新疆准噶尔北缘覆盖区深部地质结构及其地质意义——来自综合地球物理探测的证据

本文利用准噶尔北缘覆盖区的高精度地面重磁数据开展三维约束反演,揭示出准噶尔盆地北缘浅覆盖区内三维密度结构具有横向非均匀性,纵向有向深部延伸的趋势;深部广泛分布石炭纪、泥盆纪火山岩地层等高磁性体,零散分布热液蚀变导致的热退磁的火山岩;北西向分布的低密度低磁性物质,对应无磁性的断裂破碎带.结合多尺度边缘检测方法推断得到研究区隐伏断裂体系以及火山岩地层的空间展布.对贯穿研究区的综合地球物理探测剖面进行人机交互联合反演,结果显示控制扎河坝蛇绿岩带分布的南北界深大断裂在深部构成开口向下的对称扇形构造样式,说明此蛇绿岩带所代表的古洋盆具有双向俯冲的特征;结合区域地质资料,以及岩石地球化学研究成果,认为剖面穿过的3个酸性岩体均为形成于晚石炭世后造山拉张构造环境的A型花岗岩,可能是准噶尔东北缘造山作用结束的标志.最后结合大量地质、地球化学和地球物理资料,对准噶尔东北缘区域构造演化进行了讨论,认为扎河坝—阿尔曼太古洋盆于中奥陶世开始汇聚,古洋盆向南北两侧双向俯冲,在晚志留纪-早泥盆纪洋盆闭合.     

大陆造山运动：从大洋俯冲到大陆俯冲、碰撞、折返的时限——以北祁连山、柴北缘为例

北祁连山和柴北缘是典型的早古生代大陆造山带,分别发育有北祁连山大洋型俯冲缝合带和柴北缘大陆型俯冲碰撞带.作为早古生代大洋冷俯冲的典型代表,北祁连山经历了从新元古代-寒武纪大洋扩张、奥陶纪俯冲和闭合及早泥盆世隆升造山的过程.高压变质岩变质年龄为490～440Ma,证明古祁连洋经历了至少50m．y．的俯冲过程.柴北缘超高压变质带是大陆深俯冲的结果,岩石学、地球化学和同位素年代学表明,柴北缘超高压变质带中榴辉岩的原岩分别来自洋壳和陆壳两种环境.高压/超高压变质的蛇绿岩原岩的年龄为517±11Ma,与祁连山蛇绿岩年龄一致.榴辉岩早期的变质年龄为443～473Ma,与祁连山高压变质年龄一致,代表大洋地壳俯冲的时代,而柯石英片麻岩和石榴橄榄岩所限定的超高压变质时代为420～426Ma,代表大陆俯冲的年龄.从大洋俯冲结束到大陆俯冲最大深度的转换时间最少需要20m．y．.自420Ma起,俯冲的大洋岩石圈与跟随俯冲的大陆岩石圈断离,大陆地壳开始折返,发生隆升和造山.北祁连山和柴北缘两个不同类型的高压-超高压变质带反映了早古生代从大洋俯冲到大陆俯冲、隆升折返的造山过程.     

倾斜线源的三维电场数值模拟研究

利用倾斜线状电流源的理论电位式和有限差分法理论,建立三维离散化方程组,并用ICCG法求解该方程组,设计三维电阻率异常体分布模型,经计算得到了地表视电阻率分布在垂直和倾斜线源情况下的变化规律。以上工作对利用直流电法勘探方法,来解决油田剩余油的分布及对地浸砂岩型铀矿矿层渗透性能的分析,有着实际的意义。     

位场广义线性综合反演系统的建立

以BG理论为基础,首先在重磁异常线性反演中将该理论与吉洪诺夫正则化方法相结合求解地下密度源(或磁源)分布及质心(或磁质心)位置;在重磁非线性反演中结合应用正则化方法和马奎特思想给出一种确定地下密度(或磁性)界面的稳定迭代算法:正则—马奎特法其次研究一种综合多和磁两种异常联合反演既是磁界面也是密度界面的方法。最后,以判断重磁异常是否同源的对应分析为先导,将上述方法综合于一起建立了重磁异常广义线性人机交互式综合反演系统。实际地区的应用已取得较好效果。     

华北盆地新生代裂陷机制与过程的数值模拟

采用McKenzie的纯剪切动力学模型对似环状的“大华北盆地”的形成机制与过程进行初步的数值模拟。模拟结果表明：(1)“大华北盆地”新生代以来经历了两次伸展减薄--热事件．而不是原来所认为的一次事件的两个阶段;(2)第二次伸展减薄--热事件(即新近纪一第四纪)的沉降幅度要小于第一次伸展减薄--热事件(即古近纪)的沉降幅度;(3)“大华北盆地”古近纪的第一次伸展减薄一热事件可能已经进入后裂谷相,并且是处于后裂谷相的初期;(4)现今盆地的演化可能处于第二次伸展减薄--热事件的同裂谷相的晚期。这一研究对认识华北地区新生代的盆地演化及动力学背景有重要的意义。     

岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究

根据地球物理探测资料,基于二维模型,利用黏弹性有限元方法,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制.数值模拟结果表明,青藏高原西部（B B′剖面）的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳,印度板块向北挤压为次要因素,形成“山隆盆降”的地表形态;而青藏高原东部（A A’剖面）岩石圈根向下拖曳还不足以形成硬上地壳中挤压造山的主要力源.对比结果认为,青藏高原的深部层圈结构和应力体系在西、东部存在明显的差异,反映了高原内部造山演化的西、东分异特征.     

远震层析成像中的地壳校正研究及应用

远震层析成像是研究一个地区上地幔三维速度结构的有力手段.但由于远震射线在地壳内的交叉较差,因此无法准确约束地壳内的三维速度结构.为了消除地壳内横向不均匀性对深部速度成像产生的影响,必须进行地壳校正.本文详细描述了地壳校正的基本原理和步骤,主要包括三维地壳模型的选取、地壳内走时差的计算以及校正后的相对走时差的计算.以勘察加地区为例,通过计算各台站的平均相对走时差和远震层析成像结果分析了地壳校正的实际效果,同时验证了该方法的实用性.     

重震反演中国东北地壳上地幔三维密度结构

本文利用重力和地震P波到时数据反演得到了中国东北地区地壳上地幔三维密度结构.与单一的重力或地震反演相比,重震反演一方面有效地克服了重力反演结果垂向分辨率低的问题,另一方面也提高了地震反演结果的可靠性.结果显示:中国东北地区的地壳及上地幔剩余密度异常分布与构造单元具有明显的相关性,造山带对应低密度异常,盆地对应高密度异常;区域内火山下方有明显的低密度体存在,可能是由于太平洋板块俯冲进入上地幔并部分滞留,在滞留板块深部脱水和软流圈热物质共同作用下产生了上涌岩浆,喷发后形成了火山.