南华北块体及邻区地质结构构造研究进展

本文通过对前人在南华北块体及邻区所做的地质及地球物理勘探研究成果进行了综合分析,发现一些构造单元的划分、岩石圈变形机制及应力变化过程等问题存在争议,甚至同一地区不同研究者研究结果相互存在着矛盾和差异性.为此,本文对上述有差异和争议的研究进行了系统详细的调研,认为在南华北及邻区地块范围内地表地貌整体呈现隆坳相间的形态,深部构造较为复杂,从地表地势到岩石圈构造都经历了不同程度多种方式的变形和多期演化.横向上岩石圈构造在原有基础上变形调整,岩石圈厚度具有南厚北薄、西厚东薄的特点,是受到NW向和NE向两组应力作用的结果,构造主体有序分布,研究区域被两个方向的断裂切割和围陷,进而划分为不同构造单元,构造单元呈长条状间隔分布,次级构造单元内部又可划分为更小的单元,具有分层次变形特征.在演化过程中,研究区域经历了多期构造运动变形,后期运动继承并改造了先存构造,发育有切穿地壳的深大断裂,这些先存大断裂影响并控制了区域隆坳发育,在浅部分散为多条小断裂,对区域中小地震的发生具有重要的影响.本文在分析横向及纵向大地构造特点的基础上,系统梳理了区域内重要构造单元,分南北两侧调研了区内断裂的发育情况,为后续该区相关地质研究提供借鉴和有价值的参考.     

天津—北京高分辨地震折射剖面初至波走时成像

利用走时成像中的正则化反演方法对天津—北京的高分辨地震折射剖面获得的初至波资料进行成像.分析了不同的初始模型和参数变化对反演结果的影响,并采用检测板方法对最终模型的分辨进行评估,得到了天津—北京剖面的上地壳精细速度结构,给出了该地区的隐伏断层.结果显示,最终模型分辨达到5 km×1 km,部分地区更加细致;研究区域坳陷区与隆起区相间,大坳陷内部有小坳陷;结晶基底的深度变化约2～8 km,其起伏形态符合地质构造情况;断裂活动和第三系以来的壳内运动对速度结构影响较大.     

张渤地震构造带中西段及邻区深部构造探测

利用穿过张渤地震构造带中西段及邻区的多条地震测深资料．详细研究了张渤地震构造带中西段及邻区的地壳深部速度结构与构造。结果表明,该区地壳深部速度结构与构造在纵向和横向上具有明显的不均一性。在三河-平谷8级震区、延庆-怀来盆地及张家口附近地区莫霍面埋深分别为35、39和42km,其地壳厚度由东至西逐渐增加。该区基底断裂发育。在其深部,根据地震波动力学及运动学特征和二维速度结构中的地震界面与速度等值线起伏变化推测,在大兴、延庆、涿鹿等地均存在深部断裂带,在深部断裂带一侧或两侧的上地壳存在6．0km／s左右的低速层（体）。     

北京地区上地壳三维细结构层析成像

利用三维不分块地震层析成像技术对北京东北部地区的三维人工地震莫霍反射波走时数据进行反演,得到了该区上地壳的三维P波、S波慢度及波速比结构图像,三种结构不同深度的切片图像揭示出慢度和波速比分布有呈北东向和北西向展布的特征.断裂活动引起沉积不均匀造成现今的速度分布,地震大多分布在波速比较低的块体内,说明地震不仅与断裂活动有关,有可能还与物质结构和性质相关;北京地区上地壳速度结构、断裂活动和物质性质三者之间存在密切关系.     

鄂尔多斯盆地上地壳速度分布与沉积建造和结晶基底起伏的构造研究

基于在鄂尔多斯盆地与其北部造山带地域,即沿延川—包头—满都拉地带进行的地震宽角反射和折射波场探测,取得了高分辨率的Pg波震相.通过走时差分层析成像方法进行Pg波波场走时反演,给出了沿剖面辖区的上地壳速度分布,求得了沉积建造和结晶基底折射界面的起伏变化,并给予了解释.研究结果表明,鄂尔多斯盆地上地壳为双层结构,上下层之间存在明显的折射界面,上层速度低,纵向变化梯度大;下层速度高,变化较为均匀.基于沿剖面辖区上地壳的速度分布特征提出自南向北应分为：榆林南凹陷、榆林—刀兔隆起、刀兔北至鄂尔多斯北缘断裂为箕形凹陷及其内部的次级构造、呼包凹陷以及伴随的断裂等沉积建造和结晶基底的起伏变化.阴山造山带上地壳速度明显比两侧地区高,速度呈纵向条带状展布,故呈现出结晶基底结构的分布特征和乌拉山、色尔腾山、和教岩体及白云鄂博群陆壳拼合及增生现象.内蒙造山带上地壳亦为双层结构,但基底折射界面不如鄂尔多斯块体明显.本文基于对该区沉积建造和结晶基底的起伏,讨论了沿剖面各有关凹陷的沉积特征与油气前景.     

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像——人工爆破和天然地震的联合反演

伽师震区位于天山褶皱、帕米尔构造弧与塔里木块体三个构造单元的交接地带,近年来该区发生了一系列的强震活动.为进一步获得该震区详细的地壳速度结构,本文利用人工爆破和天然地震资料联合反演的方法,对1997年新疆伽师震区布设的三维人工地震透射台阵和流动地震台网的资料进行处理,重建了台阵下方上地壳三维速度扰动图像,并结合地震活动分布,对伽师强震群的地震成因作出进一步分析.结果表明研究区上地壳速度结构在纵向和横向上具有明显的非均匀性,随着深度的逐渐加深,震区下方以萨如锡为中心的低速异常体逐步被高速异常体所替代.自12 km深度开始,在与强震群震中相应的位置上,明显出现沿北北西向的高P波速度异常体,在其周围为相对低速分布,呈现出低速条带环绕高速条带的分布格局,V_P/V_S在相同的位置上也表现为高值分布.这种结构上的差异可能与伽师强震群发生有密切关系.16 km深度的P波速度层析图表明,伽师强震群发生在地壳相对高速扰动区内或是高速扰动向低速扰动过渡的边缘,壳内高速体的存在为强震的孕育和发生提供了重要基础.     

阿尼玛卿缝合带东段上地壳结构——马尔康-碌曲-古浪深地震测深剖面结果

位于青藏高原东北缘川北甘南地区的马尔康——碌曲——古浪深地震测深剖面穿越阿尼玛卿缝合带东段,利用该剖面获得的Pg, Sg初至折射波资料,采用有限差分成像、射线追踪反演、时间项反演和走时曲线分析等方法,对阿尼玛卿缝合带东段及其两侧的上地壳结构进行了分析. 结果表明, 研究区基底变化较大. 由南向北,基底在若尔盖盆地呈稳定的上隆状态,在阿尼玛卿缝合带内强烈下陷,在缝合带北侧一定范围内隆升之后,向北呈下陷趋势. 阿尼玛卿缝合带相对两侧整体表现为南倾的低速带结构,且内部速度存在非均匀性. 库赛湖——玛沁断裂、武都——迭部断裂和舟曲——两当断裂均表现为不同规模的低速带. 库赛湖-玛沁断裂和舟曲——两当断裂位置处基底界面埋深有明显变化,是区隔阿尼玛卿缝合带南北两侧的主要断裂. 武都——迭部断裂发生在基底界面深度变化带上,它与舟曲——两当断裂可能具有同一深部构造背景. 阿尼玛卿缝合带所呈现的强烈下陷的基底低速结构和非均匀性体现了上地壳受挤压的破碎结构特征.      

川滇活动地块东南边界基底结构——盐源-西昌-昭觉-马湖深地震测深剖面结果

在川滇活动地块东南边界区域完成了盐源-西昌-昭觉-马湖深地震宽角反射/折射探测剖面.利用该剖面获得的Pg初至折射波走时,采用走时特征分析、有限差分反演、时间项反演等方法,获得了沿剖面的基底P波速度结构和基底界面构造图像.结果表明,研究区基底结构呈现强烈的非均匀性,不同构造区显示出不同的地壳变形特征.盐源盆地盖层表现为推...     

华北克拉通岩石圈二维P波速度结构特征——文登-阿拉善左旗深地震测深剖面结果

利用超长观测距地震宽角反射／折射剖面探测技术,获得了近东西向横穿华北克拉通不同块体的反映地壳．上地幔岩石圈结构的不同深度、不同属性地震波震相特征数据．通过对各个块体内的地震波震相特征对比分析研究,除识别出地壳内常规的Pg波、PCi波、PmP波和Pn波外,还清楚的对比出了岩石圈尺度的两组震相PL1和PL2波．经过一维、二维地震走时及波形拟合,获得了沿剖面长约1500km的不同块体的壳幔二维速度结构与构造特征．结果表明：沿剖面地壳及岩石圈自东向西加厚趋势的明显,但各组地震波反、折射界面在各个块体内又显示出局部变化明显等特征．结晶基底在各个块体内变化较大,在华北凹陷盆地内最深达到7．8km,在胶东半岛及太行吕梁地块较浅约2．0km;莫霍界面形态整体显示出东浅西深,在鄂尔多斯块体内最深达到46km,而在华北断陷盆地内显示隆起特征;L1界面仅在太行山以西区域显示,深度约为80km,变化较缓．岩石圈L2界面东浅西深在75～160km范围内变化,在太行山以西有一急剧加深趋势,形成一个陡变带．     

玉溪-临沧剖面宽角地震探测——红河断裂带及滇南地壳结构研究

云南位于南北地震带南段,地震活动具有频度高、强度大的特点,中小地震几乎遍及云南南部,是中国大陆内部地震活动最强的地区之一.滇南地区跨越多个重要的地质构造单元和多条地震带,其中红河断裂带是跨越该地区的一条大型的走滑断裂带,作为印支地块和华南地块两大地块的分界断裂,对人们认识板块相互运动及其深部动力学背景具有重要意义.中国地震局于2010年启动了"中国地震科学台阵探测--南北地震带南段"项目,在云南省中西部跨越红河断裂带布设一条近东西向的深地震宽角反射/折射探测剖面,本文利用该东西向深地震宽角反射/折射剖面来研究红河断裂带及滇南地区详细的地壳结构及其孕震背景.研究结果表明:沿测线地壳结构呈西薄东厚的特征,以红河断裂带为界,断裂带以西地壳较薄,约34 km,以东地壳加厚至44 km左右;红河断裂带两侧速度结构具有明显的差异,断裂带西侧速度较低,东侧速度明显偏高.由震相特征及获取的地壳结构可以看出,红河断裂带两侧由浅至深速度结构的异常特征说明该古缝合带两侧块体地壳结构岩性的巨大差异性.