青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块壳幔电性结构及构造变形研究

为了获取青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块的壳幔电性结构,研究祁连造山带、鄂尔多斯地块及六盘山构造带的构造变形,布设一条甘肃陇西至陕西黄陵的近东西向大地电磁测深剖面,获取了91个大地电磁测深点的响应.经过对全剖面观测资料的数据处理、分析及二维反演,获得了剖面壳幔电性结构模型.研究结果表明:剖面横向可划分为三个区块,分别对应祁连造山带、六盘山构造带与鄂尔多斯地块;祁连造山带东段可能残存沟弧盆体系的构造格架,青藏高原北东向生长可能是在这一先存格架上的叠加与改造;六盘山构造带壳幔结构复杂,以中地壳拆离断层为界,上地壳发育拆离断层系统而下地壳挤压缩短增厚;鄂尔多斯地块成层性较好,地块总体较为稳定,但局部经历了与地幔上涌相关的物质与结构再造.     

大兴安岭与两侧盆地结合地带深部电性结构与岩石圈尺度构造关系

横跨大兴安岭与海拉尔盆地和松辽盆地结合地带的大地电磁测深剖面揭示了盆山构造的深部电性结构.剖面西起海拉尔盆地东缘,向东延伸穿过大兴安岭中部,一直到达松辽盆地西缘.本文对剖面测点的二维偏离度、构造走向等进行了计算和分析,采用非线性共轭梯度(NLCG)二维反演方法对TM模式的数据进行了反演,获得了该剖面的地壳、上地幔电性结构模型,划分出三个典型构造单元:海拉尔盆地、大兴安岭和松辽盆地.研究结果表明,海拉尔盆地东缘和松辽盆地西缘浅部都呈低阻特征,但松辽盆地西缘深部电性结构比较复杂,而大兴安岭整体呈高阻特征.海拉尔盆地东缘可能属于兴安块体,松辽盆地西缘与大兴安岭接触关系复杂.海拉尔盆地东缘岩石圈厚度约为110km,大兴安岭岩石圈厚度约为110~150km.大兴安岭上地壳基本呈高阻特征,可能为多次叠置的岩浆岩,代表大兴安岭经历了多期次岩浆作用;中下地壳横向存在较大范围低阻体,可能反映了大兴安岭地壳内部非刚性的特点;残存在岩石圈地幔的高阻异常,说明其下地壳可能发生过拆沉作用.大兴安岭与松辽盆地结合带存在一个岩石圈尺度的西倾低阻带,向下延伸到岩石圈底部,可能是早期松嫩地块向兴安地块俯冲并以软碰撞形式拼合的构造遗迹.     

综合物探剖面揭示松辽盆地基底地质与地球物理特征——以过松科二井剖面为例

松辽盆地是中国东北部中—新生代陆相沉积盆地,本文在深入分析东北地区古生代地层特征、沉积环境及构造演化基础之上,以过松科二井地区综合地球物理资料解译为基础,开展基底的属性和地球物理特征研究。松科二井南北剖面发现:布格重力异常具有中间高两边低的特点;磁异常呈现出与重力异常负相关的趋势;电性表现为浅部分层、高—低阻交叉重叠和深部分区的特征。东西剖面发现:布格重力异常具有西高东低的趋势;磁异常形态呈"碗状";电性结构与南北剖面相比深部出现了高阻异常。结合地球物理特征与岩相古地理分析,得到以下结论:(1)上古生界晚石炭世至晚二叠世期间,具有浅海相、陆相、河湖相多种沉积环境,相应岩性组合具有不同的物性特征;(2)重磁电地球物理特征揭示了研究区基底主要由泥砂岩、大理岩和侵入岩组成,基底顶面埋深位于7 km左右,上古生界和侵入岩共同组成了研究区基底;(3)识别出了滨州断裂带、孙吴—双辽断裂带、海伦—任民断裂带以及深层次断裂体系的位置和走向,断裂构造主要以SN和EW向为主,它们作为构成古生代构造骨架的重要组成部分,控制着深部油气运移和贮藏。     

金属因素在敦化团北地区激电异常评价中的应用

为准确评价敦化团北地区激电异常,研究其产生机制,采用提取激电二次信息的视金属因素(Js)方法,突出与电子导体相关的低阻极化体异常,压制与电子导体不相关的激电异常。结果表明:测区西北角视金属因素异常与强激电异常相吻合,与电子导体(金属矿化或矿化)相关,而大范围低缓激电异常区没有视金属因素异常显示,说明与电子导体不相关。在敦化团北地区利用视金属因素压制干扰因素所引起的异常,突出与电子导电体相关的低阻极化体异常效果明显,结合地质揭露工程得出低缓激电异常是由受轻微矿染的花岗斑岩所引起的结论。     

怀—涿地区深部孕震环境研究与涿鹿地震发震机制的讨论

怀—涿地区是我国首都圈重要地震活动区之一,为探析北京地区深部孕震环境及发震机制,布设并完成了NWW向横跨怀—涿盆地的大地电磁测深数据采集、处理与反演工作,并对已有的区域重磁数据进行了三维聚焦反演.基于以上二维电性结构剖面和重磁三维结构,结合区域地质、地震探测和水化学资料,取得以下认识:(1)怀—涿盆地中下地壳存在低密度、低磁性和高导性的同源物质异常体,该异常平面上呈NEE向椭圆形分布,在温泉屯一带埋藏最浅,约12 km.而盆地边缘岩体地球物理特征表现为高密度、中高磁性和高电阻率.震中多发生在盆岭交汇处,而震源位置则处在物性结构梯度带上,表明中下地壳不同物质的电性、密度、磁性及温度的差异是怀一涿地区深部重要的孕震环境.(2)怀—涿地区中下地壳高导异常体可能为上涌的地幔物质与沿断裂带进入地壳内部的地表水共同的反映.(3)在怀—涿盆地西北缘和东南缘形成的两大震区与盆地内部高温流体的运移有着密切关系,即两大震区为同一高温流体在中下地壳与围岩相互作用的结果.(4)本次涿鹿地震发生可能的机制为:在NEE向构造应力作用下,地下高温流体向NNW方向缓慢迁移,当遇到大海陀岩体阻挡后,转而从岩石结构稳定性较差的老君山亚口向东部延—矾盆地迁移,在高温流体迁移的过程中促使杏园村—万窑村一带的老君山体发生高倾角右旋走滑型断裂.     

地热资源与地震活动共生深部驱动机制研究现状与展望

地球内部地质过程及其相互作用不仅控制了全球地质格局的形成演化,也控制着地热资源的形成和地震活动的发生。本文通过系统调研及归纳总结,系统讨论地热资源与地震活动的共生深部驱动机制。首先,总结了全球高温地热带及大型/超大型地震带的形成背景,大多数高温地热与大型地震在空间分布上具有重合性,形成于活跃的板块边缘,而板内常形成中—低温地热且周缘伴随地震活动;其次,总结了地热资源及地震活动共生的深部驱动要素,发现流体及断裂构造在热能和地震的释放中起着至关重要的作用,是地热资源与地震活动深部主要的控制要素;再次,总结了地热资源与地震活动深部地球物理探测成果,表明大地电磁等方法可揭示地热与地震形成的同源关系与因果关系,地热与地震源于深部物质与能量的交换;最后,对地热资源与地震活动的共生深部驱动机制研究方法及发展方向进行了展望。     

华南地区樟树—宁德大地电磁测深剖面深部电性结构及热特征

华南地区武夷隆起带及东南沿海陆缘带具备中高温地热的储藏条件,而深部热源及热通道对于揭示中高温地热的形成机制至关重要.本文对江西樟树-福建宁德包含37个宽频测点的一条410 km长大地电磁测深剖面,采用非线性共轭梯度二维及三维反演,获得了岩石圈电性结构模型.研究发现,扬子地块东缘、武夷隆起带以及东南沿海陆缘带的电性结构存...     

大地电磁数据揭示中国东北地区牡丹江缝合带俯冲极性及活化特征

佳木斯地块和松嫩地块位于中亚造山带最东端,两者的汇聚受控于二叠纪至侏罗纪期间牡丹江洋的俯冲及闭合作用.牡丹江缝合带后期又受到古太平洋板块和太平洋板块俯冲作用的直接影响,因此是研究古缝合带俯冲极性和后期改造作用的理想地区.本文对跨越牡丹江缝合带的160km长大地电磁剖面数据进行三维反演,建立了缝合带及邻区的电阻率模型.结果揭示了牡丹江洋的俯冲极性和俯冲痕迹,并提供了(古)太平洋板块俯冲作用导致牡丹江缝合带活化的地电学证据.缝合带表现为复杂的高导结构,位于松嫩地块-佳木斯地块碰撞带下方的地壳尺度西倾高导体,代表牡丹江洋闭合的古俯冲带,表征了牡丹江洋西向俯冲的极性.同时,由地表地质定义的牡丹江断裂不能完全代表牡丹江缝合带的深部结构,对于该缝合带的定义应扩展至横向延伸约70km的整个高导区域.俯冲前缘弧下的固体导电矿物由深部被抬升至上地壳,其下与地幔连通的“烟囱”状高导结构代表了幔源物质的上侵通道,表明牡丹江缝合带受古太平洋板块和太平洋板块的俯冲作用影响发生活化,导致通道内原本冷却、结晶的物质发生重熔.因此,(古)太平洋板块的俯冲作用破坏了中亚造山带东段古碰撞带的岩石圈结构,其下方大尺度地壳高...     

景德镇-温州大地电磁剖面深部电性结构研究

华南大陆历经长期复杂的构造演化,其浅部复杂而多样的构造形态与深部壳幔结构及其动力学机制有着密切联系,但当前的深部探测资料有限,深部构造并不明确。为了研究华南的深部岩石圈结构状态,布设了多条宽频长周期大地电磁联合探测剖面。通过对景德镇-温州剖面的数据处理,获得了该剖面的岩石圈电性结构模型。分析表明:华夏地块与扬子地块东部的江南造山带以江绍断裂为界;华夏地块整体呈现高阻特征,可能具有深部岩石圈背景的上虞-政和-大浦断裂将其分为华夏褶皱带与东南沿海岩浆岩带;扬子地块东部的江南造山带整体电阻率较低,结构更破碎,受到深部改造明显,岩石圈底界约为110 km;剖面发现3处低阻带通道,可能与软流圈上涌相关;江绍断裂呈喇叭状向深部张开,华夏地块与扬子地块的裂解拼合可能与断裂深部的高导体活动有关。华夏地块与扬子地块的接触状态呈现为双向汇聚,华夏地块在上地幔挤入扬子地块,深部接触边界可能越过江绍断裂带。     

秦岭造山带与渭河地堑地电结构研究

秦岭造山带作为典型的陆内复合造山带,发生过强烈的构造变形,与北部的渭河地堑形成独具特色的盆山构造体系,目前其深部结构状态与盆山耦合响应缺乏深层动力学过程的理解,为此以跨越秦岭造山带、渭河地堑布设一条170 km的大地电磁测深剖面,通过宽频带和长周期大地电磁观测,构建秦岭造山带和渭河地堑深部地电结构,研究结果表明:1)秦岭造山带存在多重叠置的巨厚岩石圈,南秦岭与北秦岭地壳尺度存在明显的结构化差异; 2)扬子地块向北楔入到南秦岭岩石圈地幔中,南、北秦岭之间在上地幔存在低阻条带痕迹表明了楔入作用的前缘位置; 3)渭河地堑存在巨厚的沉积盖层,厚度由南向北逐渐减薄,由南侧的7~8 km减到北侧的3~4 km。渭河地堑下地壳至上地幔区域分布的两个低阻块体表明其岩石圈存在明显的电性差异,这种差异性的存在表征了华北地块南向挤压作用背景下软流圈上涌的贡献。