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Research of the Conductive Structure of Crust and the Upper Mantle beneath the South-Central Tibetan Plateau

Journal of China University of Geosciences 2007年第4期18卷 334-343页

作者：叶高峰金胜魏文博 martyn unsworth Key Laboratory of Geo-detection (China University of Geosciences Beijing) Ministry of Education State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources China University of Geosciences School of Geophysics and Information Technology China University of Geosciences Department of Physics University of AlbertaEdmontonAlberta T6G3PSCanada

With the super-wide band magnetoteiluric sounding data of the JUong （吉隆）-Cuoqin （措勤） profile （named line 800） which was completed in 2001 and the Dingri （定日）-Cuomai （措迈） profile （named line 900） which was completed in 2004, we obtained the strike direction of each MT station by strike analysis, then traced profiles that were perpendicular to the main strike direction, and finally obtained the resistivity model of each profile by nonlinear conjugate gradients （NLCG） inversion. With these two models, we described the resistivity structure features of the crust and the upper mantle of the center-southern Tibetan plateau and its relationship with Yalung Tsangpo suture： the upper crust of the research area is a resistive layer with resistivity value range of 200-3 000 Ω.m. The depth of its bottom surface is about 15-20 km generally, but the bottom surface of resistive layer is deeper in the middle of these two profiles. At llne 900, it is about 30 km deep, and even at line 800, it is about 38 km deep. There is a gradient belt of resistivity at the depth of 15-45 km, and a conductive layer is beneath it with resistivity even less than 5 Ω.m. This conductive layer is composed of individual conductive bodies, and at the south of the Yalung Tsangpo suture, the conductive bodies are smaller with thickness about 10 km and lean to the north slightly. However, at the north of the Yalung Tsangpo suture, the conductive bodies are larger with thickness about 30 km and also lean to the north slightly. Relatively, the conductive bodies of line 900 are thinner than those of line 800, and the depth of the bottom surface of line 900 is also shallower. At last, after analyzing the effect factors to the resistivity of rocks, it was concluded that the very conductive layer was caused by partial melt or connective water in rocks. It suggests that the middle and lower crust of the center-southern Tibetan plateau is very thick, hot, flabby, and waxy.

关键词： south-central Tibet magnetotelluric sounding nonlinear conjugate gradients inversion conductive structure partial melt.

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2.5维有限元法CSAMT数值反演

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石油地球物理勘探 2006年第1期41卷 100-106页

作者：底青云 martyn unsworth 王妙月中国科学院地质与地球物理研究所北京市9825信箱100029 Department of Physics University of AlbertaEdmonton Albert Canada

2.5维有限元法CSAMT数据反演是建立在2.5维有限元法正演模拟和CSAMT-RRI灵敏度矩阵近似计算以及拟一维反演方法基础上的一种反演方法。它是一种快速松驰算法型的CSAMT数据反演方法。该法采用2.5维正演模拟,利用CSAMT-RRI方法近似计算的... 详细信息

2.5维有限元法CSAMT数据反演是建立在2.5维有限元法正演模拟和CSAMT-RRI灵敏度矩阵近似计算以及拟一维反演方法基础上的一种反演方法。它是一种快速松驰算法型的CSAMT数据反演方法。该法采用2.5维正演模拟,利用CSAMT-RRI方法近似计算的灵敏度矩阵,既符合精度要求,又提高了计算速度,而且在计算中采用拟一维反演减少了对灵敏度矩阵的大量代数运算,进一步加快了计算速度。文中通过两低阻体上覆导电层模型进行数值反演,结果表明倾斜低阻体能得到较好地归位,但反演的模型结构的异常范围要比真实模型大,倾斜异常体在深度方向上也有下拉现象。尽管如此,模型反演与真实结构的拟合曲线均方根误差除个别点外都小于2,达到了较好的拟合。

关键词： 2.5维 CSAMT 有限元法数值反演

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复杂介质有限元法2.5维可控源音频大地电磁法数值模拟

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地球物理学报 2004年第4期47卷 723-730页

作者：底青云 martyn unsworth 王妙月中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 Department of Physics University of AlbertaEdmonton Albert Canada

利用有限元 2 .5维可控源音频大地电磁法 (简称CSAMT)数值模拟方法 ,对 10 0Ωm均匀半空间介质中有限长度的电偶极源产生的电场、磁场及视电阻率、相位特征进行了数值模拟 ,研究了场的空间变化规律 .在一个象限中 ,场的特征存在双叶现... 详细信息

利用有限元 2 .5维可控源音频大地电磁法 (简称CSAMT)数值模拟方法 ,对 10 0Ωm均匀半空间介质中有限长度的电偶极源产生的电场、磁场及视电阻率、相位特征进行了数值模拟 ,研究了场的空间变化规律 .在一个象限中 ,场的特征存在双叶现象 ,当收发距大于 4个趋肤深度时 ,电阻率较接近介质真实的电阻率 ,这些结果为观测系统和收发距的选择提供了依据 .波数域场的特征表明 ,低波数对源的贡献占较大的比例 .有限元法 2 .5维CSAMT数值模拟的优势在于能较准确地获得复杂介质结构的波场特征 .本文结合直立异常体、倾斜异常体及断陷模型对CSAMT电阻率、相位剖面特征及频率曲线特征的可靠性进行了研究 .数值模拟结果直观地给出了异常体的剖面异常形态 .通过对比研究异常体的剖面异常形态和半空间场的特征进一步说明本文方法和软件在模拟复杂介质结构场特征时是可靠的 .这为认识观测数据。

关键词：复杂介质 2.5D 可控源音频大地电磁法有限元法数值模拟

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西藏高原中南部地壳与上地幔导电性结构

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地球科学（中国地质大学学报） 2007年第4期32卷 491-498页

作者：叶高峰金胜魏文博 martyn unsworth 中国地质大学地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室 Department of Physics University of AlbertaEdmontonAlbertaT6G3PSCanada

根据2001年国土资源部“十五”青藏专项研究计划项目“西藏高原南部岩石圈电性结构的大地电磁研究”所完成的吉隆一措勤剖面（800线）以及2004年教育部重大项目“藏南雅鲁藏布江缝合带地区地壳三维电性结构及其构造地质学与动力学意义... 详细信息

根据2001年国土资源部“十五”青藏专项研究计划项目“西藏高原南部岩石圈电性结构的大地电磁研究”所完成的吉隆一措勤剖面（800线）以及2004年教育部重大项目“藏南雅鲁藏布江缝合带地区地壳三维电性结构及其构造地质学与动力学意义的研究”所完成的定日-措迈剖面（900线）超宽频带大地电磁测深数据，研究西藏高原中南部地壳及上地幔电性结构特征及雅鲁藏布江缝合带导电性结构特征：800线和900线上地壳范围内主要为高阻区，电阻率在200～3000Ω·m之间，顶面大范围出露，底面一般在15～20km深度处，整体上，高阻区底面由南向北逐渐加深，再向北又逐渐变浅，900线高阻体底界深达30km，而800线高阻体底界更深达38km地下15～45km深度范围内存在一组电性梯度带，该电性梯度带之下存在一组硕大的高导层，其电阻率小于5Ω·m，高导层由规模不等且不连续的高导体构成．雅鲁藏布江以南的中地壳高导体，规模较小，厚度在10km左右，产状略向北倾；雅鲁藏布江以北的高导体，规模较大，厚度在30km左右，产状向北缓倾；相比之下，900线的高导体厚度较小，顶面深度较浅．通过对岩石电阻率影响因素的讨论，推测高导体的成因是部分熔融或含水流体，判断藏南巨厚的中、下地壳的物质状态是热的、软弱的、塑性的．

关键词：西藏中南部大地电磁测深非线性共轭梯度反演导电性结构局部熔融.

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用大地电磁勘探方法研究大陆动力学(英文)

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地学前缘 2003年第1期10卷 25-38页

作者： martyn unsworth InstituteforGeophysicalResearch UniversityofAlbertaEdmontonAlbertaCanada

大地电磁法通过测量地表的天然电场和磁场来提供地壳和上地幔的电阻率图像。在仪器和处理解释技术方面的进展使得大地电磁法现在能够快速采集大地电磁数据并进行二维或三维地质模型解释。由于电阻率对地下连通的流体 (如局部熔融和水 )... 详细信息

大地电磁法通过测量地表的天然电场和磁场来提供地壳和上地幔的电阻率图像。在仪器和处理解释技术方面的进展使得大地电磁法现在能够快速采集大地电磁数据并进行二维或三维地质模型解释。由于电阻率对地下连通的流体 (如局部熔融和水 )反应灵敏 ,大地电磁资料能够给出地球介质结构成分和流变特性的信息 ,作为地震勘探所获得信息的补充。大地电磁法现在被应用于对构造运动活跃区域的大陆动力学研究。对美国圣安德烈斯断层的大地电磁研究已经揭示了地震比较活跃的断层区段和在脆性上地壳中的断裂带的电阻率之间的相关性。在青藏高原采集的大地电磁资料描绘了地壳中的主要局部熔融区域 ,其结果和大陆碰撞地球动力学模型的结果相一致。将大地电磁法应用于大陆动力学研究肯定能获得对形成大陆地壳的构造运动过程的新见解 ,尤其是在有“研究大陆动力学的天然实验室”之称的中国的构造运动活跃区域。

关键词：大地电磁勘探方法大陆动力学电场磁场地壳上地幔电阻率

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班公-怒江构造带的电性结构特征--大地电磁探测结果

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地球物理学报 2009年第10期52卷 2666-2675页

作者：金胜魏文博叶高峰邓明谭捍东 martyn unsworth 地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 University of Albert EdmontonCanada

对青藏高原过班公一怒江构造带的三条大地电磁剖面进行探测,获得班公—怒江构造带及其邻区的电性结构模型,研究了班公—怒江构造带的深部结构与构造特征.研究结果表明:构造带及其两侧上地壳内广泛分布不连续高阻体,反映了岩浆岩的空间... 详细信息

对青藏高原过班公一怒江构造带的三条大地电磁剖面进行探测,获得班公—怒江构造带及其邻区的电性结构模型,研究了班公—怒江构造带的深部结构与构造特征.研究结果表明:构造带及其两侧上地壳内广泛分布不连续高阻体,反映了岩浆岩的空间分布特征,表明构造带南北两侧岩浆的活动规律可能存在较大差别.研究区内的冈底斯及羌塘地体的中、下地壳普遍发育高导层,反映了印度大陆碰撞、俯冲过程的效应与痕迹,而高导层之下的高阻块体则可能是向北俯冲、冷的、刚性的印度大陆地壳.羌塘地体的电性结构模型可以分为南北两个区段,南羌塘块体的壳内高导层与班公—怒江构造带对印度板块俯冲的阻挡作用有关;而北羌塘块体壳内高导层与亚洲大陆对印度板块向北俯冲的"阻挡"与向南"对冲"有关.印度板块向北的俯冲与挤入,受到班公—怒江构造带及亚洲板块的阻挡,可能没有越过班公—怒江构造带,并在班公—怒江构造带附近向下插人软流圈,导致慢源物质上涌,形成壳、慢热交换与物质交换的通道和规模巨大、延伸至上地慢的高导体.班公—怒江构造带的电性结构证明了该构造带是一组产状陡立、巨型的超壳深断裂带.

关键词：青藏高原班公-怒江构造带大地电磁测深电性结构

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藏南岩石圈导电性结构与流变性——超宽频带大地电磁测深研究结果

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中国科学（D辑） 2009年第2期39卷 1591-1606页

作者：魏文博金胜叶高峰邓明景建恩 unsworth martyn Jones G.ALAN 地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学地球物理与信息技术学院北京100083 Department of Physical University of Alberta School of Cosmic Physics Dublin Institute of Advanced Studies

为了比较全面、客观地认识青藏高原岩石圈深部结构,探讨高原岩石圈形变特征、应变状态、热结构、板块(或地体)运动和壳、幔物质流变等重要科学问题,必须研究高原内部各个地质构造区域壳、幔电性结构沿东西方向的变化;INDEPTH-MT在喜马拉... 详细信息

为了比较全面、客观地认识青藏高原岩石圈深部结构,探讨高原岩石圈形变特征、应变状态、热结构、板块(或地体)运动和壳、幔物质流变等重要科学问题,必须研究高原内部各个地质构造区域壳、幔电性结构沿东西方向的变化;INDEPTH-MT在喜马拉雅-西藏南部地区完成了6条超宽频带大地电磁深探测剖面研究.通过这6条剖面的电性结构成像,讨论了研究区地壳和上地幔导电性三维结构特点;发现西藏南部沿东西方向超出1000km范围,较普遍存在中、下地壳高导层,这高导层并不完全是连续的,向雅鲁藏布江大拐弯处高导层变薄、变浅、电阻率升高.讨论了藏南岩石圈的流变性问题,认为藏南中、下地壳具有良导电性,可以证明西藏巨厚的地壳中确实存在部分"熔融体"和"热流体",藏南巨厚的中、下地壳的物质状态是热的、软弱的、塑性的,甚至可能是"流变"的;结合岩石物理实验结果的讨论认为,与藏南大地电磁资料相适应的地壳部分熔融百分比应能达到5%～14%;对于地壳中的细晶岩来说,在这个熔融百分比下引起黏度的降低量有可能达到引起地壳"流变性"的要求;但对于花岗岩来说,也许不足以引起地壳产生"流变".

关键词：西藏高原南部超宽频带大地电磁测深地壳导电性流变性

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Lithospheric Electrical Structure across the Eastern Segment of the Altyn Tagh Fault on the Northern Margin of the Tibetan Plateau

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2015年第1期89卷 90-104页

作者： ZHANG Letian YE Gaofeng JIN Sheng WEI Wenbo martyn unsworth Alan G.JONES JING Jianen DONG Hao XIE Chengliang Florian LE PAPE Jan VOZAR School of Geophysics and Information Technology China University of Geosciences Key Laboratory of Geo-detection of Ministry of Education State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources Department of Physics University of Alberta Dublin Institute for Advanced Studies

Project INDEPTH （InterNational DEep Profiling of Tibet and the Himalaya） is an interdisciplinary program designed to develop a better understanding of deep structures and mechanics of the Tibetan Plateau. As a component of magnetoteUuric （MT） work in the 4th phase of the project, MT data were collected along a profile that crosses the eastern segment of the Altyn Tagh fault on the northern margin of the plateau. Time series data processing used robust algorithms to give high quality responses. Dimensionality analysis showed that 2D approach is only valid for the northern section of the profile. Consequently, 2D inversions were only conducted for the northern section, and 3D inversions were conducted on MT data from the whole profile. From the 2D inversion model, the eastern segment of the Altyn Tagh fault only appears as a crustal structure, which suggests accommodation of strike slip motion along the Altyn Tagh fault by thrusting within the Qilian block. A large-scale off-proffie conductor within the mid-lower crust of the Qilian block was revealed from the 3D inversion model, which is probably correlated with the North Qaidam thrust belt. Furthermore, the unconnected conductors from the 3D inversion model indicate that deformations in the study area are generally localized.

关键词： magnetotelluries northern margin of the Tibetan Plateau eastern segment of the Altyn Taghfault lithospheric electrical structure

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西藏高原南部雅鲁藏布江缝合带地区地壳电性结构研究

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地球物理学报 2004年第4期47卷 685-690页

作者：谭捍东魏文博 martyn unsworth 邓明金胜 John Booker Alan Jones 中国地质大学地球物理与信息技术学院地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室北京100083 University of Albert Edmonton University of Washington Geological Survey of Canada

为了探测西藏高原南部雅鲁藏布江缝合带地区地壳浅部和深部构造沿东西和南北方向的变化特征 ,在雅鲁藏布江缝合带地区布设了三条南北向剖面 (错那—墨竹工卡、亚东—雪古拉、吉隆—措勤 ) ,采用超宽频带大地电磁测深方法进行了地壳、上... 详细信息

为了探测西藏高原南部雅鲁藏布江缝合带地区地壳浅部和深部构造沿东西和南北方向的变化特征 ,在雅鲁藏布江缝合带地区布设了三条南北向剖面 (错那—墨竹工卡、亚东—雪古拉、吉隆—措勤 ) ,采用超宽频带大地电磁测深方法进行了地壳、上地幔电性结构探测研究 ,发现该区主要电性结构特征为 :1.雅鲁藏布江缝合带附近表层发育大规模的高阻体 ,岩体延伸最深达 30km以上 ,是冈底斯花岗岩体的反映 .2 .雅鲁藏布江缝合带的南部有小规模的良导体 ,在其下方和北侧发育有大规模良导体 .3.沿剖面从南往北壳内普遍发育良导体 ,各良导体主体间是不连续的 ,规模逐渐增大 ,总体北倾 ,在缝合带附近产状较陡 .4 .在雅鲁藏布江缝合带附近良导体由西往东规模逐渐增大 ,导电性逐渐变好 ,相对雅鲁藏布江在剖面上的位置逐渐南移 .这些重要的电性特征可能是印度板块向北俯冲所形成的。

关键词：电性结构大地电磁测深雅鲁藏布江缝合带西藏高原南部

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青藏高原东南部地壳导电性结构与断裂构造特征——下察隅—昌都剖面大地电磁探测结果

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地学前缘 2006年第5期13卷 408-415页

作者：金胜叶高峰魏文博邓明 martyn unsworth 中国地质大学(北京)"地下信息探测技术与仪器"教育部重点实验室 University of Alberta EdmontonCanada

根据2004年在青藏高原东南部完成的下察隅—昌都(1000线)宽频带大地电磁探测剖面数据研究高原东南部地壳导电性结构及断裂构造特征,这有助于推进印度与亚洲岩石圈碰撞、俯冲构造模式的研究。研究结果表明,沿剖面上地壳大范围分布的是规... 详细信息

根据2004年在青藏高原东南部完成的下察隅—昌都(1000线)宽频带大地电磁探测剖面数据研究高原东南部地壳导电性结构及断裂构造特征,这有助于推进印度与亚洲岩石圈碰撞、俯冲构造模式的研究。研究结果表明,沿剖面上地壳大范围分布的是规模不等的高阻体,电阻率大约在90～3000Ω.m,厚度由南向北增加,底界面的深度大约在5～30km变化。高阻层之下发现由不连续高导体构成的中地壳低阻层,其电阻率小于10Ω.m;其结构与青藏高原中、西部的壳幔高导体相似,但规模小得多,底面埋深也浅得多。沿剖面的上地壳存在多组规模不等、产状不同的横向电性梯度带或畸变带,它们反映了沿剖面地区地壳的断裂分布。通过与该区高精度重力资料对比,在重要的电性梯度带上,均存在布格重力低异常和负重力均衡异常。结合区域地质资料分析推断了嘉黎—然乌、班公—怒江和甲桑卡—赤布张错等主要断裂构造带的空间格局。

关键词：青藏高原东南缘大地电磁探测地壳电性结构断裂构造特征

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