准噶尔盆地乌伦古凹陷电性结构特征

弄清准噶尔盆地乌伦古凹陷地下深部电性结构,对于准噶尔盆地乌伦古凹陷的深部油气勘探具有重要意义。综合钻井、地震、测井、地质露头观测及分析化验等资料,总结了研究区的地球物理特征,包括地层岩石密度特征、磁性特征、电性特征。在此基础上,对乌伦古凹陷的一条大地电磁测深原始时间序列的电场数据进行视电阻率曲线平滑处理和静态偏移校正处理,并采用Occam法进行反演,得到乌伦古凹陷地下10km深度范围内的电阻率剖面。依据该电阻率剖面,结合地震及钻井资料,初步确定了准噶尔盆地乌伦古凹陷地层的构造形态,发现乌伦古凹陷西北端和东南端地下存在高阻异常,且基底中存在低阻地层。研究结论对准噶尔盆地乌伦古凹陷的油气勘探具有重要的价值。

青藏高原东构造结林芝地热田浅部典型电性结构及热储关系

约40 Ma以来,受控于印度板块的俯冲及后期演化,青藏高原喜马拉雅山系东构造结成为了板块活动最强烈的地区之一;由于深部动力学过程中的浅表响应,该地区地热资源极为丰富。笔者等通过对两条音频大地电磁(AMT)测线进行数据处理与分析,查明了测点覆盖区域范围内二维电性结构及主要存在的深大断裂。依据电性结构推测研究区地下1 km深度范围内可分为4层,浅部低阻层为松散砂泥卵石层,下伏的中阻为砾卵石层,其下的低阻为砂岩、板岩、页岩强风化层,最底部的中高阻层推测为古元古界林芝岩群真巴岩组以片岩、花岗岩为主的地层。结合以往大地电磁测深及地震研究发现的地下10~20 km存在大规模近东西向展布且向上延伸熔融流变导致的低速高导体,推测可能是该地区深部热源所在。进一步通过对深部及浅部电阻率模型的综合对比研究,基于地热地质背景、电性结构特征,探讨了该地区的深部热源及热储关系。

蚌埠—淮北地区电性结构及地质意义

通过安徽蚌埠—淮北地区开展大地电磁剖面探测,结合重磁异常,获得了该区深部电性结构及主要地层展布和断裂性质的信息,尤其是徐宿弧形构造形态和深部含煤系地层发育情况。结果表明:①上古生界主要分布在徐宿弧形构造地表高阻推覆体之下,具有低阻、低密度的物性特征,连续性较好,认为推覆构造下煤矿勘查潜力大。②剖面上断层早期以逆断层为主,使得局部下古生界及元古宇覆于上古生界之上,后期以正断层为主,控制新生界沉积。③徐宿弧形构造海拔-4 km以浅表现为“高、低”双层电性结构,主冲断层面由F 5、F 6断裂组成;其地表高阻推覆体前缘西北至萧县,南至固镇县北,在闸河地区被广泛剥蚀。上述成果为该区基础地质研究和找矿勘查提供了重要地球物理信息。

蒙城野外站地电观测场地电性结构探测及解析

利用高密度电阻率层析成像方法,在安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站地电观测场地及周边进行地下介质电性结构探测,采用温纳装置连续滚动测量方式测得高精度视电阻率数据及测量电极高程信息。通过对探测数据进行正反演计算,获得不同轴向、不同深度的电阻率分布特征及较为精细的研究区电性结构图像,同时结合历史探测资料和钻孔数据进行地质解释,为蒙城地电阻率观测资料的深入研究提供更为科学的背景依据。

西藏捌仟错深部卤水层电性结构特征及成因分析

为探测西藏捌仟错深部是否存在大面积的“卤源”,理清盐湖区深部卤水的分布特征、控制因素及物质来源,开展了1∶15000音频大地电磁探测,其中包含水域物理点12个,获得了深部纵向上“高-低-高-低”4层电阻率模型。结果显示在盐湖区南部发育一组正断裂,这组断裂既可作为储水构造也可作为导水通道,形成导卤断裂带。在断裂露头处的含卤喷泉印证了本文观点。通过整理分析9口钻井资料,圈定了盐湖下方浅部卤水层的范围,并且发现该范围与第一套连续性较好的低电阻率层对应,推测该层为富水有利层。最后,通过分析卤水的化学元素成分及含量,结合新近系岩浆活动及构造背景,认为捌仟错卤水物质来源与火山活动相关。研究结果表明了音频大地测深是研究深层卤水的重要方法,证明了水域音频大地电磁(audio magnetotelluric,AMT)的可行性和有效性。

依兰—伊通断裂带舒兰段深部电性结构研究

依兰-伊通断裂带是划分我国中蒙和中朝2个活动地块的重要边界断裂,也是东北地区规模最大的断裂系统,以往研究认为该断裂活动较弱,但该断裂舒兰段在全新世有过强烈活动。针对这一问题,2021年在穿过依兰-伊通断裂带舒兰段位置布设了一条大地电磁剖面,对所获取的14个宽频测点数据进行了精细化处理和二维反演,获得了断裂带及其两侧地块的深部电性结构特征。结果表明:依兰-伊通断裂带舒兰段及其邻近地区电性结构表现为东西横向分块的特点,其中主断裂呈现延伸至中下地壳的中低阻条带,强度较弱,其东西两侧为高阻,强度较强。结合中国大陆其他活动断裂区的大地电磁探测结果,推测依兰-伊通断裂带舒兰段的电性结构分布特点有利于断层活动和形变累积,未来需要注意其地震孕育的风险。

银川盆地东缘上地壳电性结构特征及地热勘探方向

随着银川盆地东缘地热井的成功实施,指明了围绕黄河断裂及其次级断裂寻找地热的新方向。为了进一步研究黄河断裂对银川盆地东缘地热资源的控制作用及缩小勘探靶区,共布设了4条MT测线,获得了71个测深点。通过对大地电磁测深资料进行预处理及二维反演,获得了研究区10 km以浅的二维电性结构。综合研究区以往地质、重力、微动、可控源音频大地电磁测深资料,对银川盆地东缘地层、断裂构造进一步解释,认为大地电磁测深测线所反映的奥陶系基底高阻内出现的相对低阻可能是黄河断裂后缘次级断裂发育部位,由奥陶系破碎充水所致,具有地热资源勘探的潜力。

青藏高原东缘甘孜断裂带地壳电性结构与孕震构造

位于青藏高原东缘的甘孜断裂带是一条晚第四纪强烈活动的左旋走滑断裂,与强震的发生有密切关系,它与鲜水河断裂带共同构成川滇地块与巴颜喀拉地块的边界.本研究横跨甘孜断裂带布设一条宽频大地电磁测深剖面,该剖面始于川滇地块,终止于巴颜喀拉地块.本文首先利用阻抗张量方法定性分析了研究区地壳结构的构造维性和电性主轴,然后利用二维各向异性和三维各向同性反演方法获得了可靠的地壳电性结构.结果显示川滇地块和鲜水河断裂带上地壳的各向异性方向沿着断裂带的走向,而甘孜断裂带下地壳的各向异性方向则垂直于断裂带的走向,表明研究区上地壳和下地壳存在解耦变形;甘孜断裂带两侧的电性结构存在显著差异;研究区上地壳的花岗岩体呈显著的高电阻率特征,上地壳的低阻异常主要是由含盐流体聚集导致的,而下地壳的低阻异常则主要由部分熔融体和流体共同构成.综合分析推断:地壳内的流体沿断裂带向下运移,增大了孔隙压力,降低了断裂的正应力,从而加速了地震成核过程;在上下地壳解耦变形的构造环境下,下地壳的运动拖曳作用致使应力在上地壳内更易于积累,从而导致地震的发生.

高密度电法电性结构揭示天山天池堆积坝体厚度及其阻渗稳水功能分析

天山天池北堆积坝体结构受其成因和演化控制,影响其含水和渗流特性。对该坝体稳定至关重要的下伏基岩埋深、坝体结构阻渗水结构特征等需现场探测并给出科学判断。在地质调查基础上采用高密度电法对天池堆积坝体结构进行探测,首次获得深达下伏基岩的堆积坝体纵向和横向电性剖面。结合光释光测年、水化学成分对比、水量平衡计算等手段,分析坝体堆积物形成时代以及坝体水文地质结构特征。结果显示:天池坝堆积体厚度大于100 m并可分为3层,上部浅表层滑坡形成的巨大块石层厚30~40 m且基本不含水,其下松散含水层厚度为30~50 m;下部为较低电阻率弱透水的冰碛物,主要分布在坝体下游和东端;底部为高电阻率不透水的石炭系火山岩。坝体中间部位地下水集中下渗补给了西小天池。同时靠坝体东侧发育排泄通道,呈现多处溢水点,控制了飞龙涧左岸下降泉季节性发育,同河谷冲刷作用一起影响并导致下游左岸冰碛物中发育4处滑坡体。电法剖面揭示出与坝体轴向近平行的2条隐伏断层,其中堆积坝高堤处气象台所在山丘上游一侧发育一条近东西走向并倾向上游的断层F1,构成地下水阻隔带而使天池堆积坝上游潜水水位呈现一定雍高,同坝体下伏基岩和弱透水冰碛物联合组成的坝体结构致使旱季天池水不会大量溢出,夏季丰水时浅表泉水渗漏,保证了天池水满而不溢、结构松而不垮。由此构建该堆积体内断层和地层结构组成的浅表导水模型,计算得出天池堆积体地下水排泄量约为1200 m^(3)/d,天池总下泄水量为52×10^(4)~113×10^(4)m^(3)/d(从冬季到夏季),维持了天池湖水动态稳定。

豫西 关中地区深部电性结构特征分析

豫西关中地区地处秦岭造山带、华北克拉通和扬子克拉通接合部,盆山耦合、构造演化与壳幔结构关系极其复杂。在该区开展的深大地学断面综合解释及其成油、成藏关系研究中,深地震反射剖面法首先获取了高质量的地壳乃至上地幔的反射特征,解释出莫霍面内部滑脱面结构,对岩石圈内部结构有了全新的认识,对油气盆地结构及其演化研究具有重要指导作用。为扩大研究成果,佐证地震资料认识,以沿地震大剖面测量的宽频大地电磁勘探测线资料为依据,开展了深部电性构造特征研究。经过对横跨渭河盆地、三门峡盆地和洛阳盆地的东西向大剖面宽频带大地电磁资料的处理与反演,获得了深大断面的二维电阻率深度剖面,并结合地电模型、地质与地震资料进行分析研究。研究表明,表层电性特征与盆山结构对应良好,基底与盆山界限清晰;渭河盆地与三门峡盆地虽然都是在古、中生界基底上发育的新生代断陷盆地,但二者并非整体,而洛阳盆地与二者差异明显且盆山间存在清晰的断裂分界;研究区地壳电性结构纵向上可分为4层,由浅至深分别为低阻盖层、中低阻上地壳、中高阻下地壳以及高阻上地幔。研究区上、下地壳分界线(康氏面)清晰,地壳与上地幔之间的莫霍面基本连续。该区深层地电结构模型结果为新生代沉积盆地的识别和性质界定提供了重要依据,对油气和矿藏的生成关系研究有重要指导意义。

张家口—渤海地震带天津—塘沽段的电性结构及其意义

华北北部的张家口—渤海地震带是一条新生地震断裂带。位于其中段的蓟运河断裂构成了唐山菱形块体的西边界,一直被认为与1979年宁河M 6.9地震密切相关。然而,该区域的深部结构与孕震动力学环境尚未得到有效揭示。大港—玉田大地电磁测深剖面直接穿越宁河M 6.9地震的震中区,大致与张家口—渤海断裂带相垂直。探测结果显示,区域电性结构具有显著的“横向分块、纵向分层”特征。大地电磁测深剖面还揭示了张家口—渤海断裂带中段的海河断裂、汉沽断裂、蓟运河断裂等区域性断裂的深部构造特征,且汉沽断裂可能为切穿地壳的深断裂。深部低阻体边缘的高低阻梯度带与宁河M 6.9地震和汉沽两次M 6.2地震的震中具有良好的对应关系,揭示了研究区中强地震的发生与深部显著高低阻梯度带的发育密切相关。

切穿兴蒙造山带的深断面--岩石圈电性结构及改造模式

兴蒙造山带自早古生代形成稳定的佳蒙地块以来,受到古亚洲洋闭合、蒙古—鄂霍茨克洋闭合,尤其是太平洋板块俯冲构造事件的影响.为了揭示兴蒙造山带岩石圈电性结构及改造模式,本文基于横切额尔古纳地块、兴安地块、松辽地块及佳木斯地块约1300 km的大地电磁测深剖面,对81个长周期测点进行非线性共轭梯度二维反演,获得了兴蒙造山带东西向完整的电性结构模型.结果显示:对于岩石圈尺度的结构,不同构造单元具有明显的横向差异性,额尔古纳地块岩石圈整体呈低阻特征;兴安地块岩石圈呈高阻特征;松辽地块的松辽盆地和小兴安岭岩石圈分别呈低阻-高阻特征;佳木斯地块岩石圈呈高、低阻交替的特征.在软流圈尺度,兴安地块和松辽地块存在大规模高导异常C2、C3,呈"U"型状与上方岩石圈相连,连接处对应东北地区盆山结合部位或主要的缝合带.研究表明兴蒙造山带岩石圈遭受了强烈的改造作用,结合区域构造背景,本文提出"自下而上"的岩石圈改造模式:在地幔转换带处水平滞留的太平洋板块持续扰动兴蒙造山带下方的软流圈,导致软流圈物质的上涌以及古缝合线的活化,形成的薄弱带为软流圈物质的侵入提供了有利通道,太平洋板块的俯冲深刻影响着兴蒙造山带岩石圈的演化过程.

东天山镜儿泉地区地壳电性结构特征及地质含义

为研究东天山镜儿泉成矿区深部电性结构及构造特征,并为其成矿机制提供电性依据,在东天山镜儿泉成矿区完成了一条大地电磁测深剖面。利用相位张量分解、多测点多频率阻抗张量分解及倾子矢量对数据进行了全面细致的分析。通过大地电磁二维和三维反演,获得可靠的电性结构模型,并对主要的电性结构进行灵敏度测试。研究表明:(1)康古尔-黄山韧性剪切带浅部存在低阻薄层,在强烈的韧性剪切变形作用下,浅地表岩层可能比较破碎松散,易赋存流体。(2)雅满苏断裂为流体向深部运移提供了通道,使断裂下方表现为低阻异常。(3)葫芦铜镍硫化物矿床成矿模式符合岩浆通道成矿模型,康古尔断裂为幔源岩浆提供了向上侵入的通道,携带铜镍硫化物的岩浆在通道转折、岩浆房或膨大部位发生重力沉降和聚集成矿;推测在–2 km以深可能存在比浅地表规模更大的铜镍矿床。

广东几种典型斜坡类地灾体的电性结构特征分析及物探解释方法研究

针对近年来广东省内出现的地质灾害发生数量呈日益加剧的现象,为提高物探在地灾勘查中的应用效率,这里以“十三五”期间广东省内的地灾勘查成果资料为基础素材,对广东省内的几种典型斜坡体的电性结构以地质-物性模型方式进行了实例分析研究,归纳了其要点,研究结果表明:花岗岩型斜坡体风化层的电性结构分层可分出2个~3个物性界面层,中微风化层之间普遍没有明显的物性界面,基岩与上覆风化层之间普遍存在梯度变化的物性分界面;沉积岩、变质岩型斜坡风化层与下伏基岩之间,普遍存在一处高低阻截然变化接触的物性分界面;构造成因型不稳定斜坡体中软弱结构面在电性结构面上,一般以低阻带、梯度带、高低阻过渡带等形式出现;广东省内的斜坡构造中的物性分界面(高低阻截然过渡带、梯度带等)往往与地质分界面(风化带、滑动面、断裂面、岩性分界面、层理面等)相吻合。这里的研究成果,可为斜坡灾害的破坏机理、演化过程、灾情监测预警、灾后治理、物探方法选择及成果解释等后续研究工作提供参考。

新疆北部深部电性结构特征

新疆阿尔泰山伟晶岩型稀有金属成矿带大地构造单元属阿尔泰造山带中阿尔泰构造单元,属阿尔泰—准噶尔成矿带,是国务院《找矿突破战略行动纲要(2011—2020年)》圈定的19个重点成矿带之,是我国重要的稀有金属、宝石和工业白云母成矿区。成矿带各级伟晶岩成矿单元序次完整,具有较典型的“北锂、南铍”的稀有金属矿产空间分布特征。

青藏高原东缘地壳上地幔电性结构研究进展

经过数十年的努力,中国学者针对青藏高原东缘地壳上地幔探测,累积完成超过20000 km的大地电磁测深剖面,取得了一系列重要科学数据和认识,为青藏高原东缘构造格局、地壳上地幔电性结构、地震机制和动力学研究奠定了基础.根据青藏高原东缘的主要构造和断裂分布特征,本文重点对龙门山构造带、川滇构造带和三江构造带三个构造带分区进行研究,主要依据大地电磁探测工作成果和壳幔电性结构特征,系统地对青藏高原东缘地壳上地幔电性结构、与扬子西缘接触关系、汶川地震和芦山地震的电性孕震环境及弱物质流通道等几个方面进行了梳理和分析.一是青藏高原东缘地壳表层岩块和物质沿壳内高导层向龙门山造山带仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造;二是高原东部地壳中下部及上地幔顶部向龙门山造山带和上扬子地块西缘岩石圈深部俯冲,呈现刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔形构造;三是将汶川地震和芦山地震的震源投影到大地电磁剖面上,发现震源位于剖面下方的高阻块体与低阻体之间靠近高阻体的一侧,龙门山构造带岩石圈表现出高阻、高密度和高速的"三高"特征,这种非均匀电性结构可能构成地震孕育发生条件;四是川滇和三江地区的多条大地电磁剖面探测结果表明,在青藏高原东缘中下地壳存在下地壳流和局部管道流,大地电磁结果对其空间分布形态、位置及大小进行了较好的刻画.根据研究区壳幔电性结构特征的构造解析和综合实例分析,总结了青藏高原东缘六类壳幔电性结构模型,提出了下一步重点研究领域和目标.总之,青藏高原东缘壳幔电性结构的研究对揭示研究区岩石圈结构和构造格局提供了重要依据,对油气及矿产资源远景评价提供了背景资料,对"Y"型多地震区的构造关系和发震机理研究具有重要指导意义.

招平断裂带南段深部电性结构研究及找矿意义

山东招(远)—平(度)断裂带是胶西北金矿集区内3条NE向主要控矿断裂之一,其中段、北段均已发现大型—特大型金矿床,研究程度较高,南段研究程度明显偏低。本文以该断裂带南段为研究对象,通过分析大地电磁测深MT成果揭示的深部电性结构和断裂空间分布、控矿构造深部特征,结合区内已有重磁资料及成矿规律研究成果,对与金成矿密切相关的断裂下盘玲珑序列花岗岩分布、老变质基底特征等成矿要素进行了分析推断,研究认为NE向断裂与基底交汇处、断裂走向变化位置和断裂倾角变化形成的“构造台阶”等部位具有较大的深部金成矿潜力,本研究为推动招平断裂南段深部找矿突破提供了参考。

滇西地区地壳上地幔电性结构与地壳构造活动的关系

本文根据滇西地区18个大地电磁测深点资料的数据处理和分析结果,对测区深部导电率在纵、横向上的变化特征进行了研究。结果表明:滇西地区深部电性为多层结构,大致可分四至五个电性结构层;深部电性结构横向变化大,明显受区域构造控制;该区上部地壳内普遍存在低阻层;上地幔高导层明显存在两个隆起区,一个以剑川—鹤庆为中心呈北北西向展布的隆起区,另一个以腾冲—潞西为轴呈南北向展布的隆起区。 本文还讨论了地壳上地幔电性结构与大地构造的关系,滇西北裂陷区盆地的形成,以及该区地震活动与深部构造的关系。

青藏高原东北缘玛沁—兰州—靖边剖面地壳上地幔电性结构研究

在青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块沿玛沁—兰州—靖边剖面进行62个测点的大地电磁观测,采用Robust技术对观测数据进行了处理和张量阻抗分解.分析了视电阻率和阻抗相位曲线、二维偏离度、区域走向.采用RRI二维反演技术进行了资料的反演解释,二维剖面的电性结构显示:(1)玛沁断裂带、兰州深断裂带、马家滩—大水坑断裂带将剖面分为4个电性区块:巴颜喀拉地块、秦祁地块、边界带和鄂尔多斯地块.(2)区块1、2和4的地壳电性结构有类似特点:上地壳为高阻层,下地壳上部为低阻带,下地壳下部到上地幔电阻率随深度逐渐升高.区块3电性成层性差、结构复杂,是现今构造活动较强烈的地区.(3)玛沁断裂带、海原断裂带和罗山—云雾山断裂带为较陡立的超壳断裂带;西秦岭北缘断裂带为壳内断裂带.

华北地区东部岩石圈导电性结构研究--减薄的华北岩石圈特点

华北古大陆克拉通解体、岩石圈减薄的深部过程，对于建立中国大陆中新生代演化动力学模型是亟待深入研究的重要科学问题，因而“华北克拉通破坏”也就成了当前学术界的热门话题。为了研究“华北克拉通破坏”首先需要给出较准确的华北岩石圈结构，这必须依靠包括超宽频带高精度大地电磁深探测在内的现代深部地球物理探测技术。2001和2005年在华北地区东部布置了应县-商河（HB-MT01）、文水-日照（HB-MT02）大地电磁测深剖面进行研究。研究结果表明，在华北地区东部沿地壳-上地幔探测剖面可划分为4个电性区，区内发现有下地壳高导带和上地幔高导层存在。文中依据研究区壳-幔电性结构特征，推断华北地区东部地壳和上地幔之间发生过大规模构造运动，导致壳-幔之间存在解耦现象。研究结果还发现，华北东部确实存在岩石圈减薄区，其岩石圈厚度约50～80km厚。岩石圈明显减薄的区域包括北太行山隆起、华北裂谷带北部和鲁西断隆，其范围比原先认识到的要复杂，并非以太行山重力梯度带为界划分东、西两区，简单地认为东区即是减薄区。此外，在华北地区东部的现代高精度大地电磁探测结果也进一步证明了地球物理观测对于大陆动力学研究的重要性，这使人们更加认识到在今后的研究中必须强调地球物理-地质-地球化学之间的有机结合。