西准噶尔地区岩石圈电性结构研究

发布时间：2020-05-22 19:20

【摘要】：西准噶尔位于准噶尔盆地西缘,是中亚造山带的重要组成部分。该区域经历了复杂的洋陆转换过程以及多期构造变形,其构造背景和起源是一个长期争论的问题。根据目前的地质、地球化学和地球物理研究结果,多数倾向于支持西准噶尔地区在晚古生代发生了洋陆或洋内俯冲,而且现今岩石圈内保存了古生代大洋岩石圈残片。目前,研究区深部地球物理资料严重不足,对其岩石圈形成及演化的讨论尚缺少高质量地球物理资料的约束。利用西准噶尔地区的五条实测宽频大地电磁剖面数据,对该地区进行电阻率成像,从电性结构出发并结合其它地球物理和地质资料,解释该地区的岩石圈电性结构与构造,推断晚石炭世该地区岩石圈的演化过程。对大地电磁测深资料进行感应矢量和相位张量分析,结果显示西准噶尔地区南部浅层呈近似二维结构,深层呈三维结构;西准噶尔地区北部构造相对复杂,三维效应明显。针对研究区域内分区维数性差异、测线方向和构造走向的关系、测点密度、不同地貌区覆盖层电阻率变化等特点,在反演过程中对实测数据采取不同的反演策略,其中1~4号测线采用TE和TM模式联合二维反演,5号测线采用阻抗行列式二维反演,集中于克拉玛依后山地区的1~3号测线所有测点及5号测线部分测点采用三维反演,并对三维电阻率模型可靠性进行分析。通过对比不同反演结果的差异性,最终选定4号剖面采用TE和TM模式联合二维反演结果,5号剖面采用阻抗行列式二维反演结果,克拉玛依后山地区采用施加空间结构约束的三维反演结果。利用五条宽频大地电磁剖面构建的电阻率模型,结合研究区的地质、地球化学及卫星重力数据,对该区域的岩石圈演化过程进行了初步的综合分析。根据研究结果,发现了晚石炭世西准噶尔地区存在一个洋内俯冲系统,克-乌断裂大体代表了古海沟的位置。达尔布特断裂和克-乌断裂所夹区域代表了古生代弧前盆地和俯冲增生楔。达尔布特断裂以北可能是一个不成熟的弧内扩张中心,该区域的壳内低阻异常体是由于地幔部分熔融体上升交代变质的结果。在准噶尔盆地下方存在相对高阻异常体,推断该异常体是俯冲系统残留的混杂岩。1~4号剖面中达尔布特断裂深部特征不明显,推测其下延深度有限。克-乌断裂经过多期构造演变成现今具有构造分区意义的缝合带。提出了庙尔沟岩体的形成与再叠置过程有关的观点,在这一过程中,岩浆的分异作用和壳内的机械混合作用不容忽视,导致岩体组成复杂,岩体某些部分的就位时间与其结晶年龄不完全相同。
【图文】：

示意图,大地电磁场,趋肤效应,示意图

2220yyd Hk Hdz = 赫兹方程（2-6）、（2-7）的一般解的形式为：i t kz i t kzxE Ae e Be e ω ω= +B 是根据边界条件确定的两个常数。由于在无穷远（z → ∞ ）处定义地表处电场分量的幅值为0E，则有：(1 )20i zi txE E e eω μσω =磁波在地下介质中传播中振幅衰减到地面振幅的 1/e 的深度，定者穿透深度 p（如图 2.1）。那么，由公式（2-9）可以得到：2p 503 ρT ( m)ωμσ= ≈ （（2-10）说明，电磁场变化的周期T越大，介质的电阻率ρ越高，，这一点构成了大地电磁测深的物理基础。

示意图,矢量原理,示意图,矢量

x、Hy、Hz分别是磁场的三个分量，其中 Hz为垂直分量，Tzx、TT 在 x 和 y 方向的分量。mucker 在 1970 年将感应矢量定义为：r zxr x zyr yi zxi x zyi yG T e T eG T e T e= = +感应矢量，Gi为虚感应矢量，，Tzxr，Tzxi，Tzyr，Tzyi分别为 Tzx、Tzyx，ey分别为正北和正东方向的单位矢量。Gr取负是为了和 Parkinson，1959）的定义一致，因此称其为 Parkinson 箭头或实 Schmuck良导体方向，反映测点旁侧的良导体方位。矢量（主要是实感应矢量）作为电磁测深的重要参数，实际的。虚感应矢量的一些物理含义还不是很清楚，所以本文所说感量（Parkinson 感应矢量），其主要反映了地下不均匀体的横向不低阻体。在理想的二维条件下，感应矢量应与电性主轴正交，构造走向（图 2.2）。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.325;P319.2

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