渭河盆地深部地殼結(jié)構(gòu)探測與盆地構(gòu)造研究.pdf

1、渭河斷陷的成因機理、復(fù)雜隆升與沉降、秦嶺造山的大陸動力學(xué)問題、鄂爾多斯周緣的活動斷裂系以及華北地臺如何與秦嶺微地塊乃至與揚子板塊的拼合及接觸關(guān)系，其在地殼深部的巖石圈分層，巖石流變和莫霍面的最新構(gòu)造形態(tài)等研究方面還存在許多關(guān)鍵問題沒有解決？針對上述問題，本文在渭河盆地開展了深地震反射探測，在盆地及鄰區(qū)包括秦嶺褶皺系和鄂爾多斯地臺區(qū)域開展了深地震寬角反射/折射和高分辨地震折射聯(lián)合探測研究。通過深地震探測聯(lián)合剖面研究，首次查明了渭河斷陷盆地

2、及鄰近地區(qū)主要活動斷層在地殼深部的延伸情況；地殼深部的速度結(jié)構(gòu)，地殼精細結(jié)構(gòu)，地殼介質(zhì)特性和深、淺部的構(gòu)造關(guān)系等，為進一步研究渭河盆地構(gòu)造特征與大陸動力學(xué)以及深部孕震構(gòu)造背景，判明渭河斷陷盆地未來中強地震的發(fā)震構(gòu)造提供依據(jù)。
　　深地震反射測線布設(shè)在渭河盆地的長安區(qū)與禮泉縣之間，測線方向為北西—南東向。南東端(0m樁號)位于長安區(qū)太乙宮鎮(zhèn)沙場村附近，北西端位于禮泉縣駿馬鎮(zhèn)付官寨附近，測線全長69km，觀測點間距為40m，炮點間距為

3、120m。
　　地震寬角反射/折射測線布設(shè)在河南西峽縣與陜西長武縣之間，測線方向也為北西—南東向。地震寬角反射/折射測線的東南段為秦嶺—華山山地，中段為渭河盆地，西北段為鄂爾多斯盆地南緣，全長約360km。此外，在地震寬角反射/折射測線的藍田至淳化區(qū)段之間，還布設(shè)了為高分辨地震折射測線，高分辨地震折射的測線的長度為120km。
　　高分辨地震折射測線布設(shè)觀測點156個，觀測點距平均0.77km，炮點9個（其中和地震寬角反射/

4、折射剖面共用炮點2個），平均炮距12km，構(gòu)成了較為完整的多重追逐相遇觀測系統(tǒng)。地震寬角反射/折射測線在高分辨地震折射剖面之外，布設(shè)儀器220臺套，平均觀測點距1.4km，炮點5個，平均炮距約50km。
　　取得的主要學(xué)術(shù)成果如下：
　　1.藍田—西安—淳化高分辨地震折射探測的結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)基底與蓋層的結(jié)構(gòu)具有典型的分區(qū)特性。大致以測線的樁號241km和341km為界，可分為三個不同的區(qū)塊。其中，樁號241km以南是秦嶺褶皺

5、帶區(qū)，樁號241km—341km之間是渭河斷陷盆地，樁號341km以北則是鄂爾多斯地臺區(qū)，三個分區(qū)的邊界均為大斷裂帶或強速度梯度帶。秦嶺褶皺區(qū)和鄂爾多斯地臺區(qū)的蓋層薄，P波速度相對高，基底埋深淺，結(jié)構(gòu)相對簡單與完整，秦嶺褶皺區(qū)的基底出露于地表；而渭河斷陷盆地的沉積蓋層厚，蓋層最深可達6km左右，P波速度非常低，基底埋藏深，斷陷盆地的結(jié)構(gòu)甚為復(fù)雜。
　　2.西峽—西安—長武地震寬角反射/折射探測剖面的P波速度結(jié)構(gòu)、構(gòu)造圖像所反映的區(qū)

6、內(nèi)地殼、上地幔也具有明顯的分區(qū)特性，分區(qū)的情況與高分辨地震折射的結(jié)果相一致。秦嶺褶皺帶的地殼厚度約37～38km，地殼的結(jié)構(gòu)相對簡單，結(jié)晶基底埋藏淺，以至出露于地表。鄂爾多斯地臺的地殼厚度較大，約為42—43km，地殼的結(jié)構(gòu)也相對簡單，結(jié)晶基底埋藏淺。渭河斷陷盆地的地殼厚度約為32～33km，渭河斷陷盆地的莫霍界面相對兩側(cè)的鄂爾多斯地臺和秦嶺褶皺帶明顯產(chǎn)生了上隆現(xiàn)象。
　　3.根據(jù)渭河斷陷盆地的深、淺部速度結(jié)構(gòu)、構(gòu)造圖象推測，渭河

7、斷裂、臨潼—長安斷裂和華山山前斷裂可能延伸到了中地殼的底部，深度約為22km左右。在測線樁號310～330km之間，存在莫霍界面被錯斷的情況。沿著莫霍界面被錯斷的薄弱面，上地幔的高密度熱物質(zhì)侵入到下地殼中。
　　4.結(jié)合渭河斷陷盆地的石油鉆井資料，長安—禮泉深地震反射探測剖面反映了第四系底面TQ、上第三系底面TN2，中第三系底面TN1，下第三系底面TE，結(jié)晶基底頂面Tg，C界面，RB界面，Moho界面的反射波組以及傾斜反射事件RA

8、。據(jù)深地震反射探測剖面的解譯，渭河斷陷盆地的上部地殼被一系列穿透深度不等的正斷層所切割，形成大地塹鑲嵌小地塹或梯狀斷階的構(gòu)造格局；與斷陷盆地的中心相對應(yīng)，還存在一條切穿莫霍界面的深斷裂。
　　5.渭河斷陷盆地存在發(fā)生中強地震的深部構(gòu)造條件，莫霍界面相對鄂爾多斯地塊突變隆起和上地幔高速物質(zhì)侵位于下地殼，是該區(qū)中強性地震發(fā)生的深部構(gòu)造背景；渭河斷裂、臨潼—長安斷裂以及深地震反射剖面揭示的F6斷裂很可能是未來中強性地震的重要孕震構(gòu)造，也