若尔盖与西秦岭地震反射岩石圈结构和盆山耦合

松潘地块北缘的若尔盖盆地与西秦岭造山带相接触,构成青藏高原东北缘典型的新生代盆山构造.其岩石圈结构与深部构造关系,记录了青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程,同时又关联着若尔盖盆地油气远景的评价.2004年秋冬季,我们完成了第一条跨越若尔盖盆地和西秦岭造山带的深地震反射剖面.整个剖面全长254 km,分5段完成,其中第2段剖面（简称SP04_2）横过盆山结合部位.SP04_2剖面首次揭示若尔盖盆地－西秦岭造山带盆山结合部位的岩石圈结构,发现了若尔盖盆地和西秦岭造山带下地壳均以北倾为主的强反射特征,提供出若尔盖盆地下地壳整体向西秦岭造山带俯冲的地震学证据,揭示了若尔盖盆地和西秦岭造山带在挤压构造体系下形成的深部构造关系.而近于平的Moho反射特征又反映出两者在造山后期经历了强烈的伸展作用.     

四川盆地深部地壳结构——深地震反射剖面探测

四川盆地位于扬子地块的西北部,被褶皱构造带所围绕,受周缘构造带的侧向挤压作用,盆地卷入了多期次和多边界的构造变形,为开展盆山耦合作用及多边界、多期次构造叠加与复合关系的研究提供了不可多得的理想野外实验室.为揭示四川盆地地壳结构,本文通过对3条不同时间采集的深地震反射剖面数据进行拼接联线处理,获得跨越四川盆地的330 km深地震反射偏移成果剖面,揭示了四川盆地地壳上地幔细结构：沉积层从西北向东南逐渐变薄,在龙门山前沉积层厚度超过15 km,在华蓥山下沉积层减薄到~8 km,且褶皱变形形成华蓥山薄皮褶皱冲断带;莫霍面出现在13~15 s（双程走时）,埋深约40~45 km;并发现从下地壳延伸至地幔的东南向的倾斜反射,从13 s向下延伸至18 s,结合四川盆地及其周边地区其他地球物理和地球化学花岗岩同位素年龄等资料,我们认为这些倾斜反射层是扬子克拉通地台西北缘发生的新元古代俯冲的遗迹.

     

纳如松多矿集区电性结构特征及对成矿作用的约束

为了研究西藏纳如松多矿集区的电性结构特征和对成矿作用的约束,对覆盖矿集区的大地电磁测深数据进行全面的数据处理分析,得到了可靠的二维电性结构模型.研究结果表明,分别在深度为40~50 km,20~30 km和10 km处见高导体,推测这些高导体可能为部分熔融和水流体共同所致.由于纳如松多矿集区内矿床为岩浆-热液型,深部岩浆的上涌在成矿作用中起到关键作用,所以壳内高导体可能为与成矿有关岩浆房的电性痕迹,将这些高导体连起来可能代表着深部热液向上运移的古通道.电性结构主要体现了壳内高导体与区域成矿动力作用的关系,向上运移的富矿岩浆也可能通过局部的隐伏构造运移到Pb-Zn和Fe-Cu矿床的位置,再演化形成矿体.     

用深反射大炮对大巴山-秦岭结合部位的地壳下部和上地幔成像

根据近垂直反射原理对秦岭和大巴山结合部位的深地震反射测线上的5个大药量的反射大炮进行静校正、去噪、速度求取、CDP分选等处理获得沿深地震反射测线的大炮单次覆盖剖面.单次剖面和原始单炮数据结果初步显示:深地震反射测线最南端TWT 16 s处存在地幔反射,该地幔反射界面向北可以追踪到凤凰山下TWT 18.5 s.地幔反射在原始大炮数据表现为信噪比较高的连续震相.莫霍面反射在凤凰山南10km,TWT在16 s,从该处向南莫霍面震相难以识别,不能追踪;从该处向北,莫霍面反射可连续追踪,界面变化平缓、南深北浅,在测线最北端莫霍面反射TWT 14.2 s.初步认为测线最南端的地幔反射为扬子板块向北俯冲证据.     

羌塘中央隆起带深部结构特征研究及其意义

羌塘含油气盆地是我国境内最大的中新生代海相沉积盆地.羌塘地体内的中央隆起将盆地分为南北两个盆地.中央隆起带构造属性认识存在两种截然不同的分歧,一是伸展环境下形成,整个羌塘盆地有着同一的基底.而另一认识其是一古特提斯缝合带,其两侧盆地具有不同的演化机制.调查羌塘中央隆起的深部结构特征及其与南北两侧的盆地间的构造关系是认识羌塘盆地基底性质及其油气远景之关键科学问题.尽管羌塘地体在青藏高原形成演化过程中遭到了强烈改造,但在收集并分析已有地球物理资料基础上认为其深部结构仍有可能被完整保存.因此,利用密集宽频带流动台网观测,获取其深部结构,进而研究其与两侧盆地关系,是当前羌塘含油气盆地研究之重要突破口,同时该项研究符合我国当前国家油气资源战略评估政策.     

中国青藏高原深部地球物理探测与地球动力学研究（1958—2004）

经过半个多世纪的努力,中国学者在青藏高原进行的地壳上地幔地球物理探测工作取得了巨大进展. 累计完成长约45000km的深部地球物理探测工作,取得了许多科学数据,为探讨高原地壳上地幔结构、隆升机制和动力学研究奠定了基础. 为比较全面反映中国学者多年来的工作成果,作者广泛收集资料,总结了中国学者在青藏高原地壳上地幔地球物理探测工作程度,并按照方法分类绘制了系列工作程度图. 文中分别对地壳结构、上地幔的横向不均匀性、岩石圈的电性结构、青藏高原隆升机制、青藏高原地球动力学模型等几个方面所取得的主要成果做了概略的评述. 已有资料表明：青藏高原的莫霍面埋深变化较大,且在几条重要缝合带莫霍面两侧都有断错;根据目前的探测结果,高原在20±5km埋深范围内普遍存在壳内低速高导层,速度一般为5.6～5.8km/s,电阻率约为1～10Ω·m,厚度一般为5～10km,但横向分布不连续. 低速层与高导层的深度、厚度在趋势上一致,但不十分吻合.天然地震的研究结果表明,组成高原各个地块内部的地震各向异性方向大致相同,各地块的分界处各向异性方向往往有明显的变化;虽然对高原隆升机制还存在不同的看法,但至少认为高原是多期隆升、多种机制共同作用的结果这一点已达成共识. 综合已有的地球物理调查成果,结合地质地球化学资料建立的高原地球动力学模型,形象地表达出青藏高原岩石圈的双向挤压变形模式. 这些工作为研究青藏高原隆升和变形机制提供有价值的信息.     

地震勘探在不同地质条件下的新应用

20世纪末，地震勘探技术在油气勘探、煤田勘探、工程勘探等多方面的应用都有了突飞猛进的发展。总结了近年来地震勘探在岩性、沉积相、构造体系等不同地质条件下的应用实例，用以说明地震勘探的多用性及其强大的生命力。     

中国大陆东南缘地震接收函数与地壳和上地幔结构

从2008—2011年,分别在中国大陆东南缘沿海和内陆两条NE向剖面上进行了宽频地震观测,利用记录到的远震波形资料提取得到1446个远震P波接收函数,用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法研究了中国大陆东南缘地壳及上地幔过渡带的结构及其变化特征.结合固定台网25个台站的H-κ结果,获得中国大陆东南缘(福建地区)地壳厚度从内陆到沿海逐渐减薄的图像:地壳从闽西北山区的33 km减薄到厦门沿海一带的29 km以下,平均地壳厚度为31.3 km,具有陆地向洋壳过渡的特征;地壳泊松比从内陆到沿海显示出分带特征,闽中西部内陆地区小于0.26,沿海地带高于0.26,且在断裂带的交汇区域表现为相对异常高值.地壳上地幔顶部(0~200 km)的CCP偏移叠加成像结果显示闽江断裂等NW向断裂深切Moho界面,在断裂两侧Moho面急剧抬升或下沉,产状改变,这些特征向内陆地区逐渐变得不明显.闽江等NW向断裂对研究区地壳厚度、地震等有明显控制作用.上地幔尺度(300~700 km)的CCP偏移叠加成像,未见410 km和660 km速度间断面突变和起伏异常,其绝对深度略大于IASP91模型的,上地幔转换带厚度正常(250±5 km),表明中国大陆东南缘上地幔转换带未受欧亚与菲律宾板块碰撞的明显影响,推断中国大陆东南缘及台湾海峡下方不存在俯冲板块,或俯冲前缘未扰动到410 km的深度.     

羌塘盆地结构构造与油气勘探方向

羌塘盆地是我国陆域大型中生代海相沉积盆地,富含烃源岩,但结构构造非常复杂。结合野外观测及相关资料对地震反射剖面进行地质构造详细解释,良好地揭示了羌塘盆地结构和深部构造。羌塘盆地逆冲推覆构造延伸存在显著差别,北羌塘凹陷多格错仁逆冲推覆构造、阿木错逆冲推覆构造与南羌塘凹陷肖茶卡—双湖逆冲推覆构造、多玛—其香错逆冲推覆构造仅发育于盆地表层0~3km深度范围,北羌塘凹陷龙尾错逆冲推覆构造、羌中隆起北缘逆冲推覆构造、南羌塘凹陷赛布错—扎加藏布逆冲推覆构造、拉萨地块北缘色林错逆冲推覆构造系统自地表向深部延伸深度超过6km,羌塘盆地深部还发育中生界底部逆冲系和基底逆冲系,伴有不同规模的褶皱构造。逆冲推覆构造形成活动时代包括晚白垩世、古近纪早期和古近纪晚期,晚白垩世与古近纪早期逆冲推覆构造运动导致构造隆升的裂变径迹年龄分别为87±5~75±4Ma、64±5~46±4Ma。经过多期逆冲推覆构造改造和褶皱变形,羌塘盆地中生界海相沉积地层与烃源岩显著增厚,为新生代晚期二次生烃及油气成藏提供了非常有利的地质构造条件;北羌塘凹陷发育万安湖向斜、半岛湖背斜、东湖向斜、阿木错向斜,南羌塘凹陷发育宁日圈闭、鲁雄错背斜、诺尔玛错圈闭、协德圈闭、崩则错圈闭,羌中隆起下伏侏罗系和三叠系烃源岩,色林错下白垩统下伏古近纪湖相沉积,这些构造部位都是油气勘探的重要靶区。