从陆缘伸展探讨新生代南海构造演化

南海的形成和演化是地学界长期争论的问题,前人给出了多种成因模式,目前较流行的模式是海底扩张,但它难以合理解释南海海底扩张中的洋中脊跳跃现象及南海大洋中的大陆残片。基于欧亚东缘的陆缘伸展,从地幔上涌和陆壳沿莫霍面的重力滑移的新大陆漂移模型出发,通过横跨南海的几条地震勘探剖面的地质新解释,研究了南海的形成和演化过程。结果说明,南海的形成是一种“构造被动挤出+微陆块主动漂移”模式。构造被动挤出是指印度-欧亚碰撞造成的欧亚大陆东南缘的微陆块被大规模挤出,而由陆缘伸展形成的微陆块在被挤出后发生了主动裂解漂移,南海的海底扩张现象是诸多微陆块主动漂移的结果。这个新的模式能够合理地解释南海形成过程中的洋中脊跳跃现象及南海中大陆残片的成因机制。进一步恢复了南海演化过程中周边陆块的运动演化历史,说明欧亚东缘在中生代晚期发生的大规模伸展构造运动是南海形成的基础,新生代印度-欧亚碰撞是南海形成的直接动力,微陆块的裂解漂移是南海形成的主要参与者。

驱动印度大陆北漂的动力是什么?

印度大陆板块从位于南半球的冈瓦纳大陆裂解并漂移到当前位置已得到普遍认可,但大陆板块运动的驱动力在大陆漂移学说提出至今一直存在争议,定量估算印度大陆板块运动的驱动力有助于减少争议。我们收集了印度大陆南部被动大陆边缘盆地区域的两条深反射地震勘探剖面,并对其进行了构造地质解译,详细估算了其莫霍面倾角,得到了地壳重力滑移剪切力的大小,用于解释印度大陆运动的动力机制。结果说明,印度大陆板块在地幔上涌形成的倾斜界面上能够产生足够大的重力滑移力驱动印度大陆向北漂移。由此提出一个“地幔上涌和重力滑移”双驱动大陆漂移模型,即大陆板块依靠连续的地幔热上涌和重力滑移力会持续漂移。该模型能够合理解释印度洋上的大陆残片,也能合理解释印度大陆北漂中左旋的成因机制。该重力滑移驱动机制为板块运动提供了一个新的动力模式,为认识板块运动驱动力提供了更为精确的约束信息。

贝加尔裂谷和汾渭地堑成因与印度欧亚碰撞的远程效应

位于欧亚板块东部的贝加尔裂谷和汾渭地堑是两个著名的裂谷系,它们具有相似的外形和地貌特征,也具有相似的地质构造演化历史。其成因机制长期以来一直存在争议,诸多研究说明它们的形成和印度与欧亚大陆碰撞密切相关,但印度与欧亚碰撞的远程效应是如何传递到这些区域的?本文通过大陆漂移过程中的陆缘区域的地幔上涌所形成的伸展构造演化和陆缘裂解,结合欧亚大陆新生代构造演化,研究印度欧亚碰撞的远程效应所导致的微陆块裂解漂移及伸展构造发展演化规律。结果说明这两个裂谷的成因与欧亚东缘新生代大规模微陆块裂解漂移密切相关。新生代伴随着青藏高原的隆升,欧亚大陆东缘发生了大规模地幔上涌和陆块裂解,日本、堪察加等陆块发生了裂解漂移,它们的裂解漂移在欧亚东缘形成了差异左旋走滑环境,从而分别在西伯利亚克拉通和鄂尔多斯克拉通东南侧形成了两个裂谷系和地震带,这两个地震带和2023年2月土耳其大地震具有类似的成因机制,它们都是走滑断裂所形成的地震带。用新大陆漂移模型可以合理解释其成因机制。

新疆阿舍勒铜锌矿三维地震勘探

随着深部找矿需求的急剧增加,地震勘探由于具有大深度和高分辨率的优势,使其在金属矿勘查领域越来越受到关注。目前国际上的金属矿地震勘探越来越多地使用三维勘探技术,而国内还普遍停留在二维勘探上,金属矿三维地震勘探鲜有报道。新疆哈巴河阿舍勒矿业有限公司在阿舍勒铜锌矿上进行的三维地震勘探工作是一次非常有意义的尝试。阿舍勒铜锌矿三维地震勘探采用16线3炮中间激发的观测系统,每条线240道接收,线距60 m,道距20 m,横向跑间距20 m,纵向跑间距80 m,满180次覆盖面积为8.39 km^(2)。由于该矿区地震地质条件差,采矿施工干扰大等不利因素,使得地震资料的信噪比很低,给数据处理带来了极大的挑战,需要着重关注静校正、保幅叠前去噪、振幅补偿、子波处理、精细速度分析、非对称走时叠前时间偏移及叠前深度偏移速度建模等处理过程。基于阿舍勒地震勘探资料处理结果,开展了详细的地质解译工作,在矿区地质与找矿预测方面均取得重要进展与成果:(1)证实玛尔卡库里断裂两侧地层连续分布,认为其西侧仍为阿舍勒组,即可将托克萨雷组合并到阿舍勒组中;识别出矿区英安斑岩与东山火山机构的深部岩体形态,识别出矿区西南的闪长玢岩通道;揭示哈巴河花岗岩为逆冲推覆体,指出F_(3)与F_(4)断层的伸展正断和F_(1)断层的逆冲推覆,导致哈巴河岩体抬升至与阿舍勒组相同的高程;发现矿区存在EW向叠加褶皱,揭示阿舍勒一号矿床I-1矿体向斜北倾为叠加褶皱所致,指出部分褶皱的形成与逆冲-伸展断裂活动有关。(2)建立了阿舍勒矿床“三位一体”的地震波结构模型:具二元结构的层状-亮黄色斑点状反射区/块状矿体与矿化蚀变体+碎块化的强反射层/蚀变的玄武岩-凝灰岩层+辉绿岩体,建立阿舍勒铜锌矿床成因模型与阿舍勒矿集区VMS型Cu-Zn矿床成矿模型;依据三维地震切片,确认阿舍勒矿区F_(20)断层为左旋走滑断层,已知的I号矿带被向西位错100~200 m,从而确定I号矿带的北延位置,确定成矿靶区G,构建靶区G的二元地震结构模型;基于“三位一体”的找矿标志并结合地质与地球物理资料,圈定6个找矿靶区,并划分为3种类型的靶区。其中A类靶区3个,靶B类靶区1个,C类靶区2个。

大地电磁测深法在铜镍矿勘查中的应用——以与超镁铁质岩有关的新疆图拉尔根铜镍矿为例

文章介绍了大地电磁勘探的基本原理,结合在新疆哈密地区图拉尔根铜镍矿区的实际应用,从野外数据采集到资料处理和地质解释对该方法的实际效果进行了剖析,所获异常得到钻探证实为厚大矿体。文章还对该方法的适用条件进行了分析,并给出了在荒漠戈壁地区进行大地电磁勘探的一些可以借鉴的经验。

浅层地震勘探方法在金矿深部预测中的应用

地震勘探技术在石油、煤田和工程地质中得到了广泛应用 ,但在金矿和其它金属矿床中则有一系列的问题限制了它的应用。在分析了石油地震与金属矿地震不同点的基础上 ,简介了地震勘探方法的基本原理。然后给出了在金矿和其它金属矿区应用地震勘探方法的过程中各个环节所应该注意的问题 ,包括仪器的装备、野外施工方法和资料处理的流程及地质解释等 ,并通过在黑龙江乌拉嘎金矿的实际应用 ,得到了理想的效果。

老挝万象盆地萨塔尼钾盐矿的构造变形与深部矿预测

老挝万象盆地蕴藏有丰富钾盐矿,钾盐成矿后受到了后期构造运动的强烈改造。后期构造运动对万象盆地的钾盐矿产生了怎样的改变?一直缺乏深入研究。本次研究表明,在挤压走滑背景下,后期的构造运动对钾盐进行改造,并使得钾盐矿体发生了塑性柔流和脆性滑移。万象盆地萨塔尼钾盐矿区的三维地震勘探结果表明,无论水平切片还是垂直剖面上,都清晰地显示了构造运动对钾盐矿和地层的后期改造。钻探岩心也显示与构造运动有关的柔流变形。通过钻孔测井资料对三维地震勘探进行标定,可以准确外推钾盐矿体的横向变化并预测定位钾盐矿的空间位置。最终在老挝万象盆地萨塔尼一个很小的矿区详勘发现了一个超大型钾盐矿床,因此三维地震在万象盆地钾盐矿后期改造和勘探方面发挥显著作用。

用非线性参数拟合法反演 Q 值

通常用于求取 Q 值的方法有升时法、频谱比法、谱模拟法及子波模拟法等。这些方法的共同缺点是对噪音敏感和费时。为此我们导出了拟合函数表达式,提出用非线性参数统计模拟地震记录的方法反演 Q 值。其统计特性可成功地用于压制随机噪音,不受震源子波的影响。此法不仅省时,而且可以较精确地求取层间 Q 值,为直接寻找岩性油气藏提供帮助。

浅层地震勘探在云南北衙地区隐伏金矿预测中的应用

反射地震勘探技术在石油、煤田和工程地质中得到了广泛应用 ,但在金矿和其它金属矿床中则有一系列的问题限制了它的应用。在分析了石油地震与金属矿地震不同点的基础上 ,简介了地震勘探方法的基本原理。在对云南北衙金矿的实际地震勘探过程中 ,对这种方法进行了试验 ,并总结了在金矿和其它金属矿区应用地震勘探方法的过程中各个环节所应该注意的问题 ,包括野外施工方法和资料处理的流程及地质解释等。最后得到了较为理想的效果 。

从南大西洋裂解过程解密大陆漂移的驱动力

南大西洋裂解造成的非洲和南美洲的大陆分离得到了广泛认可,该区域也与大陆漂移学说的诞生密切相关。但大陆漂移的驱动力从其提出至今一直存在争议,定量化分析大西洋裂解过程中板块运动的驱动力显得尤为重要。我们研究了南大西洋两侧被动大陆边缘盆地区域的两条深反射地震勘探剖面,在构造地 质解译基础上,详细估算了非洲大陆的莫霍面倾角,得到了沿莫霍面地壳重力滑移剪切力的大小,用于解释 大西洋裂解过程中非洲大陆运动的动力机制。结果说明,非洲大陆板块在地幔上涌形成的倾斜界面上能够 产生强大的重力滑移力,且南部驱动力大于中部。大陆板块依靠连续的地幔热上涌和重力滑移力会持续漂 移。该模型能够合理解释大西洋上诸多线状分布的大陆残片的成因机制,也能合理解释南大西洋南部宽度 大于中部的内在原因,最后对南大西洋的打开过程进行了精细的构造演化史恢复。该研究为板块运动提供 了一个新的动力模式,为认识板块运动驱动力提供了更为精确的约束信息。

地震子波提取方法研究

地震子波的提取是波阻抗反演及正演模型的基础工作，本文首先研究了确定性子波提取方法所存在的问题，即子波长度的确定、截断误差的影响、直流分量的消除及随机噪音的影响；然后对最近发展起来的利用地震记录的高阶累积量估算地震子波的方法进行了理论分析，将上述确定性方法和统计性方法结合起来，发展了一种约束外推地震子波的新方法；最后用实际资料进行了试算。

海南岛的成因机制研究

海南岛是位于华南地块南部的一个相对独立地块,其成因机制有多种说法。本文基于地理地貌、地层、断裂带、岩浆岩、矿带分布、地震勘探剖面、古生物,以及环绕海南岛的3个盆地的成因等诸多证据的系统分析研究,结果表明海南岛是从北部湾旋转分离出去的,从原始位置逆时针旋转了约150°达到当前位置。其分离起始时间大约起始于65 Ma,旋转漂移主期发生在40~24 Ma,目前还在整体向东南方向漂移同时伴随着逆时针旋转。海南岛的成因机制和印度板块与欧亚板块的碰撞过程密切相关,动力机制是印支地块的大规模挤出和旋转带动了海南岛从华南的裂离和旋转漂移。本研究为该碰撞过程的构造演化阶段性时限提供了远程约束。同时也对海南岛的成矿区带研究具有一定指导意义。

测井约束地震子波外推方法研究

地震子波的提取是波阻抗反演及正演模拟的基础。本文首先研究了确定性子波提取方法所存在的问题，如子波长度的确定、截断误差的影响、直流分量的消除及随机噪声的影响等；然后对近期发展起来的利用地震记录的高阶累积量估算地震子波的方法进行了理论分析；进而将上述确定性方法和统计性方法结合起来，研制出了一种测井约束外推地震子波的新方法；最后对实际资料进行了试界，其结果表明，利用测井约束的子波外推方法获得的子波比传统方法要精确。

从汶川地震探讨隐爆与成矿过程

关于地震的成因机制目前还存在很大争议,2008年汶川大地震后的探槽、钻探和测井及地球物理勘探资料研究表明,汶川地震是一个从西南往东北方向渐进的隐爆过程。通过进一步对比国外地震的研究结果推测,地震的隐爆动力机制包含两个方面,其一是地下流体相变膨胀爆炸,其二是地下深处的累积负电荷放电(地下雷电)。然后通过对比斑岩矿床的成矿机制说明地震是一个压力温度释放过程,可以满足斑岩型矿床成矿的压力、温度、酸碱度等变化要素。本次地震富集了磷、硫、铁、锰等元素。这说明地震是一种由断裂运动激发引起的地下隐爆和成矿过程。

郯庐断裂带的几个关键问题探讨

郯庐断裂是中国东部的一个巨型断裂,目前关于郯庐断裂的几个关键问题仍存在较大争议:一是郯庐断裂的长度;二是郯庐断裂的走滑距离和走滑深度;三是郯庐断裂的形成与活动时间;四是郯庐断裂与胶东金矿的关系。基于地质、地球物理和地球化学研究结果,结合近期郯庐断裂带区域高精度石油地震勘探资料和地质测年资料,通过大地构造演化史恢复说明,郯庐断裂的雏形出现在中生代的中央造山带东段,走滑开始于新生代初期,大规模平移走滑发生在45～24 Ma,并持续活动至今。郯庐断裂总体左行走滑量约为760 km,总长度约为3 000 km。对于胶东金矿,郯庐断裂主要是一个改造断裂。郯庐断裂带的形成和演化与中新生代欧亚板块东缘的构造环境变化密切相关。研究结果为中国东部大地构造动力演化及成矿过程研究提供了新思路。

隐伏金矿勘探中的地震勘探方法

地震勘探方法是石油、煤田勘探中的一种重要地球物理方法,但在金矿和其它金属矿床勘探中则有一系列的问题限制了它的应用。本文在分析石油地震与金属矿地震不同点的基础上,简单介绍了地震勘探方法的基本原理。指出在金矿和其它金属矿区应用地震勘探方法的过程中各个环节所应该注意的问题,并通过在黑龙江乌拉嘎金矿的实际应用例子,说明地震勘探方法为隐伏矿床的精确定位预测提供了十分重要的地球物理资料。

印度大陆板块北漂的动力机制研究

印度大陆板块是一个活化的克拉通板块,其向北漂移并与欧亚板块碰撞过程得到了广泛研究,但其北漂的动力机制则很少被关注。传统上认为是海底扩张造成了印度大陆板块的北漂,但最新的地球物理观测结果却与此相悖。基于地磁场异常特征、古地磁测量和地震勘探剖面等诸多证据的系统分析研究,结果表明印度大陆板块厚度大约40km,其北漂的动力机制与印度板块南侧深部的岩浆上涌密切相关,大陆板块的漂移是自发驱动的。通过新建立的大陆漂移模型可以合理解释印度大陆板块漂移的动力来源,并合理地解释了印度大陆板块北漂中伴随左旋的深层次动力机制。最后探讨了印度大陆板块在80~40 Ma期间异常高速漂移的根源和东非大裂谷的成因。本研究为大陆漂移模式提供了一个新的动力机制。

从东海和南海北部盆地群演化探讨日本大陆板块的形成过程

日本列岛是位于欧亚东缘和西太平洋过渡带上的大陆板块,其来源和成因机制得到了广泛研究,传统上认为其成因是由太平洋俯冲形成的沟弧盆体系的一部分,但仍存在诸多争议。基于地形地貌、地震勘探剖面和盆地构造演化史恢复、古地磁测量和古生物等诸多证据,将南海北部的珠江口盆地、台西南盆地和东海盆地及冲绳海槽的构造迁移进行统一的系统分析,研究结果表明日本大陆板块在新生代由两个区域分别漂移而来。北海道来自赤道附近,而本州、四国和九州来自华南大陆边缘。其成因动力机制与欧亚板块从北大西洋的裂解东漂和印度与欧亚碰撞密切相关,在这个过程中,位于欧亚板块东缘的日本三岛首先发生了裂解,之后发生了漂移。新的大陆漂移模型合理地解释了沟弧盆体系的形成机制和过程,说明了弧状岛弧的成因机制,也给出了所形成的盆地内油气富集的规律。本研究为大陆漂移模式提供了一个新的动力机制。

用双曲线变换滤波方法提高原始地震记录的信噪比

在一些地震地质条件比较复杂的地区,野外采集到的地震记录的信噪比常常很低,使通过水平叠加得到的CMP剖面难以用于解释。受倾斜叠加方法的启发,我们提出了一种新的提高信噪比的方法,即用双曲线变换滤波(HTF)的方法来压制随机干扰,加强有效反射信号。通过对理论资料的使用表明该方法的效果是十分显著的,即使在有效波被严重干扰的情况下仍能有效地增强有效信号,提高信噪比。可以预计,对一些因受到复杂地表条件等因素严重干扰的地震数据,该方法将会起到大大改善其信噪比的效果。

信噪比的估算及其在高分辨率处理中的应用

野外实际地震记录中总是包含有噪音的，在进行高分辨率处理之前，需首先了解这些噪音的强度及其频谱分布范围，同时也要了解信号的强度和其频谱分布范围，找出有效颇带的范围（即信噪比大于1的范围）。然后利用自适应频率加强和谐白化的方法提高分辨率，在有井资料的情况下，再利用测井资料所得的反射系数频谱作为约束对地震资料进行“监色谱校正”处理，以进一步提高分辨率。这种方法在提高分辨率的同时并不降低其信噪比，因为它对信噪比小于1的频带不予处理甚至进行了压制。实际资料的处理结果表明，该方法简单，是一种十分实用的高分辨率处理方法。