广西地区岩石圈表层与深部构造之关联性:源于岩石圈密度与磁性结构的解读

广西地处华南地块、印支地块与西太平洋板块的汇合部位,因特殊的构造部位,广西区内大地构造单元归属、构造单元边界等许多基础地质问题一直存在争议.自新生代以来的板块构造运动对岩石圈的改造,广西地壳与上地幔在地震波速度及温度结构方面具有显著差异.应用卫星重、磁异常数据以及区域重力和航磁资料对广西地区岩石圈密度和磁化率结构及其与上地壳构造的关系开展了研究,结果显示广西地区地壳密度和上地壳磁性结构与现今地表构造较为契合,但下地壳密度结构与上地幔存在不连续现象;此外,岩石圈磁化率结构指示中下地壳存在不同范围和程度的解耦.对广西岩石圈密度与磁性结构的解读认为,在中生代以来岩石圈被大规模改造的背景下,幔源物质上侵至上地壳的规模和范围都有限,这可能是整个广西地区上地幔结构与地壳构造不对应的主要原因.      

西准噶尔及邻区的岩石圈密度结构特征及其构造意义

对西准噶尔及周边地区壳幔结构的研究是揭示准噶尔盆地演化的重要基础.利用最新的卫星重力场模型, 通过计算得到西准噶尔及周边地区的布格重力异常, 进而采用三维反演技术, 对西准噶尔及周边地区的地壳与上地幔顶部进行密度成像, 得到了0~80 km深度范围的密度异常结构.地壳密度分布显示古准噶尔洋壳有可能向NE和NW分别俯冲于西伯利亚板块和西准噶尔地块之下.上地幔顶部密度变化表明: 阿尔泰褶皱带具有相对较低的密度, 可能为古大陆巨厚的硅铝层所致; 哈萨克斯坦-准噶尔盆地具有相对完整的高密度结构; 天山褶皱带区域的密度大幅度变化刻画了超岩石圈断裂对岩石圈的切割以及岩石圈形变与构造活动的痕迹.      

新疆北部壳体大地构造演化与运动初步研究

位于亚洲大陆中腹的新疆北部地区,是由不同壳块组成的复合型大陆壳块区,经历了长期复杂的壳体运动-演化历程,造就了该区不同地段岩石圈结构和构造的差异。本文在前人研究的基础上,运用壳体大地构造学的研究思路和方法,通过对该区地质-地球物理特征和壳体结构的分析,将该区划分为 4个不同性质和地壳结构的壳块,其中天山地区又可进一步分为东、西两段。文章分析了区域壳体的运动 -演化特征,并初步认为东、西天山在深部地球物理特征、基底性质和前地台期的构造演化,可能分属不同的构造演化体制。中新生代全区先后经历了地台演化阶段之后,陆续发生活化作用,由于不同地段地壳和岩石圈结构的差异,形成浅部地壳不同的活化地质构造特征。     

西准噶尔蛇绿岩:古大洋俯冲增生过程的记录

蛇绿岩记录了大洋岩石圈形成、演化、消亡的全过程,是刻画区域板块构造和洋 陆格局演化的关键证据。本文通过系统梳理前人相关研究,总结西准噶尔蛇绿岩最新研究成果,探讨大陆地壳增生方式、恢复古大洋演化历史,从而对西准噶尔构造体制转化提供新制约。西准噶尔地区发育多条震旦纪—石炭纪被构造肢解的蛇绿岩带,具有典型的岩块 基质结构,绝大多数蛇绿岩包括正常洋壳组分和海山/大洋高原残片,其中基性岩具有MORB和OIB的地球化学特征。基于前人研究,本文认为在西准噶尔古大洋发育过程中,发育不同时代与地幔柱有关的海山/大洋高原,同时存在增生型和侵蚀型两类汇聚板块边界。另外,大洋高原增生不仅是大陆地壳增生的有效途径之一,还可能诱发俯冲极性反转和传递。而在大洋高原形成初期,还可能存在地幔柱诱发俯冲起始机制。     

青藏高原东北缘岩石圈密度与磁化强度及动力学含义

利用横贯柴达木盆地南北的格尔木—花海子剖面岩石圈二维P波速度结构以及地震波速度与介质密度之间的关系,建立了该剖面岩石圈二维密度结构与二维磁化强度的初始模型。依据重磁同源原理,在柴达木盆地重、磁异常的二重约束下完成了重磁联合反演,获得了该剖面岩石圈二维密度结构与二维磁化强度分布。结果表明:柴达木盆地地壳厚度沿测线变化较大,平均厚度约60km。在柴达木盆地南缘地壳厚约50km,达布逊湖附近地壳最厚为63km左右,大柴旦附近地壳较薄,为50km左右。柴达木盆地的地壳纵向上可分为三层,即上地壳、中地壳与下地壳。位于盆地中部的中、下地壳分别发育大范围的壳内低密度体,并处于上地幔隆起的背景之上;横向上可将盆地分成南北两个部分,分界在达布逊湖附近。整个剖面结晶基底埋深变化也很大,在达布逊湖附近为12km,在昆仑山北缘基底几乎出露地表。结晶基底的展布形态与地壳底界,即莫霍面呈近似镜像对称。综合研究认为,柴达木盆地的岩石圈结构存在着明显的南北差异,其分界在达布逊湖的北面。在盆地南部,岩石圈介质横向变化较小,各层介质分布正常;在盆地的北侧,岩石圈结构特别在中、下地壳和上地幔顶部横向上发生了变化。壳内低密度体的存在意味着柴达木盆地具有较热的岩石圈和上地幔,加之基底界面与莫霍面的镜像对称分布,形成与准噶尔盆地和塔里木盆地的构造差异。多种地球物理参数所揭示的地壳上地幔结构及其横向变化特点为柴达木盆地构造演化及青藏高原北部边界的地球动力学研究提供了岩石圈尺度的地球物理证据。     

四川阿坝——秀山地学断面

四川省阿坝—秀山地学断面长约1000km,横跨上扬子地台和松潘-甘孜地槽褶皱系。在综合研究现有地质、地球物理资料的基础上,对断面及邻区划分出不同性质的三大岩石圈块体;结合表壳变形特征又区分出以四川地块为中心的东、西对冲构造体系;并进一步划分出8个次级构造带(块)。在垂向上划分出地壳、岩石圈厚度及形态,讨论了地壳次级分层及壳、幔低速层、低阻层和高阻层异常的特征,提出了初步解释。指出龙门山断裂带西部地壳缩短、增厚的主要因素。概述了地壳演化。     

菲律宾海岩石圈磁异常特征

利用NGDC720地磁模型提供的磁异常数据, 分析了菲律宾海板块磁异常特征, 进而对磁异常进行多尺度分解, 给出了研究区岩石圈深部和浅部磁异常.结合热流分布特点和磁异常信息, 进一步分析了研究区引起磁异常成因.菲律宾海板块区域的磁异常既反映了该区域岩石圈浅部的构造特征, 也隐含深部构造信息.在西菲律宾海盆以及大东脊构造区, 浅部构造磁异常信息较好地继承了深部构造特征, 反映这些区域岩石圈的整体性特征.四国海盆与帕里西维拉海盆浅部磁异常信息显示了与近代(约10Ma)扩张轴一致的特征, 且磁异常与海底构造走向不一致; 而深部异常显示的帕里西维拉海盆磁异常走向与西菲律宾海盆一致的信息, 可能指示帕里西维拉海盆岩石圈曾与西菲律宾海盆有过类似的演化史.      

中国西北大陆岩石圈类型、岩石学结构及其意义

根据西北地区的地质和地球物理特征,区分出中国西北大陆以准噶尔和塔里木为代表的克拉通型岩石圈和造山带型岩石圈,而造山带型岩石圈又可以区分为以额济纳旗为代表的古生代造山带型岩石圈(老物质新结构)和包括天山、阿尔泰山、昆仑山在内的新生代造山型岩石圈(老物质新结构);依据岩石学方法、壳幔演化模型和造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系,建立相应类型岩石圈的壳幔岩石学结,讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义及其找矿意义.     

辽宁及其邻区高精度航磁数据分析:对区域性断裂带与岩石圈热结构约束

高精度航磁数据分析与挖掘是揭示区域性断裂带空间展布与岩石圈热结构的重要手段之一.为了揭示辽宁及其邻区航磁异常与区域性断裂带关系,估算其居里面深度与岩石圈厚度,本文在对航磁数据进行化极的基础上,利用功率谱法反演了研究区居里面深度;采用一维稳态热传导方程,计算了辽东?渤海湾地区岩石圈厚度.研究表明:（1）辽东、辽西与渤海湾地区存在多条北东向/北北东向航磁异常带,它们是晚中生代以来太平洋板片俯冲作用背景下,活动大陆边缘长期伸展与短暂挤压状态交替演变的产物;而辽北地区被北东向磁异常带错断的近东西/北西西向航磁异常带,则是古亚洲洋闭合后碰撞造山晚期伸展抬升至中地壳层次的构造形迹.（2）辽宁及其邻区居里面深度在16~40 km之间,平均深度为28 km,阜新与盘锦等居里面隆起区对应的大地热流值相对偏高;而沈阳与辽源居里面坳陷区对应的大地热流值偏低.（3）辽宁及其邻区岩石圈厚度具有空间非均匀性,变化范围为70~150 km,平均值为100 km;郯庐断裂带附近的营口?鞍山地区下方岩石圈厚度最薄,为60~80 km;辽东与渤海湾地区岩石圈厚度空间非均匀性可能是晚中生代以来太平洋板片俯冲诱导的上升流与克拉通岩石圈内部先存的构造薄弱带共同作用的结果.      

新疆天山（独山子）—西昆仑（泉水沟）地学断面地震与重力联合反演地壳构造特征

利用滑动平均的布格重力异常剖面结合地震资料和大地电磁资料,参考介质纵波速度与密度的经验转换关系,通过二维均匀介质模型人机交互式计算得到了新疆天山(独山子)-西昆仑(泉水沟)地学断面走廊域中心剖面的地壳构造特征.所得的反演结果表明,准噶尔盆地与北天山地体、中天山地体为一整体;准噶尔盆地和天山构造带的中、下地壳之间存在低密度层,但塔里木盆地不存在低密度层;由于受到南北两侧板块挤压,造成塔里木盆地的地壳结构在横向上似一南陡北缓、中部隆起的不对称"拱形"弯曲;塔里木盆地南缘与西昆仑构造带间呈"V型盆山耦合关系",其下方恰好是莫霍面上隆区.     

准噶尔盆地基底构造

我们已完成了穿越准噶尔盆地及其周边地区的I-I、II-II、III-III、IV-IV和额敏—哈密剖面5条综合地球物理剖面。通过综合研究,初步了解准噶尔盆地及邻近地区的地球动力学问题:准噶尔盆地基底由北部的乌伦古地体和南部的玛纳斯地体组成。两者的分界为西西北方向的滴水泉—三个泉缝合线。其西部与北东向Dalbutte缝合带相连,东部与北西向的Cranamary缝合带相连。准噶尔盆地北部的乌伦古地体基底为双层构造,上层为泥盆系和下石炭统组成的褶皱基底,大致表现为北厚(3~5 km)、南薄(1~2 km)。缝合线以南的玛纳斯地体为单层基底,即新元古代结晶基底。准噶尔盆地地壳厚度为44~52 km,北薄南厚。周边山区地壳厚度高于盆地地区。盆地及邻近地区地壳分为上、中、下层,并且中地壳一般较薄。盆地地区的地壳存在多条深断裂。南北方向发育了6条主要深断裂,分别为红车、德伦山、石溪、呼图壁、彩南和阜康。这些断层倾角较大,向上延伸至上地壳下部,向下切入地壳基底界面。壳内水平构造和构造面无明显垂向断层,似有“开放断层”特征。这些断层是上地幔物质挤入地壳的良好通道。此外,该地区还有两条主要的横向深断层。一是北西西走向的滴水泉—三个泉深断裂,它向南倾斜,具有逆断层性质,可能会破坏滴水泉—三个泉缝合带。另一条是近东西向的昌吉—玛纳斯深断裂,向南倾斜,主要发育在中下地壳,具有逆断层性质。这些深断裂对盆地构造发育具有一定的控制作用。准噶尔盆地西部的莫霍面基本连续地延伸到了天山的莫霍面,并且后者的莫霍面深度明显大于前者。但是,盆地东部的莫霍面与博格达山脉的莫霍面并不连续。前者以叠加关系延伸到后者之下,表明盆地东部的地壳向博格达山脉俯冲。这有助于解释天山东部构造活动相对减弱而博格达山脉向北推高的构造地貌现象。周边准噶尔盆地具有挤压盆地-山地构造耦合格局,尤其是南部边界东部博格达—准东盆地的山地-盆地构造耦合。现在将准噶尔盆地与吐哈盆地分开的博格达山脉是年轻的、仍在上升的山脉。博格达山的隆升是印支运动以来多次推覆造山运动的反映,其现貌是新近纪以来新构造运动的结果。准噶尔盆地盖层发育经历了3个阶段:与天山和松潘—甘孜造山带形成有关的二叠纪—三叠纪前陆盆地阶段,区域压缩较弱的侏罗纪—早始新世陆内坳陷阶段,以及新近纪晚期以来与天山抬升有关的活化前陆盆地阶段。     

额尔古纳地块中生代火山岩盆地基底构造特征:来自灵泉盆地的启示

灵泉盆地布格重力异常特征表明灵泉盆地两侧重力低异常区主要为侏罗-白垩系断陷区,中部主要为基底隆起区.对布格重力异常进行向上延拓处理,结果发现深部地质体具有"东、西深,中间浅"分布特征;剩余重力异常也说明中部局部重力高主要反映基底隆起,东部和西部局部重力低主要反映侏罗-白垩系断陷.灵泉盆地基底断裂早期以北东向为主,晚期发育北西向断裂,区内还有早期近南北向和东西向断裂存在.将灵泉盆地构造单元划分为西部断陷区、中部隆起区和东部断陷区之后发现,灵泉盆地实际上是个相对隆起而不是断陷盆地,这是盆地发生构造反转作用的结果,额尔古纳地块上的其他中生代火山岩盆地普遍具有这种模式,额尔古纳地块中生代盆地基底总体上具有"南深北浅"的特点.      

南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

滇东—黔西地区煤层气构造特征

煤层气在成煤过程中生成，并主要以煤层为储层的非常规天然气，通常甲烷组分占绝大部分，故亦称为煤层甲烷。甲烷以分子吸附状态，赋存于煤基质的巨大内表面上。滇东－黔西地区煤层气资源丰富，开发煤层气资源，为该区的经济腾飞将起到极大的推动作用。煤层气的勘探开发，须要研究形成煤层气的聚煤盆地的地质构造。地壳地质和深部构造是一个统一的整体。通过该区重力、磁力异常、ＴＭ遥感影像、古今地应力场研究，滇东－黔西地区，莫     

准噶尔盆地的磁性基底

本文通过分析和反演航磁异常场,研究了准噶尔盆地的磁性基底。分离异常是反演的前提。盆地区域磁场变化幅度很大,它几乎淹没了其他类型的异常。由于用功率谱极值点和矩谱法估算的磁性地壳底面深度相近,为确定区域场提供了有力的佐证。应用矩谱法和辅以正演模拟,了解基底局部埋深和获得可视作均匀磁化的依据,得以用Hahn的方法作反演。反演给出的盆地磁性基底起伏与浅地表大断裂对应很好。它揭示出受盆地形状影响,在南北向压应力作用下,以断裂活动为主,该基底形成了由三岔形隆起带分割成三个构造区。结合地质、遥感、重力资料分析表明;该基底磁性强,密度高,物性均一,属于刚硬的古老结晶基底。受基底控制,不仅盆地上部长期稳定,而且在北疆地史演化中它起了构造砥柱的作用。     

综合物探剖面揭示松辽盆地基底地质与地球物理特征——以过松科二井剖面为例

松辽盆地是中国东北部中—新生代陆相沉积盆地,本文在深入分析东北地区古生代地层特征、沉积环境及构造演化基础之上,以过松科二井地区综合地球物理资料解译为基础,开展基底的属性和地球物理特征研究。松科二井南北剖面发现:布格重力异常具有中间高两边低的特点;磁异常呈现出与重力异常负相关的趋势;电性表现为浅部分层、高—低阻交叉重叠和深部分区的特征。东西剖面发现:布格重力异常具有西高东低的趋势;磁异常形态呈"碗状";电性结构与南北剖面相比深部出现了高阻异常。结合地球物理特征与岩相古地理分析,得到以下结论:(1)上古生界晚石炭世至晚二叠世期间,具有浅海相、陆相、河湖相多种沉积环境,相应岩性组合具有不同的物性特征;(2)重磁电地球物理特征揭示了研究区基底主要由泥砂岩、大理岩和侵入岩组成,基底顶面埋深位于7 km左右,上古生界和侵入岩共同组成了研究区基底;(3)识别出了滨州断裂带、孙吴—双辽断裂带、海伦—任民断裂带以及深层次断裂体系的位置和走向,断裂构造主要以SN和EW向为主,它们作为构成古生代构造骨架的重要组成部分,控制着深部油气运移和贮藏。     

Crustal structure and sedimentation history over the Alleppey platform,southwest continental margin of India:Constraints from multichannel seismic and gravity data

The Alleppey Platform is an important morphological feature located in the Kerala-Konkan basin off the southwest coast of India. In the present study, seismic reflection data available in the basin were used to understand the sedimentation history and also to carry out integrated gravity interpretation. Detailed seismic reflection data in the basin reveals that:(1) the Alleppey Platform is associated with a basement high in the west of its present-day geometry(as observed in the time-structure map of the Trap Top(K/T boundary)),(2) the platform subsequently started developing during the Eocene period and attained the present geometry by the Miocene and,(3) both the Alleppey platform and the Vishnu fracture zone have had significant impact on the sedimentation patterns(as shown by the time-structure and the isochron maps of the major sedimentary horizons in the region). The 3-D sediment gravity effect computed from the sedimentary layer geometry was used to construct the crustal Bouguer anomaly map of the region.The 3-D gravity inversion of crustal Bouguer anomaly exhibits a Moho depression below the western border of the platform and a minor rise towards the east which then deepens again below the Indian shield. The 2-D gravity modelling across the Alleppey platform reveals the geometry of crustal extension,in which there are patches of thin and thick crust. The Vishnu Fracture Zone appears as a crustal-scale feature at the western boundary of the Alleppey platform. Based on the gravity model and the seismic reflection data, we suggest that the basement high to the west of the present day Alleppey platform remained as a piece of continental block very close to the mainland with the intervening depression filling up with sediments during the rifting. In order to place the Alleppey platform in the overall perspective of tectonic evolution of the Kerala-Konkan basin, we propose its candidature as a continental fragment.     

盐源—宁蒗及邻区重力场特征及其对油气勘探的启示

近年来,随着四川盆地周缘在油气勘探上取得的重大突破,盐源—宁蒗地区成为了新区新层系油气调查的重点研究区域。盐源—宁蒗地区位于扬子地台西缘,其复杂的断裂体系和频繁的构造、岩浆活动,制约着该区油气的生、运、储。鉴于当前油气资源开发所能达到的深度较浅,本文首先利用Crust 1. 0库提供的地球深部结构,采用频率域界面正演的方法获取研究区的区域重力异常,然后将地表布格重力异常减去区域重力异常,获取上地壳激发的剩余重力异常。通过对盐源—宁蒗及邻区的区域剩余重力分布特征的分析,将盐源—宁蒗及邻区在平面上分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。结合地表地质情况,将最有利于油气资源开发的Ⅳ区采用Parker界面反演对其基底起伏进行反演,进一步将其细分为8个子区。综合分析8个子区基底起伏情况、重力剖面反演和大地电磁测深剖面反演,推测该区为康滇古陆西侧、北东走向的向斜构造;向斜南东翼和金河 箐河断裂之间存在的背斜构造,为有利的油气勘探构造,具有较好的资源潜力。