漠河地区天然气水合物远景调查之——电法探测岩石性永久冻层的应用研究

在东北天然气水合物远景调查中,解决多年永久性冻土的空间分布是一个关键性问题.但是利用电测方法确定基岩性永久冻土的空间分布比较复杂.为有效利用电测方法探测漠河地区永久冻土的空间分布,首先对漠河地区4口钻井岩芯进行了不同温度条件下的物性测试,并以此建立正演模型进行了正演模拟研究;在工作区永久冻层已知点做了方法有效性实验,获得了永久冻层与上、下非冻层的电性结构特征.在此基础上采用电阻率测深法和瞬变电磁法进行了实际探测,根据实测资料,对工作区永久冻层或与永久冻层相关电性层的空间分布做出了推断解释,利用点探槽对不同海拔高度的测点进行了验证.     

额尔古纳地块东缘和兴安地块西缘电性结构研究

中国东北地区位于中亚造山带东段,夹持在西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间,是解决东亚大陆构造演化的关键区域,其中额尔古纳地块和兴安地块位于东北地区西部,是两个十分重要的地质构造单元.横过额尔古纳地块东缘和兴安地块西缘的大地电磁测深剖面揭示了两块体结合带附近的深部电性结构,进而为该区构造演化提供新的电性依据.本文通过对剖面测点数据做标准化处理,并对二维偏离度、构造走向等进行计算与分析,采用非线性共轭梯度(NLCG)算法对TE+TM模式的数据做了二维反演,获得了该剖面的地壳和上地幔电性结构模型,划分出三个典型构造单元:额尔古纳地块东缘、碰撞拼合带和兴安地块西缘.研究结果表明,研究区上地壳基本呈高阻特征,可能为岩浆岩,代表其经历了多期次岩浆作用,而额尔古纳地块东缘和兴安地块西缘中下地壳的高导体反映其地壳非刚性的特点,可能形成于后期伸展环境;拼合带中下地壳存在大范围高导体并与上地幔高导体相连,指示出地幔物质上升的通道,反映出地幔物质的上升作用可能是后期构造伸展的重要动力.     

碰撞后的地壳尺度伸展记录——中亚造山带南缘-华北克拉通北缘深部电性结构的揭露

中亚造山带作为地球上规模宏伟的造山带之一,是显生宙以来陆壳增生和伸展作用强烈的地区。华北克拉通是世界上最古老的陆块之一,晚中生代以来经历了大规模的伸展作用。中亚造山带与华北克拉通南北相连,悠久的构造演化进程使这一地区成为研究大陆造山及造山后伸展作用的理想场所。本文对新近完成的横过中亚造山带南缘一华北克拉通北缘(洪格尔-怀来)的600 km大地电磁长剖面,进行了严格规范的数据处理、分析和反演,获得了深部电性结构模型,研究了中亚造山带南缘和华北克拉通北缘深部壳幔结构,进而为该区构造演化提供新的依据。沿剖面,上地壳高阻体与分布的花岗岩对应;中、下地壳向北倾斜的高导层与其下方高导体相连,指示出地幔物质上升的通道,该套高导层与高导体可能形成于板块碰撞后的伸展环境,反映出地幔物质的上升作用是碰撞后构造伸展的主要动力。     

松辽盆地北部地热场深部控制因素研究:基于大地电磁探测的结果

松辽盆地北部存在中低温地热场,地热场呈现中间高、四周环状降低的特征.松辽盆地内部形成高地热场的主要因素,一是深部热源供给;二是浅部热能储集.通过深部结构特征研究可揭示热源及热储的分布及相互联系,对松辽盆地北部地热场成因研究具有重要意义.为了揭示松辽盆地北部地热场的深部控制因素,本文基于古龙镇至依安县的246 km长大地电磁剖面,对71个宽频测点数据通过傅里叶变换、Robust估计以及相位张量分解等处理手段,在精细分析维性特征及电性主轴的基础上,利用非线性共轭梯度反演获得了剖面40 km深二维电性结构模型.研究发现:电阻率模型具有"纵向分层,横向分块"的特征,以水热性温泉富集的林甸地区为界,剖面南北两侧电性结构存在明显的差异,南侧呈现"低阻-高阻-低阻"的三元电性结构,北侧呈现"低阻"的一元电性结构,这两种结构与地温场分布具有良好的对应关系,林甸以南的三元电性结构区对应高地热异常,以北的一元电性结构区热异常下降明显;林甸地区位于这两种端元的分界区,地表温泉丰富,且发育有基底断裂,为水热型地热发育的"热点"地区;林甸南北两侧深部存在两个高导体C1、C2,这与普遍认识的松辽盆地存在软流圈隆起有关,说明盆地下方具有统一的热源,部分熔融热物质作为深部热源向上传递热量,不同之处在于林甸以南地区,中地壳存在巨厚高阻特征的前寒武纪结晶基底R1,为地热的保存提供了有利条件,而林甸以北地区深部缺少聚集热量的结晶基底,导致地热异常迅速降低.     

乐昌—霞葛MT剖面深部电性结构研究

为研究华南地区的壳幔电性结构,完成了华南地区乐昌—霞葛大地电磁测深剖面的探测,获得了该剖面的地电模型,并结合倾子、极化图和感应矢量等信息对地电模型进行了研究,对华南的电性结构、断裂特征和壳幔结构有了新的认识.研究结果表明:剖面上地壳西厚东薄,表面被大量的花岗岩高阻体所覆盖,6条断裂沿剖面展布.剖面两端岩石圈增厚,厚度超过100km,推测剖面西段岩石圈增厚是由于陆内挤压造山或陆内碰撞汇聚造山作用,而剖面东端的岩石圈增厚形成于大洋板块的俯冲;中部岩石圈减薄,厚度在60～80km之间,可能是与软流圈物质上侵有关.     

由激电异常进行异常体快速定位的方法

通过对时间域激发极化法视极化率异常进行水平导数分析,由形状因子和深度的函数绘制不同的窗口曲线,然后利用不同窗口曲线的交叉点获得极化异常体的形状和深度信息,从而实现了同时确定极化体形状和埋深的一种简便快速的定位方法——窗口曲线法。利用这种方法,能够实现对均匀场中极化体形状和深度信息的快速定位。为了检验本方法,对无随机噪声和有随机噪声的理论数据、实验室物理模拟数据和矿山实例分别进行了验证,解释结果与理论值相对误差基本小于10%。