秦岭造山带与渭河地堑地电结构研究

秦岭造山带作为典型的陆内复合造山带，发生过强烈的构造变形，与北部的渭河地堑形成独具特色的盆山构造体系，目前其深部结构状态与盆山耦合响应缺乏深层动力学过程的理解，为此以跨越秦岭造山带、渭河地堑布设一条170km的大地电磁测深剖面，通过宽频带和长周期大地电磁观测，构建秦岭造山带和渭河地堑深部地电结构，研究结果表明：1）秦岭造山带存在多重叠置的巨厚岩石圈，南秦岭与北秦岭地壳尺度存在明显的结构化差异；2）扬子地块向北楔入到南秦岭岩石圈地幔中，南、北秦岭之间在上地幔存在低阻条带痕迹表明了楔入作用的前缘位置；3）渭河地堑存在巨厚的沉积盖层，厚度由南向北逐渐减薄，由南侧的7～8km减到北侧的3—4km。渭河地堑下地壳至上地幔区域分布的两个低阻块体表明其岩石圈存在明显的电性差异，这种差异性的存在表征了华北地块南向挤压作用背景下软流圈上涌的贡献。

渭河地堑盆地新构造运动及其基本特征

渭河地堑盆地新构造运动表现繁多,运动类型齐全。本文侧重从多层地形、切割地形、沉积厚度、岩相变化、地形变、活动断裂、地裂缝、黄土节理与切沟等方面,结合建造与改造,讨论该区的垂直升降运动和断裂运动两大类型,并从中总结归纳了区内的构造应力场、运动的阶段性、间歇性、继承性与新生性、运动幅度与速度、运动时期、块体运动、以及区域地壳稳定性和活动性等基本特征,提出了不少新认识,从而加深了该区的研究深度和广度。

概述渭河地堑的形成发育和邻区的耦合关系

将秦岭造山带、渭河地堑和鄂尔多斯盆地作为相互联系的动力学系统,研究造山带—盆地系统中,渭河地堑的发生、发育过程和造山带隆升以及鄂尔多斯盆地构造变动之间的关系。将渭河地堑的发育过程分为:晚白垩世—古新世(K2-E1),始新世—上新世(E2-N2),第四系(Qp,Qh)三个阶段。20±(2～4)MaBP是青藏高原演化的转折期,青藏高原开始对周围邻区产生整体影响和远程效应,渭河地堑的沉积可以与青藏运动、昆黄运动、共和运动相对应起来,为渭河地堑对青藏高原演化的远程响应。

渭河地堑油气地质基本问题

渭河地堑历经50年的油气勘探未获得突破，对其舍油气远景分歧较大。研究认为盆地古近系是油气勘探盲区，对含油气前帚有待逐步认识；新近系含氦天然气，虽然氦含量高，但天然气产量低，分布很局限，不宜作为主要勘探对象；盆地新近系张家坡组生物气虽然分布面积小、烃源岩厚度小、远景资源量小，但仍可作为一个勘探领域，其保存条件和储层条件应引起重视，主要问题是构造圈闭不落实，需作大量高分辨率的地震工作。

利用接收函数研究渭河地堑及其周边地壳结构

利用接收函数方法对横跨秦岭造山带、渭河地堑及鄂尔多斯块体的15个地震观测台站下方的地壳结构进行研究分析，结果表明三种不同类型（造山带型、拉张盆地型和稳定克拉通型）的构造单元的地壳结构和物质组成存在明显的差异．秦岭北缘平均地壳厚度为37．8km，泊松比为0．247，相对偏低的泊松比表明地壳物质长英质组分增加．鄂尔多斯块体南缘平均地壳厚度为39．2km，泊松比为0．265，偏高的泊松比与鄂尔多斯下方古老的铁镁质结晶基底以及浅部沉积有关．通过接收函数正演计算表明低速的、厚度较大的松散沉积层对Mohorovicic不连续面（Moho）的震相具有较大影响，是渭河地堑内部台站的接收函数Moho转换震相不清楚的主要原因．S波速度结构反演结果表明渭河地堑上覆松散沉积层，其厚度约为4-8km，该沉积层使得位于渭河地堑内台站的接收函数Moho震相复杂．另外渭河地堑下方中下地壳位置存在一高速区域，该高速体可能与渭河断裂系统的活动有关．

渭河断陷及邻近地区地壳S波速度图象

选取１０４～１１２°Ｅ，３２．５～３８°Ｎ区域内陕西、山西、河南、湖北、甘肃、宁夏等省区的区域地震台网１９８４～１９９３年的１９４６个天然地震的Ｓ波观测资料，用地震层析成像方法反演了渭河断陷及其邻近地区的地壳Ｓ波速度图象，其结果表明地壳深部Ｓ波速度结构的不均匀性与该区大地构造单元、断裂构造及地震活动密切相关。

鄂尔多斯盆地南部渭北隆起发育时限及其演化

通过对渭北隆起残存地层展布、沉积特征及构造变形等研究,结合磷灰石裂变径迹测试分析,认为渭北隆起后期经历了明显的改造,在早白垩世末以前应为鄂尔多斯盆地的一部分,总体以沉降接受沉积为主,此时隆起并未发育;而其整体作为正向构造单元应始于早白垩世末以来(约114～83 Ma),大致与鄂尔多斯盆地的消亡时间同步,且经历了早白垩世末—古新世的整体抬升剥蚀和始新世以来的断块翘倾剥蚀两大演化阶段.

秦岭造山带及邻区上地壳精细速度结构研究

秦岭造山带是华北板块和扬子板块南北两个大陆边缘长期演化的产物,各部分性质和时代不同,是一个复杂的构造混杂体。由于其所处位置的重要性,演化时间上的长期性、多旋回性,空间上的多样性、变异性,一直是地质和地球物理学研究的热点。为了沟通该区复杂的浅表地质现象与深部结构成像,获取更精细的上地壳结构成为厘定秦岭造山带不同块体之间接触关系,揭示其地球动力学演化过程的关键。本文对一条长450 km、南北向跨越鄂尔多斯地块南缘、渭河地堑、秦岭造山带、大巴山逆冲推覆带和四川盆地北缘的宽角反射与折射地震剖面采集的15个大炮数据进行了层析成像研究。本研究对690个初至走时拾取数据使用有限差分算法,采用变网格尺度及平滑参数的迭代策略,经20次迭代反演,走时均方根误差降至0.105 s,收敛良好。成像结果精细刻画了渭河地堑的低速沉积特征,系一个南深北浅的断陷盆地,最深处可达7 km,其发育主要受秦岭北缘断裂、乾县—富平断裂及渭河断裂控制。秦岭北缘断裂与安康—竹山断裂之间的秦岭造山带上地壳呈高速特征,横向变化剧烈,仅残余若干较浅的山间盆地。与南部四川盆地稳定沉积相比,大巴山逆冲推覆带下方沉积层速度结构不统一,反映了逆冲推覆作用的改造,但整体仍保留了3~6 km的沉积厚度。本文分析认为剖面中部的秦岭地区是古生代—早中生代南北板块汇聚的核心地带,之后造山带两翼的南、北陆缘分别于燕山期和新生代转入逆冲推覆和伸展两种迥异的构造环境,而现今研究区的上地壳构造格局是三次事件叠加的结果。

临汾—运城盆地上古生界演化、改造及油气资源潜力分析

临汾—运城盆地位于山西省中南部,属新生代汾渭地堑系的一部分。以往勘探表明,该地区新生界缺乏有效烃源岩和有利生油条件,油气资源潜力不容乐观。但近年来邻区鄂尔多斯盆地、沁水盆地等上古生界天然气勘探的持续突破,为该地区前新生界油气勘探提供了重要启示。本文通过地震、重磁资料解释,并结合近年来区内钻孔资料,较全面地刻画了盆地上古生界的赋存分布状况,指出石炭系—二叠系主要分布在临汾坳陷中—北部和峨嵋隆起区西北部。由周邻露头资料推测,该盆地上古生界煤系烃源岩较为发育,有机质达到中等—高成熟演化阶段。结合后期改造、埋藏史和生烃史模拟、保存条件分析等,认为盆地北部临汾凹陷为煤层气或常规天然气勘探的较有利选区。

一些先压后张断层的成因与研究意义

在自然界有一些断层兼具压性与张性。它们一般规模较大,断面附近的岩石,常被挤压成片状、片麻状之糜棱岩,远离断层则渐趋正常。有时这种现象并不明显.常常挤压在前,地层、岩石的分布关系表现为正断层。它们的挤压和拉张有时属同一体系的不同序次,有的是后来的张断裂追踪了先期挤压带。因地层和岩石的分布关系表现为正断层,这就为我们用物探方法判定断层的力学性质提出了一个新的问题。

从水文地学看秦陵地宫深度

秦陵及其出的众多珍奇文物,特别是秦始皇兵马俑坑,从一侧面间接地反映出秦代的地学发展水平是很高的。笔者这个在考古与秦俑学上的门外汉,试图运用地学知识,特别是水文地质与工程地质方面的知识,探讨一下秦始皇陵的地宫之谜。秦始皇陵处于骊山北麓,在地质构造上正好位于渭河地堑中骊山断块北缘的台原上。沿着骊山山脚是一条近东西向的大断裂带(正断层)。断层之南的骊山,在不断上升,断层之北的台原,包括整个渭河盆地,在不断下沉。由于骊山高陡。