大地电磁精细反演及其在壳幔电性结构研究中的应用

【摘要】： 本论文以中国地质大学(北京)于2008年11月完成的合作～大井地区大地电磁长剖面数据为依托。在室内系统的运用了先进的数据处理方法,完成了大地电磁数据处理工作,得到了可靠的MT响应。采用先进的二维反演算法,通过一系列的精细反演计算,获得了研究区域具有较高置信度的二维电性结构模型。 根据大地电磁阻抗张量分解结果,研究区域地下介质主体构造走向为北西-南东向,近似于二维结构。通过正演模拟实验、实测数据反演计算等研究工作发现,结合地震波速模型、区域地质构造资料构建精细的初始模型进行反演计算,能够对地下异常体的底边界起到较好的约束作用,并能精细刻画地下介质的电性结构特征,进而提高解的分辨率,增加反演结果的可信度,使反演效果得到进一步的改善,达到精细反演的目的。 研究成果表明:沿剖面范围内分布着多个电性异常带与畸变带,经与区域构造资料对比,这些电性梯度带与畸变带的位置与区域内的深大断裂带相吻合,这些断裂带同时也是研究区域内各构造单元的分界断裂带。整条剖面的地壳电性结构沿南北方向整体表现为纵向分层,南北分块的特点。地下100km深度范围内地壳导电性结构主要分为三个电性层,即上、下为高阻层,中间为高导层;表层低阻层可能是新生代或中新生代的沉积层。在研究区域的地壳中存在着一个明显的高导层,位于中、下地壳,该高导层沿剖面厚度变化相对较大,由南向北高导层逐渐变薄,并且高导层顶界面及底界面的埋深变化较大。兰州以南地壳内的高导层大致呈水平状,而兰州以北的高导层呈南倾形态。 本研究区域的高导层可能是局部熔融体与流体共同作用的结果。一方面由于研究区域强烈的构造活动使地层岩石破碎严重,可能使不透水层遭到破坏,导致深层的流体发生运移或释放。另一方面,有研究表明,当温度达到550℃时,岩石便可出现局部熔融,秦岭褶皱系和祁连褶皱系具有相对较高的热流值,为岩矿石的脱水相变导致局部熔融创造了条件。