布格重力异常进行了4阶小波逼近和小波细节分解,同时基于平均径向对数功率谱方法定量化地计算出1~4阶小波细节和小波逼近所对应的场源平均埋深。结合区域地质和地震资料,对获得的重力场结果进行分析,得到如下结论:①鄂尔多斯地块、渭河盆地、秦岭造山带3个一级构造单元的布格重力异常之间存在明显差异;构造区内部重力异常也存在横向的显著差异。布格重力异常的走向、规模、分布特征与二级构造区及主要的断裂具有一定的对应关系。②渭河盆地及邻区布格重力异常1~4阶细节对应4~23 km不同深度的场源信息,鄂尔多斯地块南缘东、西部的地壳结构存在明显的差异;渭河盆地凹陷、凸起构造区边界清晰,断裂边界与重力异常边界具有较好的一致性;秦岭造山带重力异常连贯性不好,东、西部重力异常变化特征表现出明显的差异。③渭河盆地及邻区布格重力异常分布与莫霍面埋深具有非常明显的镜像关系。渭河盆地及邻区地震主要分布在六盘山—陇县—宝鸡断裂带、渭河断裂与渭南塬前断裂交汇处、韩城断裂与双泉—临猗断裂交汇处。渭河盆地及邻区重力异常主要由中上地壳剩余密度体所影响,这可能是该区地震以浅源地震为主的主要原因。     

基于重磁震资料的南海新生代盆地分布综合研究

作为西太平洋最大的边缘海,南海分布有30多个新生代沉积盆地,其蕴含着丰富的油气资源.但由于资料的限制,南海存在不同区域盆地研究程度不同,不同区域盆地面积差别较大,部分盆地只是坳陷而没有达到盆地的级别以及盆地外围可能存在凹陷等问题.南海新生代盆地分布问题制约了其油气分布规律、储量等基础地质问题的研究.本文以地震剖面数据为约束,以重力资料为主、辅以磁力资料,研究了南海新生代盆地分布及构造区划.通过提取新生代盆地及其构造单元引起的重力异常,结合地震剖面等资料反演了新生界底界面深度及新生界厚度.在充分调研已有盆地和构造单元划分方案的基础上,根据南海的地质及地球物理特征,确定了盆地及构造单元划分标准.以新生界厚度为基础并结合重、磁、震、地质等资料,进行地质-重磁震联合解释,将南海原有的36个盆地重新划分为24个盆地,盆地总面积扩大了约15万km².研究表明,南海新生代盆地沉积层厚度在1.5~16 km之间,有6个北东东/北东向沉积坳陷带、2个近南北向沉积坳陷带以及1个三角沉积坳陷区;盆地展布方向主要为北东和北东东向,其次为北西和近南北向,呈现"南三北三"的分布特征.     

A REGIONAL GRAVITY STUDY OF THE NORTHERN NORTH SEA (56–62° N)*

A Bouguer gravity anomaly map is presented of the North Sea and adjacent land areas in Norway and Denmark, covering an area situated between 56° and 62°N, 1°W and 10°E. The gravity data from the UK sector of the North Sea, the land and offshore areas of Denmark, and the land areas of Norway have been published before. However, the gravity data from the Norwegian sector of the North Sea are new. A large number (about 60) of individual gravity features can be defined in the mapped area. Most of those situated in the UK sector of the North Sea and on land in Norway have been discussed earlier; however, most of the anomalies found elsewhere which are qualitatively interpreted here have not been discussed before. An interpreted Bouguer anomaly map is presented which identifies all these features. The majority of the gravity anomalies encountered in the mapped area can be shown to be associated with one of the following geological features: (i) basement highs, (ii) large bodies of heavy basic or ultrabasic rock in the crystalline basement, (iii) large igneous intrusions within the sedimentary column and thick accumulations of volcanic rocks or their associated eruption centers, (iv) major basement faults. Large-scale geological structures such as the Central, Viking and Sogn Grabens and the East Shetland, Stord, Forth Approaches and Norwegian-Danish Basins are essentially in isostatic equilibrium and are only locally marked by relatively weak gravity minima. A residual gravity anomaly map has been produced by subtracting from the observed Bouguer anomalies the estimated gravity effect of an assumed thinned crust. This residual gravity anomaly map shows a number of features of the Bouguer anomaly field with greater clarity.     

利用卫星长波长地球物理位场对东亚地区深部结构的研究

有研究表明从中国北部经黄海、朝鲜半岛、日本海至日本本州岛存在一个大型断裂带,被称为“北纬40°断裂带”.为了验证该断裂带的存在性,本文通过GRACE和CHAMP卫星的位场数据中的大尺度区域重力和磁力异常来研究该区的大型构造特征.区域性研究范围为24°N~56°N,90°E~150°E,详细研究范围为32°N~42°N,122°E~132°E.2008年Taylor等利用CHAMP卫星2005年6月至12月收集的轨道数据,从测量数据中消除地核和外部产生磁场效应,经化磁极之后得到磁异常图,从中来追踪构造特征,并根据地质和地球物理资料建立了数学模型来进行解释.本文在此基础上,增加了GRACE卫星2003年10月份测量的重力异常场数据.实测差分位场数据利用高斯-勒让德求积法转换为垂向重力异常值,通过减去最新地球重力场模型（EGM96）的场值来去除波长超过1100 km的长波长异常,所得的重力异常数据和磁场数据进行比较.为了能从中得到研究区的共同构造特征,建立一个球面棱柱模型进行正演模拟、并进行重、磁异常场的波数相关性分析.研究发现在重、磁异常中均发现一个呈负相关的纬向构造特征,东亚地区“北纬40°断裂带”横穿了整个朝鲜半岛.     

大庆外围盆地地球物理场与盆地基底特征

根据收集到的大庆外围盆地的布格重力异常和航磁异常数据,对外围盆地中的8个盆地进行了地球物理场特征的分析.对各盆地的重力异常进行了由下地壳与上地幔的密度差引起的重力效应的剥离,对磁力异常进行了由居里面起伏引起的磁力效应的剥离.在此基础上应用调和级数法和遗传算法分别反演计算了这8个盆地的重力基底和磁性顶界面,并分析了其基底特征. 各盆地重力基底在0.2~9.0 km之间变化,磁性顶界面在1.8~9.8 km之间变化,其特征反映了各盆地的基本现状.     

根据重、磁资料探讨中国东部及其邻域断裂体系

对中国贺兰山－龙门山以东的中国陆、海及其邻域，在分析地球物理场特征的基础上进行断裂体系研究．基本以重、磁资料为基础，结合地质资料，重点讨论断裂构造，进而揭示出断裂体系主要分为板块边界断裂带、块体边界断裂带和块体内部断裂带．这些断裂反映出研究区＂东西成带、南北分块＂的特征。     

3D AND 2½ D MODELLING OF GRAVITY ANOMALIES WITH VARIABLE DENSITY CONTRAST1

The decrease of density contrast in sedimentary basins may be approximated by a quadratic function. A sedimentary basin may be viewed as a number of prisms placed in juxtaposition. Equations in closed form for the gravity anomalies of 3D and 2½ D prismatic models are derived. Approximate equations for these models are also derived for rapid calculations. Efficient methods are developed for anomaly calculation by an appropriate use of the exact and approximate equations, and hence, for 3D and 2½ D modelling. The depths to the basement are adjusted iteratively by comparing the calculated anomalies with the observed anomalies. These methods are applied for analysis of the residual anomaly map of the Los Angeles Basin, California.     

Parabolic density function in sedimentary basin modelling

For modelling sedimentary basins of large thickness from their gravity anomalies, the concept of parabolic density function which explains the variation of true density contrast of the sediments with depth in such basins is introduced inBott's (1960) procedure. The analytical expression the gravity anomaly of a two-dimensional vertical prism with parabolic density contrast needed to estimate the gravity effect of the basin in modelling procedure is derived in a closed form. Two profiles of gravity anomalies, one across San Jacinto Graben, California and the other across Tucson basin, Arizona where the density of sediments is found to vary with depth are interpreted.     

基于卫星重磁资料的南海深部构造研究

南海深部构造对研究南海构造演化和油气勘探具有重要意义.本文对南海地区的自由空气重力异常进行布格校正、海水层校正和沉积层校正,得到布格重力异常,再对布格重力异常进行区域异常和局部异常分离,利用位场界面反演方法对区域布格异常进行反演计算得到研究区域的莫霍面深度分布;采用全变倾角化极方法对研究区域的卫星磁异常数据进行化极处理,并进一步对化极磁异常作向上延拓,得到延拓后化极磁异常结果.分析布格重力异常、莫霍面深度及化极磁异常特征,结合天然地震层析成像的证据,得到以下结论：推测南海北部陆缘的古俯冲带位置是从118.5°E,24°N沿北东向延伸至109°E,15°N;红河断裂入海后经过莺歌海盆地在海南岛南部转为南北向与越东断裂相接并延伸至万安盆地;推测中特提斯洋的部分闭合位置是从110°E,2°N到101°E,21°N.     

龙门山和相邻地域航磁场特征与汶川大地震

本文应用化极、水平及垂向导数、向上延拓、视磁化强度填图及磁性界面反演等方法处理了龙门山及相邻地域最新的航空磁测数据,分析了龙门山及相邻地域的航磁异常展布特征.研究结果表明:1)龙门山造山带与其东、西两侧可划分为三个磁异常区:松潘—甘孜磁异常区、龙门山负磁异常带、四川盆地磁异常区;三个区、带的地壳介质磁性结构存在明显差异.2)根据该区航空磁异常场的分布特征分别研究了,松潘—甘孜地块、龙门山造山带和四川地块的磁场特征.3)除识别前人识别的断层外,还推断鲜水河ES延伸甘洛—雷波北断裂作为四川盆地与滇西的界带.4)航空磁异常,磁性体上、下界面及磁源体深度的空间分布特征与汶川MS8.0大地震及芦山地震发生相关.