便携式节点地震仪数据采集和处理技术进展

地震学方法在地球物理的研究中占有重要的地位,便携式节点地震仪凭借着其灵活性、低价格、高效率等特点越来越多地出现在地球物理探测领域.本文基于已有的便携式节点地震仪应用实例,对数据采集流程和数据处理技术进行了简要介绍,还阐述了其在主动源与被动源数据采集中相比于传统采集的差异和优点.相比较宽频带流动台阵,便携式节点地震仪观测...     

青藏高原羌塘盆地基底结构与南北向变化——基于一条270km反射地震剖面的认识

通过收集并重新处理已有的反射地震剖面,获得了一条南北向横贯羌塘盆地主体的270km长反射地震剖面.剖面显示;羌塘盆地可能具有元古代的基底并且南羌塘盆地较北羌塘盆地深.在南、北羌塘地壳浅部(约0～3s)变形差异较大,北羌塘褶皱变形强烈,呈现出隆凹变形相间的格局,南羌塘则相对较平缓.羌塘中央隆起之下为连贯的弧形反射,其北侧发育一个深度达8km的半地堑构造,规模较大,可为油气资源储存提供有利空间.     

深地震反射剖面揭露青藏高原陆-陆碰撞与地壳生长的深部过程

印度板块与亚洲板块的碰撞使喜马拉雅-青藏高原隆升,地壳增厚并生长扩展。探测青藏高原深部结构,揭露两个大陆如何碰撞以及碰撞如何使大陆变形的过程,是对全球关切的科学奥秘的探索。深地震反射剖面探测是打开这个科学奥秘的最有效途径之一。二十多年来,运用这项高技术探测到青藏高原巨厚地壳的精细结构,攻克了难以得到下地壳和Moho面信息的技术瓶颈,揭露了陆-陆碰撞过程。本文在探测研究成果的基础上,从青藏高原南北-东西对比,再到高原腹地,系统地综述了青藏高原之下印度板块与亚洲板块碰撞-俯冲的深部行为。印度地壳在高原南缘俯冲在喜马拉雅造山带之下,亚洲板块的阿拉善地块岩石圈在北缘向祁连山下俯冲,祁连山地壳向外扩展,塔里木地块与高原西缘的西昆仑发生面对面的碰撞,在高原东缘发现龙日坝断裂(而不是龙门山断裂)是扬子板块的西缘边界,高原腹地Moho面厚度薄而平坦,岩石圈伸展垮塌。多条深反射剖面揭露了在雅鲁藏布江缝合带下印度板块与亚洲板块碰撞的行为,不仅沿雅鲁藏布江缝合带走向印度地壳俯冲行为存在东西变化,而且印度地壳向北行进到拉萨地体内部的位置也不同。在缝合带中部,研究显示印度地壳上地壳与下地壳拆离,上地壳向北仰冲,下地壳向北俯冲,并在俯冲过程中发生物质的回返与构造叠置,这导致印度地壳减薄,喜马拉雅地壳加厚。俯冲印度地壳前缘与亚洲地壳碰撞后沉入地幔,处于亚洲板块前缘的冈底斯岩基与特提斯喜马拉雅近于直立碰撞,冈底斯下地壳呈部分熔融状态,近乎透明的弱反射和局部出现的亮点反射以及近于平的Moho面都反映出亚洲板块南缘处于伸展构造环境。     

秦岭造山带及邻区上地壳精细速度结构研究

秦岭造山带是华北板块和扬子板块南北两个大陆边缘长期演化的产物,各部分性质和时代不同,是一个复杂的构造混杂体。由于其所处位置的重要性,演化时间上的长期性、多旋回性,空间上的多样性、变异性,一直是地质和地球物理学研究的热点。为了沟通该区复杂的浅表地质现象与深部结构成像,获取更精细的上地壳结构成为厘定秦岭造山带不同块体之间接触关系,揭示其地球动力学演化过程的关键。本文对一条长450 km、南北向跨越鄂尔多斯地块南缘、渭河地堑、秦岭造山带、大巴山逆冲推覆带和四川盆地北缘的宽角反射与折射地震剖面采集的15个大炮数据进行了层析成像研究。本研究对690个初至走时拾取数据使用有限差分算法,采用变网格尺度及平滑参数的迭代策略,经20次迭代反演,走时均方根误差降至0.105 s,收敛良好。成像结果精细刻画了渭河地堑的低速沉积特征,系一个南深北浅的断陷盆地,最深处可达7 km,其发育主要受秦岭北缘断裂、乾县—富平断裂及渭河断裂控制。秦岭北缘断裂与安康—竹山断裂之间的秦岭造山带上地壳呈高速特征,横向变化剧烈,仅残余若干较浅的山间盆地。与南部四川盆地稳定沉积相比,大巴山逆冲推覆带下方沉积层速度结构不统一,反映了逆冲推覆作用的改造,但整体仍保留了3~6 km的沉积厚度。本文分析认为剖面中部的秦岭地区是古生代—早中生代南北板块汇聚的核心地带,之后造山带两翼的南、北陆缘分别于燕山期和新生代转入逆冲推覆和伸展两种迥异的构造环境,而现今研究区的上地壳构造格局是三次事件叠加的结果。     

班公湖—怒江缝合带中段深部电性结构及其构造意义

班公湖—怒江缝合带作为青藏高原拉萨地块和羌塘地块的重要缝合带, 具有比较复杂的构造演化史, 然而其深部结构和俯冲极性仍存在较大争议。本文利用横穿班公湖—怒江缝合带中段的近南北向大地电磁测线, 处理和分析大地电磁测深曲线和相位张量特征, 并通过三维大地电磁反演获得了班公湖—怒江缝合带两侧的深部电性结构。三维大地电磁反演结果显示, 沿测线分布显著的中下地壳高导异常。大致以班公湖—怒江缝合带为界, 可将中下地壳高导异常分为两部分, 北拉萨地块近水平展布的高导异常层和南羌塘地块下方明显北倾的高导异常。结合早期的研究资料, 分析认为中下地壳高导异常应该为地壳部分熔融所致, 且深部电性结构符合沿测线观测的大地热流值变化。同时, 中下地壳高导异常可能指示了中生代班公湖—怒江洋的俯冲闭合痕迹, 北倾的中下高导异常支持大洋向北俯冲至羌塘地块之下, 而北拉萨地块下方的高导异常层可能为低角度俯冲的小洋盆。     

青藏高原巨厚地壳：生长、加厚与演化

大陆地壳约占地表面积的40%, 其成因与生长, 是一个关乎人类生存和资源供给的基础地学问题。人们普遍认为, 大洋俯冲通过岛弧拼贴和幔源岩浆底侵形成造山带新生陆壳,大陆碰撞过程只对现存地壳进行再造,不产生新生地壳。青藏高原经历古/新特提斯大洋俯冲和印 亚大陆强烈碰撞, 拥有全球最厚的陆壳(65~80km), 是研究大陆地壳的形成、生长、加厚、演化与保存的天然实验室。我们研究表明, 古/新特提斯大洋的相继俯冲消减, 产生多期次的幔源镁铁质弧岩浆(270~66Ma), 在弧地壳下部底侵和上部侵位, 导致地壳侧向加积和垂向生长并加厚约10km。在同(软)碰撞期(65~41Ma), 印度大陆岩石圈俯冲导致俯冲前缘的洋壳板片回转和断离, 诱发软流圈地幔熔融及其幔源岩浆上升侵位, 在冈底斯碰撞带形成新生地壳, 并导致地壳加厚6~9km。在晚(硬)碰撞期(40~26Ma), 冈底斯碰撞造山带内不同地壳块体(地体)间发生逆冲叠覆, 导致中深层次地壳缩短加厚10~20km; 在碰撞带的后陆区, 印度大陆岩石圈地幔俯冲诱发软流圈沿地幔通道上涌, 侵蚀和吞噬地幔岩石圈, 并诱发其部分熔融, 向地壳注入大量幔源镁铁质岩浆, 形成新生地壳, 维持高原生长。在后碰撞期(<25Ma), 碰撞带和后陆区均发生地壳伸展与有限减薄, 伴有新生地幔组分少量注入和高原陆表强烈剥蚀。粗略估计：形成并保存于大陆碰撞造山带的新生地壳量占整个陆壳的28%, 大洋俯冲与大陆碰撞分别为青藏高原贡献了75%和25%的新生地壳。我们提出, 青藏高原巨厚地壳的形成发育, 实际上是幔源岩浆向地壳注入添加与中下地壳缩短加厚连续或交互作用的结果。伴随大洋俯冲与大陆碰撞, 巨厚地壳物质组成发生以新生地壳形成和古老地壳再造为特征的动态演变。镁铁质新生下地壳的大规模重熔与长英质岩浆大量侵位可能是巨厚地壳长英质化的主要机制。     

深反射大炮揭示的青藏高原侧向碰撞带地壳骨架结构

青藏高原东南缘处于印度板块与欧亚板块碰撞的侧翼,揭示该地区的岩石圈结构有助于完整理解青藏高原碰撞造山的动力学过程,对构建大陆碰撞成矿理论框架至为关键.本研究对横过青藏高原侧向碰撞带的一条深反射地震剖面的15个大炮资料,进行了针对性静校正、去噪等处理和单次叠加成像,结果剖面显示了侧向碰撞带岩石圈结构的骨架特征:(1)双程走时(TWT)8～10s的强反射(Tc)将地壳分为上、下两层;Tc可能是大型滑脱构造的拆离面,其存在使上地壳的变形与下地壳解耦;(2)Moho间断面反射(Tm)为3～4个同相轴的窄带反射波组,横向不连续,与深大断裂交汇处被错断,但断距不大;(3)在兰坪—思茅地块下方TWT21s和扬子克拉通西缘下方TWT22～24s存在相向倾斜的反射波组(TL);以Tc、Tm和TL构成的骨架结构,定性地描绘出剖面下方岩石圈地幔以汇聚为主、地壳块体以侧向滑移为主和上地壳为薄皮逆冲或滑脱的分层动力学模式.该岩石圈变形样式明显不同于以正向碰撞挤压、地壳缩短垂向增厚为主的"冈底斯模式".     

波阻抗反演技术研究进展

波阻抗是描述地层岩性的重要参数之一，而波阻抗反演是地震反演技术的一个重要分支。笔者介绍了国内外波阻抗反演技术的研究现状，分析了目前波阻抗反演存在的主要问题，对各种反演方法进行了分析，总结出各种方法的特点，并探讨了今后该领域研究的主要内容和研究趋势。     

拉萨地体南部多金属矿集区构造样式——来自深地震反射剖面的证据

位于冈底斯成矿带中段的雄村、娘热地区,因近年来不断发现铁、铜等金属矿床,而逐渐被关注。但是由于缺少地球物理资料,该地区地壳精细结构未能取得清楚的认识。针对横过雄村-娘热矿集区130km深地震反射剖面及25km矿集区内部加密反射剖面的数据,进行了层析静校正、能量补偿、去噪、速度分析等数据处理,获得了雄村-娘热矿集区地壳结构的反射图像。结合本区地质资料,对矿集区深部结构进行了解释和推断,揭示了上地壳多条断裂及各类地质现象,认定断裂与岩浆流动上升方向有关,研究结果对矿集区成矿背景的研究具有一定价值。     

羌塘盆地石油地震反射新剖面及基底构造浅析

针对羌塘盆地地表地质条件复杂,地震资料信噪比低,取得高质量的地震剖面存在很大困难等问题,中国地质调查局在羌塘布设了总长约52km的试验剖面,初步摸索出一套适用于羌塘地区地震资料采集与处理的方法技术。处理后的地震叠加剖面上反射信息丰富,揭示出盆地基底以上各构造层的空间展布特征,为查明构造圈闭和构造界面,确定地层的组合等方面,提供了高质量数据。文中在对地震反射特征分析的基础上对两条剖面显示的盆地基底的埋深、形态等方面进行了初步研究。