地球物理解釋
㈠ 中國大陸基底構造的地球物理解釋
王懋基
（地質礦產部航空物探遙感中心，北京100083）
摘要區域地球物理研究對了解中國大陸基底構造做出了重要貢獻。重力趨勢模式和磁異常特徵可用來繪制前寒武紀基底。具有不同構造特徵地體的成對重力異常，提供了識別縫合帶及有關俯沖方向的方法，橫穿數條縫合帶的地球物理斷面支持這一論據。應用區域均衡異常和自由空間異常有利於深入了解大尺度地殼構造和近代板塊動力學。
關鍵詞區域地球物理基底構造中國大陸
1引言
當今對中國基底構造存在不同的認識，利用新近編制的重力和航磁圖研究基底構造有了重要進展。重磁數據通過適當的濾波和分析處理，結合地質和其他地球物理資料可用來研究基底構造——主要是應用重力趨勢模式和磁異常特徵劃分前寒武紀基底，根據成對重力異常標志識別古縫合帶，根據均衡異常和自由空間異常分析古構造的性質。本文提出了中國大陸基底構造格架和主要構造帶分布特徵的新認識。
2重力和航磁數據來源
編制中國1∶5000000比例尺的重力及航磁圖利用了已有的資料庫。航磁數據是從地質礦產部航空物探遙感中心獲得的，測線間距從500m,1～2km直到5～20km[1]。為了進行數據處理，原始觀測數據內插成5km×5km網格。對各測區的磁場水平進行了統一調平，從數據中消除國際地磁參考場，進行背景場改正。重力數據由地質礦產部區域重力調查方法技術中心根據不同測量數據編制而成。選擇了大約20000個重力點，測點密度東部約為每378km2一個點，西部約為每644km2一個點[2]，數據內插成10km×10km網格用於數據處理。重、磁數據用計算機繪制等值線，並繪成彩色立體陰影圖。
3前寒武紀基底填圖
前寒武紀基底填圖的目的是圈定前寒武紀地塊的分布，並確定其基底岩性。我們用剩餘重力異常和水平重力梯度確定重力趨勢和重力場分區。趨勢可以看成是主要岩石單元走向的反映，而重力域確定了地殼中相關構造的主要區域。異常趨勢在確定基底構造中非常有用，它們具有大的幅度和確定的模式[3,4]。
在異常趨勢圖上（圖1），可以圈定前寒武紀地塊的分布，並確定相鄰地塊的相對年代，趨勢被邊界斜截的地塊要比邊界的年代老，而趨勢與邊界平行的地塊要比其他地塊年青，並與邊界的年代相同。
圖1根據局部重力異常描繪的重力趨勢圖
粗線是大的重力梯級帶（成對重力異常），表示重力域邊界；長細線是根據趨勢推斷的邊界；短線表示重力異常軸
前寒武紀地塊基本上是以明顯不規則的趨勢為特徵，例如准噶爾地塊（XIV）、塔里木地塊（XII）、阿拉善和西寧-蘭州地塊（VII）等。圈定前寒武紀地塊後，再根據磁場特徵（幅度、形狀和方向）確定地塊的基底性質，可識別出相應不同地質年代的四類前寒武紀基底：磁性（AR—Pt1）、中等磁性（Pt1-2）、弱磁性（Pt1-3）和無磁性（Pt3）基底，其中磁性基底特徵最為明顯，顯示高幅度和塊狀形態。圖2表示中國大陸磁性基底的分布。中等磁性地塊顯示平穩場中的寬緩正、負異常，弱磁性地塊顯示弱的正、負磁場背景。
4古縫合帶的地球物理標志
沿一系列主要地殼塊體的邊界出現延伸的正、負成對重力異常，這些異常比相鄰異常有高的幅度，其中有許多延伸很長。它們通常被認為是碰撞縫合帶的一種標志[5～7]。在地殼塊體上目前認為是成對異常的重力梯級帶示於圖1。研究證明，重力高一般位於年青地體上，負異常總是跨在邊界上或大多位於老地殼內，所以接觸帶通常傾向重力高[7]。當年青地殼向老地殼逆沖時就會發生形變，從而變得更厚、更緻密。雖然成對異常的極性對於縫合地體的相對時代是始終一致的，但兩種碰撞：陸-陸和陸-弧碰撞會產生不同的重力標志。在某些地區，構造邊界上的磁場標志也是明顯的，其中正磁異常帶與鈣鹼質岩漿弧有對應關系。應用成對重、磁異常，結合地球物理斷面確定縫合帶位置可以用下面幾個實例加以說明：
圖2中國大陸磁性基底分布圖
畫陰影線面積指示磁性基底區域：1—准噶爾-哈密；2—伊犁；3—南塔里木；4—敦煌；5—柴達木；6—西寧-蘭州；7—阿拉善；8—北鄂爾多斯；9—燕山-呂梁山；10—河淮；11—秦嶺-大別；12—揚子
克拉麥里縫合帶（圖3）此縫合帶以復雜的正、負磁異常帶表示出來，沿正異常出現的蛇綠混雜岩帶和「I」型深成岩[8]支持准噶爾板塊與西伯利亞板塊間的碰撞。
中天山縫合帶（圖3）此縫合帶位於中天山南緣，顯示成對重力異常。重力高位於准噶爾板塊，重力低位於縫合帶上。由於塔里木地塊與准噶爾地塊間的匯聚作用，發育岩漿弧[9]，形成一條正磁異常帶。這個島弧與大陸塊的碰撞過渡為塔里木板塊與哈薩克—准噶爾板塊間的陸-陸碰撞帶。
西昆侖縫合帶（圖3）沿西昆侖山南部，此縫合帶位置表示為一條陡重力梯級帶，在較薄和較緻密的塔里木地塊上為較高的重力值。這種特徵暗示塔里木地塊與昆侖島弧的碰撞。
喀喇昆侖-瀾滄江縫合帶（圖4）此縫合帶位於岡瓦納大陸的北緣，以成對重力異常帶和重力趨勢模式的變化為標志，負異常直接位於沱沱河沿南面的俯沖帶上方。西藏板塊的地殼密度和厚度大於華南板塊，它表徵了西藏板塊與華南板塊碰撞的活動邊緣。
雅魯藏布縫合帶（圖4）此縫合帶以陡重力梯級帶和岡底斯火山弧及雅魯藏布蛇綠岩帶產生的強正磁異常帶為特徵。元古宙西藏地塊的地殼比太古宙印度克拉通的地殼厚和緻密。這些特徵標志著印度與西藏陸-陸碰撞形成的重要縫合帶。
圖3穿越西伯利亞、准噶爾和塔里木板塊的阿勒泰—日土地學斷面的簡化密度模型
密度單位為t/m3，實心圓表示計算重力異常。主要構造單元：①額爾齊斯斷裂；②克拉麥里縫合帶；③中天山縫合帶；④中塔里木斷裂；⑤西昆侖縫合帶；⑥班公-怒江縫合帶
圖4穿越華北、華南和西藏板塊的亞東—格爾木地學斷面的簡化密度模型
密度單位為t/m3。實心圓表示計算重力異常。縫合帶：①昆侖—秦嶺；②喀喇昆侖—瀾滄江；③班公-怒江；④雅魯藏布江
5巨型重力線性體
圖5給出波長為500～1000km的均衡重力異常圖。在中國西部以正、負異常交替為特徵的七條引人注目的NW走向巨型線性異常具有重要意義。它們是阿爾泰、准噶爾—哈密、天山—祁連山、南塔里木—柴達木、昆侖—巴顏喀拉、西藏—滇西以及喜馬拉雅線性異常，理論應力研究認為，這些異常橫向尺度大，不能用岩石層支持的質量來解釋，所以主張它們可能是地球企圖恢復均衡平衡的遺跡[10]。如果是這種情況，它們代表岩石層的基本劃分，並指示古老構造體制的性質，它們的邊界通常是縫合帶。
圖5中國的中波均衡重力異常圖
實線表示正異常，虛線為負異常，等值線距為5×10-5m/s2，粗線表示大的剪切帶。主要構造特徵的位置：1—阿爾泰隆起；2—准噶爾-伊犁盆地；3—哈密-三塘鋪坳陷；4—天山；5—秦嶺；6—南塔里木盆地；7—柴達木盆地；8—西寧-蘭州坳陷；9—昆侖山；10—阿尼瑪卿山；11—巴顏喀拉山；12—西藏地塊；13—滇西隆起；14—喜馬拉雅山；15—四川盆地；16,17—江南隆起；18—右江裂陷槽；19—浙閩火山岩區；20—華北坳陷；21—鄂爾多斯-阿拉善地塊；22—黃河地塹；23—膠遼隆起；24—松遼坳陷；25—佳木斯隆起主要剪切帶：（1）—阿爾金；（2）—狼山—林芝；（3）—郯廬
在圖5上還識別出代表巨型剪切帶的穿越中國大陸的3條巨型線性體，它們是東部的郯廬斷裂、中部的狼山-林芝斷裂和西部的阿爾金斷裂。根據這些線性體兩邊主要異常的匹配情況，認為這些斷裂屬左滑性質。
6區域自由空間重力異常及其與大地構造的關系
局部和區域尺度的自由空間重力異常對影響近代板塊作用和古老作用的力提供重要的依據。在長波（λ＜1000km）自由空間重力圖上（圖6），存在四個明顯的重力異常，即西北部的一個負異常、華北和東北的一個正異常、華南的一個負異常以及青藏地區的一個正異常。它們可能是由地幔中的深部質量集中引起的，可能與早期地球的質量分布有關，或者是由近代應力和熱狀態引起的。寬闊的正異常解釋為由於區域擠壓和隨後的區域隆起；在穩定地塊上的負異常是由於區域下降引起的。這些異常暗示在負異常帶內的准噶爾、塔里木、柴達木、阿拉善和揚子地塊在古元古代可能曾經是一個統一的陸塊。東北的松遼地塊與華北克拉通可能有成因上的關系。顯然，關於塔里木與華北為原始大陸的傳統概念不能認為是正確的。
圖6中國長波自由空間重力圖
實線表示正異常，虛線為負異常，等值線距為5×10-5m/s2
7中國的基底構造格架
中國的基底構造略圖示於圖7。基底構造格架是伴隨著對主要構造單元的識別而建立的，其中包括古大陸邊緣、不同時代前寒武紀地塊的分布、主要斷裂以及其他單元。對下面構造問題的認識具有特別重要的意義（圖8）：
（1）中國大陸由幾個不同的陸塊鑲嵌而成，中間被增生褶皺帶所分開；（2）古元古代時，天山與祁連山可能連接在一個統一的造山帶中；（3）當祁連海槽打開時，阿拉善地塊從柴達木地塊分裂出來；（4）介於祁連山與北秦嶺之間的西寧－蘭州地塊是從柴達木地塊被狼山－林芝左旋走滑斷層分離出來；（5）塔里木與柴達木地塊原來曾經是單一地塊，可能在新元古代時被阿爾金走滑斷裂所切割而分開；（6）中國東南部曾經是一古陸塊[11～13]，新元古代時沿紹興—萍鄉—茶陵—北海界線與揚子地塊拼接。隨後，自古生代和中生代以來，經歷了幾期地殼再造，從多次拉張和侵入及火山活動所表徵的復雜構造，以及在地塊邊界上和橫貫地塊的裂陷槽中重力異常趨勢的變化，可以證明地殼的再造作用。
圖7中國大陸基底構造略圖
前寒武紀基底：1—磁性（AR—Pt1）;2—中等磁性（Pt1-2）；3—弱磁性（Pt1-3）;4—無磁性（Pt3）;5—再造地塊；6—古縫合帶；7—古俯沖帶；8—逆沖帶；9—主要斷裂；10—裂谷（a）和裂陷槽（b）;11—構造單元；12—褶皺帶（括弧內字母代表褶皺時代）
8結論
區域地球物理對了解板塊構造在中國大陸發展中的重要因素做出了貢獻。承認前寒武紀板塊構造是基於對不同構造單元的識別，其中特別是古大陸邊緣。中國大陸的基底地塊及其蓋層的主要特徵是多期基底活化的結果，反映在重力異常趨勢模式、成對重力異常和航磁異常上。地殼塊體間的邊界往往對應於地殼構造的突變或大的逆沖，地殼的再造通常發生在老地塊與年青地塊拼接的邊界，經再造的前寒武紀地塊的某些地區沒有明顯的地質和地球物理界線。
圖8表示可能的前寒武紀地塊和主要褶皺帶略圖
括弧中的數字為前寒武紀地塊：（1）—准噶爾；（2）—吐魯番；（3）—馬宗山；（4）—阿拉善；（5）—伊犁；（6）—塔里木；（7）—柴達木；（8）—西寧—蘭州；（9）—羌塘；（10）—岡底斯；（11）—若爾蓋；（12）—保山；（13）—華北；（14）—揚子；（15）—松遼；（16）—佳木斯
有兩種重力異常對大地構造分析最有用：一種是由古老構造特徵和岩石層形變引起的短波和長波自由空間重力異常；另一種是與已知地質密切相關的均衡重力異常。
根據已有資料，我們提出了對中國大陸基底構造架的新認識，主要是對古縫合帶、前寒武紀地塊及其構造屬性以及主要構造特徵的識別。了解古構造體制對於基底構造的認識是特別重要的。
參考文獻
[1]地質礦產部航空物探總隊編．1:4000000中國及毗鄰海區航空磁力異常圖技術說明書．1989.
[2]地質礦產部地球物理地球化學勘查局．中國布格重力異常圖1∶2500000說明書．1989.
[3]Thomas,M.D.,et al..Structural fabric of the North American continent,as defined by gravity trends.Inter．Basement Tectonics Ass.Pub.,1992,No.7.
[4]Wellman,P..Gravity trends and the growth of Australia:a tentation,J.Geol.Soc.Austr.,1976,23,11～14.
[5]Thomas,M.D..Ancient collisonal continental margins in the Canadian Shield:Geophysical signatures and derived crustal transects.Inter.Basement Tectonics Ass.Pub.,1988,No.8.
[6]Thomas,M.D..Tectonic significance of paired gravity anomalies in the southern and central Appalachains.Geol.Soc.Amer.Memoirt.,1982,158.
[7]Wellman,P..Development of the Australian Proterozic crust as inferred from gravity and magnetic anomalies.Precambrian Res.,1988,40-41,89～100．
[8]蔡文俊．新疆准噶爾東北緣板塊構造初步研究．見：中國北方板塊構造論文集（第1集）．北京：地質出版社，1986.
[9]胡受奚，郭繼春，顧連光等．加里東造山帶在東天山構造格架中的重要地位及其地質特徵．見：新疆地質科學（第一輯）．北京：地質出版社，1990.
[10]Sprente,K.F.,E.Rkanasewich,Gravity modelling and isostdsy in Western Canada,J.Can.Soc.Expl.Geo-phys．,1982,18,49～57.
[11]Grabau,A.W.,Stratigraphy of China,Part 1,Paleozoic and older,The Geological Survey of Agriculture and Commerce,1924,6（528）.
[12]張文佑，中國大地構造綱要．北京：科學出版社，1959.
[13]水濤，徐步台，梁如華等．中國浙閩變質基底地質．北京：科學出版社，1988．
㈡ DB剖面地球物理綜合解釋
該剖面西起紅旗林場，經樺川、富錦、小佳河，東止前鋒農場。整體位於三江盆地構造分區內。從地形上看，除鶴立鎮以西以及小佳河附近存在高差變化較大的山區外，其餘地形平緩，平均高程100m左右。重力異常量級變化不大，總體平均在零值左右。磁異常除興隆崗鎮與小佳河鎮之間出現局部高值外，其他地區相對平穩，在零值上下波動(圖8-5)。
(一)斷裂帶的劃分
根據重力異常歐拉反褶積計算的結果並結合電性資料，該剖面內可劃分出大小13條斷裂。具體有牡丹江斷裂的北延(F1)，依蘭-伊通斷裂(F2、F3)，綏濱斷陷西部邊界斷裂(F4)，綏濱斷陷內部小基底斷裂(F5)，綏濱斷陷東部邊界斷裂(F6)，小佳河斷裂(F7、F8)，同江-頭林-迎春岩石圈斷裂(F9)，大合鎮斷裂(F10)，該斷裂在測線內為完達山褶皺帶西部邊界，也是三江盆地與完達山褶皺帶的分界線，又稱為虎林-前進農場斷裂，為一組斷裂組成的岩石圈斷裂。F11、F12為完達山隆起內部的基底小斷裂。F13、F14組成小佳河斷裂，兩斷裂之間形成斷陷，F15為完達山北部邊界斷裂，也是三江盆地在東南部的邊界斷裂。需要說明的是，由於剖面兩次經過小佳河斷裂，所以斷裂劃分中有兩個位置均為小佳河斷裂。
(二)構造劃分
根據電阻率變化，斷裂分布以及重力異常形態，可在該剖面內劃分出如下構造區。
小興安嶺隆起區:位於F2斷裂以西，地形為由東向西逐漸升高的形態，最高點達到250m。重力異常與地形呈鏡像關系，呈由東向西逐漸降低的趨勢，最後異常量級降到－130×10－6m/s2。磁異常為負值，平穩保持在－100nT左右。電法資料在此段缺失。
湯原斷陷:位於F2～F3斷裂之間。具體解釋見本章第四節。
佳木斯隆起:位於F3與F4斷裂之間，寬度約15km。地形平坦，平均海拔70m。對應重力異常低值區，最低達到－190×10－6m/s2。原因主要是莫霍面加深所致。磁異常仍為負值並平穩保持在－80nT左右。電性資料上看分兩層。頂層有幾百米厚的低阻層，電阻率平均上百歐姆米，為新近系砂岩、粉砂岩。底部為元古宇高阻(平均5000Ω·m)片麻岩、灰岩。
綏濱斷陷:位於F4與F6斷裂之間。地形平坦，平均海拔70m。布格異常出現兩個正峰值點，量級接近200×10－6m/s2。說明該區莫霍面是上隆的。磁異常在F6以西為負值，形態相對平穩，量級平均－100nT。但在F6位置上，張異常突跳為1正值，最高值達240nT。F5斷裂為斷陷內基底斷裂，也是電性變化的分界線。西部低阻且厚度很大，達20km，該地層可能為晚侏羅世地層。東部的頂層仍為低阻(幾十歐姆米)，厚1km左右，下部為中阻，只有2000～3000Ω·m，厚十餘千米，可能為元古宇片麻岩、灰岩。
富錦隆起:位於F6與F9斷裂之間，寬為70km。地理位置在西安鎮與興隆崗鎮之間，富錦市位於其中。地形有小的起伏，平均海拔近50m。重力異常在平均50×10－6m/s2上有小的起伏。分析造成的原因主要是區域內存在許多不同規模的斷裂所致。圖8-5中看出，除綏濱斷陷東部邊界斷裂(F6)與同江-頭林-迎春岩石圈斷裂(F9)外，其內部還有小佳河斷裂(F8)與隆起內部的基底斷裂(F7)。磁異常除邊界斷裂外，隆起西部平穩，保持在－80nT;東部接近零值。F9斷裂位置上，異常出現正、負跳躍，但數值不大在100～－200nT內，從電法資料上看，F7斷裂把富錦隆起分成兩段。即F7以西的高阻區:雖然在西端有幾百米厚的低阻，但在富錦市西高阻直接出露，推測高阻是由元古宇花崗岩引起。F7斷裂以東電阻率比西段低，上部平均有厚1.5km的低阻區，平均電阻率100Ω·m，特別在小佳河斷裂附近低阻區延深較大，可達10km。推測為新近系砂岩、粉砂岩。下部高阻花崗岩以小規模分散出現，高阻電阻率值平均也比西部的小。
東北地球物理場與地殼演化
圖8-5 DB05剖面地形、重力異常、磁異常、重力剖面解釋與電法剖面解釋圖
前進坳陷:位於F9與F10斷裂之間。地形平坦，平均50m。重力異常比兩側低，平均為100×10－6m/s2。說明該坳陷低密度物質沉積較厚，莫霍面上隆不明顯。磁異常在坳陷內西部，正、負跳躍，數值在150～－200nT之間;東部為正值;形態兩頭低，中間高。高值達300nT，低值只有0nT。從電法資料上看，此坳陷為大片低阻區，電阻率均在200Ω·m以下。20km以上電性層分為三層，第一層厚約1km，電阻率為幾十歐姆米，岩性為新近系砂岩、粉砂岩;第二層從1～7km，電阻率100Ω·m左右，可能為侏羅紀地層;第三層從7～20km，電阻率幾十歐姆米，岩性不清。該區是尋找油氣藏有利的遠景地帶。
完達山隆起:位於F10與F13斷裂之間。該剖面在此處改變了方向，由近東西向轉為北北東向。該段地形為標准丘陵地帶，高程在50～125m之間起伏變化。重力異常相對平穩，平均只有50×10－6m/s2。磁異常分南北兩部分。南部異常平穩，量級在零值左右;北部為正值，平均180nT。從電阻率圖上看，整體為中阻，其中出現了不連續的高阻。有F11、F12兩條斷裂將其分為三塊，中間一塊無高阻，中阻地層可能為侏羅紀煤系地層。高阻可能為元古宇灰岩和大理岩。
撓力河斷陷:位於F13與F14斷裂之間，小佳河鎮位於其中，又有撓力河通過，所以起名撓力河斷陷。地形為山谷狀，南北兩側均為完達山隆起。重力異常相對平緩，數值為50×10－6m/s2。磁異常為正值，平均110nT，異常形態在背景場值上出現小的跳躍。此斷陷內無高阻。大致分三層。第一層厚平均800m，電阻率為20～70Ω·m，為第四紀地層;第二層西薄東厚，最厚達5km，電阻率200～300Ω·m，為白堊紀地層;第三層又為低阻，電阻率為第一層類似，可能為侏羅紀地層。
勝利隆起:位於F14與F15斷裂之間，由於勝利農場在該位置上，由此而得名。勝利隆起位於完達山隆起的最北端，同屬完達山隆起的一部分。地形同樣為丘陵地帶，有小的起伏。重力異常為200×10－6m/s2。的正異常，說明該區地殼較薄。上地幔向上隆起。磁異常平穩，量級平均為零值。從電法資料上看，勝利隆起在其上部均有一層厚1km的低阻層，電阻平均幾十歐姆米;其下部被兩個次一級斷裂把該區分為三部分，即中部低阻區、南部中阻區和北部高阻區。南部中阻區在1km以下均為1000～2000Ω·m的侏羅紀地層;中部低阻區在1km以下又可分為兩層，即下部低阻(電阻率幾十歐姆米)與上部中阻層。北部高阻區在1km以下又可分為南北兩區，電阻率均為幾千到上萬歐姆米的高阻地層。
濃江凹陷:位於F15斷裂以北。該凹陷地域大范圍廣。本測線只在北端進入濃江凹陷的東北角。地形平坦，海拔50m。重力異常有降低的趨勢。磁異常保持在零值左右。從電法資料上看，具有典型的盆地特徵。頂層有近1.5km厚較平緩的低阻覆蓋，電阻率只有幾歐姆米到幾十歐姆米，下層有中高阻的基底。隨著向北的延伸，逐漸進入盆地的腹地，低阻覆蓋層逐漸加厚，其岩性為新近系沉積。
(三)基底起伏形態
利用重力與電法資料分別計算了密度基底與電性基底。需要指出的是，本剖面電性基底以幾十歐姆米的低阻層下界面為准。
綏濱斷陷密度基底有起伏，深者4km，淺者只有1km。而電性基底以F5斷裂為界，西側基底在MT12、MT13兩測點下為1.5km，但中低阻層分布接近5km;而東側基底2km。富錦隆起密度基底平均3km;電性基底變化較大，F7以西在局部地區(MT18點下面)有0.7km的沉積，以東平均1.5km。在F8斷裂附近即小佳河斷裂處，中低阻分布深度大於5km。前進坳陷密度基底5km深;電性基底除MT26點號兩側深度大於5km，其餘深平均1.5km，局部地區達2km。完達山隆起密度基底平均2km。電性基底較復雜，地下表層基底平均深度只有0.5km。但在MT30和MT31兩測點下面，地下2～4km范圍仍有低阻分布，可認為基底深度達4km。撓力河斷陷密度基底深2km，電性基底平均深1km，但在MT33點號下面，基底深達5km。勝利隆起及濃江凹陷密度基底均為2km。電性基底平均1km，在MT35、MT36兩測點下面，電性基底深接近4.5km。
㈢ 地球物理的綜合解釋
鑒於舟山市新城區海島海岸帶的特定自然地理條件，用地球物理勘查解釋其地下地質條件的單種方法都出現了某種弱點，即不適應性，因此，我們必須應用地球物理的方法來綜合解釋。
1.EH4電導率成像系統解釋
在市政府大廈的東南有一條斷裂構造帶，其方向為從南西至北東，EH4電導率成像系統解釋了這條斷裂構造帶。由於該方法未進行北部地區的勘查，故該斷裂帶是否北延情況不詳。該方法還發現一些零碎的低異常點，在市政府大廈門前的一堆低異常點似可肯定為地下、地上公用設施的干擾影響，不屬真實異常。EH4方法在1號剖面中西部還發現一段高異常，這或許可以解釋為侏羅系地層的相對高阻特性，而其東界可能就是白堊系地層的相對低阻區。
2.重力測量解釋
重力測量解釋了1、2號剖面東半部分布格重力低異常區應是白堊系地層分布區。然而，它沒有解釋在重力3、4號剖面的中東部明顯存在布格重力高異常，而這兩處高異常明顯沒有相連。現在，從綜合解釋來看，上述EH4方法解釋的斷裂如果繼續往北東方向延伸，則正好是布格重力兩處高異常中間的不連續區。所以從綜合解釋的角度，我們可以認為：斷裂帶是往北東方向延伸了。
3.音頻大地電場解釋
音頻大地電場的高異常分布在1、2號剖面的西段和中西段，又分布在2、3號剖面的東端，我們將此作為不存在斷裂的地區。
4.綜合解釋
將上述各點綜合解釋統一表示在地球物理綜合解釋圖（見圖版ⅩⅣ-3）上，我們可以結論為兩點：
（1）在工作區的靠東南部分，在市政府大廈的東南，有一條北東方向的斷裂通過，約NE35°走向，這是有利於我們地熱勘查的目標區；
（2）在工作區的東南部分小於1/4的面積內，對應於布格重力低異常區，是白堊系地層館頭組的分布范圍，這一套內陸河湖相砂岩、泥岩地層相對於侏羅系的火山質岩石是相對低電阻率，但相對低電導率，是較好的保溫覆蓋層。
㈣ 深部地球物理資料解釋原則
目前，已經取得關於地殼結構的大量資料，而且關於北美、歐洲、中國大陸等大區域的地球物理資料都已經過一定程度的綜合研究，涌現了關於地殼結構和行為的諸多假說和模型。由於資料太豐富了，在本講及下一講中我們只能討論這方面研究的幾個要點。
深部地球物理資料的解釋本身並不存在什麼獨特的理論，而是基於解釋者自身的基礎知識，這些知識主要包括地球物理學和岩石物理學的理論和實驗結果，現代地質學與大地構造學的基礎，以及對調查地區地質及地面鑽孔資料的研究。由於不同的解釋者知識廣度和深度不同，取得的解釋結果會有很大差別。因此，有的人便說「深部地球物理解釋是見不著摸不到的東西，盡可胡吹一氣」，其實不然。經得起時間考驗的地球物理解釋是可以實現的，這正是驅動地球科學發展進步的源泉之一。但是，這種可以成為人類共同知識的解釋成果必須遵循科學的原則才能取得。這些原則至少包括以下五個方面。
（1）全球對比的原則，即要盡可能與全球其它構造單元類似的地區的地球物理資料進行對比，找出構造及演化規律性的原則。例如，解釋某中生代造山帶的地殼結構，不僅要與喜馬拉雅、阿爾卑斯等年輕造山帶的資料進行對比，還要與阿巴拉契亞、烏拉爾等古生代造山帶對比，在對比分析中尋找規律性。本書的初衷之一就是通過全球對比來認識中國大陸岩石圈（見第八講）。
（2）有限置信度的原則，即對地球物理數據「不可全信」的原則，因為它們的精度有限，解析度有限，而且存在潛在的人造假像。例如，第四講中已經提到，下地幔±1%的波速擾動，很可能在層析成像的標准差范圍內，由此圈出的「冷柱」是否存在仍需進一步探討。空間解析度問題與數據精度、反演方法等很多因素有關，總的來說地震方法解析度高於電磁法，電磁法又高於位場方法。在地震方法中，體波成像的解析度又高於面波，相位信息的解析度高於振幅信息等等。最後，還要注意識別由數據誤差及反演非唯一性帶來的人造假像，如地震圖中的多次波、導波等干擾。對於高解析度的層析圖，尤其要注意短波長相間分布的異常體，它們很可能是由數據誤差經放大形成的人造假像。因此，解釋前要根據有限置信度原則去把握地球物理資料的總體特徵，排除有爭議的細節，才能最大限度地利用資料。
（3）約束原則。地球物理方法只是認識地球內部的間接方法，而且其解釋具有不可避免的非唯一性，而不能提供地球內部組成結構的直接證據。因此，由地球物理研究取得的一些認識應視為地質模型的一種或多種約束，而不是地質模型本身。當然，這可能會有例外。我的看法是，只有經過科學鑽探的標定或驗證，地球物理解釋成果才能上升到理論的層次。
（4）實驗與鑽探校驗的原則。在高溫高壓等條件下進行模擬實驗和直接鑽探對校驗地球物理解釋結果無疑是必須的。反過來說，只有在解釋時最大限度利用經過實驗及鑽探校檢的結論，以進行全球對比分析和資料解釋，才能提高解釋結果的置信度。實際上，第九講中要提到，由深部地球物理遙測和科學鑽探組成的反饋系統，才是大陸科學鑽探的主要內涵，
（5）綜合解釋中的兼容性原則。地球物理調查可取得反射地震、廣角反－折射、大地電磁、地熱、重力、航磁和古地磁資料，而綜合解釋取得的地殼地球物理模型必須與各種類型的資料兼容。要想使不同方法的解釋結果完全一致幾乎是不可能的，我們只能做到盡可能「兼容」，即各種地球物理資料的推斷結果互為補充和引證，而不發生相互矛盾。以圖5.1為例，這是一張過西阿爾卑斯造山帶的綜合地球物理解釋剖面，其中地層界線由廣角折射推測，密度（圖中數字）由重力資料反演取得，斷續的線族為強反射帶的位置。這個圖的取得體現了綜合解釋兼容性原則，即用折射地震界面作為重力反演的幾何約束，用反射地震為折射解釋提供細節（圖中的沉積盆地、剪切帶等）。但是即使這樣，在構造復雜地區也難以做到完全兼容。例如，圖5.1左邊的Moho面，反折射結果就有明顯區別，而在中部給人雙重Moho面的印象，仍需要進一步的調查來證實。這個地區最重要的特徵是高密度（3000kg/m3）的塊體直接出露在地表，與地質上著名的Ivrea超基性岩帶對應，被認為是由構造運動引起的出露古Moho帶。這個地區的研究和科學鑽探將為了解地幔的組成及性質提供直接證據。
圖5.1橫穿西阿爾卑斯造山帶的綜合地球物理解釋剖面
圖中分層根據折射地震解釋，數字為分層約束下重力反演求得的密度值（g/cm3），黑線族為強反射體，在Ivrea帶下方的高密度柱體對應地面橄欖岩體
提高綜合解釋兼容性在反演（定量解釋）時就要顧及。如用折射的波速資料作約束進行反射地震處理（如偏移及時深轉換）；用反射體深度作為位場反演中幾何形體邊界約束，取得密度及磁化強度數據；綜合用波速、密度、電阻率數據推測岩性。由於在反演中盡量使用了其它資料的約束，因此提高了綜合解釋的兼容性。在計算地震波速時要注意折射波速是大范圍介質的平均波速，它的空間解析度低但方差小；反之由反射資料處理時獲得的層速度在淺層解析度高，但方差大。因此，地震P波速度的計算要同時利用反射和折射兩種資料。例如，在一維地震反演時，可利用以下公式確定波速模型：
V（z）=[1-W（z）]VL（z）+W（Z）Vh（z）
其中z為深度；VL為由反射資料反演計算的層速度；Vh為由折射波走時反演的波速；W（z）為權函數.在0到1之間變化。在z=0時W（z）為0，在z為Moho面深度（z=zM）時W（z）接近1。例如可取權函數為正弦函數，則上式化為：
後板塊地球內部物理學導論
按此式計算的波速模型，便同時與反射和折射資料兼容。
由於數據成本低的原因，在作區域地殼結構研究時位場和折射地震資料較易取得，而大地電磁及深反射資料一般較少。因此，地殼結構研究往往從一維的波速結構開始。
㈤ 地球物理綜合解釋
地球物理其實主要用在礦產地質勘查上，建議你聽一下綜合地質學或者普通地質學，礦床學，還有礦產勘查理論與方法，當然地球物理探礦是少不了的。我是地大畢業的。
㈥ 地球物理
（一）重力特徵
重力密度參數：變質岩大於沉積岩，老地層大於新地層，界與界的地層間存在明顯差異，如元古宇與中生界重力密度參數值分別為－0.14g/cm3、－0.07g/cm3，這一重力密度界面能反映出盆地構造、基底起伏變化特徵。
1.地殼結構
由深地震剖面測深所得的地殼結構剖面（圖1-4）表明，本區地殼結構模型以三層速度結構為主，即以穩定的地震相P°2、P°3、P°4為標志。P°2為地殼中間界面反射波，比較穩定；P°3為一梯度層，是下地殼弱界面反射波，可能是下地殼界面；P°4是莫霍面反射波，是殼幔間的重要界面，即莫霍面。上地殼為勻速層（速度梯度小），下地殼普遍為明顯的梯度層。
在地殼結構剖面圖中也可以看出，區內湯郎—易門斷裂、元謀—綠汁江斷裂、渡口—南華隱伏斷裂均為切穿莫霍面的深斷裂，普渡河斷裂為切穿上地殼的深斷裂。
2.重力異常特徵
楚雄盆地內布格重力異常全為負值，場值由南東向－160×10-5m/s2向西降低至－250×10-5m/s2，總體形成由南至北場值緩變帶，並在此帶形成永仁—牟定北—武定和華坪—賓川場值升高地段及其二者之間的場值降低區域。
而滇中地區布格重力區域場垂向二階導數異常，反映了同樣的分布特點，淺層密度不均勻體的布格重力局部異常，在負背景場中形成賓川—祥雲、華坪、姚安西、永仁、牟定北、武定、新平西7個局部重力高地段，以及元謀、雙柏東、元謀南、大姚—永勝5個局部重力低地段，總體上構成永仁、牟定北、祿豐北、武定和華坪、賓川 祥雲、姚安西兩處重力高分布地段及其兩者之間夾持的局部重力低分布地段，與深部重力場分布相對應，揭示了深部隆坳分布和淺層沉積盆地具有同向相關的特點和坳隆相間的台陷盆地構造格局（圖1-5）。祿豐—武定銅鐵多金屬礦帶則分布於重力高異常帶內，與隆起的褶皺基底緊密相關。
3.地殼厚度
由重力資料反算地殼厚度編制的滇中紅盆及鄰區地殼厚度圖（圖1-6）可以看出，滇中紅盆中部，即渡口—永仁—雙柏，為一南北向展布的地幔隆起區，地殼厚度較小，為38～42km。其北東側為地幔凹陷區，地殼厚度增至44～47km。西部期納—大姚一帶為地幔斜坡凹陷區，地殼厚度44～50km。莫霍面總體顯示由南東向北西傾斜，北西部陡，南東部緩的特點。
（二）航磁異常特徵
1.1﹕100萬航磁異常特徵
楚雄盆地即為元謀古隆起帶西側坳陷。楚雄盆地隆起帶下部為一套穩定的強磁性剛性基底，推測為苴林群深變質雜岩系；坳陷帶深埋基底磁性相對較弱，可能為昆陽群淺變質岩系組成；盆地基底埋深呈北高南低、東高西底的總趨勢，綠汁江斷裂以東基底埋深又增加，反映出本區域基底層因深大斷裂產生斷塊不均勻台陷、傾斜和隆起的特徵。
區域航磁異常為殼內磁性體的綜合反映。滇中地區的航磁化極異常總體表現為在負背景場中呈南北向的帶狀、封閉狀正負相間異常（圖1-7）。在祿勸 昆明 晉寧以及楚雄盆地以東的永仁—牟定—楚雄和盆地以西的永勝—賓川—詳雲為3個正異常帶，場值為50～200nT；正異常帶之間的大姚—鹽津和武定—祿豐—易門一帶為負異常帶，場值為－25～-100。總體上航磁異常與區域場垂向二階導數異常特點類同，基本與布格重力異常反映的深部隆坳對應。
圖1-4 滇中紅盆東西向爆炸地震剖面圖（據郭遠生等，2008，修編）
圖中未標單位的數字為地震波速（單位：km/s）
圖1-5 滇中地區重力區域場垂向二階導數異常示意圖（據郭遠生等，2008，修編）
反映淺層磁性不均勻體的局部異常則表現為負背景場中疊加的場值不一的局部正、負異常。局部正異常有華坪西、永勝、賓川和元江、新平西、楚雄南、牟定、永仁、武定北等，局部負異常主要有華坪、鹽津、雙柏、元謀、武定等，宏觀上構成的局部磁力高地段和局部磁力低地段的分布格局與布格重力異常分布格局大致相同，從另一個側面佐證了重力異常顯示的滇中地區和楚雄盆地坳、隆相間的構造格局，揭示了永仁-楚雄一帶與華坪一賓川一帶和元謀以東環州盆地基底升降的差異性。前者反映的是磁性較強的苴林群（普登群）、大紅山群，而後者反映的是磁性較弱的昆陽群。
圖1-6 滇中紅盆及鄰區地殼厚度圖（據郭遠生等，2008.修編）
圖1-7 滇中地區航磁化極區域場垂向二導異常示意圖（據郭遠生等，2008，修編）
楚雄盆地東側的磁場值比西側強，且場值盆地、西側相同，往大姚—鹽津一帶降低。航磁異常顯示，滇中砂岩銅礦床及銅礦化集中區，一般也分布於航磁化極正、異常過渡帶，且靠向場值升高一側，亦反映其形成與基底的相對凹陷相關。
而祿豐—武定地區的東川式銅多金屬礦帶則分布於航磁化極負異常區域，顯示其與磁性相對弱的昆陽群褶皺基底層隆起關系密切。
2.1﹕2.5萬航磁測量
1978年完成的1﹕2.5萬航磁測量，完整地圈定出祿豐—武定地區的磁異常形態（圖1一8）。該異常面積約60km2，為低緩的正異常，場值25～80nT，其范圍包括雞冠山、白石岩、小松坡、大美廠。南北長l1km，寬4～6km。雞冠山以北為半環狀的低緩負異常，場值25～80nT；雞冠山與白石岩之間，為1km2的正異常中心地段，場值50～80nT。
圖1-8 祿豐—武定銅鐵多金屬成礦綜合地質圖
其中，有C38（過水溝、大寶山）、C39（東方紅）、C40（下獅子口）、C41（岔河、羅斯沖）、C42（邵家坡）、C50（白嶺岩）及陸子溝（鵝頭廠鐵礦）異常都證明了與銅鐵礦有關。
一碗水C58，強度230nT。25nT等值線范圍約6km2，異常曲線北陡南緩，北側有負異常伴生，並且在異常中心形成兩個較高的峰值，呈雙山峰式展布。1987年經地面磁法檢查，50nT以上等值線由5個小異常構成，反映為多個磁性體的疊加異常，重力和次生暈剖面檢查，反映出重磁同源的特徵，並具鵝頭廠式銅鐵礦的元素組合特徵，平均異常w（Cu）為469×10-6、w（Mn）為5782×10-6、w（Ni）為37×10-6，因此推斷為深部次火山岩和磁鐵礦引起。
白石岩C64異常，據磁異常特徵推斷為埋深350～1000m的傾斜薄板狀強磁性層引起的異常，結合本區的磁性特徵分析，深部有鵝頭廠式銅鐵礦體賦存的可能性較大。
（三）航空放射性伽馬異常特徵
如華坪、賓川、姚安及元謀等異常在空間上與鹼性岩及花崗岩、斑岩分布地段相吻合，部分產出於苴林群、大紅山群、昆陽群出露地段，多數沿平川街斷裂、大姚一南華隱伏斷裂及綠汁江斷裂邊緣產出，並與基底局部隆起相對應，反映出岩漿活動與基底構造關系密切。
（四）大地熱流特徵
滇中紅盆和滇東地區同屬中熱流區，據汪緝安等（1990）的研究，大地熱流的分布與熱流值的變化、地幔蠕動性、構造活動性，以及大地構造單元的特點密切有關。滇中紅盆是一個地幔隆起區，莫霍面深度為40～55km，中生代以來，印支運動、喜馬拉雅運動、喜馬拉雅運動對本區都有強烈影響。西側麗江、劍川、大理一線和東側安寧河斷裂帶自新生代以來一直都是地震強烈活動帶。據汪緝安等（1990）所作雲南500m 深地溫圖和雲南1000m 深地溫圖，滇中紅盆500m深地溫為35～40℃，1000m 深地溫為45～50℃，地熱等值線大致沿渡口—楚雄為軸線，呈長橢圓形分布。但在一些斷裂帶附近，如程海斷裂及小江斷裂附近深度1000m的地溫可高達150℃，所以本區總體上是一個中溫地熱區，而在幾個深大斷裂帶上局部為高溫熱線與熱點區。
㈦ XB剖面地球物理綜合解釋
XB01剖面是2006年完成的。南起趙光鎮，向北經過北安、龍鎮，止於辰清鎮，全長180km。XB01剖面北部終點在辰清鎮與2005年布設的DB07剖面(即辰清-孫吳-遜克-嘉蔭-嘉蔭河口剖面)相接(圖8-8)。考慮到測線的位置及數據處理與成果解釋的方便性和有利性，本次重力工作的成果解釋，把2005年辰清—孫吳段重力資料加在一起共同進行。而電法資料的處理，就沒有加入辰清—孫吳段，只對本年度工作成果單獨進行解釋。
地形上，XB01剖面從南部的趙光鎮一直往北到龍鎮，高程變化平穩，保持在300m左右，從龍鎮再往北到辰清，已經進入小興安嶺地區，海拔高程表現出兩側低中間高的特點，最高處在八分場附近為400m，辰清附近為350m。從辰清到孫吳，已經進入孫吳盆地，地形表現從南向北逐漸降低的特點，到孫吳縣北高程已降低到200m左右。
從大地構造分區上看，本剖面經過三個構造分區。從北往南分別是孫吳盆地、小興安嶺隆起帶以及松遼盆地。由於構造特點不同，表現的地球物理場特徵也有較大差異。
重力場在松遼盆地表現為兩側高，中間低的特點。兩側的趙光鎮和沾河林場重力異常為零值左右;而向中間的建華林場重力值逐漸降低，最後在建華林場北達到－200×10－6m/s2左右。小興安嶺地區，重力異常總體走低，平均值約－180×10－6m/s2，最低值在辰清鎮，達到－220×10－6m/s2。進入孫吳盆地，重力異常在研究區內又迅速抬升，孫吳縣最大，接近10×10－6m/s2;而兩側表現逐漸降低的大梯度帶，最低值－220×10－6m/s2。
磁異常總體為負異常，異常值為－1711.9～639.8nT，測線南部趙光鎮至龍鎮相對平緩，龍鎮至辰清鎮異常變化相對復雜，通過對比分析，本測線分為4個異常區，推斷出14條斷裂。
電法資料上，三個構造分區表現出不同的電阻率分布形態。松遼盆地以低阻為主，除龍鎮南，即MT測深MT9點號與MT10點號之間以及龍中隆起的MT6點號下面出現局部高阻(1000～2000Ω·m)外，其他地區電阻率平均只有幾十歐姆米。小興安嶺地區以高阻為主，只在MT13～MT14點號測深點的上部(800m以上)出現局部低阻，電阻率值只有幾十歐姆米。另外在龍鎮北以及MT12～MT13點號測深(地下4km以上)之間出現中阻，電阻率平均為200～300Ω·m。其他地區均表現為高阻，最大可達上萬歐姆米，一般在幾千歐姆米左右。進入孫吳盆地，又以低阻為主，本次MT測量只有辰清MT16點號布設在孫吳盆地內部，所以電阻率分布沒有表現出全貌，只根據局部范圍看出電阻率值平均約上百歐姆米。
(一)斷裂帶的劃分
根據布格重力異常形態。重力垂向一階導數零值點以及水平一階導數極值點的位置、重力異常歐拉反褶積上延0～20km斷裂軌跡並結合MT電阻率斷面圖中電阻率等值線的形態，在XB01剖面趙光鎮-辰清鎮之間可劃分出11條不同規模的斷裂。這些斷裂有的是基底斷裂，有的是深大超殼斷裂，還有的是區域構造的分界線。具體可解釋為:
東北地球物理場與地殼演化
圖8-8 XB01剖面地形、重力異常、磁異常、重力剖面解釋與電法6km剖面解釋圖
F1斷裂:在重力資料表現出高角度向北傾斜，延深很大，最大延深可達20km。在MT二維反演圖中表現出低角度向北傾斜而在深度8km以下，又以近35°的角度向南傾斜。該斷裂在8km以上表現出明顯的推覆特點且為基底隱伏斷裂。重力資料表現傾斜方向在淺部與電法一致，而在深部卻完全相反。
F2斷裂:在重力圖上反映較淺，且向北傾斜，但在電法圖上沒有反映。
北安斷裂(F3):電法資料反映F3上部向南傾斜，3km以下轉向向北傾斜，是北安盆地的南界，但在重力圖上反映為由F2和F3組成的斷裂帶，在約6km以下合並成一個斷裂。
二龍山南斷裂(F4):向南傾斜。
以上兩條斷裂在圖8-8d中看出，在電性圖上該斷裂延深不大，只有6km左右，屬於北安盆地的控盆斷裂且只斷到基底。重力資料反演出的F4斷裂，在電性資料上沒有反映，或者說F4也應屬F3斷裂系的一部分。
二龍山斷裂(F5):上部2km深表現出低角度向北傾斜，當超過2km深時，該斷裂以高角度向北傾斜，在電性圖上該斷裂延深較大，可達20km。
訥謨爾斷裂(F6):上部向南傾斜，當接近2km深時轉向，向北傾斜，與F5一樣，在電性圖上該斷裂延深可達20km。以上兩斷裂屬控盆斷裂。深部屬地塹型構造斷裂。
小興安嶺南界斷裂(F7):重力圖上反映斷裂F7向北傾斜，這一點與電法有較大出入，電法資料反映出F7是由兩條斷裂組成。其中靠近龍鎮附近的可叫龍鎮斷裂，上部2km深向北傾斜，再往下轉向南傾，在8km深處與另一條F7斷裂會合。另一條F7斷裂在前者北600m處，整體表現向南傾斜，8km深處與前者會合形成一條深大斷裂，在電性圖上該斷裂延深在20km以上。二者共同構成大地構造即松遼盆地與小興安嶺隆起帶的分界線。該斷裂帶在黑龍江省區域地質志上與北西走向的加格達奇-雞西斷裂位置一致，在1∶250萬重力圖上是重力異常形態的分界線，斷裂西南側，異常以正值為主，異常量級低緩;北東側，異常以負值為主，形成平均只有－10×10－6m/s2的小封閉圈沿小興安嶺方向展布。
炮聲屯斷裂(F8):重力圖上反映10km以上向北傾斜，10km以下有近直立的產狀，且延深大於20km。電法圖上反映6km以上為向南傾斜，然後轉向向北傾斜，在深度10km以下又向南傾斜，但延深與電法反映一致，均大於20km。該斷裂上部6km深處，南北兩側電阻率差異較大，而6km以下，兩側電阻率差異較小。
龍門道班斷裂(F9):重力與電法資料均反映向南傾斜，且延深較淺，只有6km左右。
鍾山西斷裂(F10):重力圖上反映延深較淺，與F9類似，只有6km左右。且上部向北傾，下部近似直立。電法圖反映上部10km以上為40°向北傾斜，10km以下近似平卧低角度向北傾斜，延深可達15km，該斷裂在電法圖上構成小興安嶺隆起帶的北界斷裂，又可稱小興安嶺-奮斗斷裂，它是小興安嶺與孫吳盆地的構造分界線，位於小興安嶺的北坡，從斷裂位置上，與黑龍江省區域地質志介紹的北北西走向的孫吳-鶴崗斷裂是一致的，為孫吳坳陷西南部邊界斷裂。
紅旗斷裂(F11):該斷裂從紅旗鎮附近通過。電法圖上(圖8-8e)反映規模小而淺，且延深只有7km左右，近似直立，略向北傾斜。是盆地內部基底斷裂。而重力圖上反映向南傾，延深可達11km。並把該斷裂定為小興安嶺-奮斗斷裂，即小興安嶺隆起帶與孫吳坳陷的分界線。這一點與電法得出的結論是不一致的。
重力資料顯示出辰清—孫吳縣之間3條斷裂的分布狀態。其中F12斷裂為腰嶺橋-田木山斷裂，近似直立的產狀。F13為基底淺斷裂，向南傾斜。F14可稱孫吳斷裂，從位置上看，與孫吳-大慶-阜新深大斷裂位置相當，是孫吳盆地的西界，重力資料顯示走向近似直立。
(二)構造分區
構造分區的劃分主要依據MT電阻率斷面圖的結果，再結合重力異常形態及斷裂位置來進行。XB01剖面可劃分如下構造分區:
趙光鎮坳陷:F1斷裂以南地區布格重力異常平穩，數值平均為－20×10－6m/s2。磁異常相對平穩，跳動不大，平均為－300nT。從電性資料上看，可分為三層，即1.5km以上的低阻層，電阻率值只有幾歐姆米到幾十歐姆米。第二層從1.5～3km，電阻率為100～300Ω·m，第三層從3km一直往下可到20km以上，電阻率平均只有25Ω·m。從圖9-8e看，F1斷裂上部的中阻層有向南推覆的顯示。
北安北隆起:位於F1與F3之間。重力異常從東南部的趙光鎮的－20×10－6m/s2向西北逐漸降低到－100×10－6m/s2，在逐漸降低的背景上，出現局部小跳躍。磁異常平均值為－250nT。在負異常背景上，有局部小的跳躍。電性資料反映出有兩層。上層為低阻層，電阻率只有幾歐姆米，厚度最大不超過1km;下層為中阻層，延深大於20km，電阻率在100～500Ω·m之間變化。
北安坳陷:中心位於北安北部建華林場場部附近。重力表現出的范圍在F3～F6斷裂間，從圖8-8d上看出，基底最深處位於F4與F5之間。重力異常在松遼盆地內表現出最低值，可達－200×10－6m/s2，其形態為中間低，向兩側逐漸抬升，抬升梯度北側大於南側。磁異常從南向北緩慢升高，平均值為－200nT。在F5附近變化較大，出現－800nT的跳動。但電法資料與重力資料結果略有不同。電法資料明顯反映出在F3與F6之間有一個小隆起(即F4與F5之間位置)，可稱龍中隆起。該隆起把北安坳陷帶分為兩部分。前者可稱北安坳陷帶，後者成訥謨爾斷陷帶即F5與F6之間形成一個向北傾斜的斷陷帶。訥謨爾斷陷帶從結構上類似於地塹結構。如果把前者F3與F4之前稱為北安坳陷，那麼後兩者即龍中隆起與訥謨爾斷陷可單獨分為兩個小構造單位。
從電阻率上看，北安坳陷分兩層，上層是本條測線最明顯、范圍最大的低阻帶，電阻率只有幾歐姆米到三十歐姆米。下層從7km一直到大於20km(圖8-8e)均表現中阻區，平均數值在200Ω·m左右。龍中隆起電阻率只有一層，變化范圍為300～3000Ω·m。訥謨爾斷陷電阻又分兩層，即上部低阻，平均10Ω·m，但厚度只有2km左右，往下一直到深20km處為50～200Ω·m的中低阻電阻率。
沾河隆起:位於龍鎮南F6與F7之間。重力異常相對平穩，平均約－50×10－6m/s2。磁異常在負背景值上有南高(－200nT)北低(－700nT)變化趨勢。局部地區出現高、低跳躍，跳躍點低值達－1000nT，高值為150nT。電性資料反映除MT9號測點下面有一點低阻外(電阻率約20～30Ω·m)，其餘地區均為中阻，平均達上千歐姆米。沾河隆起可細分為南北兩部分。這兩部分電阻率分布形態和數值均有差別，南部中阻范圍及數值均小於北部。
以上分區，即趙光鎮坳陷、北安北隆起、北安坳陷、龍中隆起、訥謨爾斷陷以及沾河隆起均屬松遼盆地內部次一級構造分區。
小興安嶺南部邊界斷陷:又稱龍鎮斷陷。位於龍鎮北，兩條F7斷裂之間。重力異常表現為－50×10－6m/s2的背景值上出現一個小范圍－100×10－6m/s2低值區。磁異常在F7處是由高值向低值轉折的梯度帶。電性資料表現中低阻地塹構造，電阻率為300～500Ω·m，中低阻延深達10km。整體有向南傾斜趨勢。再下部已進入小興安嶺隆起帶。
小興安嶺隆起帶:位於F7與F11之間。重力異常表現由南部的－50×10－6m/s2向北逐漸降低到F10斷裂附近的－200×10－6m/s2。磁異常在該隆起區為低背景負異常，平均值為－1000nT。異常形態可以F7為界，以南磁異常相對平緩，起伏跳躍均較小;以北異常變化劇烈，跳躍大，高達600nT，低者為－1800nT。可能進入小興安嶺火山岩帶，而且該帶內岩石磁化率變化很大。電性資料表現由F8、F9兩斷裂把該隆起帶分為南北中三部分。南部(F7～F8之間)除上部MT11點號下面出現小范圍、深度只有400m的中阻(－200～－300Ω·m)區外，其餘均為高阻區，最大可達上萬歐姆米，且出露地表。中部位於F8與F9之間。電阻率明顯為兩層。上層深度7km，電阻率約200～500Ω·m;下層深度可達20km以上，電阻率在2000～5000Ω·m。北部為三層，上層較淺，只有1km深，但電阻率只有幾十歐姆米;中層從1～5km，電阻率為2000～5000Ω·m;第三層從5km一直到深19km，電阻率為7000～10000Ω·m。
孫吳盆地:F10東北地區，重力資料由－100×10－6m/s2向北逐漸降低到辰清的－260×10－6m/s2，中間出現局部小跳躍。磁異常為負值，平均為－800nT。異常形態相對平穩，跳躍較小，但在F11處有突跳－150nT的高點。而工區內的電性資料又表現出南北兩部分，中間以F11為分界線。南部高阻直接出露地表，電阻率約2000～5000Ω·m。在深度6～9km之間有一電阻率約700～1000Ω·m的中阻侵入體。在侵入體下面又出現一1000～2000Ω·m的電阻率層，再下面進入小興安嶺地層。F11以北即北部地區明顯分為兩層。上層延深8km，電阻率約300～1000Ω·m;下層8～14km，電阻率為1000～2000Ω·m。
根據本次測量結果再參考華東有色地質勘查局814隊1991年在該區的重力測量報告可看出，研究區以小興安嶺隆起帶為界，南、北構造特點存在較大差異。北部以斷塊為特徵，南部以坳陷為特徵。構造線方向，北部以南北為主，南部以北東為主。火山活動北部強烈，南部微弱。
(三)基底起伏形態
參考孫吳、龍鎮地區岩石密度及鑽井資料，選擇結晶基底界面上下兩側的平均密度差為0.3g/cm3，基底平均深度為0.6km。然後利用重力異常採用DCT法反演了密度基底深度(圖8-8d)。圖中看出，松遼盆地內可分為兩個坳陷區:北安坳陷和F7斷陷區，基底深度分別為1.3km和0.8km。兩個隆起區，即北安北隆起和沾河隆起，基底深度平均只有0.4km。小興安嶺隆起區以F8斷裂為界，可分為南北兩部分，南部基底深度只有200m，北部從南向北逐漸加深，在130點號附近達到1km。孫吳盆地基底從南向北逐漸加深，在辰清達到最深，可到1.5km。從電性資料反映的基底深度(圖8-8e)與重力有較大出入。在松遼盆地有三隆二坳。三隆即北安北隆起，基底深度0.5km;龍中隆起，基底深度0.2km;沾河隆起，基底只在8、9號測點下有0.3km，其餘基岩直接出露地表。二坳即北安坳陷，基底深度達6km;訥謨爾斷陷達2.5km。小興安嶺隆起帶只在MT13～14號兩測點之間有淺而薄的沉積層，基底平均0.8km。到孫吳盆地內部，只在辰清附近有較厚沉積，從電阻率值上看，電阻率分三層，上部低阻基底只有0.5km;中間為中高阻地層;底部在3～4km間，又出現低阻，如果以這一層為基底深度可達4km。
㈧ 地球物理條件
在海島的特定自然和人為條件下，單種地球物理方法的解釋均受到局限，但綜合解釋的結果尚較樂觀。音頻大地電場法在海岸區淤泥中的超低電阻率淹沒了或許可能存在的斷裂或熱異常顯示；只提供了幾處高異常，可作為不利條件排除之。EH4電導率成像系統在工作區東南解釋了一條北東方向延伸的斷裂帶，但至深度500m左右電阻率增高，可能是斷裂面趨於緊密，也有可能是淺層低電阻率干擾了探測結果的影響。重力測量依布格重力低異常大致劃定了工作區東南白堊系地層覆蓋區，在工作區東北方兩處布格重力高異常之間的不連續帶，推斷是EH4法劃定斷裂的往北東方向延伸。這樣，地球物理綜合解釋了一條約呈NE35°方向延伸的斷裂帶（見圖版ⅩⅣ-1）。
㈨ 綜合地球物理剖面地質解釋
為了解區內地殼結構、構造，依據區內重、磁及少量的地震、大地電磁測探等資料，對哈拉湖－金塔，湟源－金昌－北大山，合作－白銀3條橫剖面，在前人研究的基礎上進行了綜合研究，資料來源於前地質礦產部中國地質科學院，甘肅省地質勘查局及蘭州地震局等單位。各剖面的主要成果概述如下：
一、哈拉湖－金塔綜合地球物理剖面地質解釋
按該剖面（圖1-7）地球物理特徵，可分為：
1.中祁連－北祁連構造區
該區為一由南向北增大，跨度大的梯級帶，磁場以低、負值為主，夾有由中基性火山岩及基性、超基性岩引起的局部磁異常，反映了該區地殼厚度由南往北減小，為一無—弱磁性區。在中祁連北緣斷裂附近存在一向北傾的低阻異常，相應有低速層的顯示，表明該區段構造、岩漿活動強烈，在深部可能存在局部熔融的岩漿房。
地殼結構為上、中、下3層，其中上地殼厚21～23km，中地殼厚19～22km，下地殼厚22～31km，地殼總厚度66～73km，由南往北減小，其特點是各分層厚度，特別是下地殼厚度比較大，變化亦較大。由於南、北雙向的擠壓，下地殼物質塑性向下流動堆積，形成了大的山根；淺部脆性岩層向南、北兩側逆沖，形成「V」形山體，山脈整體構造抬升，形成了目前的祁連山脈。
2.阿拉善地塊（西部）
該區為一重力緩梯級帶和高磁異常帶，高磁異常主要由前長城系引起，是阿拉善地塊西延部分，似楔入於北山和祁連兩構造帶之間，向南俯沖於祁連造山帶之下。
地殼結構分為上、中、下三層，其中上地殼厚19km，中地殼厚18～20km，下地殼厚14～18km，地殼總厚度49～56km，呈一由南往北減小的慢坡。
二、湟源－金昌－北大山綜合地球物理剖面地質解釋
按該剖面（圖1-8）地球物理的特徵，可分為：
1.中祁連－北祁連構造區
位於龍首山南緣斷裂（F4）以南，重力呈一由南往北增大梯級帶，反映了地殼厚度由南往北減小。磁場基本為負異常，僅在河西堡附近由寒武系及基性岩類引起的磁異常。
區內電性結構較復雜，在MT26-28點間存在向北傾的低阻異常，其特徵與上述哈拉湖－金塔剖面中低阻異常相似，表明該區段構造岩漿活動強烈，在深部可能存在局部熔融的岩漿房。
地殼結構分為上、中、下3層，上地殼厚12～19km，中地殼厚18～20km，下地殼厚27～32km，地殼總厚度56～64km，由南往北減小，往南仍有變厚的趨勢。
圖1-7哈拉湖—金塔綜合地球物理剖面
圖1-8湟源—金昌—北大山綜合地球物理剖面
圖1-9合作－蘭州－白銀綜合地球物理剖面
2.阿拉善地塊（南部）
位於龍首山南緣斷裂（F4）以北，包括龍首山隆起帶，潮水斷陷盆地及北大山隆起帶（南部）3個次級構造單元，重力呈一梯級帶，磁場較復雜，在北大山地區出現由加里東期中酸性岩和元古界深變質岩系引起的高磁異常。地殼結構分為上、中、下3層，其中上地殼厚9～11km，中地殼厚15～20km，下地殼厚21～25km，地殼總厚度由南部的56km，往北減小到45km，在龍首山地區地殼厚度變化大，呈一向南西傾的緩坡。
在龍首山地區出現數條向南陡傾的滑脫面，並在深8km左右出現多處高阻（大於104Ω·m）異常，相應的有磁異常的顯示，推測這些高阻異常是由地幔物質上涌所引起，表明該區曾發生過地幔上隆，地殼變薄乃至破裂，地幔物質上涌，形成古裂谷。在南北兩板塊雙向擠壓時，阿拉善地塊南緣地殼重新活化、褶皺，形成了龍首山隆斷帶，古裂谷消失，上地幔變為一向北上升的幔坡，深部超基性岩隨其構造侵位於淺部，因此，可以認為金川含礦超基性岩來源於上地幔，金川銅鎳礦床是在地幔物質上涌過程中形成的幔源岩漿礦床，與幔源岩漿房大，礦源物質豐富有關。
三、合作－白銀綜合地球物理剖面地質解釋
按該剖面（圖1-9）地球物理的特徵，可分為：
1.秦嶺造山帶（北部）
位於秦嶺北緣斷裂（F1）以南，磁場較為平靜，重力呈一由南向北增大的梯級帶。地殼結構分為上、中、下3層，其中上地殼厚15km，中地殼厚12km，下地殼厚25km，地殼總厚度51～52km，由南往北減小。
電性結構較簡單，變化較小。在上、中地殼之間存在一滑脫面。秦嶺向北俯沖時，受到祁連的阻擋，導致秦嶺上地殼向北仰沖，古生界向北逆沖於北部中新生界之上；中、下地殼向北俯沖，祁連造山帶似楔入於秦嶺地區。
2.祁連造山帶（東部）
位於秦嶺北緣斷裂（F1）和北祁連北緣斷裂（F4）之間。磁場以負為主，夾有由中基性火山岩引起的弱異常，重力場總體較平穩。電性結構比較復雜，有數條由南向北上翹的電性構造層，導致元古宇由南向北逆沖推覆於古生代之上。於711號點深60km處電阻率大於104Ω·m，可能是元古宇—太古宇的反映，表明華北陸塊向南俯沖，插入於祁連造山帶之下。
在白銀地區深7km處有一高阻體，相應為一低緩磁異常，據地震測深資料在20～30km間有一高速層（7.5km/s），可以認為該高阻、高速異常可能是偏基性岩漿房的反映，白銀廠銅、多金屬含礦岩體可能與該偏基性的岩漿房有關。
地殼結構分為上、中、下3層，其中上地殼厚13～15km，中地殼厚16km左右，下地殼厚21～23km，地殼總厚度51～55km，由南往北逐漸減小。
四、區內地殼結構基本特徵
區內地殼結構按地震波場特徵，層狀結構比較明顯，總體可分為上、中、下3層，綜合上述各剖面的成果，區內各構造單元的地殼結構構造基本特徵概述如下：
1.祁連造山帶
地殼厚度從總體看，由南往北，由西往東逐漸減小，其中南北向的變化比東西向的變化大；主幹斷裂主要為NW、NWW向，反映了區內地殼結構、構造演化主要受南、北兩板塊構造動力相互作用的制約，東、西部的地殼結構、構造存在一定的差異，西部的地殼分層厚度相對東部比較大，變化亦大。
地殼厚度與地形呈鏡像關系，表明祁連山存在正常山根，地殼已基本達到重力均衡。由於它處於南、北兩板塊的雙向擠壓下，雙向擠壓力大於重力均衡作用，祁連山迄今仍在緩慢抬升。
2.阿拉善地塊（南部）
呈一狹長的南凸弧形，向西楔入於北山構造帶和祁連造山帶之間，似為青藏高原的北界。在其南緣地殼厚度變化大，呈一向南西傾的幔坡變異帶，插入祁連山之下，沿幔坡變異帶分布有基性、超基性岩，包括金川含礦岩體。
金川含礦超基性岩是在古裂谷、地幔物質上涌形成的，在南、北兩板塊雙向擠壓時，裂谷消亡，隨著伴生的斷裂，超基性岩構造侵位於地殼淺部。
3.秦嶺造山帶（北部）
地殼厚度總體由南往北，由西往東減小。秦嶺造山帶向北俯沖時，受到祁連造山帶的阻擋，其上地殼沿上、中地殼間的滑動面向北仰沖，中、下地殼向北俯沖，似把祁連夾於秦嶺上、中地殼之間。
㈩ 地球物理學研究及其意義是什麼
地球物理學的很多問題與天文學的相似，因為研究對象很少能直接觀察，結論應當說主要是根據物理測量的數學解釋而得出的。這包括地球重力場測量，在陸地和海上用重力測量儀，在空間則用人造衛星；還包括行星磁場的磁力測量；又包括地下地質構造的地震測量，這通過地震或人工方法產生的彈性反射波和彈性折射波來進行。
用地球物理技術來進行的研究，被證明在為支持板塊構造學理論提供證據方面是極其有用的。
地球物理學是一門介於物理學、地質學、大氣科學、海洋科學和天文學之間的邊緣學科。它的主要研究對象是人類生息的地球及其周圍空間。它用物理學的原理和方法，通過利用先進的電子和信息技術、航空航天技術和空間探測技術對各種地球物理場進行觀測，來探索地球內部及其周圍空間、近地太空的介質結構、物質組成、形成和演化，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。在此基礎上優化和改善人類生存和活動環境，防禦及減輕地球與空間災害對人類的影響，為探測和開發國民經濟中急需的能源及資源提供新理論、新方法和新技術
地球物理學為太空時代的人類活動提供了必要的基礎
目前地球物理學包括固體地球物理學和空間物理學兩個二級學科。固體地球物理學主要以固體地球作為研究對象，而空間物理則以太陽系特別是日地空間物理環境作為主要研究對象。
地球物理學這門學科自20世紀之初就已自成體系。到了20世紀60年代以後，發展極為迅速。它包含許多分支學科，涉及海、陸、空三界，是天文、物理、化學、地質學之間的一門邊緣科學。將地球作為一個天體來研究，地球物理學和天體物理學是分不開的；研究地球本身的結構和發展時，地球物理學又和地質學有很密切的聯系。但地球物理學所探討的范圍遠不止此，它還包括研究地面形狀的大地測量學，研究海洋運動的海洋物理學，研究低空的氣象學和大氣物理學，研究高空以至行星際空間物理學，研究地球本體的固體地球物理學（或叫做地體學），還有一些較小的分支，如火山學、冰川學、大地構造物理學等等。這些學科中，有的又各有獨立的分支。人造衛星出現後，地球物理現象的觀測擴展到了行星際空間。行星物理學是地球物理學的一個引伸，但它所要解決的問題，離地球越來越遠了。
通過各大洲之間的聯系，可以更好地研究地球
地球物理學學科中的地震學和地磁學兩個領域有著悠久的歷史，在這兩個方面我國均為先驅。我國古書籍中就記載有早至公元前20世紀關於極光的現象。東漢張衡在公元132年設計製造了世界上最早的地震儀——候風地動儀。我國約於10世紀就已將指南針用於航海。唐·僧一行（683—727）、宋沈括（1031—1095）均對有關地球物理問題作過研究。地球物理學也是早期經典物理學的重要研究內容。牛頓由研究地球和月球的運動而發現了萬有引力，由此產生了重力學；牛頓以後的許多數學家和物理學家都曾對地球物理學的研究作出過重要貢獻，為地球物理學的形成和發展奠定了基礎。
地球物理學的發展與科學本身的發展條件和人類生存需要密切相關。在18、19世紀時，地球物理學的一系列問題是物理學中引人注目的領域。20世紀20年代開始利用地震波走時理論研究地球內部的分層結構取得突破性進展。30年代興起的地球物理勘探（特別是地震勘探），對資源的開發和利用起到了關鍵作用。40年代，特別是第二次世界大戰以後發展起來的地殼與上地幔的地震探測極大地深化了人類對岩石層（圈）的認識。50年代開始的地震預測研究受到世界各國的關注。另外，人類在20世紀初探測到了電離層，隨後實現了無線電通信。50年代末人造衛星發射成功，發現了輻射帶、太陽風和磁層頂，空間物理學迅速發展為一門獨立學科，為人類航天活動提供環境認識的保證。
50年代的國際地球物理年，60年代的上地幔計劃，70年代的地球動力學計劃、國際磁層計劃，幼年代、切年代的國際岩石層（圈）計劃、地圈—生物圈計劃、全球電離層和熱層計劃、國際日地物理計劃，使地球物理學研究取得了新的進展。板塊構造學說的提出和新地球觀的形成，日地空間各層次能量耦合作用的發現，改變了一系列傳統觀念。
大氣層中的一些現象也為研究地球提供了線索
近代正在發展的岩石層（圈）地震層析成象，全球與區域的三維結構，復雜地質構造中地震波理論，地震震源的動力學破裂理論，地球內部介質的不均勻性和非線性特徵，熱動力機制與演化，環境地球物理，地震災害預測，流體在岩石層（圈）介質中的作用，日地系統整體變化和地球空間環境預報，反演理論與方法等方面的研究，以及大型快速電子計算機、航空、海洋和空間探測技術的應用，將進一步提高地球物理的研究水平，深化人類對地球物理問題的認識。
地球物理學是一門應用性很強的基礎學科，它的研究成果有助於增進人類對所生息的地球及其周圍空間環境的科學認識，而且支持著眾多的國民經濟建設中具有重要意義的產業部門或高科技領域。例如，勘探和開發利用石油與天然氣、地熱資源、金屬與非金屬礦藏，預測與預防（或防治）諸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然災害，保護與監測地球生態環境，保障日地空間環境中航天飛行安全等。今天，地球物理學已成為地球科學中最具活力的學科之一，並且與地質科學有密切聯系，其研究成果將對21世紀人類的生存發展產生重要影響。
當代地球物理學面臨嚴峻的挑戰，如自然災害、能源需求急增、資源短缺、環境惡化、人口增長對土地的壓力等均直接威脅著人類的生存與進步，空間開發國際競爭則直接關繫到國家安全和利益。地球物理學家必須投入研究和解決一系列嚴峻的挑戰性問題，為確保人類社會的可持續發展作出貢獻。
火山噴發可以間接證明地球內部的熱能存在