西北太平洋板块边缘俯冲特征:来自堪察加壳幔速度成像的约束

堪察加半岛位于太平洋板块的西北边缘处。太平洋板块沿堪察加海沟俯冲进入地幔,而在板块边缘处,其俯冲特征是否有不同?本研究从IRIS网站下载76个固定台站记录到的来自2239个近震事件和75个远震事件的77141条P波到时数据,利用近震-远震联合层析成像方法(TOMOG3D)获得堪察加地区壳幔内的三维P波速度结构。成像结果显示,研究区域下方上地幔内存在非常明显的高速异常块体,且与深源地震的空间分布高度一致。分析认为,该高速异常体为俯冲的西太平洋板块,俯冲角度和深度沿堪察加海沟由北向南均逐渐增加。地幔过渡带和下地幔顶部存在明显的高速异常块体,可能是因为堪察加半岛下方的太平洋俯冲板块在边缘或深部发生岩石圈熔融或拆沉现象,该高速异常块体即为拆沉的岩石圈。本文的成像结果中还可清晰地观察到2个板块窗口。堪察加地区浅部火山前线下方出现大范围的低速异常,可能是由于俯冲板块脱水或流经板块窗口的地幔流热物质导致。

复杂地区油气地球物理勘探技术集成

随着我国油气勘探程度的不断提高,勘探难度不断加大.全国油气资源战略选区调查与评价项目历经六年,通过对深水海域、西部复杂山地、西藏高原、南方碳酸盐岩、火山岩覆盖区等几类典型地球物理勘探久攻不克的复杂地区开展地震、重磁电、综合地球物理勘探联合攻关,以及天然地震层析成像攻关实验,取得了长足进步,直接带动获得了一批有价值的油气勘探发现和成果,形成了针对深水海域的长电缆地震勘探技术、适用于西部复杂山地和南方碳酸盐岩裸露区的宽线地震勘探技术、高原地震调查技术、复杂地区三维重磁电勘探技术、针对火山岩覆盖区和南方碳酸盐岩裸露区的综合地球物理勘探技术、可应用于复杂山地的天然地震层析成像技术等六项地球物理勘探技术攻关集成.本文介绍了全国油气资源战略选区调查与评价项目所取得的这六项地球物理勘探技术攻关成果.提出了今后在复杂地区开展油气地球物理勘探工作的有关思路.

长江中下游成矿带三维S波速度结构及对深部过程的约束

利用73个固定台站记录的163个远震事件数据,采用多道互相关技术挑选了5524条S波到时数据,并对S波到时数据进行地壳校正,在此基础上采用天然地震层析成像方法和远震S波到时信息,获得了长江中下游成矿带上地幔的三维S波速度结构模型.研究结果表明:(1)研究区域上地幔存在着明显的低速异常,且走向与成矿带相同,可能为上涌的软流圈热物质;(2)研究区域地幔过渡带和上地幔底部存在着明显的高速异常,可能为俯冲的古太平洋板块和拆沉的岩石圈;(3)成矿带上地幔的低速异常呈现由南向北逐渐变浅的空间分布特征,该特征表明软流圈热物质由南向北上涌.综合分析认为,成矿带中生代大规模岩浆活动和成矿作用的深部过程主要与岩石圈的拆沉密切相关.

江苏及邻区地壳上地幔结构研究

根据江苏及邻区大地构造单元和人工地震研究程度的不同，划分为下扬子地区、郯庐断裂带、大别山东段、苏鲁地块等地区，介绍了利用人工地震、天然地震层析成像及其它地球物理探测等方法对这一地区的深部构造研究结果。其中下扬子地区莫霍面的深度为28～33km，横向不均匀，由西向东逐渐减薄；大别-苏鲁地区地表超高压变质带地壳波速特征主要表现在上地壳顶部的高速层，其厚度一般小于10km；苏鲁地块地壳厚度约在32～33km之间，明显高于周边地区；大别山地区沿造山带方向莫霍面变化平缓，地壳厚度33km左右；横穿造山带方向起伏变化较大，莫霍面最深达41km左右。天然层析成像研究范围大，分辨率较低。大别苏鲁地区人工地震测深工作较深入，但调查范围较小，主要在浅层，认识相对局部，有待于面上的大范围深部结构图像研究。

中国东北地区三维速度结构与火山起源的深部机制

利用布设在中国东北地区的107个台站接收到的245个远震事件和67个近震事件所产生的数据,采用天然地震层析成像方法获得了该地区深至700km的三维速度结构。研究结果表明：（1）浅部的速度结构与地表的构造单元有着较好的对应关系;（2）100~200km的深度出现两处明显的高速异常,走向与断裂相同,该高速异常的形成与断裂之间存在着某些联系;（3）太平洋板块已经俯冲到火山地区的下方,部分板块虽然已经超过了660km的不连续面,但板块仍滞留在地幔过渡带中,并没有穿透该不连续面;（4）地幔过渡带内上涌的热物质从太平洋板块顶部一直延伸到火山底部,可能对火山的起源造成影响。结合前人的研究成果,认为东北地区火山的形成可能与太平洋板块的俯冲、地幔过渡带内热物质的上涌有关。

华南东南部上地幔远震P波速度结构及意义

本研究利用114个固定台站记录的121个远震事件,以钦杭结合带为中心,采用天然地震层析成像构建了华南东南部上地幔P波速度结构模型。研究结果表明:(1)钦杭结合带、武夷成矿带以及南岭成矿带的深部结构存在着差异,说明3个成矿带经历了不同的构造演化过程;(2)江绍断裂的上地幔中存在着低速异常,推测该低速异常为从地幔过渡带或者下地幔上涌的热物质,与钦杭结合带和武夷成矿带的成矿作用有着密切的关系;(3)下扬子地区上地幔底部的高速异常可能为拆沉的岩石圈,而华夏板块上地幔顶部的高速异常则有待进一步研究。本研究的结果为认识华南东南部的深部结构提供了新的证据。

一种提高稀疏观测数据区反演精度的策略

在一个观测数据稀疏的地区,仅用观测数据来获得接近于真实的模型解是非常困难的,因此在反演时加入先验信息,考虑基于参考模型的反演方法是合理的。在一个观测数据有限,先验信息也很少的区域,获取合适的参考模型非常困难。在无法选取合适参考模型的情况下,提出了一种在参考模型远离真实模型的情况下,通过反演迭代过程中对参考模型的不断修改,使参考模型逐步逼近真实模型,从而提高了反演精度的策略。这里设计了均匀层状模型及含异常体的模型对算法进行了验证,证实了此方法对反演大型地质异常体具有较好的适用性。