Multiscale linearized inversion of surface-wave dispersion curves     

Zhinong Wang  Chengyu Sun  Dunshi Wu 《Geophysical Prospecting》2022,70(1):19-34

In recent years, surface-wave analysis method has been developed rapidly in many fields. Multichannel analysis of surface waves can provide near-surface one-dimensional shear-wave velocity profiles. Because linearized inversion of surface-wave dispersion curves relies heavily on the choice of the initial model, setting an inappropriate initial model can lead to poor inversion results, or even failure of inversion. However, it is difficult to establish a reasonable initial model without a priori information, which is unavailable in most cases. To cope with this problem, a multiscale linearized inversion method is proposed for surface-wave dispersion curves inversion. In contrast with the traditional single-scale linearized inversion, the key idea of the proposed multiscale surface-wave inversion method is the introduction of a merging and splitting process of layers. After every scale inversion, the merging and splitting operations automatically optimize the inversion model, making it gradually approach to a reasonable subsurface stratification. Multiscale surface-wave inversion method reduces the difficulty of establishing the initial model and has high computational efficiency. In addition, it has strong ability to identify high-velocity or low-velocity interlayers and thin layers, especially suited for the geological conditions with obvious stratification. In synthetic tests, the proposed method was compared with the single-scale surface-wave inversion and particle swarm optimization algorithm to demonstrate the effectiveness and practicability of multiscale surface-wave inversion method. We also applied the multiscale surface-wave inversion method to field seismic data acquired in Guizhou, China and Texas, USA. Borehole and crosshole test data were compared with the inversion results of field data to prove the reliability of the proposed method.  相似文献   

以门源M6.9地震为契机的祁连带中东段地震热红外异常区域特征研究          下载免费PDF全文

张丽峰  张璇  郭瑛霞  胡维云  孙玺皓 《地震工程学报》2022,44(2):398-407,424

以中国静止气象卫星亮温资料为数据基础,使用小波变换和功率谱估计法研究2022年1月8日门源M6.9地震前的热辐射异常,并对祁连带中东段以往震例的热辐射异常作回溯性研究。门源6.9级地震的热辐射异常发展过程可分为3个阶段：初始演化阶段、增强持续阶段、减弱消失阶段。面积最大时强辐射区的面积约为8万km~2,地震发生在其西北部。相对功率谱峰值为平均值的17倍,地震发生在峰值后82天。大面积、高强度的热辐射状态持续时间长是此次异常的显著特点。祁连带中东段的几次地震前均出现过热辐射异常,其特征可为该区震情判定不断积累经验,以期形成可作为判定指标的区域震例库。  相似文献   

胶东半岛乳山地区低角度韧性剪切带几何学、运动学特征:对中国东部岩石圈减薄作用的启示     

郝志宣  金超  田忠华  李同宇  文飞 《地质科学》2022,57(1):43-60

大规模伸展构造是华北克拉通东部岩石圈减薄的重要表现形式。部分低角度韧性剪切带是地壳伸展变形后所展现的构造形式。本文研究了王格庄韧性剪切带的岩石学、几何学、运动学等特征显示:韧性剪切带走向近南北向,剪切带断层面倾向多变(倾向西、西南、西北方向)。大部分区域面理低角度倾向西,矿物拉伸线理近东西向,不对称旋转碎斑及S-C组构指示顶端指向西的剪切特征。结合研究区西侧与伸展构造相匹配的半地堑伸展盆地证据:本研究认为伸展构造的形成可能与西太平洋板块的后撤相关,即大规模伸展构造作用引发了华北克拉通东部的地壳减薄作用。  相似文献   

库车坳陷克拉苏构造带协同变形机制及盆山耦合关系     

刘立炜  周慧  张承泽  闫炳旭  杨凤来  屈元基 《地质科学》2022,57(1):61-72

克拉苏构造带构造非常复杂,经过30余年的油气勘探开发,构造规律不清楚、构造圈闭不落实的问题仍然非常突出。本文通过大量三维地震资料的构造解释、建模及实钻资料验证,发现克拉苏构造带在剖面上呈分段分层变形、平面上呈雁列式展布特征。提出克拉苏构造带两种协同变形机制,较好地解释了在膏盐层调节作用下盐上、盐层、盐下3个构造层的差异变形现象。结合遥感影像及重力异常影像分析了盆山耦合关系,提出了南天山造山带的差异隆升推覆作用,南部温宿、新和、牙哈古隆起的阻挡作用和古近系膏盐层的调节作用是变形的3个主要影响因素,并据此较好地解释了克拉苏构造带构造圈闭平面展布格局。  相似文献   

华南陆块东北部构造特征、成矿作用与动力学机制——来自大地电磁测深的认识     

董基恩  叶高峰  魏文博  金胜  李玉龙  董小军  魏有宁 《地质论评》2022,68(1):2022020003-2022020003

通常认为,华南陆块在元古代由扬子克拉通和华夏地块沿江南造山带碰撞拼合而成,之后经历了陆内造山、洋壳俯冲等多期岩浆—构造活动。但因华南陆块所处的特殊地质构造环境,就目前华南陆块各块体之间的接触关系、江南造山带深部构造特征及区域动力学意义等诸多地质问题争议颇多。本文依托地质调查项目和“深部探测技术与实验研究（SinoProbe）”项目完成的8d和12g两条大地电磁测深剖面,经过精细的数据处理,使用非线性共轭梯度（NLCG）算法对TE+TM模式数据联合反演得到华南陆块东北部岩石圈尺度的二维电性剖面,并用ModEM三维反演代码对全阻抗张量数据反演获得了三维电性模型。对研究区内扬子地块东部、江南造山带以及华夏地块进行电性结构研究,发现研究区内的江南造山带西南段存在扬子地块和华夏地块碰撞镶嵌的构造表现,扬子地块已越过江南造山带,在江绍断裂位置与华夏地块挤压,形成江绍断裂等逆冲型深大断裂,从电性结构推测其现今仍然为活动断裂,但东北段块体之间的接触关系被上侵的地幔物质破坏,江绍、赣东北等断裂的深部结构已被剧烈改造,推测这种深部成矿热物质上涌是形成赣东北以金银矿种为主的岩浆热液型矿床的深部动力原因;研究区东部华夏地块电性特征为高阻的上地壳以及被岩浆底侵而破坏的中下地壳,发育其中的屯溪—鹰潭—安远和上虞—大浦—政和断裂切割深度超过了50 km,为深大断裂构造。结合前人地表侵入岩填图结果,认为由于中生代以来古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲,华南陆块东部上地壳被严重破坏,从电性特征推断可能发生过大面积的板片重融,华夏地块东北部地壳相较于西南部厚度明显更小、后期改造严重,受到的太平洋板块俯冲导致的热扰动更剧烈。  相似文献   

江南造山带西南段宰便辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义SCIEI北大核心CSCD     

王琦崧  王林均  孙思辰  周家喜  钟昌悦 《岩石学报》2022,38(4):1202-1218

宰便地区位于江南造山带西南段,发育有一系列新元古代镁铁质-超镁铁质火成岩。然而,其成因与构造背景仍存在广泛争议。因此,本文选择江南造山带西南段宰便辉绿岩为研究对象,系统开展岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,辉绿岩具有高Mg^(#)(50~69)、高Al_(2)O_(3)(13.94%~18.63%)、低钾(0.03%~0.33%)、低磷(0.04%~0.28%)特征,显示为低钾拉斑系列岩石特点。同时,岩石整体相对富集Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb和Y等高场强元素,Eu具有微弱负异常特征。辉绿岩的Nb/Ta、Zr/Nb比值揭示了母岩浆在岩浆侵位过程中未发生地壳混染。3件样品的锆石U-Pb年龄分别为820.7±3.0Ma、821.1±9.2Ma和823.1±9.5Ma,表明岩浆侵位时代为新元古代早期。锆石ε_(Hf)(t)值介于-13.6~7.7之间,Hf的t_(DM2)值介于1214~2547Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆可能源于富集地幔,并伴有一定的亏损地幔参与。综合前人和本次研究的地质、地球化学和年代学数据,本文认为江南造山带西南段宰便地区在新元古代早期处于板内构造环境。  相似文献   

Petrogenesis of Late Ordovician intrusive rocks in the West Kunlun orogenic belt: Constraints on the subduction process of the Proto-Tethys OceanSCIEI北大核心CSCD     

陶再礼  尹继元  袁超  肖文交  陈文  陈岳龙  王雅美  杨帆 《岩石学报》2022,(11):3321-3340

西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议。本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程。这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世。阿喀孜二长岩具有富碱(K_(2)O+Na_(2)O=10.5%~11.8%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.20~1.44)特征,相对低MgO(0.89%~0.97%)、TiO_(2)(0.42%~0.45%)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(T_(Zr)=814~862℃),属于钾质碱性岩石。该岩体具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值(0.72057~0.72186),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.1~-4.5)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.6~-3.4),以及较高的锆石δ^(18) O值(5.39‰~7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融。赛图拉石英闪长岩SiO_(2)含量为56.8%~58.6%,全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量为5.75%~6.39%,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85~0.89),相对高的MgO含量(2.93%~3.41%)以及Mg^(#)值(~45),为高钾钙碱性系列岩石。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72~0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征。这些石英闪长岩具有相对高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值(0.71317~0.71322),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.6~-5.1)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.8~-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用。结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成。综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩。  相似文献   

内蒙古科右中旗两类基性岩的年代学、地球化学及其构造意义          下载免费PDF全文

金松  李英杰  钱程  张杨  孟都  杨海波  王博  伍光锋 《地球科学》2022,47(1):342-356

兴蒙造山带东段晚古生代构造演化存在争议,基性岩浆作用是构造演化过程中的良好地质记录. 对贺根山缝合带东段内蒙古科右中旗构造混杂岩带内的杜尔基基性岩和甲哈达基性岩进行了系统的地质特征、岩相学、年代学和地球化学研究. 杜尔基基性岩岩性为枕状玄武岩和辉绿岩,辉绿岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为348.3±2.6 Ma,为低钾拉斑玄武系列,相对富集LILE,亏损Nb、Ta等高场强元素. 甲哈达基性岩岩性主要为玄武岩,锆石U-Pb年龄为317.6±3.0 Ma,为钙碱性系列,同样具有HFSE亏损和LILE富集的特点,与杜尔基基性岩相比更加富集LILE和LREE. 结合贺根山缝合带早石炭世蛇绿岩及洋内俯冲作用的研究成果,认为从杜尔基基性岩到甲哈达基性岩的演化,可能指示了古亚洲洋东段早-晚石炭世洋内俯冲的渐进过程,洋内弧从不成熟向逐渐成熟演化.   相似文献   

襄樊—广济断裂带东段构造变形特征及其演化     

朱清波  程万强  周全 《现代地质》2022,36(3):755-769

襄樊—广济断裂带是分隔大别造山带和扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的边界断裂,其几何学、运动学及构造演化特征记录了南北两大不同性质的大地构造单元发生碰撞、拼贴及相互作用的地质过程。在野外调查、构造解析和年代学研究基础上,结合区域地质和地球物理资料分析,认为襄樊—广济断裂带东段以深部向南逆冲、浅表向北逆冲的“鳄鱼嘴式”对冲构造为特征,与西段的构造变形样式和次序存在显著差异。中扬子地区东部受控于江南—雪峰造山带和大别造山带南北两大构造体系,深部扬子板块北缘向大别造山带之下俯冲导致造山带自北向南挤出,推覆构造可影响至瑞昌一带,由南向北的浅层逆冲推覆可影响至梅川附近,二者在襄樊—广济断裂带东段的蕲春—武穴—浠水一带对接。襄樊—广济断裂带经历了印支早期同碰撞由北向南的逆冲推覆和深层次的韧性剪切变形(T₂末)、燕山早—中期双向对冲构造变形(J_1-3)、燕山晚期伸展正断层变形(K_1-2)、喜山早期由北向南小规模逆冲变形(E₁)阶段。  相似文献   

伟晶质岩浆的同化混染与分离结晶(AFC)作用及铀成矿效应:以纳米比亚湖山铀矿为例     

黄冉笑  王果胜  袁国礼  邱坤峰  Hounkpe Jechonias BIDOSSESSI 《地学前缘》2022,29(1):377-402

纳米比亚湖山铀矿位于达马拉造山带的中央南部地区,工业铀矿物为晶质铀矿,属于伟晶岩型铀矿床。关于不同矿石中铀元素的富集与沉淀机制还存在一定争议。为了揭示伟晶质岩浆演化与铀矿化作用的关系,本文对矿区内不同矿物组成的伟晶岩型矿石开展了岩石和矿物地球化学研究。野外及镜下鉴定结果显示,矿化伟晶岩可以分为“简单类型”矿体和“复杂类型”矿体。前者具有正常的花岗伟晶结构,晶质铀矿均匀分布于造岩矿物之间,矿化程度低到中等;后者表现出非均匀的结构特征,且矿化程度极高,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有明显的空间联系。地球化学研究表明:在“简单类型”伟晶岩中,铀元素主要通过伟晶质岩浆的分离结晶作用富集;“复杂类型”伟晶质岩浆的演化则明显受控于同化混染作用,其铀矿化为岩浆同化混染与分离结晶(assimilation-fractional crystallization,AFC)作用产物。具体而言,外来基性组分(FeO,MgO,TiO₂,MnO)的混入导致“复杂类型”熔体中矿物的结晶顺序发生改变,长石类矿物的“延后”结晶为黑云母提供了更加有利的结晶空间和条件,促使黑云母以团块状聚集的形式产出。黑云母的大量析出会引发残余岩浆中UF_m^4-m络合物的水解,导致晶质铀矿在团块黑云母内部或周围沉淀。因此,本文有关“简单类型”和“复杂类型”产铀伟晶岩的研究,有效地揭示了岩浆演化过程与铀矿化机制,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为后期勘查开发提供了科学依据。  相似文献