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南海西南次海盆深部结构研究进展与展望

地质学报 2023年第8期97卷 2742-2755页

作者：秦绪文王利杰姚永坚李福元赵明辉张佳政王后金徐子英汪俊许鹤华路允乾张如伟张宝金中国地质调查局北京100037 中国地质调查局广州海洋地质调查局自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州511458 中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室广东广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458

西南次海盆位于南海渐进式扩张的西南端,共轭陆缘结构和残留扩张脊保留完整,是研究南海深部结构和动力学机制的关键区域。前期研究发现,西南次海盆洋陆过渡带较窄、同扩张断层发育、地震反射莫霍面不清晰、具有慢速扩张等特征。然而,由... 详细信息

西南次海盆位于南海渐进式扩张的西南端,共轭陆缘结构和残留扩张脊保留完整,是研究南海深部结构和动力学机制的关键区域。前期研究发现,西南次海盆洋陆过渡带较窄、同扩张断层发育、地震反射莫霍面不清晰、具有慢速扩张等特征。然而,由于不同探测方法获取的地壳结构具有多解性,使得西南次海盆洋陆转换过程、慢速扩张洋壳结构与增生模式以及龙门海山岩石性质与地幔成因机制等基础科学问题尚存争议。为此本文建议在西南次海盆开展地质取样获取海山岩石样品,确定其年龄与性质,分析扩张后海山形成的深部动力过程;并对关键构造部署高精度的地震反射/折射联合探测,结合岩石物理分析,对西南次海盆进行构造成像和物质组成参数正反演,以实现壳幔尺度的地震学透视,为探索西南次海盆洋陆转换过程和洋壳增生模式提供重要的证据,以丰富和完善南海的动力学演化模式。

关键词：深部结构洋陆转换带慢速扩张蛇纹石化地幔西南次海盆

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东昆仑深部结构地震探测研究现状与展望

地球学报 2022年第2期43卷 189-201页

作者：赵荣涛赵文津刘志伟宋洋陈昌昕中国地质科学院北京100037

东昆仑位于青藏高原北部,是研究青藏高原向北生长的重要地区。该区在印度板块向北俯冲与亚洲阿拉善地块向南挤压下,新生代构造和地震活动强烈,是研究青藏高原隆升、构造变形、强震发生机理等问题的极佳试验场。近几十年来,在东昆仑及邻... 详细信息

东昆仑位于青藏高原北部,是研究青藏高原向北生长的重要地区。该区在印度板块向北俯冲与亚洲阿拉善地块向南挤压下,新生代构造和地震活动强烈,是研究青藏高原隆升、构造变形、强震发生机理等问题的极佳试验场。近几十年来,在东昆仑及邻区开展了大量的地球物理探测,取得了很多进展,也存在一些问题。本文通过收集近年来在该研究区开展的人工地震和天然地震探测成果,综合分析了研究区的壳幔速度结构,莫霍面形态及各向异性特征,总结得出以下几点认识:柴达木盆地南缘上地幔内的北倾界面可能代表早古生代昆仑洋向北俯冲的遗迹;东昆仑缺乏“山根”,重力均衡调整对东昆仑莫霍面加深没有起主导作用,印度板块向北俯冲,通过青藏高原对柴达木盆地的挤压造成东昆仑地壳垂向增厚。最后我们探讨了东昆仑地区壳幔结构研究的不足,并对下一步的研究思路和方向进行了展望。

关键词：东昆仑山深部结构俯冲遗迹研究进展

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张北地震区三维深部电性结构与孕震环境

地球物理学报 2022年第9期65卷 3464-3480页

作者：彭远黔孙翔宇詹艳赵凌强刘雪华冉志杰王莉森河北省地震局石家庄050021 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 山西太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站北京100029 中国地震局第二监测中心西安710043

张家口—渤海地震构造带(张渤带)是中国著名的强震集中带,地震以强度大、频次高、破坏严重为特点,1998年1月在张渤带西段发生了张北6.2级地震,造成了极强的破坏性,2021年以来该区域中小地震频繁发生,显示出张渤带张北地震区可能进入了... 详细信息

张家口—渤海地震构造带(张渤带)是中国著名的强震集中带,地震以强度大、频次高、破坏严重为特点,1998年1月在张渤带西段发生了张北6.2级地震,造成了极强的破坏性,2021年以来该区域中小地震频繁发生,显示出张渤带张北地震区可能进入了又一轮的地震活跃态势.2020年8—9月期间,以张北地震震中区为中心,完成了阵列状的大地电磁数据采集工作.本文利用这些数据进行三维反演计算获得了该区域精细三维地壳电性结构,获得了如下认识:整体上看,张北地震区上地壳电性结构以高阻体为主,部分断裂带分布区域存在着高阻、低阻相互交替的现象,而中下地壳以规模较大、横向不连续性的低阻层为主.电性结构特征与地表地质构造格局相对应,大满—前黑沙土断裂(F1)和赤城—尚义断裂(F4)以及张家口断裂(F5)在电性结构上均表现为明显的电性差异带.针对地震学方法对1998年张北地震震源深度的多种定位结果,大地电磁探测结果支持震源深度位于12~15 km之间;发震断裂可能为隐伏在汉诺坝玄武岩区下方的大河镇—海流图断裂(F3).通过此次获得的三维电性结构信息,结合张北地震震源参数、震源机制解以及前人地震地质和地球物理探测结果综合分析,认为该区的上地壳高阻体代表着刚性较强的汉诺坝玄武岩区,汉诺坝玄武岩区下方的低阻体代表着地幔岩浆热物质,这些地幔热物质持续的向上侵入和上涌作用可能会削弱汉诺坝玄武岩区内发育的断层稳定性,直到累积足够的应力,产生了非均匀应力积累和变形并弱化了断层强度,导致了张北地震的发生.鉴于张北地震区深部具有的特殊构造环境,该地区仍然是张渤带未来应该长期关注的地震危险重点区域.

关键词：张北M6.2地震张家口—渤海地震构造带大地电磁深部结构

利用深地震反射剖面开展矿集区深部结构的探测:现状与实例

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地球科学 2019年第6期44卷 2084-2105页

作者：刘子龙卢占武贾君莲李文辉任彦宗中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院资料处理中心河北涿州072750

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技... 详细信息

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技术在加拿大、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典等全球多个国家的典型矿集区的应用实例,归纳总结了地壳深部结构对矿集区控矿因素的影响,阐述了地壳、上地幔深部结构与深部成矿过程的关系.从全球实例看,深地震反射剖面探测成果为大型矿集区的形成提供了深部线索,反射透明区可能是地幔流体向上运移通道,形成矿集区的成矿物质与能量来源,表明地幔物质参与了成矿作用;具有很强反射特征的断裂系统,包括大型断层、滑脱面和剪切带,是成矿流体从下地壳向上迁移的通道;矿集区深地震反射剖面中“亮点”反射可能是火山活动的深部岩浆上涌至中地壳后而形成的残余岩浆囊的反映.揭露精细的矿集区深部结构不但对矿集区构造历史演化的重建具有重要作用,还对未来成矿潜力和前景靶区的确定具有重要指导意义.

关键词：深地震反射成矿带矿集区深部结构成矿背景地球物理

远震P波层析成像研究阿尔金断裂带东端及其邻区深部结构

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地球物理学报 2017年第6期60卷 2279-2290页

作者：邹长桥贺日政段永红魏运浩刘巧霞刘洋中国地震局地球物理勘探中心郑州450002 中国地质科学院地质研究所北京100037

本文利用"中国地震科学台阵探测——南北地震带北段"项目在内蒙古阿拉善西部及甘肃西北部地区布设的80个流动宽频带地震仪及16个固定台站,于2013年10月—2015年6月所记录的787个远震事件,采用波形相关方法拾取了共49052个高质量的P波走... 详细信息

本文利用"中国地震科学台阵探测——南北地震带北段"项目在内蒙古阿拉善西部及甘肃西北部地区布设的80个流动宽频带地震仪及16个固定台站,于2013年10月—2015年6月所记录的787个远震事件,采用波形相关方法拾取了共49052个高质量的P波走时残差数据,并利用Fast-Marching远震走时层析成像方法,反演获取了研究区下方的三维P波速度结构.结果显示:阿尔金断裂带东段、祁连山、北山地区下方地壳结构表现为低速异常特征,具有明显的造山带构造特征;阿拉善地体下方地壳结构表现为高速异常特征,为典型的大陆地壳结构特征;阿拉善地块沿着青藏高原北边界逆冲断裂(NBT)南向俯冲,其在祁连山造山带下与北向俯冲的柴达木岩石圈形成了面对面的碰撞接触关系;阿尔金断裂带的末端并没有北东向延伸到阿拉善块体,而是受到刚性的阿拉善岩石圈阻挡沿着其南缘断裂带继续向东发展.

关键词：阿尔金断裂带东端阿拉善块体远震P波走时层析成像深部结构

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龙门山断裂带北段深部结构与反射地震特征

地球物理学报 2018年第5期61卷 2038-2053页

作者：于常青冯杨洋瞿辰范国玮李恒强中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地震局台网中心北京100036 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650032 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083

2008年5月12日汶川MW7.9特大地震发生在龙门山断裂带,龙门山断裂带深部结构的复杂性制约了地震的破裂过程.通过对研究区区域地质、汶川地震前后采集的地震反射剖面等研究,在对龙门山北段汶川地震断裂带的深部结构和反射地震特征进行了... 详细信息

2008年5月12日汶川MW7.9特大地震发生在龙门山断裂带,龙门山断裂带深部结构的复杂性制约了地震的破裂过程.通过对研究区区域地质、汶川地震前后采集的地震反射剖面等研究,在对龙门山北段汶川地震断裂带的深部结构和反射地震特征进行了分析的基础上,探讨了它对地表破裂过程的制约.研究结果表明,在地震剖面上,断裂带表现为能量破碎、联系性差;频率剖面上显示整体剖面频率在5~45Hz,断裂带呈现频率低(15~26Hz)等特征.龙门山北段映秀—北川断裂在10km以上是一条倾向北西的高角度走滑兼逆冲性质的断裂,倾角50°~70°.它分割了西侧的轿子顶杂岩和东侧的唐王寨推覆体,错断了早期形成的逆冲岩片,从南到北总位移量由大变小.它高角度的几何形态约束了断裂以走滑为主兼逆冲分量的运动性质,降低了地表滑移量,影响了地震破裂过程以及余震沿断裂带两侧分布的特性.

关键词：龙门山断裂带汶川地震深部结构地震反射剖面地震反射特征

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基于重磁资料研究鄂尔多斯盆地深部结构特征

基于重磁资料研究鄂尔多斯盆地深部结构特征

作者：魏泽坤西安石油大学

学位级别：硕士

鄂尔多斯盆地位于华北地块西部,处于秦岭-祁连褶皱构造带、贺兰-六盘造山带、天山-兴蒙褶皱带以及濒太平洋构造域四个不同活动构造带的交汇部位。盆地内部分布有油、气、煤、铀等多种沉积能源矿产,是我国能源结构的重要组成部分。油气... 详细信息

鄂尔多斯盆地位于华北地块西部,处于秦岭-祁连褶皱构造带、贺兰-六盘造山带、天山-兴蒙褶皱带以及濒太平洋构造域四个不同活动构造带的交汇部位。盆地内部分布有油、气、煤、铀等多种沉积能源矿产,是我国能源结构的重要组成部分。油气田的形成、富集与分布和沉积盆地的深部结构关系密切,研究鄂尔多斯盆地深部结构对于盆地油气等多种资源的勘探具有重要意义。地球物理方法是研究深部地质结构的重要技术手段,重磁勘探方法因其具有覆盖范围广、成本低、横向分辨率高等优势已广泛应用于深部和区域地质构造研究中。本文以鄂尔多斯盆地区域重磁资料为主结合多种处理方法,及前人研究成果,对盆地断裂体系进行了划分,综合研究了盆地基底分区特征,反演了盆地莫霍面与居里面的深度,取得的成果与认识如下:(1)鄂尔多斯盆地布格重力异常整体由西向东异常值逐渐升高,可能反映了盆地基底整体西深东浅的形态及深部地壳厚度的变化特征;化极磁力异常整体呈高-低相间的分布,盆地北部异常走向以EW向为主,中南部异常主要呈NE向分布,可能反映了盆地基底岩性的不同。(2)本文以化极磁力异常为主,利用归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)、解析延拓及垂向导数等方法对鄂尔多斯盆地一级断裂进行划分,推断一级断裂10条,该类断裂规模大,延伸长,主要为盆地基底岩性的分界线,盆地北部断裂以EW向为主,中部则发育多条NE向断裂,断裂两侧重磁异常特征明显不同,表现为大型线性异常带、梯级带或不同重磁异常的分界线;利用重磁结合的方式对二级断裂进行划分,推断二级断裂28条,该类断裂控制着盆地的隆坳格局及沉积盖层的分布,盆地中南部的一级断裂被二级断裂错断,该类断裂表现为具有一定的规模的线性异常带、梯级带、串珠异常等。(3)鄂尔多斯盆地具有明显的分区特征,本文以化极磁力异常为主,采用向上延拓、垂向一阶导数等方法对盆地基底进行更为细致的划分,盆地北部分区主要以EW向为主,中南部则有多个NE向的高低磁力异常区相间分布,推测引起区域性高磁异常的主要原因为该区的基底岩性主要以片麻岩、变粒岩等强磁性岩体为主,而区域性低磁异常区的基底岩性主要以大理岩、千枚岩、混合岩等弱磁性岩体为主,一级断裂可能为区域性高低磁力异常特征的分界线。在对盆地重磁异常特征分析的基础上,进行了重磁2.5D人机交互反演,结果证实了盆地基底岩性的分区特征,并且表明盆地基底整体呈现东高西低的起伏特征。(4)利用Paker-Oldenburg界面反演法对鄂尔多斯盆地莫霍面深度进行反演,结果表明莫霍面深度为28-44 km,盆地西部主要为莫霍面坳陷区,中南部则为莫霍面隆起区。利用功率谱法对盆地居里面深度进行了计算,结果表明居里面深度为20-40 km,杭锦旗北侧为EW向的居里面隆起区,秦安-延川一带为NE向的居里面隆起区。常规油与中生界致密油气主要分布在盆地莫霍面深度变化的梯级带上及居里面隆起区。

关键词：鄂尔多斯盆地深部结构重磁异常断裂基底构造

中南-礼乐断裂带在南海海盆北部的时空展布与深部结构

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地球科学 2021年第3期46卷 942-955页

作者：徐子英汪俊姚永坚唐江浪高红芳李学杰广州海洋地质调查局自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州510075 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458

中南-礼乐断裂带是协调南海各次海盆扩张的重要断裂.深入研究中南-礼乐断裂带时空展布和深部结构对于认识南海海盆多期次海底扩张和构造演化具有重要意义.本文主要基于深反射多道地震的精细剖析,结合重力、磁力与地形等地质与地球物理资... 详细信息

中南-礼乐断裂带是协调南海各次海盆扩张的重要断裂.深入研究中南-礼乐断裂带时空展布和深部结构对于认识南海海盆多期次海底扩张和构造演化具有重要意义.本文主要基于深反射多道地震的精细剖析,结合重力、磁力与地形等地质与地球物理资料,揭示了中南-礼乐断裂带在南海海盆北部的时空展布特征、内部构造形变及其深部结构特征.结果表明:中南-礼乐断裂带在西北次海盆与东部次海盆之间宽约25~35 km,北延于珠江海谷西侧(18.7°N,115.5°E),南消失于中沙地块东北侧(17.2°N,116.0°E),主要呈NNW向延伸.该断裂带的主控断裂沿大型海山和侵入岩体分布,主要发育时期是渐新世至早中新世,中中新世至晚中新世为继承性活动,其内部断裂对早中新世及以前的地层具有控制作用,表现为正断层.深部结构上,中南-礼乐断裂带两侧Moho面埋深不一,两侧次海盆的沉积厚度和洋壳厚度存在明显差异,表明该断裂带至少是一条地壳级断裂,甚至可能是岩石圈级断裂.

关键词：南海海盆中南-礼乐断裂带时空展布特征构造变形深部结构海洋地质

藏南扎西康矿集区深部结构与成矿:来自地球物理的证据

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地球科学 2019年第6期44卷 2117-2128页

作者：焦彦杰黄旭日李光明梁生贤郭镜西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081

扎西康矿集区是近年藏南发现的最具找矿潜力的多金属矿富集区.但是由于工作条件所限,矿集区开展的地球物理工作程度不高,深部结构和地质信息不明,严重制约了矿集区成矿作用与成矿潜力等重要地质问题研究.为了查明西藏扎西康矿集区深部... 详细信息

扎西康矿集区是近年藏南发现的最具找矿潜力的多金属矿富集区.但是由于工作条件所限,矿集区开展的地球物理工作程度不高,深部结构和地质信息不明,严重制约了矿集区成矿作用与成矿潜力等重要地质问题研究.为了查明西藏扎西康矿集区深部地质结构,探讨成矿作用的深部机制,在扎西康地区开展了重力、磁法和大地电磁等测量,利用二维小波分解重磁异常和反演的密度、电性结构模型,结合岩石物理性质和地质资料综合分析,认为错那洞片麻岩穹窿在地球物理场上具有3层结构,且下部单元(核部)以淡色花岗岩为主,向北侧延伸到扎西康矿区深部,和矿集区近南北向断裂带、其他次级断裂共同组成了扎西康叠加改造锑铅锌银多金属矿床的控岩、控矿、赋矿系统.处在高低电性块体分区的错那洞变质穹窿形成机制可能与藏南拆离系有关,而错那洞岩体深部延伸、岩浆侵位、就位过程驱动了流体循环,在其他因素参与影响下,共同作用了扎西康矿床的形成.

关键词：扎西康矿集区错那洞穹窿断裂深部结构成矿地球物理