西部地区大地电磁研究工作综述

如题所述

第1个回答  2020-01-14

在中国西北盆山-青藏高原地区已开展了许多大地电磁测深工作,以深部探测为目的的大地电磁剖面主要有:

·青海大柴旦-四川大足大地电磁测深剖面

·攀西裂谷带及龙门山断裂带的大地电磁剖面

·攀西裂谷地区的大地电磁剖面

·洛扎-那曲大地电磁测深剖面

·亚东-格尔木地学断面

·羌塘地区南北向大地电磁测深剖面

·新疆叶城-西藏噶尔大地电磁测深剖面

·格尔木-额济纳旗地学断面

·中美加国际合作西藏高原大地电磁深探测剖面

·青藏高原东缘大地电磁剖面

·吉隆-三个湖大地电磁测深剖面

以上研究工作积累了一定数量的大地电磁测量结果,其处理和解释成果散见于各种期刊文献中。

下面分别对主要剖面综述如下。

4.1.1 青海大柴旦-四川大足大地电磁测深剖面

青海大柴旦-四川大足大地电磁测深剖面是中国地质大学受地矿部物化探局的委托完成的(图4.1.1)。

大柴旦-大足大地电磁测深剖面自青海大柴旦,经过德令哈、都兰、花石峡、达日、阿坝、龙日坝、绵阳,止于四川大足,全长1550km;它斜贯我国大陆腹地,连接西北和西南的地质构造区,是台湾-新疆阿尔泰地学断面的组成部分。剖面所经地区地质构造复杂,具多种大陆岩石圈构造类型,包括柴达木微型地块、东昆仑岩石圈缝合带、巴颜喀拉陆内造山带、龙门山逆冲推覆构造带和扬子地块。这些构造单元岩石圈的电性结构具有不同的特征,稳定地块具有清晰的层状电性结构,高阻层发育,并有较好的连续性和稳定性;造山带电性结构复杂,岩石电阻值降低,高导层增厚;缝合带是岩石电性结构的巨大变异带,电阻值大幅度降低,地壳和岩石圈厚度有显著变化。

图4.1.1 大柴旦-大足大地电磁测深剖面电性分布图

4.1.2 攀西裂谷带及龙门山断裂带的大地电磁剖面

为了查明攀西、龙门山地区的深部电性结构并为该地区的深部地质研究提供基础资料,1984~1985年地质矿产部物化探研究所布置了两条大地电磁测深剖面。南剖面横切攀西轴部,自云南的宁蒗经西昌直至泸州,剖面长约480km;北剖面跨龙门山断裂带,自阿坝经灌县也终止于泸州,剖面长约570km。两剖面总共18个测点(图4.1.2)。

通过攀西、龙门山地区及其邻区的大地电磁测深,发现了埋藏深度11~37km,厚5.5~11km,电阻率几到几十欧姆·米的壳内低阻层,推测它是由部分熔融的花岗岩类物质引起,在攀西及龙门山主构造带上,这一低阻层近于消失。得出了四川西部地区岩石圈的厚度,它们是80~143km。上述两个主构造带以西,岩石厚度明显增加。在主构造带上均发现了深部高阻异常,它们与重、磁异常有明显的对应关系。推测深部高阻异常是由早期大量上涌的地幔物质所造成,可能与本区最重要的一次成矿密切相关,值得进一步研究(图4.1.3,图4.1.4)。

4.1.3 攀西裂谷地区的大地电磁剖面

为了研究攀西裂谷地区地下电性结构,在1983年和1984年,中国科学院地球物理研究所在四川和云南两省交界地区的九个测点上做了大地电磁测深工作(图4.1.5)。测线沿东西向展布,西起丽江东至巧家,全长约300km。攀西地区大地电磁测深结果表明,这一地区可划分为三个条带:丽江至华坪、华坪至会理和会理至巧家。三个条带内电性结构有明显差异,反映出本地区地质构造十分复杂。测区内沉积层厚度为3~5km,其电阻率小于30Ω·m。在地壳中约33km深处有一低阻层,厚度为5~12km。在红格和华坪两测点之下,深度为82~90km处出现第二个低阻层,它们指示出软流层顶部埋深(图4.1.6)。

图4.1.2 攀西裂谷带及龙门山断裂带的大地电磁剖面位置

图4.1.3 云南宁蒗—四川泸州地区岩石圈电性结构图图中电阻率单位为Ω·m

图4.1.4 四川阿坝—泸州地区岩石圈电性结构图电阻率单位为Ω·m

图4.1.5 测区和测点分布图

图4.1.6 用一维反演模型绘制的测线剖面图

4.1.4 洛扎-那曲大地电磁测深剖面

在1980~1982年中法两国科学家开展“喜马拉雅地质构造与地壳上地幔形成演化”合作研究期间,双方共同完成了洛扎-那曲的大地电磁测深剖面。剖面全长40km,穿过雅鲁藏布江缝合带和羊八井地热区(图4.1.7)。

图4.1.7 洛扎-那曲剖面大地电磁测深点分布图

图4.1.8 为洛扎-那曲剖面大地电磁测深点地电模型图,由图可以看出,雅鲁藏布江缝合带两侧电性分布差异较大。在雅鲁藏布江北侧壳内普遍存在高导层,高导层厚度为7~17km,电阻率为2~8Ω·m;高导层埋深为17~41km,从南向北逐渐加深。壳内高导层埋深与地震低速层埋深基本吻合,推测该层可能是部分熔融的花岗岩层。

图4.1.8 洛扎-那曲剖面大地电磁测深点的地电模型地震的低速层

大地电磁测深结果发现,在洛扎有一个早于主中央断层的缓倾角逆掩断层,可能是温度较低的印度板块沿此断层及雅鲁藏布江缝合带向北俯冲到西藏地壳之下,俯冲摩擦产生大量的热,使上地壳岩石部分熔融,形成壳内高导层。在倒不龙一带可能存在着熔融地幔岩的底辟上升,垂向的应力使岩石圈变薄并产生张性断裂,为藏南的水热活动提供热源及通道。测区岩石圈厚度为120~170km,南部薄,北部厚。

4.1.5 亚东-格尔木地学断面

在国家自然科学基金委员会及地质矿产部共同资助下,从1987年开始,地质矿产部及中国科学院所属8个单位合作,由六十多位地质和地球物理学者参加,共同完成了亚东-格尔木地学断面(YGT)研究。YGT南起亚东,中经康马、拉萨、羊八井、安多、沱沱河、格尔木,全长1400km。沿断面共作了29个大地电磁测深点(图4.1.9)。

测区内电性分布在横向上可分出5个构造区:喜马拉雅、拉萨、羌塘、巴颜喀拉和昆仑构造区。纵向有5个电性层(图4.1.10):低阻表层,电阻率1~10Ω·m,厚度小于500m;上地壳高阻岩石层,电阻率100~1000Ω·m,厚度15~25km;壳内高导层,电阻率1~10Ω·m,厚度5~10km;壳幔高阻层,电阻率1000~30000Ω·m,厚度百余千米;上地幔高导层,电阻率约50Ω·m,其顶部埋深南部浅北部深,在雅鲁藏布江上隆地区,最浅约100km,在羌塘地体下最深约200km。在雅鲁藏布江和康马处地下有两个由浅至深向北倾斜的高导薄层,它们可能反映这两个俯冲带处于上部破碎,地表水下渗,深部因剪切热而形成局部熔融,使电阻率降低。

4.1.6 羌塘地区南北向大地电磁测深剖面

1993年以来石油系统为勘探油气,在西藏羌塘地区布置了若干条南北向大地电磁测深剖面,其中一部分深部测点可穿透岩石圈。以冈玛错-西亚尔岗隆起和唐古拉隆起为界把羌塘盆地分为南北羌塘。

图4.1.9 亚东-格尔木地学断面测线与测点的分布图

大地电磁测深结果表明,南北羌塘深部电性分布差异十分明显。在北羌塘,壳内有一个高导层,深度一般为10~30km,电阻率为1~60Ω·m。在班公错-怒江缝合带和南羌塘地区,上、下地壳各存在一个高导层,上地壳高导层深度为10~25km,电阻率为10~80Ω·m;下地壳高导层埋深为40~70km,电阻率为3~50Ω·m。在班公错-怒江缝合带,两侧壳内高导层表现为由南向北俯冲,且下地壳高导层向北增厚。下地壳高导层可能是由于印度板块以低角度向青藏高原地壳挤入过程中,地壳物质破碎及摩擦升温所致。在班公错-怒江缝合带南侧至北羌塘,岩石圈厚度逐渐增加,陡度较大。巨厚的北羌塘岩石圈构成了一道天然屏障,阻止印度板块继续向北运移。

4.1.7 新疆叶城-西藏噶尔(狮泉河)大地电磁测深剖面

1989年,国家地震局在青藏高原西部从新疆喀什至红其拉甫及新疆叶城至西藏噶尔(狮泉河)做了大地电磁测深剖面。剖面北起塔里木盆地,横跨昆仑山脉和喀喇昆仑山脉至冈底斯西段,全长800km(图4.1.11)。

地体和缝合带年龄由北向南不断变新,分别为奥陶纪—志留纪、二叠纪—三叠纪、晚三叠世、晚侏罗世和始新世。探测结果表明,不同测段地下电性分布差异较大,有的地段壳内有两个高导层,有的地段则只有1个高导层。第1个高导层埋深为10~35km,第2个高导层埋深为30~65km。以南昆仑缝合带为界,缝合带以南壳内高导层自南向北逐步加深;而其北侧壳内高导层埋深有自北向南加深的趋势,壳内高导层向北倾的梯度明显地大于南倾的梯度。但是,总体上看,本地区壳内高导层向南或向北倾斜的梯度都较缓,说明在高原的西部,印度板块地壳是以低角度挤入欧亚板块的,而且碰撞的强度比高原中部和东部要弱,表明测区已处于青藏高原边缘地区。测区内上地幔高导层埋深为100~150km,也和青藏高原周边上地幔高导层埋深相吻合(图4.1.12)。

图4.1.10 亚东-格尔木剖面二维地电模型图中数字单位为Ω·m

图4.1.11 新疆叶城-西藏噶尔剖面大地电磁测点位置图

4.1.8 格尔木-额济纳旗地学断面

继亚东-格尔木地学断面(YGT)完成后,国家自然科学基金委员会与地质矿产部又共同资助了格尔木-额济纳旗地学断面(GET)研究。GET与YGT首尾相接,南起格尔木,往北穿过柴达木盆地,经哈拉湖切过祁连山,过河西走廊,越过北山,止于中蒙边界附近的额济纳旗,全长900km(图4.1.13)。1992~1993年对GET开展了地质、地球物理和地球化学多学科的野外调查和资料综合分析。地球物理剖面沿断面进行了宽角反射和折射深地震测深、重力测量、磁力测量、热流和大地电磁测量,从北祁连至河西走廊进行了深地震反射测量。

根据电性分布,把整个断面分为5个地体,从南往北依次为:柴达木地体、中南祁连地体、北祁连地体、北山南部地体和北山北部地体;和YGT相似;在纵向上分出5个电性层,即地表覆盖层、上地壳、壳内高导层、下地壳和上地幔软流圈;壳内高导层埋深不尽一致,大致在5~30km,电阻率为2~20Ω·m。和高原内部不同,壳内高导层没有一致北倾的特征,而是南倾、北倾交互出现;岩石圈厚度在145~155km之间(图4.1.14)。

图4.1.12 新疆叶城-西藏噶尔大地电磁测深剖面的地质解释结果图

图4.1.13 额济纳旗-格尔木剖面大地电磁测点位置图

图4.1.14 额济纳旗-格尔木剖面大地电磁成果解释图

4.1.9 中美加国际合作西藏高原大地电磁深探测剖面

从1995年开始,中美加三国科学家在藏东南地区做了6条大地电磁测深剖面(图4.1.15):亚东-雪古拉,雪古拉-当雄,达孜-巴木错,德庆-龙尾错,那曲-格尔木,错那-墨竹工卡,吉隆-措勤。大地电磁观测结果将在后面详细描述。

4.1.10 青藏高原东缘大地电磁剖面

在“973”项目的支持下,中国地震局地质研究所于2000年8~11月在川西—藏东地区开展了大地电磁探测工作。根据研究目标,在川西—藏东地区布设了三条MT剖面,共完成测点76个。第一条是EW向剖面,东起自四川资中甘露镇(29°52',104°46'),沿川藏公路,经洪雅、雅安、康定、雅江、理塘,终止于四川西部的巴塘县(29°52',104°46'),全长约680km,布设测点48个;第二条剖面呈SSW—NNE向,由四川西南部的稻城县桑堆乡(29°24',100°10'),向北东穿过雅江、道孚,直至金川县的观音桥(31°41',101°39'),长达350km左右,布设测点18个。为了加强对鲜水河断裂深部结构的控制,在上述第二剖面的东侧又增设了一条SSW—NNE向剖面,该剖面从西南部的新都桥(30°03',101°29')向北东延伸,经乾宁、丹巴,至金川县的安定乡(31°17',101°29'),长约170km,布设测点10个。测区位置及MT测点布设见图4.1.16。

利用大地电磁测深(MT)方法对青藏高原东缘地区进行了地壳、上地幔电性结构探测研究,发现该区具有特殊的电性结构特征。探测结果清晰揭示出:①鲜水河断裂带是一条规模巨大的岩石圈断裂,它是川滇菱形块体的重要边界断裂;②测区为强震多发区,块体两侧介质的差异是强震活动带重要的深部背景;③川滇菱形块体北部地区十几千米下,发现存在大规模低阻体,电阻率仅为几至几十欧姆·米,该层向东约以45°角向东南下延,与青藏高原隆起侧向挤压,物质向东流变,受刚性块体阻挡有关;从深部介质电性特征,推断现今川滇菱形块体北部处在热状态,是近代很活动的块体之一;④测区内岩石圈厚度由西段(川滇北部块体)逐渐向东(扬子块体)增厚(彩图2)。

图4.1.15 青藏高原大地电磁剖面位置

4.1.11 吉隆-三个湖大地电磁测深剖面

在国家科委和中国科学院共同资助下,为了研究拉萨地体和羌塘地体的电性结构分布情况以及班公错-怒江和雅鲁藏布江缝合带的深部电性状况,中国科学院地球物理研究所在1994年夏季沿84°E~86°E线从吉隆至三个湖完成了包括大地电磁测深的深部综合地球物理剖面。沿测线南起吉隆,穿越萨嘎、改则、鲁谷,北到三个湖,共布设了16个大地电磁测深点(图4.1.17)。

萨嘎以南壳内高导层埋藏浅、厚度大,平均埋深6~10km,厚度5~12km;由于14,15,16三点得到的视电阻率曲线普遍较低,由此反演得到的50~55km深处的低阻体为下地壳高导层或壳幔混合过渡层。

图4.1.16 研究区构造背景及大地电磁测线、测点位置

图4.1.17 吉隆—鲁谷大地电磁测深的台站位置

鲁谷以北地区的岩石圈电性结构与雅鲁藏布江以南相似,只是其高导层埋深加大,为15~30km,厚6~8km。自萨嘎至鲁谷,以改则附近为界,在其南,地壳又被达瓦错南断裂分为两个区,南区壳内发育双高导层,上地壳高导层埋深约10km,厚度约1.2km,下地壳高导层埋深35km,厚度5~7km;北区壳内高导层埋深20~45km,厚度5~10km,并且显示出由南到北逐渐加深的趋势。在改则以北,壳内发育双高导层,上地壳高导层埋深16km,厚约1.5km,下地壳高导层埋深55~60km,厚5~7km。

在改则以南,除在达瓦错附近有一局部隆起,上地幔软流圈起伏不大,平均埋深100km,自改则向北,软流圈埋深急剧增加,至鲁谷达最深230km(图4.1.18)。

图4.1.18 吉隆-三个湖剖面岩石圈电性结构分布图

本回答被网友采纳
    官方服务
      官方网站
相似回答