INDEPTH 与 INDEPTH-MT 项目简介

摘　 要　 介绍了 “国际喜马拉雅和西藏高原深剖面及综合研究” （简称 INDEPTH） 项目概况、 科学目标和已取得的主要科学成果。着重阐述了作为该项目组成部分的由中国地质大学 （北 京）、美国华盛顿大学 （西雅图）、加拿大地质调查局合作进行的 “国际喜马拉雅和西藏高原 深剖面探测的大地电磁研究” （简称 INDEPTH-MT） 的任务、科学目标和主要成果以及采用 的仪器设备、野外数据采集的方法和技术以及数据处理与反演方法所具有的特色和先进性。     

青藏高原东北缘岩石圈缩短变形——深地震反射剖面再处理提供的证据

青藏高原是由印度板块和亚洲板块于50～60 Ma碰撞而形成的全球最高最大的高原,已成为多数国内外学者的共识.然而,关于它的岩石圈变形机制却是长期争论的问题.深地震反射剖面是精细揭示岩石圈结构、分辨变形样式的有效技术.重新处理的松潘地块一西秦岭造山带深地震反射剖面揭示出岩石圈变形的细节,以地壳上部的双重逆冲构造、地壳中部...     

地震相分析在深反射地震勘探资料解释中的应用

作者对INDEPTH项目深所射地震剖面的细致研究发现,在深反射地震剖面上不仅仅强反射同相轴可以反映地壳深部的结构、构造特征,而且其上的地震相特征在上、中、下地壳也有一定的差异.通过将地震相分析引入深反射地震勘探的研究中,可以利用地震相特征的差异对深反射地震剖面进行充分解释,为深部工作中的地壳结构、构造特征研究提供更丰富、可靠的资料基础.     

中外合作项目“喜马拉雅和青藏高原深剖面试验综合研究”取得重要进展

中外合作项目“喜马拉雅和青藏高原深剖面试验综合研究”取得重要进展ＭａｉｎＰｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｅｅｐＰｒｏｆｉｌｉｎｇＯｆＴｉｂｅｔａｎｄｔｈｅＨｉｍａｌａｙａ关键词喜马拉雅，青藏高原，深地震反射剖面“喜马拉雅和青藏高原...     

川东北-大巴山盆山体系岩石圈结构及浅深变形耦合

近年来,盆山体系研究已经成为大陆动力学的热点和前沿领域之一。为了进一步理解大巴山前陆的构造演化,解决该区油气勘探的关键问题,中国地质科学院与中国石化南方公司合作,2007年完成了一条300km长的深地震反射剖面。基于深地震反射剖面提供的岩石圈结构的几何图式和深地震测深剖面提供的速度数据,作者分析了川东北-大巴山盆山体系的岩石圈结构特征,探讨了变形样式与岩石圈结构的关系,提出了对大巴山造山带形成的新认识。川东北-大巴山盆山体系继承了扬子克拉通基底。较大的岩石圈厚度和强度,导致扬子克拉通在与华北克拉通拼合后的陆内造山过程中, 将其收缩变形集中在其顶部而不是中下地壳,区域性的拆离层使盖层和基底解耦,结晶地壳保持弹性只出现大尺度的挠曲几乎没有横向缩短,故大巴山造山带表现为"薄皮"、"无根"的特征。大巴山造山带的席卷深度和变形样式主要受区域性的深部滑脱面控制,该滑脱面发育于寒武系底部泥岩层内,由TWT 4 .0s反射所指示。沿该滑脱面,城口断裂将南秦岭震旦系和古生界地层逆冲到浅表并向南西推覆60km叠置于四川盆地中-古生界地层之上;且镇巴断裂和城口断裂均收敛于该滑脱层,其下伏的变质岩层基本未卷入变形。     

燕山造山带深地震反射剖面启动探测研究

板块构造本质的刚性定义,认为变形只发生在板块的边缘,板块内部不会也不可能发生与板缘相当的造山带[1].     

“INDEPTH”合作研究的体会

“ＩＮＤＥＰＴＨ”是中国和美国地学家合作开展的大陆动力学研究项目，本文介绍项目的战略目标和酝酿协议过程及执行单位，阐明喜马拉雅造山带与大陆动力学研究的重大意义及当前国际上研究工作动态，喜马拉雅造山带和青藏高原研究的科学目标、研究工作方针和方法，新一轮研究工作特点，我们的工作方针和战略目标；文章最后就组织管理工作提出了几点指导性措施。     

大陆下地壳研究进展评述

近十年来许多国家开展了陆壳深部(地震反射、深部钻探、高压捕虏体、下地壳剖面等方面)的研究.其成果表明,不同构造区的地震反射特征存在差异;显生宙地区普遍存在层纹状强反射性下地壳,其成因与造山带演化晚期的伸展作用有关.以上发现导致对大陆莫霍面及中地壳界面的重新评价.显生宙地区的下地壳广泛发生板底垫托作用,它们代表麻粒岩相变质事件,对于造山带向克拉通方向的转化具有重要意义.     

国际合作INDEPTH项目横穿青藏高原的深部探测与综合研究

国际合作青藏高原与喜马拉雅深部剖面探测(INDEPTH)计划自1992年开展以来,圆满完成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、3个阶段研究任务,揭示了喜马拉雅山和青藏高原腹地的地壳结构和深部构造,在同际核心期刊公开发表10多篇有重要影响的学术论文,受到国际地球科学界的高度评价.第四阶段计划是研究高原北部边缘,即东昆仑造山带和柴达木盆地的结构构造及其形成演化,并与南部喜马拉雅造山带加以对比.经过多次野外地质踏勘,选定剖面的工作路线,2007年各方正式签订协议,并共同开展了野外调查,圆满完成了横穿东昆仑造山带和柴达木盆地的100km垂直深反射地震、300 km广角地震反射以及59个宽频带天然地震台站的野外观测施工任务.中方项目组还在东昆仑南部厘定出渐新世晚期-中新世早期大型逆冲推覆构造系统,发现青藏高原渐新世晚期-中新世早期整体隆升的重要证据.2008年将继续天然地震观测,还将开展大地屯磁测深、重力、地质构造剖面观测和反射地震数据处理;2009~2010年将利用各类深部探测资料,综合研究青藏高原北部的地壳结构、岩石圈构造和深部过程.     

莫霍面地震反射图像揭露出扬子陆块深俯冲过程

近垂直深地震反射剖面对莫霍面变化的观测 ,强有力地说明大陆莫霍面的复杂特征记录了岩石圈的构造历史。横过大别山造山带前陆的深地震反射剖面长约 1 4 0km ,记录时间达 3 0s ,探测深度超过莫霍面深达岩石圈地幔。深地震反射剖面揭示出扬子陆块与大别山造山带结合部位的岩石圈精细结构、清晰的莫霍面及其变化特征。作为相关解释的第一步 ,我们将探测到的莫霍面变化特征与其他特殊反映不同地质年代和岩石圈构造历史的深地震反射剖面进行对比 ,以追索扬子陆块与大别山造山带的岩石圈构造过程。总体北倾的莫霍面和同样北倾的下地壳结构记录了中生代扬子陆块的向北俯冲。北倾的莫霍面错断、叠置现象描述出扬子陆块的俯冲过程。大别山前向北和向南倾斜的交叉反射图像 ,反映了扬子陆块与大别山造山带岩石圈尺度的碰撞关系     

ICP－AES 法测定地质样品中微量锆、 铪的研究

摘 要　 在2％酒石酸介质中‚用阳离子交换树脂吸附干扰元素‚以 ICP-AES 法分别在 343∙823nm 和264∙141nm 直接测定地质样品中的微量锆和铪。锆的检出限为0∙5×10 －6 ‚铪 为0∙4×10 －6 。此方法简单、快速‚应用于地球化学标准样品中锆和铪的分析‚取得了满意 的结果。     

秦岭陆内造山带岩石圈结构

重新处理和解释叶县—南漳反射地震剖面,并综合利用油气勘探地震剖面,地震层析、大地电磁测深、地热流、气体测量等地球物理和地球化学数据,得到秦岭造山带岩石圈构造模型。识别出秦岭地壳不同时代的重要构造:(1)加里东期华北克拉通向秦岭微板块的俯冲,并造成中上地壳内华北地壳和北秦岭地壳形成锯齿状楔入构造。(2)印支—燕山期扬子克拉通与秦岭微陆块的对冲走滑软碰撞,形成了以南阳地区为中心由一系列规模宏大的逆冲断层组成的负花状构造。(3)白垩纪后,由正副片麻岩交互成层的结晶基底形成的穹隆。(4)盖在结晶基底上的近透明浅变质元古宙地层形成的褶皱基底。白垩纪后,秦岭地区和中国东部其他地区一样,岩石圈地幔遭受到软流圈上升形成蘑菇云构造,岩石圈活化,严重影响构造演化过程。     

花海盆地深地震反射剖面的最佳采集参数实验和分析

深地震反射方法是探测地壳深部结构的先锋技术,能获取到莫霍面和上地幔的反射图像,成为揭示岩石圈结构、解决深部地质构造问题的有效手段。花海盆地位于河西走廊盆地群西部,处于不同大地构造单元的交汇部位,地层发育较全,但出露和发育程度差异较大,除白垩系为大面积连续分布外,其他各时代的地层均出露不全,常表现为被侵入岩分割破坏的残块状,为了确定深地震反射在花海盆地适合的采集参数,在采集前开展点试验,进行小、中、大炮炸药井炮激发参数对比优选,最终得到最优化的采集参数。在小炮实验中,36 kg药量取得的反射信息没有48 kg和60 kg的丰富,而且在MOHO反射的清晰度上48 kg和60 kg药量更为清晰,单井激发比组合井激发效果好;在中炮和大炮实验中,不同组合井对比差异不大,随着药量增大,激发能量增大,面波、折射波等干扰波能量也在增大,小炮干扰波能量最弱,反射信息最丰富的,中炮和大炮干扰波较发育,但通过后期去噪处理,也能得到中浅层反射信息。     

深地震反射剖面揭露大陆岩石圈精细结构

深地震反射技术已被国际地学界公认为是探测岩石圈精细结构、解决深部地质问题的有效技术手段。自上世纪70年代中期以来,以美国为首的等西方国家和中国相继开展了深地震反射探测技术实验,使用该技术揭露盆地、造山带岩石圈的形成和演化、地球动力学过程,并应用于油气资源远景评价、矿产资源勘察等领域,取得了丰硕的成果。本文扼要介绍深地震反射剖面技术的发展及其部分应用实例。     

大别山地震波速度剖面的重力拟合及花岗岩带

笔者对穿越大别山造山带的六安—大冶宽角反射地震剖面进行了重力拟合。拟合结果表明严格按宽角反射地震速度换算成的密度剖面所产生的是一个重力高,它反映出大别山是一个穹隆,与实测大别山重力低大相径庭。只有将位于大别山山根上,南北大别之间设置一个从地表直达莫霍界面的巨大低密度体,重力曲线才能得到很好的拟合。这个低密度体应为近北西走向的花岗岩带。它与反射地震剖面上石镇透明反射地震带位置吻合,但宽度远较反射地震透明带为大。重力曲线的拟合进一步说明,在华北陆块与扬子陆块碰撞后的白垩纪时,大别山出现一个伸展期,在这个时期,大别山穹隆形成,并伴随有大规模花岗岩的侵入,超高压变质岩从地壳中下部折返到地表。研究说明,联合应用反射地震、宽角反射地震和重力,进行综合解释是必要的,可以得到更令人信服的地质结论。     

地震正演技术在深反射地震剖面探测中的应用

地震波正演模拟技术广泛应用于浅层勘探,此方法可以将地质模型和地震模型有机结合起来,验证和指导地震资料的采集、处理和解释。基于石油反射地震技术发展起来的深反射地震剖面探测技术,经过几十年的发展及应用,已经非常成熟,但到目前为止,地震波正演技术在深反射地震剖面探测中的应用却很少。本文利用跨越四川盆地深反射地震剖面来开展正演研究,通过对比拟合正演模拟数据和实际地震数据的层位到时,不断修正速度、层位等参数,建立最终深度域地质模型,为构造剖面提供较为准确的地壳厚度、莫霍面深度等地层信息。通过深度域地质模型,揭示出扬子板块西北缘新元古代古俯冲的角度约30°,俯冲的深度达到60 km。     

Structure of the Cobar Basin,New South Wales,based on seismic reflection profiling

The Cobar Basin in central western New South Wales is a mineral‐rich Early Devonian basin typical of those that characterize the Siluro‐Devonian history of the Lachlan Orogen of southeastern Australia. One hundred and seventy kilometres of seismic profiling in three lines across the basin have shown it to be asymmetrical in shape with an east‐dipping western margin that is steeper than the moderately west‐dipping eastern margin. Maximum basin thickness is around 6 km, but there are significant thickness changes, especially from south to north, which reflect the effect of synsedimentary faulting. Seismic profiling suggests that the basin deformed by thin‐skinned tectonics; postulated strike‐slip effects were not visible on the sections. The seismic profiling has, for the first time, imaged the western synrift basin margin which is generally not exposed. Strain variations during deformation along this edge were taken up by the formation of a major jog ('dog‐leg') which has propagated into the basin as a tear fault. Intrabasinal tears, as well as thrusts, which link into one or more detachments, provide potential pathways for mineralizing fluids during basin inversion.     

Progress in the Study of Deep Profiles of Tibet and the Himalayas (INDEPTH)

This paper introduces 8 major discoveries and new understandings with regard to the deep structure and tectonics of the Himalayas and Tibetan Plateau obtained in Project INDEPTH, They are mainly as follows. (1) The upper crust, lower crust and mantle lithosphere beneath the blocks of the plateau form a "sandwich" structure with a relatively rigid-brittle upper crust, a visco-plastic lower crust and a relatively rigid-ductile mantle lithosphere. This structure is completely different from that of monotonous, cold and more rigid oceanic plates. (2) In the process of north-directed collision-compression of the Indian subcontinent, the upper crust was attached to the foreland in the form of a gigantic foreland accretionary wedge. The interior of the accretionary wedge thickened in such tectonic manners as large-scale thrusting, backthrusting and folding, and magmatic masses and partially molten masses participated in the crustal thickening. Between the upper crust and lower crust lies a large detachment (e.g