胶东地区晚中生代伸展构造与金成矿:短周期密集台阵背景噪声成像的启示
发布时间：2021-04-13 10:08
晚中生代以来,华北克拉通东部经历了以岩石圈减薄作用为主要特征的大规模岩石圈破坏.在此背景下,位于华北克拉通东部的胶东地区形成了大规模的伸展构造、广泛发育的花岗岩类侵入体和巨量的金矿化.为揭示胶东地区控矿构造在上地壳层次的发育特征及其与金成矿之间的联系,本文基于跨胶东半岛的NWW-SEE向短周期密集地震台阵剖面,开展了背景噪声成像研究,获得了胶东地区8km以浅的上地壳S波速度结构,其主要特征为:（1）胶东地区沉积层较薄,基底平均深度为1～2km左右;（2）垂向速度梯度显示胶西北基底/浅层高速间断面错断特征显著,与主要拆离断层对应关系良好,且相对速度扰动显示沿主要拆离断层发育SE倾向的条带状低速异常;（3）牟乳成矿带下方S波速度具有横向分块特征,与五莲—烟台等控矿断裂的陡倾特征吻合,且东部苏鲁造山带上地壳平均速度较胶西北地区明显偏高.综合本文成像结果及已有地质、地球物理资料,我们认为胶西北成矿带的控矿构造深部以大规模拆离断层为主要特征,而东部牟乳成矿带则以高角度的脆性（走滑）断裂为主,故控矿断裂构造的差异可能是胶东成矿区域性差异的主要控制因素.
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
部分台站S波速度反演结果
在进行数据互相关之前，首先要进行数据预处理，我们参照Bensen等（2007）的经典处理流程，将各台站的Z分量原始数据截成时间长度为1个小时的数据文件，再将数据降采样为20Hz，经去仪器响应、去均值、去倾斜分量，带通滤波（0.2～10s），以及基于滑动绝对平均方法的时域归一化和频谱白噪化等预处理．连续数据经上述预处理后，就可以对任意台站对每个小时的Z分量进行互相关，最后将同一台站对不同小时的互相关函数归一化后线性叠加，得到台站对之间最终的互相关函数．图2a—c展示了008号台站与相邻台站之间的互相关函数，在0.5～5s、1～2s和2～5s三个频带内均可以看到明显的Rayleigh面波信号，且信号能量主要集中在3s左右．已有研究表明，在日本九州岛存在一个由火山震颤引起的单一持续噪声源，其频率范围为0.07～0.12Hz、传播速度约2.7km·s-1(Zeng and Ni,2011；王伟涛等，2012）．该噪声源可能会在互相关函数的零时刻附近形成较强的零点噪声，从而影响频散曲线提取的可靠性．结果显示（图2a—c），互相关函数零点噪声整体较弱，仅在2～5s频段有微弱信号，可能是由于我们关注的信号频段（0.5～5s）与噪声源信号的主频具有一定的偏差．为此，我们主要挑选了台间距较大的台站对（≥5km），从而尽可能使得零点噪声与面波信号分离，同时考虑到实际数据的信噪比，将最大台间距控制在60km范围内．最终，仅对台间距5～60km范围内的台站对进行了互相关计算．
经挑选，最终获得了15839条高质量的Rayleigh波相速度频散曲线，结果如图3a所示．其平均值从0.5s处的2.6km·s-1缓慢变化到4s处的3.1km·s-1，相速度整体偏高，符合胶东地区沉积层较薄、基岩大范围出露的地表地质特征．图3b是各周期混合路径频散的射线路径数统计，其中2.6s的射线路径最多，共12685条，0.8s的射线路径最少，共1307条．通过研究某一地区的平均频散曲线，可以获得该地区的平均速度结构特征．为了简单分析胶北隆起、胶莱盆地和苏鲁造山带三大构造单元的平均速度结构特征，我们将340个台站相应的分为三组，其中001～130台代表胶北隆起（范围：119.96°E—120.12°E),131～250台代表胶莱盆地（范围：120.12°E—121.30°E),251～340台代表苏鲁造山带（范围：121.30°E—121.78°E）．各组台站的平均频散曲线如图3c所示，结果显示001-130组与131-250组相当，而251-340组的频散曲线明显偏高，表明苏鲁造山带上地壳速度明显高于胶北地体（包括胶北隆起和胶莱盆地）．图3 从互相关函数提取的相速度频散曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维地震探测的海底矿区地质结构分析[J]. 李威,马凤山,卢湘鹏,曹家源,郭捷. 黄金科学技术. 2019(04)
[2]基于背景噪声成像方法研究郯庐断裂带中南段及邻区地壳速度结构与变形特征[J]. 孟亚锋,姚华建,王行舟,李玲利,冯吉坤,洪德全,汪小厉. 地球物理学报. 2019(07)
[3]胶东金矿床:基本特征和主要争议[J]. 宋明春,宋英昕,丁正江,李世勇. 黄金科学技术. 2018(04)
[4]胶东典型含矿构造岩相带的地质-地球物理信息预测方法与找矿实践[J]. 张宝林,苏艳平,张国梁,梁光河,徐兴旺,蔡新平,徐光晶,李会中. 地学前缘. 2017(02)
[5]苏鲁地体折返与郯庐断裂活动:莱阳盆地中生界碎屑锆石年代学的制约[J]. 周建波,韩伟,宋明春. 岩石学报. 2016(04)
[6]胶东半岛地壳速度结构及其构造意义[J]. 潘素珍,王夫运,郑彦鹏,段玉玲,刘兰,邓晓果,宋向辉,孙一男,马策军,李怡靑. 地球物理学报. 2015(09)
[7]胶东金矿深部找矿主要成果和关键理论技术进展[J]. 宋明春. 地质通报. 2015(09)
[8]Decratonic gold deposits[J]. ZHU RiXiang,FAN HongRui,LI JianWei,MENG QingRen,LI ShengRong,ZENG QingDong. Science China（Earth Sciences）. 2015(09)
[9]克拉通破坏型金矿床[J]. 朱日祥,范宏瑞,李建威,孟庆任,李胜荣,曾庆栋. 中国科学:地球科学. 2015(08)
[10]胶东中生代金成矿系统[J]. 杨立强,邓军,王中亮,张良,郭林楠,宋明春,郑小礼. 岩石学报. 2014(09)
本文编号：3135104
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
部分台站S波速度反演结果
在进行数据互相关之前，首先要进行数据预处理，我们参照Bensen等（2007）的经典处理流程，将各台站的Z分量原始数据截成时间长度为1个小时的数据文件，再将数据降采样为20Hz，经去仪器响应、去均值、去倾斜分量，带通滤波（0.2～10s），以及基于滑动绝对平均方法的时域归一化和频谱白噪化等预处理．连续数据经上述预处理后，就可以对任意台站对每个小时的Z分量进行互相关，最后将同一台站对不同小时的互相关函数归一化后线性叠加，得到台站对之间最终的互相关函数．图2a—c展示了008号台站与相邻台站之间的互相关函数，在0.5～5s、1～2s和2～5s三个频带内均可以看到明显的Rayleigh面波信号，且信号能量主要集中在3s左右．已有研究表明，在日本九州岛存在一个由火山震颤引起的单一持续噪声源，其频率范围为0.07～0.12Hz、传播速度约2.7km·s-1(Zeng and Ni,2011；王伟涛等，2012）．该噪声源可能会在互相关函数的零时刻附近形成较强的零点噪声，从而影响频散曲线提取的可靠性．结果显示（图2a—c），互相关函数零点噪声整体较弱，仅在2～5s频段有微弱信号，可能是由于我们关注的信号频段（0.5～5s）与噪声源信号的主频具有一定的偏差．为此，我们主要挑选了台间距较大的台站对（≥5km），从而尽可能使得零点噪声与面波信号分离，同时考虑到实际数据的信噪比，将最大台间距控制在60km范围内．最终，仅对台间距5～60km范围内的台站对进行了互相关计算．
经挑选，最终获得了15839条高质量的Rayleigh波相速度频散曲线，结果如图3a所示．其平均值从0.5s处的2.6km·s-1缓慢变化到4s处的3.1km·s-1，相速度整体偏高，符合胶东地区沉积层较薄、基岩大范围出露的地表地质特征．图3b是各周期混合路径频散的射线路径数统计，其中2.6s的射线路径最多，共12685条，0.8s的射线路径最少，共1307条．通过研究某一地区的平均频散曲线，可以获得该地区的平均速度结构特征．为了简单分析胶北隆起、胶莱盆地和苏鲁造山带三大构造单元的平均速度结构特征，我们将340个台站相应的分为三组，其中001～130台代表胶北隆起（范围：119.96°E—120.12°E),131～250台代表胶莱盆地（范围：120.12°E—121.30°E),251～340台代表苏鲁造山带（范围：121.30°E—121.78°E）．各组台站的平均频散曲线如图3c所示，结果显示001-130组与131-250组相当，而251-340组的频散曲线明显偏高，表明苏鲁造山带上地壳速度明显高于胶北地体（包括胶北隆起和胶莱盆地）．图3 从互相关函数提取的相速度频散曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维地震探测的海底矿区地质结构分析[J]. 李威,马凤山,卢湘鹏,曹家源,郭捷. 黄金科学技术. 2019(04)
[2]基于背景噪声成像方法研究郯庐断裂带中南段及邻区地壳速度结构与变形特征[J]. 孟亚锋,姚华建,王行舟,李玲利,冯吉坤,洪德全,汪小厉. 地球物理学报. 2019(07)
[3]胶东金矿床:基本特征和主要争议[J]. 宋明春,宋英昕,丁正江,李世勇. 黄金科学技术. 2018(04)
[4]胶东典型含矿构造岩相带的地质-地球物理信息预测方法与找矿实践[J]. 张宝林,苏艳平,张国梁,梁光河,徐兴旺,蔡新平,徐光晶,李会中. 地学前缘. 2017(02)
[5]苏鲁地体折返与郯庐断裂活动:莱阳盆地中生界碎屑锆石年代学的制约[J]. 周建波,韩伟,宋明春. 岩石学报. 2016(04)
[6]胶东半岛地壳速度结构及其构造意义[J]. 潘素珍,王夫运,郑彦鹏,段玉玲,刘兰,邓晓果,宋向辉,孙一男,马策军,李怡靑. 地球物理学报. 2015(09)
[7]胶东金矿深部找矿主要成果和关键理论技术进展[J]. 宋明春. 地质通报. 2015(09)
[8]Decratonic gold deposits[J]. ZHU RiXiang,FAN HongRui,LI JianWei,MENG QingRen,LI ShengRong,ZENG QingDong. Science China（Earth Sciences）. 2015(09)
[9]克拉通破坏型金矿床[J]. 朱日祥,范宏瑞,李建威,孟庆任,李胜荣,曾庆栋. 中国科学:地球科学. 2015(08)
[10]胶东中生代金成矿系统[J]. 杨立强,邓军,王中亮,张良,郭林楠,宋明春,郑小礼. 岩石学报. 2014(09)
本文编号：3135104
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