塔里木盆地岩石层热结构特征

在大地热流密度分布的基础上,研究了塔里木盆地中库尔勒－若羌和阿克苏－叶城两条剖面岩石层热结构特征．由岩石层Ｐ波速度分布转换成生热率剖面,用二维数值模型获得了岩石层热结构和热状态特征．结果表明,塔里木盆地壳幔边界温度的高低与其埋深密切相关．居里等温面深度大,地幔热流密度较低．岩石层厚度变化与其新生代期间挠曲过程密切相关．在岩石层温度分布基础上,确定了深部脆－韧性过渡带深度和岩石层屈服强度,表明塔里木盆地岩石层相对较冷,且具有刚性的地球动力学特征．     

塔里木盆地岩石层热结构特征

在大地热流密度分布的基础上，研究了塔里木盆地中库尔勒－若羌和阿克苏－叶城两条剖面岩石层热结构特征．由岩石层Ｐ波速度分布转换成生热率剖面，用二维数值模型获得了岩石层热结构和热状态特征．结果表明，塔里木盆地壳幔边界温度的高低与其埋深密切相关．居里等温面深度大，地幔热流密度较低．岩石层厚度变化与其新生代期间挠曲过程密切相关．在岩石层温度分布基础上，确定了深部脆－韧性过渡带深度和岩石层屈服强度，表明塔里木盆地岩石层相对较冷，且具有刚性的地球动力学特征．     

银川断陷盆地地壳结构与构造的地震学证据

通过跨银川断陷盆地,完成了一条长68.9 km的高分辨深地震反射探测剖面,首次获得了银川盆地地壳精细结构、地堑型断陷盆地深部断裂系（黄河断裂、银川断裂、贺兰山东麓断裂）特征及深浅构造关系.结果表明：银川断陷盆地上地壳为双程走时8 s（深度约20 km）反射面以上的区域,上地壳上部地层层位丰富,地层分段连续性较好,上地壳下部地层分层特征不明显,地质构造简单;下地壳(8～13 s)反射能量较弱,反射同相轴不明显;下地壳下部壳幔过渡带（13 s附近）由一组能量较强、持续时间较长（1.5 s）的反射波组组成,厚度约4.5 km.芦花台断裂、银川断裂分别于12～12.5 km、18～19 km深处交汇于贺兰山东麓断裂,贺兰山东麓断裂于28～29 km深处交汇于黄河断裂,黄河断裂为错断Moho面的深大断裂,银川地堑为以黄河断裂为主,其他断裂为辅组合而成的负花状构造.根据贺兰山东麓断裂和银川断裂的相互关系,认为贺兰山东麓断裂对1739年平罗—银川8级地震起主要控制作用.     

西南天山—塔里木盆地结合带浅深构造关系 ——深地震反射剖面的初步揭露

盆山结合部的浅-深结构样式是进行陆内造山动力学研究与讨论的重要依据.2007年,在喀什东的天山与塔里木盆地之间的过渡带上,完成了一条近南北向的长度为121 km的主动源深地震反射剖面,显示出盆山结合部现今地壳尺度的构造格架.剖面南部呈现出10~12 km巨厚的沉积盖层,沉积盖层内发育滑脱断层;盆山结合部多排隆起构造以及天山山前上地壳显现出向北倾斜的断裂与地表地质观察吻合;盆山结合带展现出滑脱与逆冲推覆构造相关的断层褶皱;与塔里木盆地稳定沉积层相比,在南天山浅、中层地层受到强烈的变形改造,导致地层比较破碎,反射变弱、连续性较差;时间剖面上可以追踪到比较连续的Moho反射,从南向北有加深的趋势.深地震反射剖面揭露出的西南天山与塔里木盆地的这些浅-深构造,展现出塔里木盆地盖层向南天山滑脱与南天山向塔里木盆地逆冲推覆的特征,反映出陆内汇聚下的盆山耦合关系.     

塔里木盆地结晶基底的反射地震调查

大型克拉通内部沉积盆地基底组构与盆地起源和油气聚集有密切关系.除了钻井岩心及周缘露头研究可提供盆地结晶基底类型证据外,反射地震信号记录了沉积盆地起源时期的有关大地构造作用信息,盆地基底组构可通过记录长度大的反射地震剖面研究.2007年中石化在塔里木盆地将1400 km的地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,为研究克拉通盆地结晶基底的组构和类型提供了难得的第一手资料.这篇文章主要介绍这次调查的反射地震剖面,讨论深反射地震数据处理的关键技术,展示塔里木盆地巴楚—塔中地区的四条12 s反射地震剖面,并对反射剖面的散射模式作初步分析.本次调查表明,将地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,采集处理的成本只增加了3％左右,但是可为研究克拉通盆地结晶基底和上地壳不均匀性提供很有价值的第一手资料.     

塔里木盆地结晶基底的反射地震调查

大型克拉通内部沉积盆地基底组构与盆地起源和油气聚集有密切关系.除了钻井岩心及周缘露头研究可提供盆地结晶基底类型证据外,反射地震信号记录了沉积盆地起源时期的有关大地构造作用信息,盆地基底组构可通过记录长度大的反射地震剖面研究.2007年中石化在塔里木盆地将1400 km的地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,为研究克拉通盆地结晶基底的组构和类型提供了难得的第一手资料.这篇文章主要介绍这次调查的反射地震剖面,讨论深反射地震数据处理的关键技术,展示塔里木盆地巴楚—塔中地区的四条12 s反射地震剖面,并对反射剖面的散射模式作初步分析.本次调查表明,将地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,采集处理的成本只增加了3％左右,但是可为研究克拉通盆地结晶基底和上地壳不均匀性提供很有价值的第一手资料.     

松辽盆地北安地区断陷期构造特征的地震学证据及其油气意义

北安地区位于松辽盆地内的东北部,共有姚家组顶界、泉头组顶界、营城组顶界、基岩顶界四个主要地震反射层位,缺失登娄库组反射层.北安断陷期地层反射能量均较弱,且基本为中低频反射.北安断陷是北安地区最重要的一个断陷,北安断陷西侧发育有北安西断裂,走向北北东,在平面展布上近"S"型,主要发育于侏罗系地层;北安断陷东侧发育有北安东断裂,走向北北东,其特点是上逆下正,从姚家组断至侏罗系地层.北安地区发育有较大的正向反转构造.北安地区反转构造对油气成藏的影响较大,主要表现在:(1)反转构造为油气聚集提供了圈闭;(2)反转构造作用促进了油气再次运移;(3)反转构造作用使地层拱张,产生了许多断裂,改善了储集性能.     

塔里木盆地热演化分析中热史波动模型的初探

用沉积盆地波动分析的观点,结合塔里木盆地的实际资料,初步建立一种新的热历史恢复模型--热史波动模型.利用该模型并结合镜质体反射率古温标模拟计算了塔中10井的热历史,同时用磷灰石裂变径迹数据对模拟结果进行了检验.此结果可以较客观地描述盆地热历史的复杂变化,特别为无古温标区或未钻达层位热演化研究提供了可能.     

塔里木盆地热演化分析中热史波动模型的初探

用沉积盆地波动分析的观点,结合塔里木盆地的实际资料,初步建立一种新的热历史恢复模型--热史波动模型.利用该模型并结合镜质体反射率古温标模拟计算了塔中10井的热历史,同时用磷灰石裂变径迹数据对模拟结果进行了检验.此结果可以较客观地描述盆地热历史的复杂变化,特别为无古温标区或未钻达层位热演化研究提供了可能.     

塔里木盆地天然气氢同位素地球化学与对热成熟度和沉积环境的指示意义

通过对塔里木盆地主要含气区74个天然气样品碳、氢同位素分析, 天然气可分为6类, 即: ①与陆相煤系有关的煤成气; ②与三叠-侏罗系湖相泥岩有关的煤成气; ③与海相沉积的寒武系-下奥陶统烃源岩有关的油型气; ④与海相-海陆过渡相烃源岩有关的油型气; ⑤石炭系海陆过渡相烃源岩与中生界腐殖型有机质形成的混合气; ⑥塔西南坳陷有机热解气与少量深部气形成的混合气. 不同类型天然气中甲烷氢同位素组成受源岩沉积环境(有机质类型)和热成熟度双重因素控制, 其中沉积环境(有机质类型)为主要控制因素, 其次为热成熟度; 在源岩热演化程度相近时, 甲烷氢同位素组成主要与其源岩沉积环境(有机质类型)有关. 随着气源岩热演化程度的增高和/或烷烃气碳数的增加, 烷烃气氢同位组成呈逐渐变重的趋势; 重烃气氢同位素组成(d D2, d D3)主要受源岩热成熟度控制, 其次为源岩沉积环境. 烷烃气氢同位素系列局部倒转与细菌氧化、不同类型天然气混合和/或同一类型不同热成熟天然气混合有关. 在油型气中, d D1>d D2可能与硫酸盐还原反应有关.     

塔里木盆地石炭-二叠纪异常热演化及其对深部构造-岩浆活动的指示

本文分析了塔里木盆地大量实测镜质体反射率（Ro）数据,显示盆地西北部石炭系与二叠系之间Ro值演化不连续,记录了石炭-二叠纪间发生的构造-热事件,是地层抬升剥蚀和高温热事件共同作用的结果.热史模拟得出盆地在石炭纪末地温梯度开始升高,至～300 Ma达到峰值,分布在4.8～5.6℃/100 m之间,早二叠世迅速降低,随后进入缓慢稳定降低阶段.区域上高温热效应空间分布与塔里木大火成岩省的分布范围存在较好的相关性,但早于大规模玄武岩喷发的时间（290-288 Ma）,且后者热效应范围有限.因此推断这种高温异常是大规模的深部岩浆活动,即深部岩浆房相对长时间热烘烤的结果.该研究结果为塔里木盆地热演化机制及相关热效应提供了新的线索.     

六盘山盆地热历史的裂变径迹证据

研究盆地的热历史将为确定生烃过程和探勘目标提供重要制约因素。磷灰石裂变径迹研究表明，六盘山盆地白垩系地层经历两次埋深加热事件。第一次在白垩经末之前达到最高古地温，第二次在晚新生代约8MaB.P.之前达到最高古地温.第一次最高古地温要高于第二次最高古地温.晚新生代六盘山盆地古地温梯度为16℃/km.从白垩纪到新生代,六盘山盆地可能发生古地温梯度降低事件.三叠纪、中侏罗统烃源岩达到或超过生油高峰温度.白垩纪乃家河组和马东山组虽然进入生油窗温度范围,但未达到生油峰温度.按照古地温资料推断,三叠纪、中侏罗统烃源岩应为六盘山盆地主要生烃源岩,晚白垩纪之前应为六盘山盆地烃源岩的主要生烃阶段.     

合肥盆地构造热演化的裂变径迹证据

运用裂变径迹分析方法,探讨分析了合肥盆地中新生代的构造热演化特征. 上白垩统和古近系下段样品的磷灰石裂变径迹（AFT）数据主体表现为靠近部分退火带顶部温度(±65℃)有轻度退火,由此估算晚白垩世至古近纪早期合肥盆地断陷阶段的古地温梯度接近38℃/km,高于盆地现今地温梯度(27.5℃/km).下白垩统、侏罗系及二叠系样品的AFT年龄(97.5～2.5Ma)和锆石裂变径迹(ZFT)年龄(118～104Ma)均明显小于其相应的地层年龄,AFT年龄－深度分布呈现冷却型曲线形态,且由古部分退火带、冷却带或前完全退火带及其深部的今部分退火带组成,指示早白垩世的一次构造热事件和其随后的抬升冷却过程. 基于AFT曲线的温度分带模式和流体包裹体测温数据的综合约束,推算合肥盆地早白垩世走滑压陷阶段的古地温梯度接近67℃/km. 径迹年龄分布、AFT曲线拐点年龄和区域抬升剥蚀时间的对比分析结果表明,合肥盆地在早白垩世构造热事件之后的104Ma以来总体处于抬升冷却过程,后期快速抬升冷却事件主要发生在±55Ma.     

Integrated geophysical evidence for a new style of continent-continent collision beneath the western Kunlun in the northwestern China

Along the western Kunlun-Tarim-Tianshan geoscience transect in the northwestern China,an integrated geophysical investigation was carried out. Owing to the abominable natural conditions there,the sounding profile could not cross the whole transect,consequentially,a variety of velocity structures in the transverse and vertical orientations beneath the whole transect were not obtained,such as the case within the western Kunlun orogenic belt. To supply a gap of deep seismic soundings within the western Kunlun ...     

Thermal-rheological structure of lithosphere beneath the northern flank of Tarim Basin, western China: Implications for geodynamics

Based on the data of geo-temperature and thermophysical parameters of rocks in the Kuqa Depression and the Tabei Uplift, northern flank of the Tarim Basin, in terms of the analytical solution of 1-D heat transfer equation, the thermal structure of the lithosphere under this region is determined. Our results show that the average surface heat flow of the northern flank of the Tarim Basin is 45 mW/m2, and the mantle heat flow is between 20 and 23 mW/m2; the temperature at crust-mantle boundary (Moho) ranges from 514℃ to 603℃ and the thermal lithosphere where the heat conduction dominates is 138-182 km thick. Furthermore, in combination with the P wave velocity structure resulting from the deep seismic sounding profile across this region and rheological modeling, we have studied the local composition of the lithosphere and its rheological profile, as well as the strength distribution. We find that the rheological stratification of the lithosphere in this region is apparent. The lowermost of the lower crust is ductile; however,the uppermost of the mantle and the upper and middle parts of the crust are both brittle layers,which is typically the so-called sandwich-like structure. Lithospheric strength is also characterized by the lateral variation, and the uplift region is stronger than the depression region. The lithospheric strength of the northem flank of the Tarim Basin decreases gradually from south to north; the Kuqa Depression has the lowest strength and the south of the Tabei Uplift is strongest.The total lithospheric strength of this region is 4.77× 1012-5.03 × 1013 N/m under extension, and 6.5 × 1012-9.4× 1013 N/m under compression. The lithospheric brittle-ductile transition depth is between 20 km and 33 km. In conclusion, the lithosphere of the northern flank of the Tarim Basin is relatively cold with higher strength, so it behaves rigidly and deforms as a whole, which is also supported by the seismic activity in this region. This rigidity of the Tarim lithosphere makes it little deform interior, but only into flexure under the sedimentation and tectonic loading associated with the rapid uplift of the Tianshan at its northern margin during the Indian-Eurasian continental collision following the Late Eocene. Finally, the influences of factors, such as heat flow, temperature,crustal thickness, and especially basin sediment thickness, on the lithospheric strength are discussed here.     

松辽盆地西边界带深部构造:地电学证据

满洲里—绥芬河地学断面综合研究了松辽盆地西、东边界的构造特征.在由广角地震波速分布所得到的认识基础上,本文利用松辽盆地西边界带附近新实施的大地电磁测深(MT)(约470 km 42个测点)剖面,经过数据处理的二维电性分布,更为详细地表达了西边界带深部构造特征.与满—绥断面研究相近的结果是西边界带的断裂构造表现为作为盆地西边界的嫩江断裂,在地表附近与黑河—贺根山缝合带断裂叠加在一起,于深几公里以下两条断裂分开,缝合带断裂西倾并穿过地壳,嫩江断裂东倾而且可能不超壳.本次研究与满—绥断面研究不同点是两条断裂分开部位之下的构造表现.由于兴安微板块与松嫩微板块间碰撞、焊合以及边界断裂走滑等复杂区域应力场作用,留存的岩石圈残片被分割在嫩江断裂两侧.所建立的地质-地球物理解释模型提供了西边界带可能的构造地质作用过程.     

Response of snow processes to climate change: spatial variability in a small basin in the Spanish Pyrenees

In this study, the Cold Regions Hydrological Modelling platform was used to create an alpine snow model including wind redistribution of snow and energy balance snowmelt to simulate the snowpack over the period 1996–2009 in a small (33 ha) snow‐dominated basin in the Spanish Pyrenees. The basin was divided into three hydrological response units (HRUs), based on contrasting physiographic and aerodynamic characteristics. A sensitivity analysis was conducted to calculate the snow water equivalent regime for various combinations of temperature and precipitation that differed from observed conditions. The results show that there was large inter‐annual variability in the snowpack in this region of the Pyrenees because of its marked sensitivity to climatic conditions. Although the basin is small and quite homogeneous, snowpack seasonality and inter‐annual evolution of the snowpack varied in each HRU. Snow accumulation change in relation to temperature change was approximately 20% for every 1 °C, and the duration of the snowpack was reduced by 20–30 days per °C. Melting rates decreased with increased temperature, and wind redistribution of snow was higher with decreased temperature. The magnitude and sign of changes in precipitation may markedly affect the response of the snowpack to changes in temperature. There was a non‐linear response of snow to individual and combined changes in temperature and precipitation, with respect to both the magnitude and sign of the change. This was a consequence of the complex interactions among climate, topography and blowing snow in the study basin. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国地壳、上地幔精细结构和大陆动力学研究的序幕——从1958年柴达木沉积盆地深部地震反射探测看半个世纪来该科学领域的发展导向和启迪

喜马拉雅山系的崛起、青藏高原的隆升以及与成山、成岩、成盆、成矿和成灾相关的深层过程是东亚乃至全球地球动力学研究中最为重要的科学事件.1958年始在柴达木盆地的地震反射探测与地壳、上地幔精细结构和大陆动力学研究开启了青藏高原地球内部研究的先河,半个世纪以来它影响并引导着我国这一科学领域的发展和前进.本文为纪念地壳与上地幔精细结构和大陆动力学在中国的诞生而作.柴达木盆地壳、幔精细结构地震反射探测结果表明:柴达木盆地的沉积层巨厚可达15~19 km,且存在着迴折波和不同类型与路径的多次波.地壳厚达50~52 km,且存在着高速梯度夹层和低速层.Moho界带为由高、低速相间的薄层束组构,且上地幔顶部纵波速度为8.1 km/s.从这一基点出发,对包括柴达木盆地在内的青藏高原地球深部与地球动力学研究中的几个科学问题进行了思考!为今后青藏高原地球物理深化研究的内涵和布局提出了初步的见解.     

Receiver function study of the crustal structure of Northeast China:Seismic evidence for a mantle upwelling beneath the eastern flank of the Songliao Basin and the Changbaishan region

Northeast China is a unique place to study intra-plate volcanism.We analyzed P-wave receiver function data recorded by 111 permanent broadband seismic stations in Northeast China.The results show that the crustal thickness varies from 27.9 km beneath the eastern flank of the Songliao Basin to 40.7 km beneath the Great Xing'an Range region.The large depth variations of the Moho can be largely but not completely explained by surface topography.The residual Moho depth calculated based on the Airy's isostasy mo...     

利用重磁资料研究莺-琼盆地构造分界及其两侧断裂特征

莺-琼盆地(即莺歌海盆地和琼东南盆地)位于印支地块与华南大陆交汇处,该区域地质构造复杂,为南海西北走滑型和伸展型陆缘的交汇区,也是印澳-欧亚板块碰撞“挤出-逃逸构造区”和“古南海俯冲-拖曳构造区”.莺-琼盆地的北部以红河断裂带中1号断裂为界,前人对其认识比较统一,但莺-琼盆地南部由于地质和地球物理资料较少、研究程度低,以致其构造格局及分界位置不明确.通过对重、磁资料的处理,认为在莺-琼盆地分界的北段存在明显的重力异常和磁力异常梯级带,该梯级带与1号断裂位置相对应;在其南段存在明显的重力异常和磁力异常高值带,推断该高值带为一“中建凸起”,结合重、磁对应分析技术确定了该“中建凸起”的分布范围.采用重、磁异常归一化总水平导数垂向导数技术识别出控制莺-琼盆地分界两侧的断裂构造,在分界以西断裂走向主要为北北西向,分界以东主要为北东向.通过地质和地球物理综合研究认为莺-琼盆地的北段以1号断裂为界,南段以“中建凸起”为界.