长江中下游成矿带及邻区地壳结构——MASH成矿过程的P波接收函数成像证据？

利用长江中下游成矿带多学科深部探测剖面于2009年11月至2011年3月间采集的天然地震数据,通过天然地震接收函数成像等分析研究,得到了研究区地壳和上地幔结构的清晰图像。接收函数成像结果显示研究区内Moho面深度存在着明显的起伏变化,在长江中下游成矿带(指剖面穿过的长江中下游成矿带宁芜矿集区,下同)下方存在着"幔隆构造"。在剖面东南端(即扬子克拉通北缘),Moho面相对稳定,深度约为30km;在茅山和江南断裂附近,Moho面存在上下起伏现象;在剖面中部或宁芜矿集区下方,Moho面存在明显隆起,深度只有28km;在郯庐断裂带下方,Moho面明显加深,深度达到36km;进一步向北到华北地台南缘,Moho面深度逐渐恢复到了32km左右的平均深度水平。其次,我们在接收函数成像结果中发现,长江中下游成矿带与其周边下地壳结构存在着明显的差异,成矿带的下地壳具有显著的地震波方位各向异性。扬子克拉通北缘的下地壳呈高速的近水平状结构,地震波各向异性特征不明显;与此相比,长江中下游成矿带的下地壳虽然也呈近水平状结构特征,但是,对于沿成矿带走向方向传播的地震波,其下地壳具有高速特征,而对于垂直于成矿带走向方向上传播的地震波,其下地壳却又表现为低速特征,这意味着成矿带的下地壳存在着平行于成矿带走向(即近北东—南西)方向的地震波各向异性,我们解释其是下地壳熔融并沿成矿带走向水平流动导致矿物晶体定向排列的结果。最后,在郯庐断裂以西的华北地台南缘观测到一条从上地壳延伸到中下地壳的南南东向倾斜的转换震相,我们推测它可能是合肥盆地内地壳伸展构造的反映。此外,我们发现接收函数成像结果中观测到的"幔隆构造"与远震P波层析成像结果在成矿带下方150km深度上显示的上地幔低速异常(江国明等,另文发表)存在着良好的对应关系,我们解释它们是软流圈物质上涌的遗迹。综合天然地震接收函数成像、远震P波层析成像和前人关于岩浆岩等方面的研究成果,我们认为长江中下游成矿带现今的下地壳可能是中生代发生成矿作用的多级岩浆房系统的一部分,成矿带的形成可能是类似MASH过程的产物。首先,软流圈物质上涌导致了长江中下游成矿带及其周边拉张环境的形成,在其上部地壳中形成了一系列伸展构造;然后,软流圈物质通过底侵进入长江中下游成矿带的原下地壳并与原下地壳物质发生同化作用,形成类埃达克质岩浆;接着,类埃达克质岩浆沿着伸展、拆离构造上升到地壳浅部形成不同层次的岩浆房和侵入岩体,并与围岩作用形成矿床。     

塔里木盆地库车坳陷盐构造特征及其与油气的关系

库车坳陷发育古近系和新近系两套膏盐层,其分布特征各异.膏盐层的塑性流动形成多种类型的盐构造.盐构造演化可大致分为4个阶段.前两个发育阶段与盐序列本身及其上覆地层的差异负载作用有关,后两个发育阶段主要与南天山的山前冲断构造作用有关.盐构造在不同的演化阶段具有不同的形态特征,因而对库车坳陷的油气成藏至关重要.盐构造不仅有利于储层发育、油气保存和圈闭形成,而且有利于油气运聚,构成了油气成藏的界限.盐构造发育区是大-中型油气田勘探的有利地区.     

塔北隆起-库车坳陷区中新生代基底-盖层构造变形机理

利用三维建模软件获取了塔北隆起—库车坳陷区现今及不同时期基底构造格局,为基底构造分析提供了新的技术方法。研究表明,三叠纪—古近纪,塔里木盆地北部块体的基底构造基本处于稳定状态,基底-盖层构造变形不明显;新近纪,克拉苏背斜带以北的塔里木盆地基底明显向天山倾斜,库车基底俯冲变形导致基底转折带逐渐向南迁移,库车前陆盆地形成;第四纪时期,库车-拜城盆地的基底整体向天山下倾斜,基底构造的强转折带迁移到塔北隆起带;新近纪以来库车坳陷的基底转折期与塔北隆起盖层的负反转构造形成期在时间上一致,在空间上,库车坳陷的基底在强烈沉降俯冲的同时,相邻塔北隆起的基底相对隆起,形成库车新生代前陆盆地的前隆;库车前陆冲断带的形成是在库车基底斜坡上伴随天山的推覆而形成的;塔北隆起为库车前陆盆地的前隆,基底俯冲变形及其转折带迁移导致塔北隆起盖层负反转构造的形成。     

利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡速度结构

HVSR(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio)是地震背景噪声水平分量与垂直分量的频谱比, 常被用来探测起伏地形较小的浅地表速度结构.然而, 高起伏地形下该方法的适用性还需要仔细研究.本文探讨利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡的速度结构.我们首先将ENZ坐标系下三分量地震数据旋转到垂直于地形自由面的LQT坐标系, 分别计算了两个坐标系下2 h地震背景噪声数据的HVSR曲线, 对比结果发现, LQT坐标系下三分量数据的HVSR峰值频率更能反映地下结构信息.然后, 本文反演了29个台站LQT坐标系的HVSR曲线, 获得了滑坡体堆积物及基岩的一维S波速度结构.西山村滑坡体堆积物的S波速度范围为50~1000 m·s^-1, 滑坡厚度23~130 m.滑坡体西侧边缘地下40 ~120 m处存在10~20 m的低速层, 表明该位置抗剪强度相对较弱, 是潜在的滑动危险区域.对数据进行坐标系转换后, HVSR方法能够利用较短的观测数据获取可靠的滑坡体速度结构, 为滑坡体积估算、脆弱位置识别、灾害评估提供重要信息.

     

珠江三角洲千年尺度演变的动态平衡及其唯象判据探讨

本文从学科交叉需要审视"平衡态"这一重要的基本概念在若干学科,包括河口海岸学的异同,简述6 000~2 500 a BP珠江河口三角洲主要动力沉积结构演变。在形态动力模型PRD-LTMM基础上选取水深-面积作为系统表征变量,分析不同子系统的统计特性并构建各自的信源概率空间,计算子系统水深信息熵的时间序列。通过比较沉积动力结构演变和地貌信息熵序列,发现地貌信息熵可以作为在给定意义上的系统"形态动力平衡"的唯象状态函数。     

四川盆地万源地区中侏罗统湖相（砂）砾岩风暴沉积的发现及其地质意义

四川东北部的万源中侏罗统湖泊（砂）砾岩中发育了典型的丘洼构造,揭示了湖泊粗粒摘沉积要中也能发育风暴沉积。丘洼构造具有明显的特点：1）规模普遍较大,宽度多在数米,最大宽度可达 7.85 m;高度多在数十厘米,最大可达 2.53 m;2）发育在砂砾岩中,甚至可以完全发育在砾岩中。砾石的排列方式具有“八”字形和反“八”字形,与风暴浪的汇聚与发散有关;3）无论是丘状或洼状构造都具有很好的正粒序性。砾石的分选磨圆极好,多发育了双倾向叠瓦构造。砾石主要为石英岩,来自于前寒武纪变质基底,揭示了大巴山南缘在中侏罗世时已经经历了大幅隆起和大幅剥蚀,进而揭示了大巴山南缘在中侏罗世已经发生了造山作用。通过喷流模拟实验建立了最小悬浮速度公式,并计算了风暴浪的相关动力学参数。     

Three-dimensional characteristics of mesoscale eddies simulated by a regional model in the northwestern Pacific Ocean during 2000–2008

Mesoscale eddies play vital roles in ocean processes. Although previous studies focused on eddy surface features and individual three-dimensional (3D) eddy cases in the northwestern Pacific Ocean, the analysis of unique eddy 3D regional characteristics is still lacking. A 3D eddy detection scheme is applied to 9 years (2000–2008) of eddy-resolving Regional Ocean Modeling System (ROMS) output to obtain a 3D eddy dataset from the surface to a depth of 1 000 m in the northwestern Pacific Ocean (15°–35°N, 120°–145°E). The 3D characteristics of mesoscale eddies are analyzed in two regions, namely, Box1 (Subtropical Countercurrent, 15°–25°N, 120°–145°E) and Box2 (Southern Kuroshio Extension, 25°–35°N, 120°–145°E). In Box1, the current is characterized by strong vertical shear and weak horizontal shear. In Box2, the current is characterized by the strong Kuroshio, topographic effect, and the westward propagation of Rossby waves. The results indicate the importance of baroclinic instability in Box1, whereas in Box2, both the barotropic and baroclinic instability are important. Moreover, the mesoscale eddies’ properties in Box1 and Box2 are distinct. The eddies in Box1 have larger number and radius but a shorter lifetime. By contrast, Box2 has fewer eddies, which have smaller radius but longer lifetime. Vertically, more eddies are detected at the subsurface than at the surface in both regions; the depth of 650 m is the turning point in Box1. Above this depth, the number of cyclonic eddies (CEs) is larger than that of anticyclonic eddies (AEs). In Box2, the number of CEs is dominant vertically. Eddy kinetic energy (EKE) and mean normalized relative vorticity in Box2 are significantly higher than those in Box1. With increasing depth, the attenuation trend of EKE and relative vorticity of Box1 become greater than those of Box2. Furthermore, the upper ocean (about 300 m in depth) contains 68.6% of the eddies (instantaneous eddy). Only 16.6% of the eddies extend to 1 000 m. In addition, about 87% of the eddies are bowl-shaped eddies in the two regions. Only about 3% are cone-shaped eddies. With increasing depth of the eddies, the proportion of bowl-shaped eddies gradually decreases. Conversely, the cone- and lens-shaped eddies are equal in number at 700–1 000 m, accounting for about 30% each. Studying the 3D characteristics of eddies in two different regions of the northwestern Pacific Ocean is an important stepping stone for discussing the different eddy generation mechanisms.     

渣渡矿区滑脱构造特征

渣渡矿区滑脱构造比较发育,既有推覆构造,也有滑覆构造;有顺层,也有切层;并具有多期次及先推后滑等特点。由于燕山晚期岩浆岩的侵入及锡矿山背斜的形成,在背斜两翼产生重力滑动构造。其前缘挤压区均追踪利用了金盘仑断层和集云断层的南段,使本区南部构造复杂化,而北部构造仍保持较简单的格局,因而造成了本区南北构造分异的现象。     

青藏高原“亚东—格尔木地学断面”综合地球物理调查与研究

本文概述亚东—格尔木地学断面的地球物理研究成果.在前人工作基础上,沿断面补做了多方法地球物理调查,对原有资料重新解释,综合新、老资料,给出了断面岩石层构造的地球物理解释模型.研究结果认为,青藏高原是一个拼合的增生大陆,是世界上一种新型的俯冲加逆冲叠覆的复杂类型造山带.     

俯冲带波速结构的数值模拟

数值模拟结果显示,俯冲带在大部分深度都存在高速异常,并在400km左右和550km左右的深度存在高速异常的极大值,这和地震层析成像得到的波速结构相一致.说明虽然层析成像方法的分辨率较低,但它能给出俯冲板块上P波速度随深度变化的基本特征.俯冲带既有正的波速异常,也有负的波速异常,幅度约在-10%—%之间,这在区域台网的资料中可以得到反映.俯冲带在约700km深度存在低速异常,亚稳态橄榄石的存在也使俯冲带出现沿俯冲方向的倾斜低速区.地震层析成像结果没有类似的波速结构,可能是其分辨率较低所致.要研究俯冲带的细结构,应基于高精度的区域台网的资料.