对“青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造”商榷的回复

感谢骆遥[1]对我们论文[2]的关注和直言不讳的意见,我们赞赏他严谨的科学态度.骆遥的主要意见是:在NGDC-720模型构建中,青藏高原中西部有100多万平方公里地区缺少航磁数据.论证了用此模型来研究整个青藏高原地区地壳磁异常特别是由地壳中、浅层物质引起的磁异常存在局限;指出在使用岩石     

青藏高原在岩石圈磁场模型中的巨大空白——同“青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造”作者商榷

康国发等[1]"青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造"一文采用高阶地磁场模型NGDC-EMM-720-V3系统研究了青藏高原及邻区(24°～40°N,76°～108°E)的磁异常特征并分析与区域构造的一些对应关系.该文利用岩石圈磁场模型研究地质构造单元具有独特优势,但在使用岩石圈磁场模型时应对模型构建的局限性予以重视.NGDC-     

地壳磁异常的全球模型

从全球磁场减去地核主磁场和变化磁场及其感应磁场后,就得到岩石圈磁场,又称地壳磁场,或地磁异常.地壳磁场是地磁场的重要组成部分,对导航、通信、地球物理勘探等有重要意义.本文简要综述近年来在地壳磁场基本信息获取方面取得的重大进展,特别是Oersted、CHAMP等卫星磁侧的最新成果,介绍在此基础上建立的全球磁异常模型,展望地壳磁场研究的发展趋势和应用前景.     

云南地区地壳磁异常与地质构造

根据美国地球物理数据中心的地磁场模型（NGDC-720）,研究云南地区地壳磁异常的空间变化,包括磁异常及其梯度的分布、磁异常随高度的衰减、不同波长成分对总体磁异常的贡献.比较磁异常与重力异常、大地热流、地震活动等地球物理信息的异同特征,探讨地壳磁异常与地质构造的关系.研究结果表明：丽江-小金河、红河断裂带以西的三江、滇西造山带的异常较弱,菱形地块的异常相对较强.研究区域的地壳磁异常主要是弱磁性基底背景下叠加的浅源磁性体产生.卫星磁异常显示滇中坳陷区具有清晰的偶极场特征.沿红河断裂带分布的正负磁异常带与断裂构造走向一致.围限菱形地块的丽江-小金河断裂、红河断裂、康定-奕良-水城断裂和弥勒-师宗-水城断裂带是磁异常的强弱过渡带.强烈地震发生的地点、大地热流值高的地区,地壳磁异常为负值或相对较弱.

     

喜马拉雅东构造结周边地区地壳磁异常分布特征研究

根据波茨坦地磁场模型(POMME6.2),研究喜马拉雅东构造结周围地区地壳磁异常的空间分布、磁异常随高度的衰减特征.利用二维小波变换方法对地表磁异常进行分解,分析小波细节组合和逼近信号的异常特点.讨论磁异常与地质构造的联系.结果表明,研究区内地壳磁异常分布相当不均匀.喜马拉雅—东构造结—龙门山—大巴山地区分布着较强的负磁异常;四川盆地为正磁异常,其他地区磁异常较弱.东构造结对周围地区磁异常有重要影响,它及其周围地区的地壳磁异常都是在负磁或弱磁异常背景上,叠加着中短波长的正负磁异常.这些中小尺度磁异常由中、上层地壳磁性物质产生,走向与地质构造基本一致.沿金沙江、红河断裂带分布着清晰的弱磁异常带.龙门山断裂带、丽江—小金河断裂带和红河断裂带是磁异常强弱过渡带.青蒇高原中部东西向的磁异常,在东构造结弧顶地区呈弧形分布.青藏高原中部和滇中地块带状、团状磁异常具有相同的衰减规律.     

陕西地壳磁异常特征研究

利用NGDC-720-V3模型,计算了陕西地区地壳磁异常不同分量网点值,通过计算数据分析了该地区地壳磁异常基本形态及分区特征,结果表明:(1)陕西地壳磁异常各分量强度较弱,分布形态以宽缓的条带为主。(2)陕西北部三条正负相间的磁异常条带可能与基底大断裂有关,反映了块体内部早期不同基底的拼合。(3)陕西南部地壳磁异常总体表现为近东西向大面积的负异常,东部和西部负异常强度有所不同,可能与地壳内物性差异有关。     

连云港—临沂—泗水剖面重磁异常特征与地壳构造

本文利用连云港～临沂～泗水剖面的重力测量资料计算出地壳厚度,并与人工地震测深结果进行比较,讨论了该剖面的重磁异常和地壳厚度分布特征。     

磁相变与地壳地球物理异常

我们曾提出过一种可能导致地磁和地壳电导率异常的来源：地壳中的二级磁相变,即居里（尼尔）深度附近磁化率的显著提高.这一现象能很好地解释一些来源不明的地磁异常.本文总结了在中地壳深度处、薄且高磁导率异常体的一维和多维大地电磁特征.高磁导率层引起的异常与高电导率层导致的异常相比,大小上可相比拟,但符号相反.无论在什么情况下,经典的大地电磁解释容易导致一个不真实的极厚高阻层,并且在地磁异常附近有与之对应的空间波长,二级磁相变也被认为是这一现象的可能解释.尽管在地壳中是否存在二级磁相变还有一定争议,但最近的一些固体物理实验结果进一步表明它可能是地壳各种地球物理异常的来源之一.     

由卫星磁异常推断西藏高原地壳的磁性特征

根据前人对本区卫星和航空磁异常所作的研究工作，作者经过综合研究所得的结果是：西藏高原地壳中的磁性层在地表以下30km以内，其磁化率平均为.0167SI,相当于I－型花岗岩类的磁化率，在30km以下，地壳显示为无磁性。     

墨西哥及邻近地区地壳磁异常场研究

基于墨西哥国内49个地磁测点的3分量数据,利用全球模型CM4,区域模型Taylor多项式及曲面Spline 模型计算并分析了地壳磁异常场,并在境外均匀选取了16个CM4模型的地壳场值作为补充点以控制边界效应.为了进一步比较验证,还选用了最新的EMM2010模型.结果显示将实测值减去CM4地核场的差值所得到的磁异常分布与直接基于测点的CM4磁异常分布在分布形态和强度都有较大的差别,而与基于实测值的Spline网格值减去CM4地核场网格值后非常类似.总强度F在境内以负值居多,强度随纬度的升高其强度由大变小再变大;水平分量H在境内以正值居多,强度随纬度的升高而强度变大;磁偏角D分量除了西北部分区域外,其它区域都为正值,强度随经度的升高而变大.基于现代高精度的CM4及EMM2010模型绘制了墨西哥地区的磁异常网格值进行比较,两者间存在的差异主要由截断阶数与所使用卫星数据的不同所致.通过实测值结合Taylor多项式和曲面Spline两种区域模型研究磁异常,认为若进行地磁场异常的理论研究,可采用现有的高精度全球模型绘制的磁异常图,若进行实际的工程应用,可从实际的测点出发,结合常用的区域模型进行应用,曲面Spline模型较适于模拟区域地区的地壳磁异常.     

青藏高原东北缘及其邻区的地壳结构与地震关系初探

用人工地震测深资料及天然地震反演结果给出了东经９６°～１０８°，北纬３２°～４０°范围内的莫霍面埋深图，并讨论了莫霍面轮廓与中强地震发生的关系。结果表明，中强地震多发生在地壳厚度急剧变化、陡变带拐弯处及中地壳顶部存在低速层的区域内     

鄂尔多斯及邻区航磁异常特征及其大地构造意义

本文通过对航磁异常资料进行向上解析延拓、垂向不同阶导数及磁性体边界确定新方法等处理,并结合地震震中分布对鄂尔多斯块体及邻区不同深度场源磁异常特征加以分析研究.结果表明,鄂尔多斯块体虽具有整体刚性的特征,但其内部也存在非均质性;块体东缘的华北克拉通地区经后期改造,产生近SN向的基底软弱带;青藏高原地壳缩短增厚的同时,其东北缘下地壳韧性物质分别沿秦岭、祁连两个软弱带向周缘塑性流动,而且青藏高原巨大的NE向挤压应力造成鄂尔多斯块体逆时针旋转;鄂尔多斯块体及其边界多样化的构造特征反映了不同刚性程度的地质体在外部不同应力作用下产生了显著差异的地质构造形态,这种构造形态具有继承性和叠加性.     

青藏高原构造特征与邻区受力状态

本文利用构造物理模拟实验方法,结合地震与地质资料分析,对青藏高原抬升机制,抬升形式以及由于这一运动过程所引起周围地区的变形规律等进行了研究。通过分析认为前缘呈楔状的印度板块插入青藏高原下部,除使青藏高原挤压抬升外,同时沿先成几条大的北西向断裂产生向东—东南方向走滑,这对研究亚洲区域构造尤其是现代构造运动具有重要意义     

磁总场异常垂直梯度三维相关成像

本文提出了磁总场异常垂直梯度三维相关成像方法,用于成像地下等效磁源分布.它首先将地下待成像空间划分为三维规则网格,然后直接计算每个网格节点磁偶板子在观测面理论磁总场异常垂直梯度与实测磁总场异常垂直梯度的互相关,其相关系数值表征等效磁偶极子分布(即磁偶极子发生的概率).理论长方体组合模型数据和实际某矿区磁测资料试验结果表明本文方法计算得到的相关系数值能基本反映地下的磁源分布,且分辨率明显高于磁总场异常三维相关成像的分辨率,也高于基于熵滤波分离异常的磁总场异常三维相关成像的分辨率.     

青藏高原中西部航磁异常的匹配滤波分析与构造意义

利用匹配滤波方法重新解释了青藏高原中西部航磁ΔT化极异常数据.结果显示,青藏高原中西部地区的区域场与局部场分离的最佳深度大约为19 km,结合其他地球物理证据分析认为,该深度是上、中地壳间的重要分界面.分离后的区域场特征表明,在青藏高原中部存在一个北北东向的负异常带.该航磁负异常带显示,大量的热异常导致了青藏高原下的原始岩石圈地幔底部发生了热退磁作用.不论是区域场还是局部场都显示了班公湖－怒江缝合带南侧存在一个重要的隐伏断裂带（大致沿革吉北－改则南－错勤北－申扎北）.     

关于福建及邻近地区地壳深部场源磁异常的研究

本文利用大量实际资料和多项式方法,以全国地磁正常场为背景场,提取反映福建及邻近地区的地壳深部场源磁异常信息;并对它们的空间变化特征,以及与地震带的分布,区域重力场和深部地质构造等的关系进行了对比分析,取得了有用的结果.     

关于福建及邻近地区地壳深部场源磁异常的研究

本文利用大量实际资料和多项式方法,以全国地磁正常场为背景场,提取反映福建及邻近地区的地壳深部场源磁异常信息;并对它们的空间变化特征,以及与地震带的分布,区域重力场和深部地质构造等的关系进行了对比分析,取得了有用的结果.     

青藏高原东缘的地壳流及动力过程

黏滞性地壳流对地壳及上地幔变形作用及动力机制,是大陆新生代造山带的一个重要研究内容.青藏高原中下地壳存在部分熔融或含水物质的黏滞性流体,已为一系列地球物理及岩石学研究所证实.为研究青藏高原东缘地壳流的动力作用,本文用密集的被动源宽频带地震台的观测数据,反演了地壳上地幔精细速度结构和泊松比.研究表明,川西及滇西北高原的中地壳内普遍存在低速层,而高泊松比的地壳只分布在川西北地区.位于中地壳的黏滞性地壳流从青藏高原腹地羌塘高原流出,自北西向南东流入青藏高原东缘.这些黏滞性地壳流带动了上地壳块体水平移动,当它们受到刚强的四川盆地及华南地块阻挡时将发生分层作用,地壳流将分为二或更多分支不同方向的分流,向上的一支地壳流将对上地壳产生挤压,引起地面隆升,向下的一支地壳流将使莫霍面下沉加厚下地壳.黏滞性地壳流的运动在地壳中产生应变破裂发生强烈地震活动,地震的空间分布与震源机制也受到地壳流动力作用控制.

     

青藏高原地壳密度变形带及构造分区

将区域重力场多尺度刻痕分析用于提取青藏高原地壳变形带的信息,可了解高原内地壳变形带从浅到深的变化和平面分布特征,并对青藏高原主要地体的空间分布定位,为岩石圈研究提供地表地质难以取得的新信息.多尺度脊形化系数的图像刻划不同深度平面上的地壳变形带.青藏高原地壳变形带从上到下由细密逐渐变为粗稀型,而且细密型变形区分布的范围逐渐缩小,到下地壳完全消失.从这种情况可以推测,以垂直地面方向上看,地壳变形带应该是树形的,下地壳粗稀型的变形带为树的主干,而中地壳粗稀型的变形带为树的分枝,上地壳的变形带为树枝的小枝杈.上地壳细密型变形分布区反映了与中新生代地壳缩短变形区的范围,下地壳清晰连续的变形带反映了青藏高原的构造骨架.多尺度边界刻痕系数的图像刻画不同深度平面上的地体边界,下地壳的刻痕边界系数与密度剧烈变化带位置吻合;因此,由多尺度刻痕分析划分地体时同时取得地体密度信息.青藏高原内密度较高的地体包括喜马拉雅地体、克什米亚地体、察隅河地体、柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体.柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体是青藏高原中有壳根的核,而密度最高的克什米亚和察隅河地体在大陆碰撞时不易碎裂,对东西两个构造结的形成起了关键作用.     

京津及周围地区区域磁异常和地壳磁性层变化的讨论

本文对提取区域磁异常方法作了讨论。在对京津及周围地区航磁资料进行了一系列向上延拓基础上,提出区域磁异常可区分为上部区域异常及下部区域异常。它们分别与地壳的上、下磁性层对应。文中根据上部区域磁异常,对前寒武纪变质基底作了构造分区。根据下部区域磁异常,推测地壳下部磁性层受后期的中、新生代岩浆作用的影响很大。同时又探讨了第三类深部区域异常,推测其可能是莫霍面隆起所致