- 徐辉龙;夏少红;孙金龙;丘学林;曹敬贺;
南海北部海陆地震联测经历了旧气枪震源的初始试验、大容量气枪的引进与改造、陆上台站和海底地震仪联合接收等3个阶段,填补了海陆过渡带深部结构的研究空白,其结果显示滨海断裂带在速度结构上表现为低速特征,并揭示了南海北部陆缘地震带的深部发震构造与地壳内部低速结构和交叉断裂的耦合作用存在紧密联系。西沙和南沙海陆联测为北部联测的进一步工作,可以构建穿越南海北部陆缘、西沙地块到南沙地块等陆缘的超长地壳结构剖面,对我们揭示南沙地块内部微块体结构、南沙地块及其邻区的深部速度结构以及南沙地块与周边海盆、陆块间过渡带的综合地质地球物理结构,了解南沙地块现今的构造状态与构造变迁历史,解译南沙地块裂离演变过程等具有重要意义。
2012年03期 v.31 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K] - 朱俊江;丘学林;徐辉龙;詹文欢;赵明辉;卫小冬;孙金龙;杨睿;夏少红;黄海波;
张裂大陆边缘和盆地主要通过岩石圈的伸展作用形成,被动大陆边缘岩石圈的减薄导致了岩浆的减压熔融,最终形成了洋壳和减薄的转换带。处理和分析了2010年中国科学院南海海洋研究所"实验2"号采集的南海北部地球物理调查的多道地震数据(MCS2010-1),总结了南海北部洋陆转换带的地震反射特征。转换带主要由北部裂陷期下沉区段,中部海山或埋藏海山隆起带和靠近海盆一侧的掀斜断块带组成。通过对比以前南海北部采集的反射地震数据和折射地震波速度模型,圈定了洋陆转换带的分布范围,洋陆转换带的宽度在南海东北部是225km,中部是160km,西北部是110km。依据零星的大于6级地震震中分布,揭示了南海北部洋陆转换带目前仍是一个地震构造活跃带。
2012年03期 v.31 28-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K] - 吴振利;阮爱国;李家彪;李昭兴;丘学林;丁巍伟;
2010年12月—2011年3月在南海西南次海盆开展了海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)探测,采用Sedis IV型、I-4C型和MicrOBS3种不同型号的OBS,以4×24.5L的大容量气枪为震源,获得了覆盖西南次海盆残留扩张脊的3D人工地震数据。从处理的地震数据可知,此次试验是一次比较成功的地震实验,OBS地震记录清晰、震相丰富,所使用的气枪有足够的能量输出,显示了其良好的工作能力。选取剖面1中的7台OBS进行了2D剖面处理。初步建模结果表明,南海西南次海盆地壳结构为普通洋壳,海山顶部沉积层很薄,莫霍面埋深较浅。
2012年03期 v.31 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K] - 孙金龙;徐辉龙;詹文欢;曹敬贺;
南海北部陆缘地震带是一条板内地震活跃带,对其进行研究对于华南沿海的防震减灾和南海北部的新构造活动研究具有重要意义。通过地震活动性分析发现,该地震带可以划分为闽南―粤东、阳江、雷琼3个地震活跃区和珠江口地震弱活动区。结合区域构造背景分析发现,印藏碰撞导致的华南地块往E―SEE向运动并且该区东侧菲律宾海板块高速向NW向运动是该地震带的主要构造背景;二者的高速碰撞以及华南地块与西南、南侧块体的挤压剪切产生了巨大的应变能,这些应变能通过区内的滨海断裂带与壳内低速层进行传递、调整。在受挤压、剪切影响强烈的东、西部区域,除了在NW向与NE向的小规模断裂交会部位形成小震密集区之外,还在NW向断裂与滨海断裂带的交汇区域产生应力、应变积累,引发大震、强震。而在中部受影响较弱的珠江口区域,局部断裂稀疏,因而未出现小震密集区,并且大震、强震空缺。
2012年03期 v.31 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 868K] - 夏少红;林伟;陈建涛;徐辉龙;丘学林;
利用海上大容量气枪作为震源,陆上固定台网和流动台站作为接收台阵的海陆地震联测试验在南海北部已开展多次,其中流动台站的布设一直是野外试验中至关重要的工作之一。作者以2011年海南岛海陆地震联测试验为基础,对野外流动台站的布设过程及注意事项进行了分析总结;从同一震源不同台基记录信号的差异性、不同震源同一台基记录信号的变化特征以及相近接收距离不同台基记录的信号特征等方面对以下3个不同类型台基上流动台站接收到的气枪信号进行了对比分析,发现接收到的气枪信号与台基的稳定性、环境噪音的大小存在紧密关系。在相近接收距离下,当布设台基为山脚成片的基性岩石时,流动台站接收到的信号信噪比很高,且波形持续时间较短,能量较为集中;当布设台基为河边冲积的岩石时,流动台站接收到的信号信噪比较差,且波形持续时间较长,能量较为分散,导致信号的到时难以分辨;而当布设台基为山顶半悬浮大块岩石时,流动台接收到的信号的信噪比最差。从处理的地震剖面可知,台基为成片出露的基性岩石时,震相数据最为清晰,拾取也更准确。
2012年03期 v.31 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] - 卫小冬;赵明辉;阮爱国;丘学林;熊厚;张佳政;
潮汕坳陷残留有巨厚的中生代沉积层,是南海油气勘探的重要区域。已经开展了大量的多道地震反射工作,同时也有折射地震和海底地震仪研究,但尚未开展纵横波联合研究。纵横波联合探测,可以获得更多的地下结构信息,对油气勘探有重要的意义。在OBS2006-3剖面潮汕坳陷中生代沉积层纵波速度结构的基础上,对转换横波震相进行了射线追踪和走时模拟。结果表明,潮汕坳陷中生代沉积层厚度较大,最大厚度达到8km,纵波速度从顶部的4.4km.s–1增加到底部的5.3km.s–1,相应的横波速度由2.6km.s–1增大到3.0km.s–1,泊松比为0.24—0.26,波速比为1.74—1.80,其成分可能包含有砂岩、泥岩和火山岩。同时根据该区的地球物理特征,结合前人的研究,分析了油气勘探潜力。
2012年03期 v.31 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K] - 黄海波;丘学林;夏少红;
地壳厚度和泊松比是了解地球内部介质的重要参数,研究二者之间的关系能够为揭示深部地壳结构特征提供重要信息。本文提取了海南岛固定地震台站记录到的远震接收函数波形,通过在地壳厚度和波速比域对壳-幔间断面的Ps转换波及其多次波震相进行振幅叠加,同时参考人工地震探测结果,获得了海南岛地区的地壳厚度和泊松比分布。结果显示:海南岛地区地壳厚度为26—31km;受普遍发育的花岗岩以及火山作用影响,其泊松比值基本小于0.26,地壳厚度与泊松比之间存在正消长关系,表明该区的构造伸展作用主要造成富含镁铁成分的下地壳的明显减薄;部分地区的上地壳可能存在褶皱或逆冲推覆构造,其泊松比出现低值异常。
2012年03期 v.31 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K] - 曹敬贺;夏少红;孙金龙;朱俊江;徐辉龙;
海陆地震联测是研究海陆过渡带深部地壳结构的有效的地球物理方法。为了研究珠江口外潜在强震区的深部发震构造,对比分析了2004年和2010年珠江口外海陆地震联测的数据特征,重点对2010年海陆地震联测实验的OBS2010-1测线进行分析。通过对该测线采集数据的初步分析可知,此次实验数据质量较高且完善性好,多道地震探测获得了清晰的浅部结构,固定地震台、流动地震台和海底地震仪记录的震相信息丰富,固定台接收气枪信号的最远接收距离约为360km,为研究该潜在强震区的深部发震构造打下了良好的基础。
2012年03期 v.31 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K] - 张佳政;赵明辉;丘学林;阮爱国;李家彪;陈永顺;敖威;卫小冬;
在西南印度洋热液活动A区(49°39′E)开展的三维海底地震仪(OBS)探测实验为研究该区域的深部地壳/上地幔结构提供了重要基础,而OBS数据处理是获取研究区三维速度结构的基础环节。文章介绍了此次实验中所用的3种不同类型OBS(国产、法国和德国OBS)的数据处理流程,包括地震数据解编处理、截裁处理和地震信号的可视化处理;并以第2790炮为例分析了3种类型OBS记录数据的波形和频谱特征。结果表明,由于受不同类型OBS的频带、传感器和拾震器等影响,国产与法国OBS都能记录到长周期和短周期噪音,而德国OBS只记录到短周期噪音;但经带通滤波后,3种类型OBS都能够很好地压制噪音,突出有用的气枪信号;对比3种类型OBS(分别以OBS04、OBS08和OBS23为例)沿主测线X1X2的综合记录剖面,发现3种类型OBS都能够记录到多组清晰可靠的P波震相,如直达水波、Pg、PmP和Pn震相,为下一步A区的三维层析成像奠定了坚实数据基础。
2012年03期 v.31 79-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K] - 刘宏扬;牛雄伟;阮爱国;吴振利;李家彪;潘少军;
置于海底数百米至数千米的海底地震仪(OBS)的实测信号相比陆地地震仪具有不同的特性;由于水的作用或记录信号源频率的不同,短周期OBS和宽频带OBS记录的信号又有明显的差异。文章对南海西南次海盆地震探测期间记录的人工气枪震源和天然地震实测信号进行了时频分析,结果如下。1)气枪作业后在海底激发两种噪声:一是水的波动不断叠加形成的长波,周期50s左右,以水平分量为主;二是高频噪声,主要是OBS底座细微晃动引起的。2)宽频OBS对于水下移动目标激发海底波动具有很好的探测能力,特别是水平分量可以获得大振幅且周期特征清晰的记录,并能够指示方向。3)宽频OBS能记录到清晰的天然地震信号,为研究调查区岩石圈结构增添了更多的信息,短周期OBS对远震直达P波有很好的记录。国产宽频I-4C型OBS碰巧记录了日本M9.0级大震。
2012年03期 v.31 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 589K] - 胡家赋;徐华宁;丘学林;彭朝旭;伍忠良;
为了获得海底地震仪(ocean bottom seismograph,OBS)在海洋地球物理勘探中更真实准确的数据处理剖面,必须消除导航、定位时间、定位精度对OBS数据采集和处理的影响。通过分析时间定位精度对OBS数据处理的影响及计时误差来源,开发了精密枪控计时器以提高时间定位精度和消除常规计时误差,计时精度达到0.01ms,实现了高精度导航定位、炮点定位、时间定位和计时,保证OBS地震数据采集的准确性和精度。经稳定性测试,生产试验后的数据分析表明,该设备时间精确、定位性能完全满足OBS多分量地震勘探要求并可应用于其他需要高精度计时的海洋地球物理勘探领域。
2012年03期 v.31 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K] - 张伙带;谈晓冬;周蒂;黎铭汉;陈汉宗;汤贤赞;
前人研究表明,粤东海盆、南沙地块东部、加里曼丹西部存在晚三叠—早侏罗世海相地层,并且沉积相和古生物的对比认为它们在晚三叠—早侏罗世可能属同一海盆。文章对广东梅县、惠州和东莞的下侏罗统进行了古地磁研究,试图从古地磁的角度探讨粤东海盆、南沙地块东部、加里曼丹西部是否同属一个海盆。本文退磁结果表明,梅县玄武岩样品分离出低温剩磁和高温特征剩磁;惠州样品只有少数能分离出低温剩磁,难以统计方向;东莞红层样品分离出低温剩磁、中温剩磁和高温特征剩磁。梅县和东莞低温剩磁方向与当地现代地磁场方向一致,为现代地磁场的重磁化结果。所有采点中,只有2个采点分离出了高温特征剩磁,难以用褶皱检验方法检验高温特征剩磁是否原生剩磁。若用华南地块早侏罗世、中—晚侏罗世和白垩纪参考极限定东莞和梅县磁倾角大小,对比东莞中温剩磁、高温特征剩磁和梅县高温特征剩磁褶皱展平0—100%的倾角范围,讨论各剩磁在褶皱展平的形成阶段,结果为东莞中温剩磁在褶皱展平70%—80%时获得;东莞高温特征剩磁可能在褶皱展平后获得;但无法确定梅县高温特征剩磁最可能在哪个褶皱展平阶段获得。磁组构揭示了东莞红层沉积和压实特征,增加了东莞高温特征剩磁为原生剩磁的可能性。等温剩磁曲线、热退磁曲线和交变退磁曲线表明,东莞红层的携磁矿物为赤铁矿;梅县玄武岩部分样品携磁矿物为磁铁矿,部分样品携磁矿物为赤铁矿。文章的古地磁结果虽然未能回答"粤东海盆、南沙地块东部、加里曼丹西部是否同属一个海盆"的科学问题,但为今后进一步的古地磁工作提供了有用信息。
2012年03期 v.31 103-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
- 高红芳;
运用近3年来高分辨率地震资料,对南海西北海盆晚中新世以来浊积体的地震相组合和内部特征进行了详细分析,结合浊积体不同时期、不同层段发育特征的逐步演化探讨了海平面变化趋势。认为西北海盆晚中新世到上新世时期浊积体以水道相-天然堤相组合为特征,第四纪浊积体以浊积朵叶体相为主,水道相不发育。频繁发生的水道下切作用及水道相由海向陆的逐渐后退是西北海盆晚中新世以来浊积作用的显著特色,浊积体水道相的这种发育演化特征,表明晚中新世以来海平面总体呈现出上升的变化趋势,而地震层序内部浊积体地震相特征的变化揭示出在晚中新世和上新世期间海平面分别经历至少两次升降旋回,第四纪海平面处于急剧下降后的初期上升阶段。西北海盆晚中新世以来海平面变化的这种趋势,同全球海平面变化周期图晚中新世以来的趋势基本一致。
2012年03期 v.31 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K] - 董彦辉;初凤友;朱继浩;余星;
马里亚纳俯冲带弧内坡由于俯冲的太平洋板片的侵蚀而出露了相当于弧下地幔成分的橄榄岩,这些橄榄岩是研究岛弧岩浆作用及弧下地幔流体交代作用难得的样品。报道了马里亚纳南部关岛以南的弧内坡橄榄岩的矿物组成、主量元素以及微量元素地球化学特征。这些岩石具有非常难熔的矿物组成:橄榄石具有很高的Mg,斜方辉石中的Al2O3含量极低,尖晶石具有很高的Cr。滑石、蛇纹石和角闪石(透闪石为主,有少量镁角闪石和浅闪石)则指示了流体在中低温度下对橄榄岩的交代作用,并表明流体可能含有较高的SiO2、Al2O3和Na2O。全岩的主量元素中,CaO和Al2O3的质量百分比含量很低,而MgO的含量较高(干体系下多在43%左右),显示岩石经历了高度熔融。微量元素中,U和Sr的含量较高,相对富集,可能是来源较浅的板片流体化学特点的反映。
2012年03期 v.31 120-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K] - 张翠梅;刘晓峰;任建业;苏明;
构造沉积分析是基于高分辨率三维地震资料来精细刻画同沉积构造活动与沉积作用之间的动态演化过程、探讨构造与沉积作用间相互关系的一种分析思路。与构造地层学相比,构造沉积分析更强调三维地震处理和解释技术的应用,突出构造活动与沉积过程、沉积充填的动态响应。作者分别从同沉积构造的精细解剖、构造对沉积过程的控制和构造与沉积充填的响应等3个方面展示了近年来构造沉积分析的新思想和新进展。结合实例重点介绍了生长地层法、粒度分析法、地震处理和解释技术等手段在构造沉积分析中的应用,指出构造沉积分析方法在构造过程与沉积产物复杂性研究方面将得到进一步的应用和深化。
2012年03期 v.31 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] - 张云帆;胡登科;王万银;邱之云;李付成;
南海南北共轭边缘不仅蕴藏了丰富的油气资源,而且记录了南海扩张过程的重要构造信息。通过选取南海南北陆坡区的5条地震剖面,按照不同地壳初始流变结构计算剖面的拉张因子,通过南北结果对比与数值模拟过程揭示的信息,得到以下几点认识:1)南海北部地壳拉伸程度大于南海南部,这不仅与南海南部后期经历挤压碰撞有关,而且与中生代二者所处的构造位置不同有关;2)珠江口盆地与礼乐盆地具有不同的地壳初始状态,推测在南海共轭陆缘形成过程中,二者不相对应;3)南海南部地壳拉张因子由北向南逐渐变大,是古南海向南俯冲的体现。
2012年03期 v.31 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K] - 徐子英;孙珍;周蒂;张云帆;孙龙涛;赵中贤;
深水盆地的构造变形表明,大陆边缘上常存在与刚性地质体相对应的软弱地质体,它们不仅加强了裂陷期的沉降变形,而且加强了挤压反转期的褶皱隆升。为了揭示软弱地质体对构造变形的影响,作者利用物理模拟方法设置了4组实验,基于模拟结果讨论了琼东南盆地西南部反转构造的发育机制。实验对比分析发现,无论哪种应力场下反转变形都更容易在软弱区集中,软弱区所处构造位置及其所受应力性质对反转构造发育起着重要的控制作用。通过模拟结果与实际构造对比分析,认为琼东南盆地西南部构造反转发育主要受斜向挤压应力和软弱体的共同影响,推测其挤压应力来源于盆地西北部,可能与印支地块的旋转挤出作用有关。
2012年03期 v.31 144-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K] - 马辉;许鹤华;赵俊峰;万菊英;陈爱华;刘唐伟;
岩石圈热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,从而制约着岩石圈的形成演化。在研究南沙海槽前陆盆地地质构造背景和岩石圈热结构影响参数基础上,文章采用一维稳态热传导方程模拟计算并获得了盆地94N05地震剖面岩石圈热结构。计算表明,盆地区域大地热流平均值约为62mW.m 2;地幔热流值约37—44mW.m 2,对地表热流贡献达60%—70%。南沙海槽前陆盆地处于构造热恢复阶段,地表热流受中中新世挤压构造环境影响相对较低且主要受深部地幔控制,莫霍面温度介于500—600℃,热岩石圈较薄,厚度约60—70km。通过计算岩石圈热结构及居里面深度特征揭示揭示盆地深部岩石圈温度较高以及热活动稳定可能是南沙群岛海域地震发生很少的重要原因。
2012年03期 v.31 155-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]