宁南弧形构造带甘肃大沟—内蒙古乱井中上地壳电性结构

利用大地电磁探测方法在宁南弧形构造带内蒙古乱井—甘肃大沟段进行了中上地壳电性结构特征研究,通过二维反演获得了研究区的电性结构模型,模型清楚揭示出了该区典型的电性结构特征:(1)中上地壳电性结构整体表现为"碎块状"的构造特征,其中走廊构造带总体表现为相对低阻,北祁连碰撞造山带总体表现为相对高阻;(2)海原地震震源区的震源断裂所反映的低阻带构造样式既不像走滑断裂那样陡峭,也不像逆冲断裂那样平缓,而是兼具走滑与逆冲断裂带的双重特征;(3)研究区壳内低阻层呈现不连续分布,总体表现为南深北浅的构造样式,一般都终止于高阻地块边缘或与逆冲推覆构造的滑脱面相交汇处;(4)清水河裂褶带内发育的高阻地块可能为晚古生代或早中生代发育在元古宙基底上的古隆起,为该区燕山期构造运动提供了深部大地电磁资料证据。     

赣杭构造带中段岩石圈电性结构研究

赣杭构造带（简称赣杭带）位于扬子板块和华夏板块的结合部,是中国重要的铀多金属矿成矿带,发育一系列中酸性火山—侵入杂岩;前人对岩浆喷发和侵入的地球动力学背景仍然存在诸多争议。文章对赣杭带中段（盛源盆地）及邻区收集的大地电磁测深（MT）数据,利用MT相位张量分解技术、二维非线性共轭梯度法（NLCG）等技术手段进行处理和反演获得到了研究区可靠的岩石圈电性结构。结合已有资料分析表明：赣杭带中段浅部火山—侵入杂岩带存在东南方向下倾的高导带和深部软流圈高导区且相连,揭示了该地区中酸性岩浆活动受区域江绍深断裂控制,在晚中生代岩石圈伸展作用下沿着区域深断裂上升侵入和喷发形成火山—侵入杂岩;该岩浆活动处在伸展构造环境与同期Izanagi板块俯冲后撤有关。     

面向目标自适应有限元法的带地形三维大地电磁各向异性正演模拟

传统三维大地电磁各向异性模拟均是基于规则六面体网格,计算精度有限且较难拟合复杂地质条件.本文采用面向目标自适应非结构矢量有限元法,对三维大地电磁各向异性介质进行模拟.首先从电场双旋度方程出发,利用伽辽金方法建立变分方程;然后利用电流密度连续性条件构建适合大地电磁各向异性问题的加权后验误差估计方法,实现面向目标的网格自适应正演;最后通过典型算例分析各向异性对网格自适应和大地电磁响应的影响特征以及各向异性的识别方法.本文算法能够高精度地拟合起伏地表和任意各向异性介质,适用于分析复杂地电条件大地电磁响应特征,为提高大地电磁资料解释水平提供了理论基础.     

滇西南地区南汀河断裂带三维深部电性结构及其孕震环境

南汀河断裂带为滇西南地区活动断裂体系中规模最大的一条北东向断裂,其构造活动及地震危险性一直备受关注.本文基于覆盖云南境内南汀河断裂带的大地电磁测深宽频带阵列数据,利用大地电磁三维反演解释技术,首次获得了南汀河断裂带的精细三维深部电性结构.在上地壳深度,南汀河断裂带西南段与中段的电性结构表现出沿构造走向的高导条带特征,北东段表现为高阻结构.该高阻结构可能为临沧—勐海花岗岩体的电性反映,指示南汀河断裂可能未切穿该花岗岩带.在中下地壳深度,南汀河断裂带西南段存在大范围高导层,北东段则表现为整体性的高阻地壳,因此南汀河断裂北东段可能具有发生强震的介质结构背景.南汀河断裂带西南段的耿马地震区深部呈现北东向与北北西向的"X"型高导构造样式,该高导结构以南存在一个显著高阻异常体,1988年耿马M_S7.2地震以及2015年沧源M_S5.5级地震均发生于该高阻体与"X"型高导条带的电性边界.青藏高原东南缘绕东构造结流入滇西地区的中下地壳流可能受到南汀河断裂北东段中下地壳高阻体的阻挡而呈分流式分布于保山地块以及澜沧江断裂以东.     

面向目标自适应三维大地电磁正演模拟

本文将面向目标的自适应算法应用于三维大地电磁数值模拟.使用基于非结构网格的矢量有限单元法对起伏地表大地电磁正演模拟问题进行求解.使用利用垂向电流密度在物性界面上的连续性对后验误差进行估算的算法指导网格优化.由于全局自适应算法针对观测点优化网格的能力较差,本文通过求解正演问题的对偶问题计算后验误差的加权系数,并对相关加权系数进行改进,从而实现了面向目标的自适应算法.与传统基于结构化网格的电磁正演算法相比,采用非结构网格能够更好地拟合起伏地表和地下不规则异常体.由于使用了面向目标的自适应算法,本文能够使用更少的网格达到较高的计算精度.通过对比本文模拟结果与半空间响应和全局自适应算法计算结果,并通过对比使用改进前和改进后加权系数得到的网格剖分结果验证了本文算法的有效性.     

磁化率对大地电磁响应的影响研究

本文推导了物质的磁化率大于自由空间的情况下的二维大地电磁(MT)正演计算公式. 利用有限差分法实现了其正演计算,获得了电磁场的分布. 详细地讨论了磁化率对MT响应的影响,证实了磁化率主要影响磁场信号的同相分量,而对磁场信号的异相分量和电场信号的影响比较弱. 当磁化率κ≥001时,在某些低频点的视电阻率值可以增加5Ωｍ左右,并且随着磁化率增加,这种增加的幅度显著增大;而对阻抗相位的影响则非常小. 新的认识为高磁化率物质存在的地区观测到的MT数据解释提供一种新的研究思路.     

基于混合优化算法的MT阻抗张量畸变分解方法

在前人研究基础上,对Groom-Bailey(GB)张量分解畸变因子和区域阻抗的求解方法进行了改进.首先,通过Swift旋转与GB分解的扭变和剪切矩阵的求逆变换,利用变换后区域阻抗主对角元素为0的条件获得关于扭变因子和剪切因子的超定方程组,采用模拟退火全局优化算法进行求解.其次,由得到的扭变因子和剪切因子,结合Swift旋转确定的走向角和区域阻抗元素的估计,作为非线性最小二乘局部优化算法的初始值,对GB分解定义式的超定方程组进行求解,得到各畸变参数和区域阻抗的解.通过模型试验验证了方法的正确,对方法的稳定性进行了比较与评价,并通过与已有结果的对比和实际资料的应用,表明了方法实际应用的效果.     

MT测深结果对松辽盆地西缘可能存在前陆盆地的认识

前陆盆地是一种较为特殊的沉积盆地,是位于造山带前沿和相邻克拉通之间的沉积盆地,是在板块会聚或碰撞条件下,靠近克拉通(或大陆)一侧形成的盆地.我们通过MT测深结果分析,直观地看到了松辽盆地西缘存在着前陆盆地的电性异常特征.本文通过MT测深结果,结合构造动力学环境、地质构造现象分析,认为松辽盆地西缘可能存在前陆盆地(松辽西前陆盆地).这个前陆盆地的存在,可以合理地解释大杨树盆地与其东部松辽盆地主体深度上的重大差异;可以解释利用传统的断陷盆地无法解释的松辽盆地中“凹中隆”的问题;无疑会对目前的研究理论注入新的内涵,从而更有助于指导松辽盆地及其外围的油气勘探与开发.     

MT数据处理中静校正方法对比

在大地电磁测深数据处理中,静态效应会影响解释结果.这里主要采用有限单元法进行正演计算,采用阻抗相位校正法、空间滤波法以及视电阻率导数解释法,对存在静态效应的理论模型进行数据处理.对比结果表明,前二种方法对静态效应起到了一定的压制和改善作用,且阻抗相位校正法效果相对较好,而通过视电阻率导数解释法,可以准确地反映地下真实异常形态.     

FEM Using Adaptive Topography in 2-D MT Forward Modeling

Complex terrain causes great MT noise.This paper puts forward a FEM model method using adaptive topography and quadratic elements based on studies by previous researchers.This method can model all kinds of complicated terrain and geoelectric bodies preferably.The numeric modeling,calculation of the auxiliary field and definition of resistivity are deduced by electromagnetic equations.Lastly,several examples are presented,which show the method is rapid,effective and has highly accurate.