大亚湾中微子试验隧道工程不同物探方法探测结果综合分析

对不同埋深花岗岩采用重力法、电法和电磁法、地震法等地球物理勘探方法的结果差异性如何?本文以广东大亚湾花岗岩为例,先后开展了重力法、高密度电法、地震折射法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)等4种不同方法,探测中微子场地断层破碎带、花岗岩与沉积岩接触带、风化壳厚度、地下水埋深等与隧道工程设计方案和围岩稳定性密切相关的地质条件.地球物理勘探以岩层物性(电阻率、波速和密度等)为基础,这些特征与岩性及地下水状态相关.同时相同物性特征对应不同岩层和含水状态,因而物探结果具有多解性.在工作中采用多种物探方法进行了相互补充验证.勘探结果比较后发现,对浅表50 m以内风化壳厚度,以人工重锤为激发震源的地震折射法效果较好,对风化壳分带和厚度达100多米的风化囊,高密度电法探测效果较好,而对于深大断裂或密闭断裂,重力法和电磁法效果较好.这四种不同物探方法结果的综合分析,对全面深入认识花岗岩地质条件提供了依据,其结果得到了钻探和隧道工程施工开挖揭露的验证.     

音频大地电磁法在探测地下水中的应用——以湛江南木水为例

本文通过在广东省湛江市省级生态农业示范区——南木水地区进行地下水探测拟解决当地的生活用水问题.该区域主要为燕山期花岗岩,本文采用了音频大地电磁法(AMT)勘探方法,从构造分析出发,选择三个有利区域(分别为A、B、C、区),布设了10条AMT勘探线,共166个测点,进行野外数据.对野外数据进行了一系列预处理、反演和电阻率成像得到各线的剖面图.分析研究剖面图和切片图,确定了三个可能含水的低阻带以及三口钻井的位置.其中C区已经打井取水,出水50 m~3/h,很好地验证了AMT方法在硬岩地区进行地下水探测的实用性和有效性.     

AMT方法在鳌山卫花岗岩地区深部地热构造勘探中的应用

作为我国最近规划的中国蓝谷海洋高科技开发区,对能源结构有着较高要求.目前,地热资源的直接利用是最经济最方便的绿色能源途径.鳌山卫研究区,是中国蓝谷的核心区之一,根据地质资料和温泉露头情况推测,该研究区内有可观的地热资源潜力.为探测鳌山卫花岗岩地区的深部地热构造,搜集已有的地质地球物理资料,在该区布设了10条AMT测线.通过资料采集、预处理、反演,得到了研究区地下2000 m以浅的电性结构的空间展布形态.勘探结果显示,研究区发育一条走向为N30°E的断裂构造F1,深度约1500 m;同时确定了构造低阻异常中心位置,为下一步钻孔布设提供依据.本次花岗岩区AMT探测,克服了城市人文干扰和高压输电线引起的各种电磁干扰,为类似地区深部地热构造探测工作提供了实践经验,是一次成功的深部地热构造探测.     

应用卫星重力信息对横断山系地区布格重力异常特异分布的纠正

在云南省西部,跨越中、缅两国交界的横断山系地区（97°E~102°E,24°N~30°N）有近一半的面积尚没有重力测点、即重力数据空白区和重力测点稀少的普查级测区.以前的有关文献、图集中所给出对此地区的重力场都是十分模糊的结果与图件.因此应用这些资料无法详细地研究该地区重力场特征与深部地壳结构（构造）.本文应用卫星重力异常资料作为“近似空间重力异常”,经中间层改正后给出的“计算布格重力异常”,其分布特征与该地区的地形高程呈很好的镜像相关.对相应山脉、河谷以及断裂构造都有所反映.特别是在横断山系地区该布格重力异常呈现为近南北的走向.为此,据该“计算布格重力异常”,并选定对该区有代表性的一条重力异常剖面作正反演计算,以得到其地壳深部结构剖面.结果表明,在横断山脉地区的地壳厚度在51~56 km间起伏变化;滇西北云岭山系以及玉龙山区的地壳厚度约在60 km以上. 最后,对所得结果与图件进行了讨论,并提出了几点认识和纠正的建议.     

TEM方法中磁场垂直分量Bz强度特征研究

瞬变电磁法由于其高效、轻便等诸多优点成为现今应用较为广泛的地球物理勘探手段.但由于二次场随时间衰减较快,TEM方法在勘探深度上受到一定的限制.近几年,低温 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)磁传感器硬件已经研发成熟,可以应用到TEM方法中,用于磁场强度探...     

宇宙线μ子探测技术在地球物理学中的应用

本文详细介绍了宇宙线μ子探测的物理学背景及测量方法,综述了该技术在火山学、考古学和核材料安全检测等领域的应用,重点介绍了 2006年日本Asama火山宇宙线μ子探测的仪器方法和应用经验,分析了我国地球物理领域对宇宙线μ子探测技术的应用需求,提出了未来该技术在中国的应用研究方向和设想.     

藏北地壳东西向结构与“下凹”莫霍面——来自宽角反射剖面的启示

根据藏北色林错-雅安多510余公里长地震剖面上纵横波特征所识别的来自于莫霍反射及壳内反射震相,通过正演拟合解释了该纵剖面地壳纵横波速度与Poisson比结构.研究结果显示,雅鲁藏布江与班公湖-怒江两条缝合带之间地壳结构东西向变化剧烈,岩石圈结构在剖面中部厚度最深,达到80余公里;莫霍面东西向变化呈现“下凹”特征,自莫霍面“下凹”处沿剖面东西方向呈阶梯状抬升,且西向抬升速度较东向大;地壳内纵横波速度纵向（深度域）与横向（东西方向）均存在非均一性现象,且上地壳内27～34km深度处存在厚度约5～7km的低速层.上地壳内,剖面中段介质的Poisson比较剖面东段与剖面西段的低;下地壳内,剖面东段的Poisson比较剖面西段的Poisson比低.上地壳内介质的刚性变化特征不同于下地壳内介质的刚性变化特征,剖面东段下地壳内物质较剖面西段的刚度小,并蕴含着藏北地区下地壳物质伴随欧亚与印度板块碰撞而东向流动.藏北地区地壳结构东西向变化趋势与莫霍面“下凹”特征可能源于多期构造作用的叠加效应.     

East-west crustal structure and "down-bowing" Moho under the northern Tibet revealed by wide-angle seismic profile

We recognized 6 sets of reflecting P- and S-wave events from Moho and other interfaces within the crust, respectively, with the wide-angle seismic data acquired from 510 km-long Selincuo-Ya'anduo profile in the northern Tibet, fitted the observed events with forward modeling, and interpreted crustal structure of P- and S-wave velocities and Poisson's ratio under the profile. The results demonstrate that the crustal structure between Yarlungzangbo and Bangong-Nujiang sutures changes abruptly, and the crust is the thickest at the middle part of the profile with thickness of 80 km or more. The "down-bowing" Moho is the striking feature for the crustal variation along the west-east direction. The Moho uplifts with steps, and the uplifting rate westward is greater than that eastward. The heterogeneity of P- and S-wave velocities exists both vertically and horizontally, and one lower velocity layer (LVL) exists with the depth range of 27-34 km and the thickness range of 5-7 km. For the upper crust, Poisson's ratio is the lowest at the middle part of the profile; for the lower crust, the Poisson's ratio at the east segment is lower than that at west segment, which means that the crustal rigidity for the upper crust is different from the lower crust, and the lower crust under the east segment of the profile is more ductile. We infer that the substance in the lower crust endured eastward flow along with the collision between Eurasian and Indian plates, and the "down-bowing" Moho is attributable to the multi-phase E-W tectonic processes.     

喜马拉雅碰撞造山带的深层动力过程与陆─陆碰撞新模型

青藏高原的整体隆升与地壳短缩和其增厚的物理-力学机制是该区深部物质与能量交换,圈、层结构与物质运移及其耦合的产物．印度板块与欧亚板块碰撞的前缘─-喜马拉雅碰撞造山带错综的深层动力过程是本质．基于地震Rayleigh波三维速度结构和人工源深部地震探测结果,发现雅鲁藏布江南北两侧深部构造和地球物理场差异显著,并具有特异的深层动力过程．提出了印度板块地壳和上地幔物质向北"挺进",分别在不同档体阻隔作用下而终止于不同部位的双层"楔板"新模式,在南、北双向挤压力系作用下形成了喜马拉雅碰撞造山带和青藏高原隆升的复杂格局．     

中国东南大陆及陆缘地带的瑞利波频散与剪切波三维速度结构

利用我国地震台站记录的瑞利波观测资料，通过适配滤波频时分析技术进行数据处理，获得了穿越我国东南及陆缘地区的瑞利波频散.使用随机反演理论取得了东南大陆及陆缘地带4°×4°网格的纯路径频散数据.在网格反演的基础上使用Harkrider的面波反演程序求得了该区剪切波的三维速度结构.结果表明：1.华南大陆Moho界面埋深为30-40km，并由西向东逐渐减薄，在陆缘与浅海地域为25-28km，具有明显的分区特征.2.上地幔低速层埋深为60-0km，变化幅度较大，这与深部断裂分布及深层过程有关，但NS向剖面上各界面的起伏变化均比EW向剖面平缓.3.东南陆缘是东亚大陆的海陆过渡带，在深部表现为Moho界面埋深和地壳平均速度降低的地带，地幔深部界面的起伏形态充分表明，深浅介质结构和物质耦合的不均匀性.