重力资料在二连盆地构造单元区划及断裂构造识别中的应用

二连盆地是我国重要的产铀盆地,且铀矿多为隐伏盲矿。为了明确研究区内地质构造特征,提供铀矿资源勘探方向,文章利用最新的重力资料,通过布格异常改正、解析延拓和总水平导数计算等处理,得到了与断裂和盆地边界相关的地球物理场信息。研究结果揭示了二连盆地重力异常具有明显的分区性和分带性。根据重力异常特征共推断出48条断裂,断裂构造方向主要呈北东向和北西向,其中以北东向为主,北西向为辅,北西向断裂对北东向断裂进行了改造和错动。结合前人研究、断裂划分和基底埋深,重新划分了马尼特坳陷、乌兰察布坳陷、苏尼特隆起和温都尔庙隆起的构造边界。重力资料显示研究区已知的铀矿化和盆地基底隆坳之间关系密切,铀矿化多分布在构造区的局部斜坡带。综合全区地球物理场特征和推断的断裂分布,乌兰察布坳陷东北部是比较好的砂岩型铀矿床有利区。

二连盆地中部古河道砂岩型铀矿综合地球物理响应特征研究

二连盆地是我国北方重要的产铀盆地,近年来盆地中部相继发现一批古河道型砂岩铀矿床,预示该区域具有明显的找铀前景。结合该区铀成矿与地层结构、断裂、砂体、氧化还原过渡带等因素密切相关的地质认识,利用多种地球物理方法对成矿地质环境进行综合探测试验研究,分析研究成矿有利区平面上的重力异常、磁异常、放射性异常特征,以及剖面上的地震响应特征,半定量地建立了成矿有利区的综合地球物理预测模型:平面上,矿(化)体主要位于剩余重力异常的梯度带及附近,异常范围主要于-1×10^(-5)~1×10^(-5)m/s^(2),位于"两高夹一低""U"型和"高、低"半"U"型土壤氡浓度异常带上,位于"高、低"半"U"型剩余磁异常的过渡带部位。剖面上,矿区主要位于宽缓"U"型充填状河道地震相体内,"U"型河道的两侧及内部多出现弯曲、间断、陡立等类似断层的同相轴特征,"U"型河道内部矿(化)体多呈中弱振幅、中低频率、低连续性的杂乱状地震反射特征。利用该模型在二连盆地中部预测了1片铀成矿有利区,后期通过调研分析预测区内钻孔资料,验证了该预测结果是有效的。表明本文建立的"重力+地震+测氡+磁测"组合找矿方法和预测模型,可提升二连盆地砂岩型铀矿勘查预测效果,可为类似地区铀矿勘查工作提供有益参考。

川西高原重磁异常特征与构造背景分析

川西高原位于青藏高原东缘,是我国大陆地壳构造变形及地震活动最强烈的区域.利用最新重力、航磁资料,通过异常分析和反演计算,研究了该区鲜水河断裂、理塘断裂、金沙江断裂的重磁异常特征、莫霍面特征、居里面特征,分析得出了这些断裂的深部地质结构与构造背景.计算表明：川西高原莫霍面东南浅、西北深,地壳厚度在43~63km之间.居里面特征表现为条带状,深度在17~23km之间.其中,鲜水河断裂带对应莫霍面深度梯度带,居里面为高低起伏圈闭.理塘断裂带北段莫霍面局部隆坳相间,南段莫霍面逐渐抬升,居里面呈现由西向东加深的梯度带.金沙江断裂带,居里面形成局部抬升,深部可能存在高温地热异常源.综合分析认为,川西高原地壳结构主要特点为：增厚的下地壳,热-塑性变形的中地壳,脆性变形的上地壳.

南沙海槽岩石圈热-流变结构与动力学演化分析

南沙海槽前陆盆地是我国南海南缘陆架区重要的含油气盆地,海槽之下陆壳减薄的原因、前陆区逆冲推覆构造的变形机制是南海地球动力学研究的重要科学问题。利用地震、重磁、地热观测资料,依据地震沉积地层分析、重磁反演分析、地幔流应力场分析、热-流变学分析方法,文中计算了南沙海区地壳结构特征、南沙海槽逆冲推覆热-流变学结构。结果表明:南沙海区Moho面深度在18~26km,其中海槽区Moho面最浅,由海槽中心向东南至陆坡,Moho面由20km快速下降到26km深度,说明南沙海区陆壳结构曾发生过强烈的构造变动。南沙海区地壳累积流变强度FC与岩石圈累积流变强度FL之比小于80%,显示为一个整体陆壳地块,岛礁区大部分地段地壳热流QC与海底热流Q0之比大于60%,为"热壳冷幔"型热结构,而海槽区情况正相反,QC/Q0小于40%,为"冷壳热幔"型热结构。南沙海槽Moho面温度在300~700℃,地壳整体温度较低,地温梯度在垂向上高、低相间成层分布,地壳浅层地温梯度在15~30℃/km,深层地温梯度大于45℃/km。南沙海槽南北两侧应力分布特征不同,北侧挤压,南侧伸展。北侧挤压区,地层挤压收缩量由深向浅减小,南侧伸展区,地层伸展量由深向浅增大,类似手风琴风箱结构。北侧黏滞系数高、流变强度大,南侧黏滞系数低、流变强度小。南侧的黏滞系数、流变强度大约比北侧低2~3个数量级,因此南沙海槽南侧比北侧更容易发生构造变形。由计算结果推测,南沙Moho面起伏或陆壳减薄与"地壳重力均衡作用"和"地幔热隆升作用"有关,海槽东南缘逆冲推覆体构造变形机制主要是"地壳缩短"作用,其次是"重力滑脱"作用。文中没有涉及南沙陆块不同地质时期Moho面、"地壳均衡"、"地幔热隆升"之间的演化关系,也没有涉及南沙海槽基底变形中"弹性挠曲"和"逆冲推覆"之间的关系。

重磁方法在吐尔库班套铜镍矿区勘查中的应用

利用实测的重、磁资料和岩石物性资料,并结合矿区地质、钻孔等资料,确定了重高、磁高为吐尔库班套铜镍矿区内识别超基性和基性岩体的标志,重磁对应分析结果表明研究区重磁异常具有很好的同源性。利用归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)技术推断了5条断裂,研究认为北西向断裂形成较早,其与研究区主体构造走向一致,北东向断裂形成较晚并将北西向断裂错断。利用布格重力异常垂向二阶导数、化极磁力异常垂向一阶导数以及重磁对应分析结果推断了18个基性、超基性岩体并研究了其规模及平面分布特征,利用重磁联合人机交互反演技术解释了基性、超基性岩体的纵向分布特征和规模,结果表明研究区基性、超基性岩体规模不大。综合研究了断裂分布特征以及岩体分布特征,认为研究区基性、超基性岩体的分布明显受断裂控制,而且主要分布在F1、F4和F5断裂组成的区域,并具有明显的分带性,其与北西西向的断裂分布是一致的,推测岩体主要沿着北西西向断裂侵入,北东向断裂对岩体的分布起到限制作用。

矿区重力三维物性反演的参考模型构建方法及应用

矿区重力数据三维约束反演是摸清深部成矿环境的重要技术手段,其关键在于有效地引入先验信息。参考模型是一种简单有效的约束引入方法,可显著提升反演质量。本文探讨实际应用中参考模型的构建方法,将地质图、物性统计以及地层界面信息有效引入到反演中,获得符合地质认识的可靠结果。在张麻井矿区构建参考模型约束并进行重力三维反演,约束反演结果与地表露头信息相符,且与钻孔揭示的层位信息吻合,而无约束结果与实际差异较大。因此,构建参考模型约束有较高的实用价值,对改善重力三维反演结果具有重要作用,值得推广应用。

马里亚纳海沟Challenger Deep的岩石圈流变结构与动力学分析

马里亚纳海沟是西太平洋板块边缘沟-弧-盆体系构造演化的关键地区,其南端的Challenger Deep不仅是地球表面最深点,也是马里亚纳海沟、马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽、西马里亚纳洋脊和帕里西维拉海盆的构造汇聚点。开展岩石流变结构与动力学过程研究对于认识Challenger Deep的形成演化具有重要的科学意义。利用综合地球物理资料,通过对重、磁数据的计算分析,研究马里亚纳沟-弧-槽-盆系统的等效黏滞系数和岩石圈强度等流变学特征。利用地震资料,勾绘海沟之下贝尼奥夫带随深度变化的特征以及陡变形态。计算结果表明:对应马里亚纳海沟-岛弧-海槽系统,自由空气重力异常向东凸出,形成弧型异常区;区内异常表现为串珠状线性特征,异常值中间高,两侧低。不同深度岩石圈累积强度比值表明,海沟南北两侧地壳上硬下软,海沟中部地壳上软下硬。在给定应变速率条件下计算的等效黏滞系数东高西低,说明西侧构造体地壳比东侧构造体地壳更容易变形。Challenger Deep岩石圈强度较大,等效黏滞系数较高,具有上硬下软的流变学特征,为板块俯冲在该区的弯曲、撕裂与快速翻转提供了重要条件。地震与重力剖面分析表明,Challenger Deep处的岩石圈累积应力强度和有效粘滞系数条件,可以使马里亚纳海沟俯冲带在重力作用下弯曲、开裂,或部分向南翻转、变陡。

航磁资料在二连盆地构造区划及断裂体系识别中的应用

二连盆地是我国重要的砂岩型铀矿产铀盆地之一,古河道砂岩型铀矿多为隐伏盲矿,用地球物理勘查方法寻找隐伏构造和盲矿体的优势得以发挥。文章利用最新的航磁资料,通过化极、解析延拓和总水平导数计算等处理,得到了与断裂相关的地球物理场信息,揭示了二连盆地磁异常具有明显的分区性和分带性。根据磁异常特征将二连盆地划成4个区域,共推断出28条断裂,断裂方向主要呈北东向、北东东向、近东西向和北西向,这些断裂主要是以不同磁场分界线、梯度带和串珠状的异常,表现为磁场分区、分带的界线。在此基础上,根据航磁资料解释和实际应用结果对断裂构造和成矿关系进行了探讨,初步圈定了二连盆地北部马尼特-乌兰察布带为铀成矿有利区。

地层水电阻率的计算方法优选及实际应用

地层水电阻率RW是确定地层含水(油气)饱和度的重要参数,它的精度直接影响测井解释结论的准确性。以R油田砂岩油藏为例,基于目的层G和H为上下接触关系且具有相近储层特征,由于隔层被划分为两套含油气系统,本文参考G层已有的地层水分析资料对多种地层水电阻率计算方法进行优选,并将优选出的计算方法用于缺少实验分析资料的H层的地层水电阻率计算。本研究方法能够在缺少实验分析资料的情况下较准确地计算出目的层地层水电阻率,实际应用效果较好,为提高测井解释精度奠定基础。

鲁西金刚石原生矿床区域重磁异常特征及深部地质构造背景

鲁西金刚石原生矿床成矿背景复杂,由于缺乏地壳结构、岩浆侵入体位置、断裂规模等信息作为参考依据,深部构造特征及其在成矿过程中的作用尚不明确。本文基于重磁数据和地震剖面资料,采用Parker-Oldenburg界面法、功率谱法和2.5D重磁震联合反演等方法,获得了鲁西地区地壳结构、断裂规模、岩浆侵入体位置等信息,在此基础上,探讨了金刚石原生矿床的深部构造背景。结果表明:鲁西金刚石原生矿床分布于区域布格重力异常低值区、磁异常中-低值区,布格重力异常平均值低于-100×10^-5 m/s^2,磁异常变化范围较大,介于-160~60 nT之间;矿床位于莫霍面、居里面等值线密集的梯度带,即稳定区域与活化区域的过渡带,莫霍面深度约为31.2~32.2 km,居里面深度约27.5~30 km;矿床分布区NW向断裂构造切割深度均超过20 km,其中蒙山断裂切割深度为35 km,深达上地幔,新泰-垛庄断裂切割深度为28.5 km,深达居里面,泰山-铜冶店断裂切割深度为20.5 km;金伯利岩于古生代形成后,受中生代伸展构造影响,被NW向断裂逐级抬升、剥蚀,直至出露地表。金刚石品位自南向北逐渐降低是由于北部抬升幅度大,剥蚀接近金伯利岩根部的结果,指示南部矿带找矿潜力大。

鲁西隆起重磁异常特征及其构造活动性分析

通过对鲁西隆起区重磁资料的分析和反演计算,研究了沂沭断裂带、齐河—广饶断裂带、聊城—兰考断裂带、丰沛断裂带以及地块内部断裂的重磁异常、莫霍面和居里面深度特征,并讨论了鲁西隆起的地质构造特征和构造活动性.结果显示:鲁西隆起基底广泛出露,沉积层主要分布在由断裂下降盘控制的凹陷内,区内断裂深度达20km以上,其中蒙山断裂深入至上地幔,控制了蒙山金伯利岩型金刚石矿的产出;鲁西隆起区莫霍面深度为30—35km,整体呈向西开口的箕形,地块中部地壳厚度较厚,除西侧地壳呈阶梯状增厚外隆起地块四周地壳逐渐减薄;居里面深度介于20—33km之间,中部地区较深,为整体稳定的地块,断裂带分布位置对应于居里面梯度带;地震活动主要集中于断裂带与莫霍面梯度带交会区以及断裂带上的居里面突变区.