华北东部地区地壳泊松比异常及其成因

利用地震层析成像方法可以提供地壳上地幔P波和S波速度扰动精细图像,进一步换算还可以得到泊松比的图像.但是,与P波和S波速度扰动图像相比,泊松比成像是否具有独特优点还有待研究.通过对华北东部进行了高分辨率地震层析成像研究,作出了该地区地壳速度结构和泊松比的图像,揭示了该区域存在一个高泊松比异常区,位于恒山-北太行-张家口...     

从地壳密度结构看中国大陆深层油气盆地的分布

面对21世纪的中国能源问题,要研究深埋在5km以下的古生代沉积盆地和潜在油气储层。由于结晶基底密度大、磁性较强,盆地沉积岩密度低而磁性弱,可用密度成像及磁性体顶面深度反演来确定深埋沉积盆地和潜在储层的分布范围。应用重力异常多尺度分析和密度成像方法,可以计算出反映中国深埋沉积盆地和潜在储层分布的密度扰动图,预测中国深埋盆地的分布。密度成像的低密度扰动区与磁性结晶基底顶面深度大的区域吻合,与反射地震剖面探测结果一致。通过密度扰动成像预测深埋沉积盆地主要分布在中国西部的塔里木、柴达木、四川、准噶尔和鄂尔多斯等盆地深层。东部岩石圈裂谷带也可形成深埋结晶基底裂隙型储层, 分布在华北和东北下方。中国深埋沉积盆地和潜在储层的总面积可达地面沉积盆地面积的45%左右,估计陆上面积1600000km2左右,海域面积600000km2左右,具有广阔的天然气勘探前景。     

塔里木盆地西南部的三维密度扰动成像

塔里木盆地西南部位于昆仑造山带东北方,地壳构造特殊,是中国天然气勘探的重要区域。在地面重力调查的基础上,笔者等对2~15 km的盆地西南部的密度扰动结构进行成像计算,并结合电阻率三维结构对地壳构造进行分析。本文根据重力场小波变换的尺度—源深度转换律,进行地面重力异常场多尺度分解,取得了反映中国地壳不同埋藏深度的小波细节,揭示了研究区地壳的密度结构。结果表明,网度足够密的区域高精度重力场测量可以获得关于沉积盆地深部构造的丰富信息,应用小波多尺度分析和三维反演方法可以把与深层构造有关的地质信息提取出来,客观地为沉积盆地内部构造演化和油气勘探提供依据。塔里木盆地西南部上地壳三维密度扰动成像揭示了昆仑山脉向北仰冲推覆构造楔和山前坳陷带的立体结构,为盆山耦合动力学研究和深层油气勘探提供了新的认识。大地电磁数据三维反演取得的盆地三维电阻率模型,从电性结构角度得到了盆地的三维构造,和盆地西南部的密度结构有很好的相关性,支持了密度扰动成像的有关结论。     

塔里木盆地的三维电阻率结构

塔里木盆地内油气资源非常丰富,但是深层勘探程度低,需要开展深入的地球物理调查。经过在盆地内大地电磁测站的数据采集、资料处理和三维反演,取得盆地三维电阻率模型,从电性结构角度刻划了盆地的三维构造。塔里木盆地的碎屑岩和碳酸盐岩的电阻率变化范围很大,主要受其中的孔隙裂隙发育程度控制。在同一深度的平面上,盆地侏罗纪以前地层的构造隆起显示为相对高阻区,而深层低阻带主要反映古生代碳酸盐岩中的裂隙和流体汇聚,提供了油气储层分布的信息。从6km到10km深度,低电阻率区面积向下缩小,但沉积盆地总面积仍有近20万km~2。由于油气成藏伴随着活跃的流体活动,而孔隙流体呈现低电阻率,可以认为低电阻率区分布范围和产状指示深层流体活动及可能的油气储层的分布范围。深层电阻率平面图显示的低电阻率区包括:满加尔坳陷中北部到塔北隆起西段,塔西南的和田坳陷与莎车坳陷。于田-民丰坳陷以及唐古孜巴斯坳陷在深度6~10km的平面图也显示为较低电阻率,也是深层油气勘探的有利区段。塔里木盆地结晶基底可分为三种类型:正常的克拉通结晶基底呈现高电阻率,玄武岩浆侵位的基底对应高电阻率区,而含裂隙水的变质基底呈现低电阻率。对比大地电磁法和反射地震结果认为,地球物理调查资料不支持塔里木盆地二叠纪"大火成岩省"的猜测。     

基于地震探测的盐源盆地构造特征及动力学意义

基于覆盖盐源盆地的短周期天然地震台阵和布设的一条人工地震测线所获得的地震数据,从中提取地震能量属性,并通过地震层析成像获得该地区的浅部地震速度结构,继而对短周期地震台阵一个月的噪声数据进行互相关得到经验格林函数,再通过时频分析获得相速度频散曲线,反演获得不同深度的S波速度分布。研究结果显示,盐源盆地地震特征主要分为三层:浅部为低速新生代沉积地层,P波速度为1.0—2.1 km/s,反射轴明显、连续性好,反射能量强,S波速度为中高南低,南部低速体与盐源断裂走向一致,新生代盆地整体呈南深北浅,沉积发育和构造形态受盐源断裂控制;中部为中低速三叠系地层,P波速度为3.5—4.5 km/s,反射轴不连续,反射能量较弱,S波速度逐渐变大,整体变化变小;深部为高速古生代地层,地震反射较为杂乱,反射能量弱;上地壳存在滑脱面,该界面为沉积盖层与结晶基底的分界面,且向浅部发育一系列断层,其中金河—箐河断裂为盐源盆地与康滇地块的分界线,这些断裂带也是盐源盆地地震频发的部位。      

从地壳上地幔构造看大陆碰撞作用（下）

本篇讨论陆—岛碰撞、地体拼合和复理石建造等大地构造作用。根据碰撞陆块的尺度可将大陆碰撞分为陆—陆碰撞、陆—岛碰撞和岛—岛碰撞三种不同级别。大陆碰撞的强度与碰撞陆块边缘的形状有关。在陆块边缘的凸出部碰撞最为剧烈,形成岩石圈变形极为剧烈的碰撞造山带。在小陆块两侧或凹入部碰撞不易发生,形成沉积巨厚的复理石建造。如果多个陆块在会聚时相对运动速度不大,碰撞不大剧烈,这种碰撞称为地体拼合.地体拼合属于岩石圈挤压力较小而作用期较长的造陆作用,以蒙古—鄂霍次克带为代表,洋陆转换带岩石圈大部分成为增生的大陆。地体拼合过程分以下4个阶段:①双向俯冲形成岛弧;②洋—岛俯冲扩展洋陆转换带;③幔源岩浆底侵,洋陆转换带岩石圈向大陆岩石圈演化;④地体拼合造陆,大陆增生。大陆碰撞发生时不发生碰撞的部位板块会聚产物具复理石建造特征。复理石盆地是被洋壳俯冲推挤成陆的显生宙洋陆转换区,以巨厚深水浊流沉积及等深流沉积为特征。大陆岩石圈碰撞作用分为以下五类:裙边碰撞,裸碰撞、弱碰撞、无碰撞和碰撞走滑,碰撞的特征参数各不相同,其中只有裸碰撞在力学上属于弹性碰撞。     

结晶岩中天然气异常的地震响应

通过对中国大陆科学钻探主孔地质及地震反射资料的综合研究,发现甲烷、二氧化碳与氦等气体异常与三分量地震反射带有关,在水平分量剖面上尤其明显．然而,在甲烷等气体异常存在的井段,结晶岩石的孔隙度仅为1％左右,难以说明产生地震响应的原由．主孔岩心地震波速测量结果表明,尽管结晶岩的孔隙度低,其中微裂隙含气会引起地震波速（尤其是S波速度）与饱水岩样相比明显降低,导致充气结晶岩石产生明显的地震响应．据此可以预测,如果中地壳部分岩石因水岩作用孔隙度提高并且充有天然气,中地壳顶部天然气会聚于孔隙度提高的结晶岩中的几率将大于地壳．由于这种会聚会引起低渗结晶岩石S波速度明显降低,地震方法将来可用于探测中地壳的天然气床．     

利用测井和地震资料分析木里盆地天然气水合物形成特征

天然气水合物产于海底沉积物和陆上永久冻土带中.祁连山木里盆地位于青藏高原北部,该地区属于永久冻土带,是形成天然气水合物的理想区域.关于冻土带天然气水合物的研究,国外起步较早,并取得了一定的研究成果;而国内研究较晚,大多是借鉴国外的研究方法,虽然也获得了部分成果,终归还是没有形成一套适合国内地质情况的、比较成熟的方法.在满足一定温压条件和其他因素时,构造等地质作用对沉积矿产天然气水合物的形成具有重要影响.本文根据研究区的地质特征和地形地貌等,结合测井资料及三维地震探测所得地震资料,分析木里盆地深部地质结构和构造情况,研究该区天然气水合物存在与构造的关系.木里盆地天然气水合物或解析气主要贮存在泥岩裂隙及砂岩层中,且在其出现的层段,密度、速度(相对围岩)等地球物理属性出现了降低.利用三维地震剖面进行的构造分析表明,该地区断裂发育且以逆断层为主.该区构造控制着水合物的形成和贮存,构造和水合物形成之间存在着必然联系,水合物异常区都位于构造较为发育的地方.     

龙门山断裂带北段深部结构与反射地震特征

2008年5月12日汶川M_W7.9特大地震发生在龙门山断裂带,龙门山断裂带深部结构的复杂性制约了地震的破裂过程.通过对研究区区域地质、汶川地震前后采集的地震反射剖面等研究,在对龙门山北段汶川地震断裂带的深部结构和反射地震特征进行了分析的基础上,探讨了它对地表破裂过程的制约.研究结果表明,在地震剖面上,断裂带表现为能量破碎、联系性差;频率剖面上显示整体剖面频率在5~45 Hz,断裂带呈现频率低（15~26 Hz）等特征.龙门山北段映秀-北川断裂在10 km以上是一条倾向北西的高角度走滑兼逆冲性质的断裂,倾角50°~70°.它分割了西侧的轿子顶杂岩和东侧的唐王寨推覆体,错断了早期形成的逆冲岩片,从南到北总位移量由大变小.它高角度的几何形态约束了断裂以走滑为主兼逆冲分量的运动性质,降低了地表滑移量,影响了地震破裂过程以及余震沿断裂带两侧分布的特性.     

高分辨率过井地震层析成像的级联算法及其应用

将过井地震层析成像的级连算法应用到垦71区井间地震资料处理中,得到了高分辨率、精确的井间纵波速度结构。首先根据初至出射角,旋转合成得到清晰的纵波波场,再精确拾取初至到时。初始速度模型是参考测井资料的分层模型,第一级反演算法为分辨率较低但稳定的BPT反演算法,为第二级高分辨率反演算法——阻尼LSQR迭代反演算法提供模型。层析结果显示出清晰的泥、砂互层,与测井参数构造解释对比,高、低速带与砂/泥岩层基本吻合,最高能分辨1/4地震波波长的薄层。研究证明级连算法能很好地兼顾高分辨率和高精度,大大提高了井间地震走时层析成像的质量,可以广泛地应用于油田的勘探和检测。