南海海盆区莫霍面分布规律及其对深部钻探的意义

钻遇莫霍面是人类一直以来的梦想。深海海底是地球上离莫霍面最近的地方,目前有研究推测南海是世界上莫霍面深度最浅的海域之一,但缺乏足够的直接证据。深反射地震探测可以直接揭示岩石圈的构造形态,是莫霍面探测的重要手段。本文基于长达15000 km的深反射多道地震剖面的解释、处理、制图和分析,结合前人的研究,形成了南海海盆区莫霍面反射特征和空间分布的初步认识。① 南海东部次海盆南部早期经历了较快速扩张,岩浆供应充足,受扩张停止后岩浆活动影响较小,基底平坦,地质构造相对简单,同时洋壳地震速度结构不存在异常,且有较强的广角莫霍面反射波和可识别的地幔顶部折射波,具备莫霍面钻探的基本条件。② 南海海盆不同区域的莫霍面反射强度存在较大差异。其中东部次海盆莫霍面反射最为强烈且清晰,西北次海盆次之,西南次海盆仅有零星出现的清晰莫霍面反射且可信度不高。③ 识别南海海盆区莫霍面地震反射长度超过3500 km,首次形成了海盆区深度域莫霍面地震反射空间分布图。与重力反演的莫霍面深度相比,利用深反射多道地震计算的莫霍面深度细节更为丰富,并且可以在垂向上清晰刻画莫霍面的结构。整体上,南海海盆区莫霍面地震反射强烈和可信度高的区域中,深度较浅的区域之一是东部次海盆南部,最浅处仅约9. 5 km,其中水深4. 01 km,洋壳厚度仅5. 54 km。综合判断,东部次海盆南部是南海重要的莫霍面钻探备选区,这对南海莫霍面钻探选址具有重要意义。     

张广才岭燕山早期白石山岩体成因与壳幔相互作用

出露于东北地区张广才岭的白石山岩体,其全岩-矿物Rb-Sr等时线年龄为196士4 Ma,表明形成于中生代的燕山早期,而非传统认识上的印支期.岩体主岩和闪长质包体均具有低ISr(≈0.705)和正εNd(t)(+1.7～+2.2)值的特点,反映岩体成因与地幔具有密切的联系.地质学、岩石学和地球化学的详细研究表明该岩体具有壳幔混合成因,闪长质包体是较基性的地幔岩浆进入主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质.动力学分析表明,本区在华北板块和西伯利亚板块碰撞拼合后,由于东侧大洋板块的俯冲及后续的岩石圈拆沉效应,导致软流圈地幔上隆及幔源岩浆的板底垫托,并进而造成先存和新生地壳的部分熔融和不同源区岩浆的混合作用.底垫的新生地壳是兴蒙造山带造山后晚期形成的.因此,古生代-中生代是本区地壳生长的重要时期,且这种地壳生长是在垂向构造机制下进行的.     

利用海底电缆探测太平洋地区地幔结构的研究进展

介绍了地幔电性结构、地幔温度、地幔含水量等参数对地球动力学和地幔动力学过程的重要科学意义,综述了近年来利用海底电缆在该领域的主要研究进展.本文首先介绍了日本利用海底电缆探测地幔深部结构的方法原理与发展历程,然后阐述了该方法的观测方式、观测系统与仪器,综述了国际上近年来利用海底电缆在环太平洋地区海底的观测资料进行地幔一维电导率结构、三维电导率分布的研究进展.基于海底电缆的观测数据进行反演的结果表明,太平洋海域地区地球深部存在410 km,660 km的电导率不连续面,此不连续面与地震资料的波速不连续面基本一致,为地幔不连续面提供了新的地球物理证据.在根据由海底电缆观测数据反演得到的太平洋地区地球内部电导率分布基础上,综述了综合深部地震波速、岩石高温高压实验等,将电导率的分布转换为地球内部的温度场分布、推导地幔过渡带水的浓度进而转换为地幔过渡带的含水百分比(含水量)的方法技术与研究进展.研究结果表明,夏威夷和北日本海地幔过渡带电导率异常主要受温度控制,菲律宾海域地幔过渡带的电导率异常除了和温度有关外,还受含水量影响,该处地幔过渡带的含水量大约在1％左右.这些研究表明,海底电缆探测方法,在地球深部探测尤其是地幔不连续面的探测、地幔温度场分布与特征、地幔含水量等方面有重要的作用.最后,展望了海底电缆探测方法的研究与发展,这些研究方法及成果对认识中国海域地球内部机构提供一定的参考.     

南北地震带南段远震P波走时层析成像研究

南北地震带南段位于青藏高原东南缘,是青藏高原与扬子克拉通的过渡地带.本文收集了该区域内90个固定台站和356个流动台站的远震波形数据,采用波形互相关方法拾取了88691个P波走时残差数据,应用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)层析成像方法获取了南北地震带南段深部的三维P波速度结构.结果显示了研究区深部的结构具有显著的不均匀性:腾冲火山地区深部400 km以浅的深度内分布着明显的低速异常;四川盆地西南部下方300 km内具有较强的高速异常;在上地幔顶部,沿川滇菱形块体周边的大型断裂带及川滇菱形块体南端分布着显著的低速异常,这些低速异常为青藏高原物质向东南方向挤出提供了必要的通道;保山地块下方存在一东倾的高速异常带,该高速异常带为印度板块岩石圈向东俯冲的体现.     

华南沿海基性麻粒岩捕虏体的地球化学研究和下地壳组成

华南沿海新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体都是镁铁质的, 分为岩浆麻粒岩和堆晶麻粒岩. 前者具有与大陆火山弧玄武岩相似的不相容微量元素模式; 后者亏损K₂O和P₂O₅以及大离子亲石元素. 华南麻粒岩捕虏体是晚中生代玄武质岩浆底侵于壳幔边界结晶-变质形成. Sr和Nd同位素特征显示麻粒岩母岩浆受到了陆壳物质混染, 它们的变化由AFC成岩模式控制. 微量元素和常量元素的变化主要受结晶分异控制. 捕虏体麻粒岩与研究区地表出露的晚中生代辉长岩和玄武岩的地球化学特征一致, 它们很可能是同一时期相同构造背景下岩浆活动的产物. 华南同时代花岗质岩浆的形成与这期强烈的基性岩浆活动有关. AFC模拟和现有资料显示, 华南下地壳主要由早中元古代变质岩和中生代底侵形成的基性麻粒岩构成.     

四川广元恐龙化石埋藏地上沙溪庙组的双壳动物群

在四川广元河西乡恐龙化石埋藏地的上沙溪庙组地层中,采获的丰富的双壳类化石,属于Cuneopsis-Psilunio-Eolamprotula淡水双壳类动物群。上沙溪庙组中的双壳化石表明,含有恐龙化石的这套地层的时代为中侏罗世,从而为广元河西乡恐龙动物群时代的确定提供了新的资料。     

考虑土-结构相互作用双层柱面网壳在多点输入下的地震反应分析

目前对于网壳结构的地震反应研究大部分仍然采用一致输入,特别是没有考虑土-结构相互作用对网壳结构的影响。本文通过对大型有限元分析软件MSC.Nastran的二次开发,用等效线性化方法考虑土体的非线性,对土体采用三维实体单元建模,并对土体在基岩面上采用地震动的多点输入,计算分析了大跨度双层柱面网壳的动力反应,并且与一致地震动输入下网壳结构的地震反应进行了对比,考察了两者之间的差异,深入分析了考虑土-结构相互作用下,双层柱面网壳结构在多点输入和一致输入下的地震反应规律,并得出了一些重要结论。     

渤海海域油气勘探进展与前景展望

通过回顾我国渤海海域近50年的勘探历程,分析了油气发现的特点,指出从下第三系到上第三系勘探思路的转变是导致发现系列亿吨级大油气田的关键。迄今为止的重大发现主要分布于环渤中凹陷油气富集圈和沿岸两大地区。认为在有据可查的历史上,渤海海域发生过7级以上大地震的周围地区均发现有大油气田,因此将是发现油气田的有利地区。根据全国3轮油气资源评价数据,我国在渤海海域的油气勘探尚大有可为,重要的是要求较高的科技研究水平和更大的投入力度,渤海深浅层次资源潜力将获得更进一步的发掘。认为在50余年的勘探历程中,我3大国有石油公司及全国相关科技工作者均做出过重大贡献。     

北京－丰镇DSS剖面S波资料的解释和推断

利用北京——丰镇及其邻区三分向宽角反射/折射DSS剖面(总长340.0 km)所获信息和利用数字处理技术,充分识别、提取了地壳和上地幔顶部的多种S波折射、反射震相(波组)．结合P波解释结果,计算了包括S波速度vS和泊松比在内的二维物性结构,并综合近垂直反射、地质及其它地球物理等资料,给出了该区内深部构造轮廊和相应的解释推断:该剖面的地壳厚度由东边顺义的35.0 km左右向西呈增加之势,至丰镇以东为42.0 km左右,壳内于延庆以东的下地壳和延庆至涿鹿间的中地壳以及天镇以西的上地壳内各存在一低速体;地壳中由东向西有一厚约5.0～9.0 km的壳幔过渡带;大部分地区上、中地壳的值为0.25,下地壳的值一般为0.27,上地幔顶部的值为0.28．表明了该区上、中地壳整体呈脆性,下地壳和上地幔顶部整体呈塑性的特征;延庆至涿鹿间,上地壳的低值,可能反映该处岩体裂隙(孔隙)发育且呈干燥充气状态,而中地壳的高值,则可能反映该处岩体充液(或呈部分熔融状);根据震相特点、值的横向变化特征,确定了该区数条深部断裂．地震大多发生在断裂附近,即值显著变化处,并集中于值较低一侧的脆性岩体中．      

中朝地台东北缘地区的地震层析成像

根据中朝地台东北缘地区 (东经 1 1 7°0 0′— 1 2 6°0 0′ ,北纬 36°0 0′— 44°0 0′) 1 980— 1 997年的 380 0 0余条P波走时数据 ,利用正交投影法重建了该区地壳和上地幔的三维速度结构 .通过分析及同人工地震测深剖面的详细对比 ,证明了成像结果的可靠性 .结果表明 :中朝地台东北缘地区地壳上地幔介质存在显著的横向不均匀性 ,直至 1 2 0km深度处依然明显 ;地壳上部的速度图像清楚地反映了不同岩石单元的分布与该区不同性质的基岩分布基本吻合 ;从上、中地壳的速度图像中发现了研究区存在海城、朝阳、义县、丹东南、唐山等几个低速异常区(即速度逆反层区 ) ,其中海城、唐山、朝阳等地区的壳内低速层已由深地震测深资料所证实 ;研究区陆地发生的几次强震均发生于壳内低速层上方的高速脆性介质内 ,而渤海发生的强震 ,此现象不明显 ,但都发生于横向介质速度显著突变的位置 ;在地壳不同深度上发现了普兰店至山海关横跨渤海的北西向低速异常带 ;地震层析二维速度图像与深地震测深资料的对比表明 ,研究区利用地震层析成像技术 ,在一定条件下可以获得与人工地震测深相似的效果