膠東地區(qū)晚中生代伸展構(gòu)造與金成礦:短周期密集臺陣背景噪聲成像的啟示
發(fā)布時(shí)間:2021-04-13 10:08
晚中生代以來,華北克拉通東部經(jīng)歷了以巖石圈減薄作用為主要特征的大規(guī)模巖石圈破壞.在此背景下,位于華北克拉通東部的膠東地區(qū)形成了大規(guī)模的伸展構(gòu)造、廣泛發(fā)育的花崗巖類侵入體和巨量的金礦化.為揭示膠東地區(qū)控礦構(gòu)造在上地殼層次的發(fā)育特征及其與金成礦之間的聯(lián)系,本文基于跨膠東半島的NWW-SEE向短周期密集地震臺陣剖面,開展了背景噪聲成像研究,獲得了膠東地區(qū)8km以淺的上地殼S波速度結(jié)構(gòu),其主要特征為:(1)膠東地區(qū)沉積層較薄,基底平均深度為1~2km左右;(2)垂向速度梯度顯示膠西北基底/淺層高速間斷面錯(cuò)斷特征顯著,與主要拆離斷層對應(yīng)關(guān)系良好,且相對速度擾動顯示沿主要拆離斷層發(fā)育SE傾向的條帶狀低速異常;(3)牟乳成礦帶下方S波速度具有橫向分塊特征,與五蓮—煙臺等控礦斷裂的陡傾特征吻合,且東部蘇魯造山帶上地殼平均速度較膠西北地區(qū)明顯偏高.綜合本文成像結(jié)果及已有地質(zhì)、地球物理資料,我們認(rèn)為膠西北成礦帶的控礦構(gòu)造深部以大規(guī)模拆離斷層為主要特征,而東部牟乳成礦帶則以高角度的脆性(走滑)斷裂為主,故控礦斷裂構(gòu)造的差異可能是膠東成礦區(qū)域性差異的主要控制因素.
【文章來源】:地球物理學(xué)報(bào). 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
部分臺站S波速度反演結(jié)果
在進(jìn)行數(shù)據(jù)互相關(guān)之前,首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,我們參照Bensen等(2007)的經(jīng)典處理流程,將各臺站的Z分量原始數(shù)據(jù)截成時(shí)間長度為1個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)文件,再將數(shù)據(jù)降采樣為20Hz,經(jīng)去儀器響應(yīng)、去均值、去傾斜分量,帶通濾波(0.2~10s),以及基于滑動絕對平均方法的時(shí)域歸一化和頻譜白噪化等預(yù)處理.連續(xù)數(shù)據(jù)經(jīng)上述預(yù)處理后,就可以對任意臺站對每個(gè)小時(shí)的Z分量進(jìn)行互相關(guān),最后將同一臺站對不同小時(shí)的互相關(guān)函數(shù)歸一化后線性疊加,得到臺站對之間最終的互相關(guān)函數(shù).圖2a—c展示了008號臺站與相鄰臺站之間的互相關(guān)函數(shù),在0.5~5s、1~2s和2~5s三個(gè)頻帶內(nèi)均可以看到明顯的Rayleigh面波信號,且信號能量主要集中在3s左右.已有研究表明,在日本九州島存在一個(gè)由火山震顫引起的單一持續(xù)噪聲源,其頻率范圍為0.07~0.12Hz、傳播速度約2.7km·s-1(Zeng and Ni,2011;王偉濤等,2012).該噪聲源可能會在互相關(guān)函數(shù)的零時(shí)刻附近形成較強(qiáng)的零點(diǎn)噪聲,從而影響頻散曲線提取的可靠性.結(jié)果顯示(圖2a—c),互相關(guān)函數(shù)零點(diǎn)噪聲整體較弱,僅在2~5s頻段有微弱信號,可能是由于我們關(guān)注的信號頻段(0.5~5s)與噪聲源信號的主頻具有一定的偏差.為此,我們主要挑選了臺間距較大的臺站對(≥5km),從而盡可能使得零點(diǎn)噪聲與面波信號分離,同時(shí)考慮到實(shí)際數(shù)據(jù)的信噪比,將最大臺間距控制在60km范圍內(nèi).最終,僅對臺間距5~60km范圍內(nèi)的臺站對進(jìn)行了互相關(guān)計(jì)算.
經(jīng)挑選,最終獲得了15839條高質(zhì)量的Rayleigh波相速度頻散曲線,結(jié)果如圖3a所示.其平均值從0.5s處的2.6km·s-1緩慢變化到4s處的3.1km·s-1,相速度整體偏高,符合膠東地區(qū)沉積層較薄、基巖大范圍出露的地表地質(zhì)特征.圖3b是各周期混合路徑頻散的射線路徑數(shù)統(tǒng)計(jì),其中2.6s的射線路徑最多,共12685條,0.8s的射線路徑最少,共1307條.通過研究某一地區(qū)的平均頻散曲線,可以獲得該地區(qū)的平均速度結(jié)構(gòu)特征.為了簡單分析膠北隆起、膠萊盆地和蘇魯造山帶三大構(gòu)造單元的平均速度結(jié)構(gòu)特征,我們將340個(gè)臺站相應(yīng)的分為三組,其中001~130臺代表膠北隆起(范圍:119.96°E—120.12°E),131~250臺代表膠萊盆地(范圍:120.12°E—121.30°E),251~340臺代表蘇魯造山帶(范圍:121.30°E—121.78°E).各組臺站的平均頻散曲線如圖3c所示,結(jié)果顯示001-130組與131-250組相當(dāng),而251-340組的頻散曲線明顯偏高,表明蘇魯造山帶上地殼速度明顯高于膠北地體(包括膠北隆起和膠萊盆地).圖3 從互相關(guān)函數(shù)提取的相速度頻散曲線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維地震探測的海底礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析[J]. 李威,馬鳳山,盧湘鵬,曹家源,郭捷. 黃金科學(xué)技術(shù). 2019(04)
[2]基于背景噪聲成像方法研究郯廬斷裂帶中南段及鄰區(qū)地殼速度結(jié)構(gòu)與變形特征[J]. 孟亞鋒,姚華建,王行舟,李玲利,馮吉坤,洪德全,汪小厲. 地球物理學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]膠東金礦床:基本特征和主要爭議[J]. 宋明春,宋英昕,丁正江,李世勇. 黃金科學(xué)技術(shù). 2018(04)
[4]膠東典型含礦構(gòu)造巖相帶的地質(zhì)-地球物理信息預(yù)測方法與找礦實(shí)踐[J]. 張寶林,蘇艷平,張國梁,梁光河,徐興旺,蔡新平,徐光晶,李會中. 地學(xué)前緣. 2017(02)
[5]蘇魯?shù)伢w折返與郯廬斷裂活動:萊陽盆地中生界碎屑鋯石年代學(xué)的制約[J]. 周建波,韓偉,宋明春. 巖石學(xué)報(bào). 2016(04)
[6]膠東半島地殼速度結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造意義[J]. 潘素珍,王夫運(yùn),鄭彥鵬,段玉玲,劉蘭,鄧曉果,宋向輝,孫一男,馬策軍,李怡靑. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[7]膠東金礦深部找礦主要成果和關(guān)鍵理論技術(shù)進(jìn)展[J]. 宋明春. 地質(zhì)通報(bào). 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]克拉通破壞型金礦床[J]. 朱日祥,范宏瑞,李建威,孟慶任,李勝榮,曾慶棟. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2015(08)
[10]膠東中生代金成礦系統(tǒng)[J]. 楊立強(qiáng),鄧軍,王中亮,張良,郭林楠,宋明春,鄭小禮. 巖石學(xué)報(bào). 2014(09)
本文編號:3135104
【文章來源】:地球物理學(xué)報(bào). 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
部分臺站S波速度反演結(jié)果
在進(jìn)行數(shù)據(jù)互相關(guān)之前,首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,我們參照Bensen等(2007)的經(jīng)典處理流程,將各臺站的Z分量原始數(shù)據(jù)截成時(shí)間長度為1個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)文件,再將數(shù)據(jù)降采樣為20Hz,經(jīng)去儀器響應(yīng)、去均值、去傾斜分量,帶通濾波(0.2~10s),以及基于滑動絕對平均方法的時(shí)域歸一化和頻譜白噪化等預(yù)處理.連續(xù)數(shù)據(jù)經(jīng)上述預(yù)處理后,就可以對任意臺站對每個(gè)小時(shí)的Z分量進(jìn)行互相關(guān),最后將同一臺站對不同小時(shí)的互相關(guān)函數(shù)歸一化后線性疊加,得到臺站對之間最終的互相關(guān)函數(shù).圖2a—c展示了008號臺站與相鄰臺站之間的互相關(guān)函數(shù),在0.5~5s、1~2s和2~5s三個(gè)頻帶內(nèi)均可以看到明顯的Rayleigh面波信號,且信號能量主要集中在3s左右.已有研究表明,在日本九州島存在一個(gè)由火山震顫引起的單一持續(xù)噪聲源,其頻率范圍為0.07~0.12Hz、傳播速度約2.7km·s-1(Zeng and Ni,2011;王偉濤等,2012).該噪聲源可能會在互相關(guān)函數(shù)的零時(shí)刻附近形成較強(qiáng)的零點(diǎn)噪聲,從而影響頻散曲線提取的可靠性.結(jié)果顯示(圖2a—c),互相關(guān)函數(shù)零點(diǎn)噪聲整體較弱,僅在2~5s頻段有微弱信號,可能是由于我們關(guān)注的信號頻段(0.5~5s)與噪聲源信號的主頻具有一定的偏差.為此,我們主要挑選了臺間距較大的臺站對(≥5km),從而盡可能使得零點(diǎn)噪聲與面波信號分離,同時(shí)考慮到實(shí)際數(shù)據(jù)的信噪比,將最大臺間距控制在60km范圍內(nèi).最終,僅對臺間距5~60km范圍內(nèi)的臺站對進(jìn)行了互相關(guān)計(jì)算.
經(jīng)挑選,最終獲得了15839條高質(zhì)量的Rayleigh波相速度頻散曲線,結(jié)果如圖3a所示.其平均值從0.5s處的2.6km·s-1緩慢變化到4s處的3.1km·s-1,相速度整體偏高,符合膠東地區(qū)沉積層較薄、基巖大范圍出露的地表地質(zhì)特征.圖3b是各周期混合路徑頻散的射線路徑數(shù)統(tǒng)計(jì),其中2.6s的射線路徑最多,共12685條,0.8s的射線路徑最少,共1307條.通過研究某一地區(qū)的平均頻散曲線,可以獲得該地區(qū)的平均速度結(jié)構(gòu)特征.為了簡單分析膠北隆起、膠萊盆地和蘇魯造山帶三大構(gòu)造單元的平均速度結(jié)構(gòu)特征,我們將340個(gè)臺站相應(yīng)的分為三組,其中001~130臺代表膠北隆起(范圍:119.96°E—120.12°E),131~250臺代表膠萊盆地(范圍:120.12°E—121.30°E),251~340臺代表蘇魯造山帶(范圍:121.30°E—121.78°E).各組臺站的平均頻散曲線如圖3c所示,結(jié)果顯示001-130組與131-250組相當(dāng),而251-340組的頻散曲線明顯偏高,表明蘇魯造山帶上地殼速度明顯高于膠北地體(包括膠北隆起和膠萊盆地).圖3 從互相關(guān)函數(shù)提取的相速度頻散曲線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維地震探測的海底礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析[J]. 李威,馬鳳山,盧湘鵬,曹家源,郭捷. 黃金科學(xué)技術(shù). 2019(04)
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[4]膠東典型含礦構(gòu)造巖相帶的地質(zhì)-地球物理信息預(yù)測方法與找礦實(shí)踐[J]. 張寶林,蘇艷平,張國梁,梁光河,徐興旺,蔡新平,徐光晶,李會中. 地學(xué)前緣. 2017(02)
[5]蘇魯?shù)伢w折返與郯廬斷裂活動:萊陽盆地中生界碎屑鋯石年代學(xué)的制約[J]. 周建波,韓偉,宋明春. 巖石學(xué)報(bào). 2016(04)
[6]膠東半島地殼速度結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造意義[J]. 潘素珍,王夫運(yùn),鄭彥鵬,段玉玲,劉蘭,鄧曉果,宋向輝,孫一男,馬策軍,李怡靑. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[7]膠東金礦深部找礦主要成果和關(guān)鍵理論技術(shù)進(jìn)展[J]. 宋明春. 地質(zhì)通報(bào). 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]克拉通破壞型金礦床[J]. 朱日祥,范宏瑞,李建威,孟慶任,李勝榮,曾慶棟. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2015(08)
[10]膠東中生代金成礦系統(tǒng)[J]. 楊立強(qiáng),鄧軍,王中亮,張良,郭林楠,宋明春,鄭小禮. 巖石學(xué)報(bào). 2014(09)
本文編號:3135104
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