地震面波与重力联合反演方法研究回顾与展望

面波和重力都是研究地下介质的重要手段.面波数据对于地下介质的剪切波速度敏感,但是面波单独反演的非唯一性对反演结果的解释造成了困难.重力数据是地下密度体的综合反映,总体而言受浅部的密度变化影响较大.利用包括岩石物理中的经验关系在内的约束关系作为桥梁,可以通过联合反演充分发挥两种数据的优势,从而获得更合理的反演结果.本文回顾了面波与重力联合反演主要环节的基本方法和研究进展,并指出了两种数据的分辨率不同可能导致的问题,最后对该领域未来的发展方向进行了展望.     

中国中南地区综合地质地球物理研究

利用重、磁和天然地震资料对中南地区进行了综合地质地球物理研究.根据研究区的重、磁异常的分布特征,可将其分为4个重力异常区、3个航磁异常区.根据重力资料反演计算得到的研究区的地壳厚度在295～41 km之间,总的趋势为西厚东薄,地壳厚度与地形起伏基本上呈镜像关系.根据磁力资料计算得到的研究区居里界面在12～40 km之间变化.地震层析成像结果表明研究区内的速度分布总体上体现了纵横交错的断块特征.在纵向尺度上,江汉－洞庭盆地以及周缘造山带的上地壳结构变化不大,中地壳和下地壳则普遍受到现今构造活动的改造,以致岩石的结构发生了一定的变化.它们主要表现为低速区域的扩大,尤其是在地壳下部尤为突出,这与断陷盆地的拉张以及造山带岩石层的底侵和拆沉作用密切相关.通过对研究区地球物理场的分析计算,在研究区共提取主要断裂带34条.根据岩石层板块大地构造理论,依据岩石层结构、地壳结构和结晶基底等深部结构的不同,将研究区中板内不同构造单元——块体作为一级构造单元,块体之间的深大断裂带作为块体的边界——块体结合带,据此原则在研究区中划分出两个一级构造单元,五个二级构造单元.     

反演磁性地层界面的逐步剥离磁场法

在对前人研究方法总结对比的基础上,本文提出了一种逐步剥离位场反演磁性地层界面的方法,该方法假定位场是由一个等效单位厚度层的等效磁化强度变化引起,通过逐步剥离位场,得到等效单位厚度层的等效磁化强度,进而求取磁性地层的起伏.本文进行了理论模型计算和野外实例处理,取得了良好效果.     

渤海残留盆地分布综合地球物理研究

以活动论构造历史观为指导进行渤海海域残留盆地宏观分布特征研究. 以岩石物性为基础建立地质界面与物性界面的联系,通过重、磁、震等方法组合圈画不同物性界面的分布特征. 浅层沉积盆地结构通过反射地震资料控制,深层地质结构信息利用重磁异常场分离、物性界面反演等方法得到. 在地层分布格架基础上分析前新生代残留盆地宏观分布范围. 并结合渤海海域实例研究介绍了残留盆地宏观分布研究的技术方法和流程,在计算上古生界-中生界及元古界-下古生界残余地层厚度的基础上给出了渤海海域残留盆地的宏观分布范围,并指出在歧口凹陷东南部、石臼坨隆起南部及东北部、渤南凸起南部、辽东湾等地区是较好的前新生代油气潜力区.     

中国东部海域及邻区岩石层地幔的P波速度结构与构造分析

利用中国大陆东部及台湾地区、日本和琉球群岛的地震观测数据,通过体波地震层析技术反演了中国东部海域及其邻近地区的P波速度结构.以此为依据分析了不同地区的岩石层性质和深部动力学条件,探讨了中朝与扬子块体、扬子与华夏块体在海区的深部边界及其构造属性,揭示出菲律宾海板块与欧亚大陆的碰撞以及板片俯冲下沉、弧后扩张作用对中国东部海域岩石层结构的影响.结果表明,中国东部海域的岩石层地幔存在明显的横向非均匀性,它们与区域构造的形成演化有一定的联系.中国大陆东部的五莲－青岛断裂与朝鲜半岛西缘断裂、济州岛南缘断裂共同构成中朝和扬子块体的边界,江绍断裂向东延伸至朝鲜半岛南端成为分隔扬子和华夏块体的边界;东海陆架与冲绳海槽的岩石层结构差异明显,东海陆架具有中国东部地区的岩石层特征,属于欧亚大陆向海域的延伸;冲绳海槽的岩石层强烈减薄,为大陆向大洋过渡的区域;沿着日本－琉球－台湾俯冲带,菲律宾海板块俯冲下沉引起的地幔扰动对中国东部海域产生了较大的影响,欧亚大陆与菲律宾海板块之间的相互碰撞导致台湾地区岩石层明显增厚.     

南黄海OBS 2013海陆联合深地震探测初步成果

为了研究渤海—山东半岛—南黄海一线的深部构造特征,利用海区气枪震源和陆区爆破震源探测,于2013年在胶东、渤海和南黄海布设了一条海陆联合深部地震探测剖面。海陆联测剖面包括渤海和南黄海两条海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)测线和一条陆上地震测线,是首次在南黄海地区布设的OBS深地震测线。文章对南黄海段测线上的海底地震仪数据进行了数据预处理,其中包括地震数据解编处理、截裁处理等,结果表明,此次实验海底地震仪记录质量良好,可以清晰地识别出Ps、Pg、Pm P等多组震相,还首次观察到了来自千里岩隆起带上的P波震相,说明数据处理流程是可行的;再结合地质地球物理资料,初步分析了南黄海不同构造单元的震相特征,为下一步地壳速度结构的模拟及解释工作奠定了良好的基础。     

山东栖霞百里店地区综合地质,地球物理研究

运用综合地质、地球物理勘探方法对山东栖霞百里店地区进行了金矿的探查。分析探查结果，得出在百里店及其临近地区可能存在一大型金矿。     

西沙群岛和哀牢山-红河地区的宽频带地震观测

利用宽频带数字地震仪分别在南海西沙水兴岛和云南哀牢山-红河断裂带两侧开展了流动观测，经过1a的运行记录了许多地震波形数据，为研究南海西北部及哀牢山-红河地区的深部结构提供了重要的信息，也为在海域岛礁地带进行地震观测积累了经验。     

黄海中央断裂带的地球物理证据及其与边缘海演化的关系

根据黄海及周边地区的布格重力资料，通过解析延拓、目标场提取、任意水平方向 导数计算、离散小波变换等处理，得到各种有关断裂的信息.经过与地震层析成像结果和地 质资料的综合分析，认为黄海中央断裂带是一组“X”型交叉断裂而不仅仅是一条NW向延 伸的断裂，并提出了有关的地球物理证据.经分析认为：黄海中央断裂带的存在是造成黄海 东西两侧在地球物理场面貌、断裂分布特点与规模上有较大差异的原因之一.由于该断裂带 的存在，致使郯庐断裂带的右旋活动所产生的应力对黄海东西两侧的影响不一致，因而产生 了黄海西部重力异常等值线凌乱、密集、断裂密布但规模相对东部较小的现象.认为黄海中 央断裂带受扬子块体向中朝块体嵌入过程的影响，形成一组近SN向为锐角的“X”断裂带 ，但该断裂带具有明显多期活动的迹象，不仅与特提斯体制下块体碰撞、俯冲作用有关，也 与后期太平洋板块向欧亚板块的聚敛、俯冲作用有关.