地球物理解释
㈠ 中国大陆基底构造的地球物理解释
王懋基
（地质矿产部航空物探遥感中心，北京100083）
摘要区域地球物理研究对了解中国大陆基底构造做出了重要贡献。重力趋势模式和磁异常特征可用来绘制前寒武纪基底。具有不同构造特征地体的成对重力异常，提供了识别缝合带及有关俯冲方向的方法，横穿数条缝合带的地球物理断面支持这一论据。应用区域均衡异常和自由空间异常有利于深入了解大尺度地壳构造和近代板块动力学。
关键词区域地球物理基底构造中国大陆
1引言
当今对中国基底构造存在不同的认识，利用新近编制的重力和航磁图研究基底构造有了重要进展。重磁数据通过适当的滤波和分析处理，结合地质和其他地球物理资料可用来研究基底构造——主要是应用重力趋势模式和磁异常特征划分前寒武纪基底，根据成对重力异常标志识别古缝合带，根据均衡异常和自由空间异常分析古构造的性质。本文提出了中国大陆基底构造格架和主要构造带分布特征的新认识。
2重力和航磁数据来源
编制中国1∶5000000比例尺的重力及航磁图利用了已有的数据库。航磁数据是从地质矿产部航空物探遥感中心获得的，测线间距从500m,1～2km直到5～20km[1]。为了进行数据处理，原始观测数据内插成5km×5km网格。对各测区的磁场水平进行了统一调平，从数据中消除国际地磁参考场，进行背景场改正。重力数据由地质矿产部区域重力调查方法技术中心根据不同测量数据编制而成。选择了大约20000个重力点，测点密度东部约为每378km2一个点，西部约为每644km2一个点[2]，数据内插成10km×10km网格用于数据处理。重、磁数据用计算机绘制等值线，并绘成彩色立体阴影图。
3前寒武纪基底填图
前寒武纪基底填图的目的是圈定前寒武纪地块的分布，并确定其基底岩性。我们用剩余重力异常和水平重力梯度确定重力趋势和重力场分区。趋势可以看成是主要岩石单元走向的反映，而重力域确定了地壳中相关构造的主要区域。异常趋势在确定基底构造中非常有用，它们具有大的幅度和确定的模式[3,4]。
在异常趋势图上（图1），可以圈定前寒武纪地块的分布，并确定相邻地块的相对年代，趋势被边界斜截的地块要比边界的年代老，而趋势与边界平行的地块要比其他地块年青，并与边界的年代相同。
图1根据局部重力异常描绘的重力趋势图
粗线是大的重力梯级带（成对重力异常），表示重力域边界；长细线是根据趋势推断的边界；短线表示重力异常轴
前寒武纪地块基本上是以明显不规则的趋势为特征，例如准噶尔地块（XIV）、塔里木地块（XII）、阿拉善和西宁-兰州地块（VII）等。圈定前寒武纪地块后，再根据磁场特征（幅度、形状和方向）确定地块的基底性质，可识别出相应不同地质年代的四类前寒武纪基底：磁性（AR—Pt1）、中等磁性（Pt1-2）、弱磁性（Pt1-3）和无磁性（Pt3）基底，其中磁性基底特征最为明显，显示高幅度和块状形态。图2表示中国大陆磁性基底的分布。中等磁性地块显示平稳场中的宽缓正、负异常，弱磁性地块显示弱的正、负磁场背景。
4古缝合带的地球物理标志
沿一系列主要地壳块体的边界出现延伸的正、负成对重力异常，这些异常比相邻异常有高的幅度，其中有许多延伸很长。它们通常被认为是碰撞缝合带的一种标志[5～7]。在地壳块体上目前认为是成对异常的重力梯级带示于图1。研究证明，重力高一般位于年青地体上，负异常总是跨在边界上或大多位于老地壳内，所以接触带通常倾向重力高[7]。当年青地壳向老地壳逆冲时就会发生形变，从而变得更厚、更致密。虽然成对异常的极性对于缝合地体的相对时代是始终一致的，但两种碰撞：陆-陆和陆-弧碰撞会产生不同的重力标志。在某些地区，构造边界上的磁场标志也是明显的，其中正磁异常带与钙碱质岩浆弧有对应关系。应用成对重、磁异常，结合地球物理断面确定缝合带位置可以用下面几个实例加以说明：
图2中国大陆磁性基底分布图
画阴影线面积指示磁性基底区域：1—准噶尔-哈密；2—伊犁；3—南塔里木；4—敦煌；5—柴达木；6—西宁-兰州；7—阿拉善；8—北鄂尔多斯；9—燕山-吕梁山；10—河淮；11—秦岭-大别；12—扬子
克拉麦里缝合带（图3）此缝合带以复杂的正、负磁异常带表示出来，沿正异常出现的蛇绿混杂岩带和“I”型深成岩[8]支持准噶尔板块与西伯利亚板块间的碰撞。
中天山缝合带（图3）此缝合带位于中天山南缘，显示成对重力异常。重力高位于准噶尔板块，重力低位于缝合带上。由于塔里木地块与准噶尔地块间的汇聚作用，发育岩浆弧[9]，形成一条正磁异常带。这个岛弧与大陆块的碰撞过渡为塔里木板块与哈萨克斯坦—准噶尔板块间的陆-陆碰撞带。
西昆仑缝合带（图3）沿西昆仑山南部，此缝合带位置表示为一条陡重力梯级带，在较薄和较致密的塔里木地块上为较高的重力值。这种特征暗示塔里木地块与昆仑岛弧的碰撞。
喀喇昆仑-澜沧江缝合带（图4）此缝合带位于冈瓦纳大陆的北缘，以成对重力异常带和重力趋势模式的变化为标志，负异常直接位于沱沱河沿南面的俯冲带上方。西藏板块的地壳密度和厚度大于华南板块，它表征了西藏板块与华南板块碰撞的活动边缘。
雅鲁藏布缝合带（图4）此缝合带以陡重力梯级带和冈底斯火山弧及雅鲁藏布蛇绿岩带产生的强正磁异常带为特征。元古宙西藏地块的地壳比太古宙印度克拉通的地壳厚和致密。这些特征标志着印度与西藏陆-陆碰撞形成的重要缝合带。
图3穿越西伯利亚、准噶尔和塔里木板块的阿勒泰—日土地学断面的简化密度模型
密度单位为t/m3，实心圆表示计算重力异常。主要构造单元：①额尔齐斯断裂；②克拉麦里缝合带；③中天山缝合带；④中塔里木断裂；⑤西昆仑缝合带；⑥班公-怒江缝合带
图4穿越华北、华南和西藏板块的亚东—格尔木地学断面的简化密度模型
密度单位为t/m3。实心圆表示计算重力异常。缝合带：①昆仑—秦岭；②喀喇昆仑—澜沧江；③班公-怒江；④雅鲁藏布江
5巨型重力线性体
图5给出波长为500～1000km的均衡重力异常图。在中国西部以正、负异常交替为特征的七条引人注目的NW走向巨型线性异常具有重要意义。它们是阿尔泰、准噶尔—哈密、天山—祁连山、南塔里木—柴达木、昆仑—巴颜喀拉、西藏—滇西以及喜马拉雅线性异常，理论应力研究认为，这些异常横向尺度大，不能用岩石层支持的质量来解释，所以主张它们可能是地球企图恢复均衡平衡的遗迹[10]。如果是这种情况，它们代表岩石层的基本划分，并指示古老构造体制的性质，它们的边界通常是缝合带。
图5中国的中波均衡重力异常图
实线表示正异常，虚线为负异常，等值线距为5×10-5m/s2，粗线表示大的剪切带。主要构造特征的位置：1—阿尔泰隆起；2—准噶尔-伊犁盆地；3—哈密-三塘铺坳陷；4—天山；5—秦岭；6—南塔里木盆地；7—柴达木盆地；8—西宁-兰州坳陷；9—昆仑山；10—阿尼玛卿山；11—巴颜喀拉山；12—西藏地块；13—滇西隆起；14—喜马拉雅山；15—四川盆地；16,17—江南隆起；18—右江裂陷槽；19—浙闽火山岩区；20—华北坳陷；21—鄂尔多斯-阿拉善地块；22—黄河地堑；23—胶辽隆起；24—松辽坳陷；25—佳木斯隆起主要剪切带：（1）—阿尔金；（2）—狼山—林芝；（3）—郯庐
在图5上还识别出代表巨型剪切带的穿越中国大陆的3条巨型线性体，它们是东部的郯庐断裂、中部的狼山-林芝断裂和西部的阿尔金断裂。根据这些线性体两边主要异常的匹配情况，认为这些断裂属左滑性质。
6区域自由空间重力异常及其与大地构造的关系
局部和区域尺度的自由空间重力异常对影响近代板块作用和古老作用的力提供重要的依据。在长波（λ＜1000km）自由空间重力图上（图6），存在四个明显的重力异常，即西北部的一个负异常、华北和东北的一个正异常、华南的一个负异常以及青藏地区的一个正异常。它们可能是由地幔中的深部质量集中引起的，可能与早期地球的质量分布有关，或者是由近代应力和热状态引起的。宽阔的正异常解释为由于区域挤压和随后的区域隆起；在稳定地块上的负异常是由于区域下降引起的。这些异常暗示在负异常带内的准噶尔、塔里木、柴达木、阿拉善和扬子地块在古元古代可能曾经是一个统一的陆块。东北的松辽地块与华北克拉通可能有成因上的关系。显然，关于塔里木与华北为原始大陆的传统概念不能认为是正确的。
图6中国长波自由空间重力图
实线表示正异常，虚线为负异常，等值线距为5×10-5m/s2
7中国的基底构造格架
中国的基底构造略图示于图7。基底构造格架是伴随着对主要构造单元的识别而建立的，其中包括古大陆边缘、不同时代前寒武纪地块的分布、主要断裂以及其他单元。对下面构造问题的认识具有特别重要的意义（图8）：
（1）中国大陆由几个不同的陆块镶嵌而成，中间被增生褶皱带所分开；（2）古元古代时，天山与祁连山可能连接在一个统一的造山带中；（3）当祁连海槽打开时，阿拉善地块从柴达木地块分裂出来；（4）介于祁连山与北秦岭之间的西宁－兰州地块是从柴达木地块被狼山－林芝左旋走滑断层分离出来；（5）塔里木与柴达木地块原来曾经是单一地块，可能在新元古代时被阿尔金走滑断裂所切割而分开；（6）中国东南部曾经是一古陆块[11～13]，新元古代时沿绍兴—萍乡—茶陵—北海界线与扬子地块拼接。随后，自古生代和中生代以来，经历了几期地壳再造，从多次拉张和侵入及火山活动所表征的复杂构造，以及在地块边界上和横贯地块的裂陷槽中重力异常趋势的变化，可以证明地壳的再造作用。
图7中国大陆基底构造略图
前寒武纪基底：1—磁性（AR—Pt1）;2—中等磁性（Pt1-2）；3—弱磁性（Pt1-3）;4—无磁性（Pt3）;5—再造地块；6—古缝合带；7—古俯冲带；8—逆冲带；9—主要断裂；10—裂谷（a）和裂陷槽（b）;11—构造单元；12—褶皱带（括弧内字母代表褶皱时代）
8结论
区域地球物理对了解板块构造在中国大陆发展中的重要因素做出了贡献。承认前寒武纪板块构造是基于对不同构造单元的识别，其中特别是古大陆边缘。中国大陆的基底地块及其盖层的主要特征是多期基底活化的结果，反映在重力异常趋势模式、成对重力异常和航磁异常上。地壳块体间的边界往往对应于地壳构造的突变或大的逆冲，地壳的再造通常发生在老地块与年青地块拼接的边界，经再造的前寒武纪地块的某些地区没有明显的地质和地球物理界线。
图8表示可能的前寒武纪地块和主要褶皱带略图
括弧中的数字为前寒武纪地块：（1）—准噶尔；（2）—吐鲁番；（3）—马宗山；（4）—阿拉善；（5）—伊犁；（6）—塔里木；（7）—柴达木；（8）—西宁—兰州；（9）—羌塘；（10）—冈底斯；（11）—若尔盖；（12）—保山；（13）—华北；（14）—扬子；（15）—松辽；（16）—佳木斯
有两种重力异常对大地构造分析最有用：一种是由古老构造特征和岩石层形变引起的短波和长波自由空间重力异常；另一种是与已知地质密切相关的均衡重力异常。
根据已有资料，我们提出了对中国大陆基底构造架的新认识，主要是对古缝合带、前寒武纪地块及其构造属性以及主要构造特征的识别。了解古构造体制对于基底构造的认识是特别重要的。
参考文献
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㈡ DB剖面地球物理综合解释
该剖面西起红旗林场，经桦川、富锦、小佳河，东止前锋农场。整体位于三江盆地构造分区内。从地形上看，除鹤立镇以西以及小佳河附近存在高差变化较大的山区外，其余地形平缓，平均高程100m左右。重力异常量级变化不大，总体平均在零值左右。磁异常除兴隆岗镇与小佳河镇之间出现局部高值外，其他地区相对平稳，在零值上下波动(图8-5)。
(一)断裂带的划分
根据重力异常欧拉反褶积计算的结果并结合电性资料，该剖面内可划分出大小13条断裂。具体有牡丹江断裂的北延(F1)，依兰-伊通断裂(F2、F3)，绥滨断陷西部边界断裂(F4)，绥滨断陷内部小基底断裂(F5)，绥滨断陷东部边界断裂(F6)，小佳河断裂(F7、F8)，同江-头林-迎春岩石圈断裂(F9)，大合镇断裂(F10)，该断裂在测线内为完达山褶皱带西部边界，也是三江盆地与完达山褶皱带的分界线，又称为虎林-前进农场断裂，为一组断裂组成的岩石圈断裂。F11、F12为完达山隆起内部的基底小断裂。F13、F14组成小佳河断裂，两断裂之间形成断陷，F15为完达山北部边界断裂，也是三江盆地在东南部的边界断裂。需要说明的是，由于剖面两次经过小佳河断裂，所以断裂划分中有两个位置均为小佳河断裂。
(二)构造划分
根据电阻率变化，断裂分布以及重力异常形态，可在该剖面内划分出如下构造区。
小兴安岭隆起区:位于F2断裂以西，地形为由东向西逐渐升高的形态，最高点达到250m。重力异常与地形呈镜像关系，呈由东向西逐渐降低的趋势，最后异常量级降到－130×10－6m/s2。磁异常为负值，平稳保持在－100nT左右。电法资料在此段缺失。
汤原断陷:位于F2～F3断裂之间。具体解释见本章第四节。
佳木斯隆起:位于F3与F4断裂之间，宽度约15km。地形平坦，平均海拔70m。对应重力异常低值区，最低达到－190×10－6m/s2。原因主要是莫霍面加深所致。磁异常仍为负值并平稳保持在－80nT左右。电性资料上看分两层。顶层有几百米厚的低阻层，电阻率平均上百欧姆米，为新近系砂岩、粉砂岩。底部为元古宇高阻(平均5000Ω·m)片麻岩、灰岩。
绥滨断陷:位于F4与F6断裂之间。地形平坦，平均海拔70m。布格异常出现两个正峰值点，量级接近200×10－6m/s2。说明该区莫霍面是上隆的。磁异常在F6以西为负值，形态相对平稳，量级平均－100nT。但在F6位置上，张异常突跳为1正值，最高值达240nT。F5断裂为断陷内基底断裂，也是电性变化的分界线。西部低阻且厚度很大，达20km，该地层可能为晚侏罗世地层。东部的顶层仍为低阻(几十欧姆米)，厚1km左右，下部为中阻，只有2000～3000Ω·m，厚十余千米，可能为元古宇片麻岩、灰岩。
富锦隆起:位于F6与F9断裂之间，宽为70km。地理位置在西安镇与兴隆岗镇之间，富锦市位于其中。地形有小的起伏，平均海拔近50m。重力异常在平均50×10－6m/s2上有小的起伏。分析造成的原因主要是区域内存在许多不同规模的断裂所致。图8-5中看出，除绥滨断陷东部边界断裂(F6)与同江-头林-迎春岩石圈断裂(F9)外，其内部还有小佳河断裂(F8)与隆起内部的基底断裂(F7)。磁异常除边界断裂外，隆起西部平稳，保持在－80nT;东部接近零值。F9断裂位置上，异常出现正、负跳跃，但数值不大在100～－200nT内，从电法资料上看，F7断裂把富锦隆起分成两段。即F7以西的高阻区:虽然在西端有几百米厚的低阻，但在富锦市西高阻直接出露，推测高阻是由元古宇花岗岩引起。F7断裂以东电阻率比西段低，上部平均有厚1.5km的低阻区，平均电阻率100Ω·m，特别在小佳河断裂附近低阻区延深较大，可达10km。推测为新近系砂岩、粉砂岩。下部高阻花岗岩以小规模分散出现，高阻电阻率值平均也比西部的小。
东北地球物理场与地壳演化
图8-5 DB05剖面地形、重力异常、磁异常、重力剖面解释与电法剖面解释图
前进坳陷:位于F9与F10断裂之间。地形平坦，平均50m。重力异常比两侧低，平均为100×10－6m/s2。说明该坳陷低密度物质沉积较厚，莫霍面上隆不明显。磁异常在坳陷内西部，正、负跳跃，数值在150～－200nT之间;东部为正值;形态两头低，中间高。高值达300nT，低值只有0nT。从电法资料上看，此坳陷为大片低阻区，电阻率均在200Ω·m以下。20km以上电性层分为三层，第一层厚约1km，电阻率为几十欧姆米，岩性为新近系砂岩、粉砂岩;第二层从1～7km，电阻率100Ω·m左右，可能为侏罗纪地层;第三层从7～20km，电阻率几十欧姆米，岩性不清。该区是寻找油气藏有利的远景地带。
完达山隆起:位于F10与F13断裂之间。该剖面在此处改变了方向，由近东西向转为北北东向。该段地形为标准丘陵地带，高程在50～125m之间起伏变化。重力异常相对平稳，平均只有50×10－6m/s2。磁异常分南北两部分。南部异常平稳，量级在零值左右;北部为正值，平均180nT。从电阻率图上看，整体为中阻，其中出现了不连续的高阻。有F11、F12两条断裂将其分为三块，中间一块无高阻，中阻地层可能为侏罗纪煤系地层。高阻可能为元古宇灰岩和大理岩。
挠力河断陷:位于F13与F14断裂之间，小佳河镇位于其中，又有挠力河通过，所以起名挠力河断陷。地形为山谷状，南北两侧均为完达山隆起。重力异常相对平缓，数值为50×10－6m/s2。磁异常为正值，平均110nT，异常形态在背景场值上出现小的跳跃。此断陷内无高阻。大致分三层。第一层厚平均800m，电阻率为20～70Ω·m，为第四纪地层;第二层西薄东厚，最厚达5km，电阻率200～300Ω·m，为白垩纪地层;第三层又为低阻，电阻率为第一层类似，可能为侏罗纪地层。
胜利隆起:位于F14与F15断裂之间，由于胜利农场在该位置上，由此而得名。胜利隆起位于完达山隆起的最北端，同属完达山隆起的一部分。地形同样为丘陵地带，有小的起伏。重力异常为200×10－6m/s2。的正异常，说明该区地壳较薄。上地幔向上隆起。磁异常平稳，量级平均为零值。从电法资料上看，胜利隆起在其上部均有一层厚1km的低阻层，电阻平均几十欧姆米;其下部被两个次一级断裂把该区分为三部分，即中部低阻区、南部中阻区和北部高阻区。南部中阻区在1km以下均为1000～2000Ω·m的侏罗纪地层;中部低阻区在1km以下又可分为两层，即下部低阻(电阻率几十欧姆米)与上部中阻层。北部高阻区在1km以下又可分为南北两区，电阻率均为几千到上万欧姆米的高阻地层。
浓江凹陷:位于F15断裂以北。该凹陷地域大范围广。本测线只在北端进入浓江凹陷的东北角。地形平坦，海拔50m。重力异常有降低的趋势。磁异常保持在零值左右。从电法资料上看，具有典型的盆地特征。顶层有近1.5km厚较平缓的低阻覆盖，电阻率只有几欧姆米到几十欧姆米，下层有中高阻的基底。随着向北的延伸，逐渐进入盆地的腹地，低阻覆盖层逐渐加厚，其岩性为新近系沉积。
(三)基底起伏形态
利用重力与电法资料分别计算了密度基底与电性基底。需要指出的是，本剖面电性基底以几十欧姆米的低阻层下界面为准。
绥滨断陷密度基底有起伏，深者4km，浅者只有1km。而电性基底以F5断裂为界，西侧基底在MT12、MT13两测点下为1.5km，但中低阻层分布接近5km;而东侧基底2km。富锦隆起密度基底平均3km;电性基底变化较大，F7以西在局部地区(MT18点下面)有0.7km的沉积，以东平均1.5km。在F8断裂附近即小佳河断裂处，中低阻分布深度大于5km。前进坳陷密度基底5km深;电性基底除MT26点号两侧深度大于5km，其余深平均1.5km，局部地区达2km。完达山隆起密度基底平均2km。电性基底较复杂，地下表层基底平均深度只有0.5km。但在MT30和MT31两测点下面，地下2～4km范围仍有低阻分布，可认为基底深度达4km。挠力河断陷密度基底深2km，电性基底平均深1km，但在MT33点号下面，基底深达5km。胜利隆起及浓江凹陷密度基底均为2km。电性基底平均1km，在MT35、MT36两测点下面，电性基底深接近4.5km。
㈢ 地球物理的综合解释
鉴于舟山市新城区海岛海岸带的特定自然地理条件，用地球物理勘查解释其地下地质条件的单种方法都出现了某种弱点，即不适应性，因此，我们必须应用地球物理的方法来综合解释。
1.EH4电导率成像系统解释
在市政府大厦的东南有一条断裂构造带，其方向为从南西至北东，EH4电导率成像系统解释了这条断裂构造带。由于该方法未进行北部地区的勘查，故该断裂带是否北延情况不详。该方法还发现一些零碎的低异常点，在市政府大厦门前的一堆低异常点似可肯定为地下、地上公用设施的干扰影响，不属真实异常。EH4方法在1号剖面中西部还发现一段高异常，这或许可以解释为侏罗系地层的相对高阻特性，而其东界可能就是白垩系地层的相对低阻区。
2.重力测量解释
重力测量解释了1、2号剖面东半部分布格重力低异常区应是白垩系地层分布区。然而，它没有解释在重力3、4号剖面的中东部明显存在布格重力高异常，而这两处高异常明显没有相连。现在，从综合解释来看，上述EH4方法解释的断裂如果继续往北东方向延伸，则正好是布格重力两处高异常中间的不连续区。所以从综合解释的角度，我们可以认为：断裂带是往北东方向延伸了。
3.音频大地电场解释
音频大地电场的高异常分布在1、2号剖面的西段和中西段，又分布在2、3号剖面的东端，我们将此作为不存在断裂的地区。
4.综合解释
将上述各点综合解释统一表示在地球物理综合解释图（见图版ⅩⅣ-3）上，我们可以结论为两点：
（1）在工作区的靠东南部分，在市政府大厦的东南，有一条北东方向的断裂通过，约NE35°走向，这是有利于我们地热勘查的目标区；
（2）在工作区的东南部分小于1/4的面积内，对应于布格重力低异常区，是白垩系地层馆头组的分布范围，这一套内陆河湖相砂岩、泥岩地层相对于侏罗系的火山质岩石是相对低电阻率，但相对低电导率，是较好的保温覆盖层。
㈣ 深部地球物理资料解释原则
目前，已经取得关于地壳结构的大量资料，而且关于北美、欧洲、中国大陆等大区域的地球物理资料都已经过一定程度的综合研究，涌现了关于地壳结构和行为的诸多假说和模型。由于资料太丰富了，在本讲及下一讲中我们只能讨论这方面研究的几个要点。
深部地球物理资料的解释本身并不存在什么独特的理论，而是基于解释者自身的基础知识，这些知识主要包括地球物理学和岩石物理学的理论和实验结果，现代地质学与大地构造学的基础，以及对调查地区地质及地面钻孔资料的研究。由于不同的解释者知识广度和深度不同，取得的解释结果会有很大差别。因此，有的人便说“深部地球物理解释是见不着摸不到的东西，尽可胡吹一气”，其实不然。经得起时间考验的地球物理解释是可以实现的，这正是驱动地球科学发展进步的源泉之一。但是，这种可以成为人类共同知识的解释成果必须遵循科学的原则才能取得。这些原则至少包括以下五个方面。
（1）全球对比的原则，即要尽可能与全球其它构造单元类似的地区的地球物理资料进行对比，找出构造及演化规律性的原则。例如，解释某中生代造山带的地壳结构，不仅要与喜马拉雅、阿尔卑斯等年轻造山带的资料进行对比，还要与阿巴拉契亚、乌拉尔等古生代造山带对比，在对比分析中寻找规律性。本书的初衷之一就是通过全球对比来认识中国大陆岩石圈（见第八讲）。
（2）有限置信度的原则，即对地球物理数据“不可全信”的原则，因为它们的精度有限，分辨率有限，而且存在潜在的人造假像。例如，第四讲中已经提到，下地幔±1%的波速扰动，很可能在层析成像的标准差范围内，由此圈出的“冷柱”是否存在仍需进一步探讨。空间分辨率问题与数据精度、反演方法等很多因素有关，总的来说地震方法分辨率高于电磁法，电磁法又高于位场方法。在地震方法中，体波成像的分辨率又高于面波，相位信息的分辨率高于振幅信息等等。最后，还要注意识别由数据误差及反演非唯一性带来的人造假像，如地震图中的多次波、导波等干扰。对于高分辨率的层析图，尤其要注意短波长相间分布的异常体，它们很可能是由数据误差经放大形成的人造假像。因此，解释前要根据有限置信度原则去把握地球物理资料的总体特征，排除有争议的细节，才能最大限度地利用资料。
（3）约束原则。地球物理方法只是认识地球内部的间接方法，而且其解释具有不可避免的非唯一性，而不能提供地球内部组成结构的直接证据。因此，由地球物理研究取得的一些认识应视为地质模型的一种或多种约束，而不是地质模型本身。当然，这可能会有例外。我的看法是，只有经过科学钻探的标定或验证，地球物理解释成果才能上升到理论的层次。
（4）实验与钻探校验的原则。在高温高压等条件下进行模拟实验和直接钻探对校验地球物理解释结果无疑是必须的。反过来说，只有在解释时最大限度利用经过实验及钻探校检的结论，以进行全球对比分析和资料解释，才能提高解释结果的置信度。实际上，第九讲中要提到，由深部地球物理遥测和科学钻探组成的反馈系统，才是大陆科学钻探的主要内涵，
（5）综合解释中的兼容性原则。地球物理调查可取得反射地震、广角反－折射、大地电磁、地热、重力、航磁和古地磁资料，而综合解释取得的地壳地球物理模型必须与各种类型的资料兼容。要想使不同方法的解释结果完全一致几乎是不可能的，我们只能做到尽可能“兼容”，即各种地球物理资料的推断结果互为补充和引证，而不发生相互矛盾。以图5.1为例，这是一张过西阿尔卑斯造山带的综合地球物理解释剖面，其中地层界线由广角折射推测，密度（图中数字）由重力资料反演取得，断续的线族为强反射带的位置。这个图的取得体现了综合解释兼容性原则，即用折射地震界面作为重力反演的几何约束，用反射地震为折射解释提供细节（图中的沉积盆地、剪切带等）。但是即使这样，在构造复杂地区也难以做到完全兼容。例如，图5.1左边的Moho面，反折射结果就有明显区别，而在中部给人双重Moho面的印象，仍需要进一步的调查来证实。这个地区最重要的特征是高密度（3000kg/m3）的块体直接出露在地表，与地质上著名的Ivrea超基性岩带对应，被认为是由构造运动引起的出露古Moho带。这个地区的研究和科学钻探将为了解地幔的组成及性质提供直接证据。
图5.1横穿西阿尔卑斯造山带的综合地球物理解释剖面
图中分层根据折射地震解释，数字为分层约束下重力反演求得的密度值（g/cm3），黑线族为强反射体，在Ivrea带下方的高密度柱体对应地面橄榄岩体
提高综合解释兼容性在反演（定量解释）时就要顾及。如用折射的波速资料作约束进行反射地震处理（如偏移及时深转换）；用反射体深度作为位场反演中几何形体边界约束，取得密度及磁化强度数据；综合用波速、密度、电阻率数据推测岩性。由于在反演中尽量使用了其它资料的约束，因此提高了综合解释的兼容性。在计算地震波速时要注意折射波速是大范围介质的平均波速，它的空间分辨率低但方差小；反之由反射资料处理时获得的层速度在浅层分辨率高，但方差大。因此，地震P波速度的计算要同时利用反射和折射两种资料。例如，在一维地震反演时，可利用以下公式确定波速模型：
V（z）=[1-W（z）]VL（z）+W（Z）Vh（z）
其中z为深度；VL为由反射资料反演计算的层速度；Vh为由折射波走时反演的波速；W（z）为权函数.在0到1之间变化。在z=0时W（z）为0，在z为Moho面深度（z=zM）时W（z）接近1。例如可取权函数为正弦函数，则上式化为：
后板块地球内部物理学导论
按此式计算的波速模型，便同时与反射和折射资料兼容。
由于数据成本低的原因，在作区域地壳结构研究时位场和折射地震资料较易取得，而大地电磁及深反射资料一般较少。因此，地壳结构研究往往从一维的波速结构开始。
㈤ 地球物理综合解释
地球物理其实主要用在矿产地质勘查上，建议你听一下综合地质学或者普通地质学，矿床学，还有矿产勘查理论与方法，当然地球物理探矿是少不了的。我是地大毕业的。
㈥ 地球物理
（一）重力特征
重力密度参数：变质岩大于沉积岩，老地层大于新地层，界与界的地层间存在明显差异，如元古宇与中生界重力密度参数值分别为－0.14g/cm3、－0.07g/cm3，这一重力密度界面能反映出盆地构造、基底起伏变化特征。
1.地壳结构
由深地震剖面测深所得的地壳结构剖面（图1-4）表明，本区地壳结构模型以三层速度结构为主，即以稳定的地震相P°2、P°3、P°4为标志。P°2为地壳中间界面反射波，比较稳定；P°3为一梯度层，是下地壳弱界面反射波，可能是下地壳界面；P°4是莫霍面反射波，是壳幔间的重要界面，即莫霍面。上地壳为匀速层（速度梯度小），下地壳普遍为明显的梯度层。
在地壳结构剖面图中也可以看出，区内汤郎—易门断裂、元谋—绿汁江断裂、渡口—南华隐伏断裂均为切穿莫霍面的深断裂，普渡河断裂为切穿上地壳的深断裂。
2.重力异常特征
楚雄盆地内布格重力异常全为负值，场值由南东向－160×10-5m/s2向西降低至－250×10-5m/s2，总体形成由南至北场值缓变带，并在此带形成永仁—牟定北—武定和华坪—宾川场值升高地段及其二者之间的场值降低区域。
而滇中地区布格重力区域场垂向二阶导数异常，反映了同样的分布特点，浅层密度不均匀体的布格重力局部异常，在负背景场中形成宾川—祥云、华坪、姚安西、永仁、牟定北、武定、新平西7个局部重力高地段，以及元谋、双柏东、元谋南、大姚—永胜5个局部重力低地段，总体上构成永仁、牟定北、禄丰北、武定和华坪、宾川 祥云、姚安西两处重力高分布地段及其两者之间夹持的局部重力低分布地段，与深部重力场分布相对应，揭示了深部隆坳分布和浅层沉积盆地具有同向相关的特点和坳隆相间的台陷盆地构造格局（图1-5）。禄丰—武定铜铁多金属矿带则分布于重力高异常带内，与隆起的褶皱基底紧密相关。
3.地壳厚度
由重力资料反算地壳厚度编制的滇中红盆及邻区地壳厚度图（图1-6）可以看出，滇中红盆中部，即渡口—永仁—双柏，为一南北向展布的地幔隆起区，地壳厚度较小，为38～42km。其北东侧为地幔凹陷区，地壳厚度增至44～47km。西部期纳—大姚一带为地幔斜坡凹陷区，地壳厚度44～50km。莫霍面总体显示由南东向北西倾斜，北西部陡，南东部缓的特点。
（二）航磁异常特征
1.1﹕100万航磁异常特征
楚雄盆地即为元谋古隆起带西侧坳陷。楚雄盆地隆起带下部为一套稳定的强磁性刚性基底，推测为苴林群深变质杂岩系；坳陷带深埋基底磁性相对较弱，可能为昆阳群浅变质岩系组成；盆地基底埋深呈北高南低、东高西底的总趋势，绿汁江断裂以东基底埋深又增加，反映出本区域基底层因深大断裂产生断块不均匀台陷、倾斜和隆起的特征。
区域航磁异常为壳内磁性体的综合反映。滇中地区的航磁化极异常总体表现为在负背景场中呈南北向的带状、封闭状正负相间异常（图1-7）。在禄劝 昆明 晋宁以及楚雄盆地以东的永仁—牟定—楚雄和盆地以西的永胜—宾川—详云为3个正异常带，场值为50～200nT；正异常带之间的大姚—盐津和武定—禄丰—易门一带为负异常带，场值为－25～-100。总体上航磁异常与区域场垂向二阶导数异常特点类同，基本与布格重力异常反映的深部隆坳对应。
图1-4 滇中红盆东西向爆炸地震剖面图（据郭远生等，2008，修编）
图中未标单位的数字为地震波速（单位：km/s）
图1-5 滇中地区重力区域场垂向二阶导数异常示意图（据郭远生等，2008，修编）
反映浅层磁性不均匀体的局部异常则表现为负背景场中叠加的场值不一的局部正、负异常。局部正异常有华坪西、永胜、宾川和元江、新平西、楚雄南、牟定、永仁、武定北等，局部负异常主要有华坪、盐津、双柏、元谋、武定等，宏观上构成的局部磁力高地段和局部磁力低地段的分布格局与布格重力异常分布格局大致相同，从另一个侧面佐证了重力异常显示的滇中地区和楚雄盆地坳、隆相间的构造格局，揭示了永仁-楚雄一带与华坪一宾川一带和元谋以东环州盆地基底升降的差异性。前者反映的是磁性较强的苴林群（普登群）、大红山群，而后者反映的是磁性较弱的昆阳群。
图1-6 滇中红盆及邻区地壳厚度图（据郭远生等，2008.修编）
图1-7 滇中地区航磁化极区域场垂向二导异常示意图（据郭远生等，2008，修编）
楚雄盆地东侧的磁场值比西侧强，且场值盆地、西侧相同，往大姚—盐津一带降低。航磁异常显示，滇中砂岩铜矿床及铜矿化集中区，一般也分布于航磁化极正、异常过渡带，且靠向场值升高一侧，亦反映其形成与基底的相对凹陷相关。
而禄丰—武定地区的东川式铜多金属矿带则分布于航磁化极负异常区域，显示其与磁性相对弱的昆阳群褶皱基底层隆起关系密切。
2.1﹕2.5万航磁测量
1978年完成的1﹕2.5万航磁测量，完整地圈定出禄丰—武定地区的磁异常形态（图1一8）。该异常面积约60km2，为低缓的正异常，场值25～80nT，其范围包括鸡冠山、白石岩、小松坡、大美厂。南北长l1km，宽4～6km。鸡冠山以北为半环状的低缓负异常，场值25～80nT；鸡冠山与白石岩之间，为1km2的正异常中心地段，场值50～80nT。
图1-8 禄丰—武定铜铁多金属成矿综合地质图
其中，有C38（过水沟、大宝山）、C39（东方红）、C40（下狮子口）、C41（岔河、罗斯冲）、C42（邵家坡）、C50（白岭岩）及陆子沟（鹅头厂铁矿）异常都证明了与铜铁矿有关。
一碗水C58，强度230nT。25nT等值线范围约6km2，异常曲线北陡南缓，北侧有负异常伴生，并且在异常中心形成两个较高的峰值，呈双山峰式展布。1987年经地面磁法检查，50nT以上等值线由5个小异常构成，反映为多个磁性体的叠加异常，重力和次生晕剖面检查，反映出重磁同源的特征，并具鹅头厂式铜铁矿的元素组合特征，平均异常w（Cu）为469×10-6、w（Mn）为5782×10-6、w（Ni）为37×10-6，因此推断为深部次火山岩和磁铁矿引起。
白石岩C64异常，据磁异常特征推断为埋深350～1000m的倾斜薄板状强磁性层引起的异常，结合本区的磁性特征分析，深部有鹅头厂式铜铁矿体赋存的可能性较大。
（三）航空放射性伽马异常特征
如华坪、宾川、姚安及元谋等异常在空间上与碱性岩及花岗岩、斑岩分布地段相吻合，部分产出于苴林群、大红山群、昆阳群出露地段，多数沿平川街断裂、大姚一南华隐伏断裂及绿汁江断裂边缘产出，并与基底局部隆起相对应，反映出岩浆活动与基底构造关系密切。
（四）大地热流特征
滇中红盆和滇东地区同属中热流区，据汪缉安等（1990）的研究，大地热流的分布与热流值的变化、地幔蠕动性、构造活动性，以及大地构造单元的特点密切有关。滇中红盆是一个地幔隆起区，莫霍面深度为40～55km，中生代以来，印支运动、喜马拉雅运动、喜马拉雅运动对本区都有强烈影响。西侧丽江、剑川、大理一线和东侧安宁河断裂带自新生代以来一直都是地震强烈活动带。据汪缉安等（1990）所作云南500m 深地温图和云南1000m 深地温图，滇中红盆500m深地温为35～40℃，1000m 深地温为45～50℃，地热等值线大致沿渡口—楚雄为轴线，呈长椭圆形分布。但在一些断裂带附近，如程海断裂及小江断裂附近深度1000m的地温可高达150℃，所以本区总体上是一个中温地热区，而在几个深大断裂带上局部为高温热线与热点区。
㈦ XB剖面地球物理综合解释
XB01剖面是2006年完成的。南起赵光镇，向北经过北安、龙镇，止于辰清镇，全长180km。XB01剖面北部终点在辰清镇与2005年布设的DB07剖面(即辰清-孙吴-逊克-嘉荫-嘉荫河口剖面)相接(图8-8)。考虑到测线的位置及数据处理与成果解释的方便性和有利性，本次重力工作的成果解释，把2005年辰清—孙吴段重力资料加在一起共同进行。而电法资料的处理，就没有加入辰清—孙吴段，只对本年度工作成果单独进行解释。
地形上，XB01剖面从南部的赵光镇一直往北到龙镇，高程变化平稳，保持在300m左右，从龙镇再往北到辰清，已经进入小兴安岭地区，海拔高程表现出两侧低中间高的特点，最高处在八分场附近为400m，辰清附近为350m。从辰清到孙吴，已经进入孙吴盆地，地形表现从南向北逐渐降低的特点，到孙吴县北高程已降低到200m左右。
从大地构造分区上看，本剖面经过三个构造分区。从北往南分别是孙吴盆地、小兴安岭隆起带以及松辽盆地。由于构造特点不同，表现的地球物理场特征也有较大差异。
重力场在松辽盆地表现为两侧高，中间低的特点。两侧的赵光镇和沾河林场重力异常为零值左右;而向中间的建华林场重力值逐渐降低，最后在建华林场北达到－200×10－6m/s2左右。小兴安岭地区，重力异常总体走低，平均值约－180×10－6m/s2，最低值在辰清镇，达到－220×10－6m/s2。进入孙吴盆地，重力异常在研究区内又迅速抬升，孙吴县最大，接近10×10－6m/s2;而两侧表现逐渐降低的大梯度带，最低值－220×10－6m/s2。
磁异常总体为负异常，异常值为－1711.9～639.8nT，测线南部赵光镇至龙镇相对平缓，龙镇至辰清镇异常变化相对复杂，通过对比分析，本测线分为4个异常区，推断出14条断裂。
电法资料上，三个构造分区表现出不同的电阻率分布形态。松辽盆地以低阻为主，除龙镇南，即MT测深MT9点号与MT10点号之间以及龙中隆起的MT6点号下面出现局部高阻(1000～2000Ω·m)外，其他地区电阻率平均只有几十欧姆米。小兴安岭地区以高阻为主，只在MT13～MT14点号测深点的上部(800m以上)出现局部低阻，电阻率值只有几十欧姆米。另外在龙镇北以及MT12～MT13点号测深(地下4km以上)之间出现中阻，电阻率平均为200～300Ω·m。其他地区均表现为高阻，最大可达上万欧姆米，一般在几千欧姆米左右。进入孙吴盆地，又以低阻为主，本次MT测量只有辰清MT16点号布设在孙吴盆地内部，所以电阻率分布没有表现出全貌，只根据局部范围看出电阻率值平均约上百欧姆米。
(一)断裂带的划分
根据布格重力异常形态。重力垂向一阶导数零值点以及水平一阶导数极值点的位置、重力异常欧拉反褶积上延0～20km断裂轨迹并结合MT电阻率断面图中电阻率等值线的形态，在XB01剖面赵光镇-辰清镇之间可划分出11条不同规模的断裂。这些断裂有的是基底断裂，有的是深大超壳断裂，还有的是区域构造的分界线。具体可解释为:
东北地球物理场与地壳演化
图8-8 XB01剖面地形、重力异常、磁异常、重力剖面解释与电法6km剖面解释图
F1断裂:在重力资料表现出高角度向北倾斜，延深很大，最大延深可达20km。在MT二维反演图中表现出低角度向北倾斜而在深度8km以下，又以近35°的角度向南倾斜。该断裂在8km以上表现出明显的推覆特点且为基底隐伏断裂。重力资料表现倾斜方向在浅部与电法一致，而在深部却完全相反。
F2断裂:在重力图上反映较浅，且向北倾斜，但在电法图上没有反映。
北安断裂(F3):电法资料反映F3上部向南倾斜，3km以下转向向北倾斜，是北安盆地的南界，但在重力图上反映为由F2和F3组成的断裂带，在约6km以下合并成一个断裂。
二龙山南断裂(F4):向南倾斜。
以上两条断裂在图8-8d中看出，在电性图上该断裂延深不大，只有6km左右，属于北安盆地的控盆断裂且只断到基底。重力资料反演出的F4断裂，在电性资料上没有反映，或者说F4也应属F3断裂系的一部分。
二龙山断裂(F5):上部2km深表现出低角度向北倾斜，当超过2km深时，该断裂以高角度向北倾斜，在电性图上该断裂延深较大，可达20km。
讷谟尔断裂(F6):上部向南倾斜，当接近2km深时转向，向北倾斜，与F5一样，在电性图上该断裂延深可达20km。以上两断裂属控盆断裂。深部属地堑型构造断裂。
小兴安岭南界断裂(F7):重力图上反映断裂F7向北倾斜，这一点与电法有较大出入，电法资料反映出F7是由两条断裂组成。其中靠近龙镇附近的可叫龙镇断裂，上部2km深向北倾斜，再往下转向南倾，在8km深处与另一条F7断裂会合。另一条F7断裂在前者北600m处，整体表现向南倾斜，8km深处与前者会合形成一条深大断裂，在电性图上该断裂延深在20km以上。二者共同构成大地构造即松辽盆地与小兴安岭隆起带的分界线。该断裂带在黑龙江省区域地质志上与北西走向的加格达奇-鸡西断裂位置一致，在1∶250万重力图上是重力异常形态的分界线，断裂西南侧，异常以正值为主，异常量级低缓;北东侧，异常以负值为主，形成平均只有－10×10－6m/s2的小封闭圈沿小兴安岭方向展布。
炮声屯断裂(F8):重力图上反映10km以上向北倾斜，10km以下有近直立的产状，且延深大于20km。电法图上反映6km以上为向南倾斜，然后转向向北倾斜，在深度10km以下又向南倾斜，但延深与电法反映一致，均大于20km。该断裂上部6km深处，南北两侧电阻率差异较大，而6km以下，两侧电阻率差异较小。
龙门道班断裂(F9):重力与电法资料均反映向南倾斜，且延深较浅，只有6km左右。
钟山西断裂(F10):重力图上反映延深较浅，与F9类似，只有6km左右。且上部向北倾，下部近似直立。电法图反映上部10km以上为40°向北倾斜，10km以下近似平卧低角度向北倾斜，延深可达15km，该断裂在电法图上构成小兴安岭隆起带的北界断裂，又可称小兴安岭-奋斗断裂，它是小兴安岭与孙吴盆地的构造分界线，位于小兴安岭的北坡，从断裂位置上，与黑龙江省区域地质志介绍的北北西走向的孙吴-鹤岗断裂是一致的，为孙吴坳陷西南部边界断裂。
红旗断裂(F11):该断裂从红旗镇附近通过。电法图上(图8-8e)反映规模小而浅，且延深只有7km左右，近似直立，略向北倾斜。是盆地内部基底断裂。而重力图上反映向南倾，延深可达11km。并把该断裂定为小兴安岭-奋斗断裂，即小兴安岭隆起带与孙吴坳陷的分界线。这一点与电法得出的结论是不一致的。
重力资料显示出辰清—孙吴县之间3条断裂的分布状态。其中F12断裂为腰岭桥-田木山断裂，近似直立的产状。F13为基底浅断裂，向南倾斜。F14可称孙吴断裂，从位置上看，与孙吴-大庆-阜新深大断裂位置相当，是孙吴盆地的西界，重力资料显示走向近似直立。
(二)构造分区
构造分区的划分主要依据MT电阻率断面图的结果，再结合重力异常形态及断裂位置来进行。XB01剖面可划分如下构造分区:
赵光镇坳陷:F1断裂以南地区布格重力异常平稳，数值平均为－20×10－6m/s2。磁异常相对平稳，跳动不大，平均为－300nT。从电性资料上看，可分为三层，即1.5km以上的低阻层，电阻率值只有几欧姆米到几十欧姆米。第二层从1.5～3km，电阻率为100～300Ω·m，第三层从3km一直往下可到20km以上，电阻率平均只有25Ω·m。从图9-8e看，F1断裂上部的中阻层有向南推覆的显示。
北安北隆起:位于F1与F3之间。重力异常从东南部的赵光镇的－20×10－6m/s2向西北逐渐降低到－100×10－6m/s2，在逐渐降低的背景上，出现局部小跳跃。磁异常平均值为－250nT。在负异常背景上，有局部小的跳跃。电性资料反映出有两层。上层为低阻层，电阻率只有几欧姆米，厚度最大不超过1km;下层为中阻层，延深大于20km，电阻率在100～500Ω·m之间变化。
北安坳陷:中心位于北安北部建华林场场部附近。重力表现出的范围在F3～F6断裂间，从图8-8d上看出，基底最深处位于F4与F5之间。重力异常在松辽盆地内表现出最低值，可达－200×10－6m/s2，其形态为中间低，向两侧逐渐抬升，抬升梯度北侧大于南侧。磁异常从南向北缓慢升高，平均值为－200nT。在F5附近变化较大，出现－800nT的跳动。但电法资料与重力资料结果略有不同。电法资料明显反映出在F3与F6之间有一个小隆起(即F4与F5之间位置)，可称龙中隆起。该隆起把北安坳陷带分为两部分。前者可称北安坳陷带，后者成讷谟尔断陷带即F5与F6之间形成一个向北倾斜的断陷带。讷谟尔断陷带从结构上类似于地堑结构。如果把前者F3与F4之前称为北安坳陷，那么后两者即龙中隆起与讷谟尔断陷可单独分为两个小构造单位。
从电阻率上看，北安坳陷分两层，上层是本条测线最明显、范围最大的低阻带，电阻率只有几欧姆米到三十欧姆米。下层从7km一直到大于20km(图8-8e)均表现中阻区，平均数值在200Ω·m左右。龙中隆起电阻率只有一层，变化范围为300～3000Ω·m。讷谟尔断陷电阻又分两层，即上部低阻，平均10Ω·m，但厚度只有2km左右，往下一直到深20km处为50～200Ω·m的中低阻电阻率。
沾河隆起:位于龙镇南F6与F7之间。重力异常相对平稳，平均约－50×10－6m/s2。磁异常在负背景值上有南高(－200nT)北低(－700nT)变化趋势。局部地区出现高、低跳跃，跳跃点低值达－1000nT，高值为150nT。电性资料反映除MT9号测点下面有一点低阻外(电阻率约20～30Ω·m)，其余地区均为中阻，平均达上千欧姆米。沾河隆起可细分为南北两部分。这两部分电阻率分布形态和数值均有差别，南部中阻范围及数值均小于北部。
以上分区，即赵光镇坳陷、北安北隆起、北安坳陷、龙中隆起、讷谟尔断陷以及沾河隆起均属松辽盆地内部次一级构造分区。
小兴安岭南部边界断陷:又称龙镇断陷。位于龙镇北，两条F7断裂之间。重力异常表现为－50×10－6m/s2的背景值上出现一个小范围－100×10－6m/s2低值区。磁异常在F7处是由高值向低值转折的梯度带。电性资料表现中低阻地堑构造，电阻率为300～500Ω·m，中低阻延深达10km。整体有向南倾斜趋势。再下部已进入小兴安岭隆起带。
小兴安岭隆起带:位于F7与F11之间。重力异常表现由南部的－50×10－6m/s2向北逐渐降低到F10断裂附近的－200×10－6m/s2。磁异常在该隆起区为低背景负异常，平均值为－1000nT。异常形态可以F7为界，以南磁异常相对平缓，起伏跳跃均较小;以北异常变化剧烈，跳跃大，高达600nT，低者为－1800nT。可能进入小兴安岭火山岩带，而且该带内岩石磁化率变化很大。电性资料表现由F8、F9两断裂把该隆起带分为南北中三部分。南部(F7～F8之间)除上部MT11点号下面出现小范围、深度只有400m的中阻(－200～－300Ω·m)区外，其余均为高阻区，最大可达上万欧姆米，且出露地表。中部位于F8与F9之间。电阻率明显为两层。上层深度7km，电阻率约200～500Ω·m;下层深度可达20km以上，电阻率在2000～5000Ω·m。北部为三层，上层较浅，只有1km深，但电阻率只有几十欧姆米;中层从1～5km，电阻率为2000～5000Ω·m;第三层从5km一直到深19km，电阻率为7000～10000Ω·m。
孙吴盆地:F10东北地区，重力资料由－100×10－6m/s2向北逐渐降低到辰清的－260×10－6m/s2，中间出现局部小跳跃。磁异常为负值，平均为－800nT。异常形态相对平稳，跳跃较小，但在F11处有突跳－150nT的高点。而工区内的电性资料又表现出南北两部分，中间以F11为分界线。南部高阻直接出露地表，电阻率约2000～5000Ω·m。在深度6～9km之间有一电阻率约700～1000Ω·m的中阻侵入体。在侵入体下面又出现一1000～2000Ω·m的电阻率层，再下面进入小兴安岭地层。F11以北即北部地区明显分为两层。上层延深8km，电阻率约300～1000Ω·m;下层8～14km，电阻率为1000～2000Ω·m。
根据本次测量结果再参考华东有色地质勘查局814队1991年在该区的重力测量报告可看出，研究区以小兴安岭隆起带为界，南、北构造特点存在较大差异。北部以断块为特征，南部以坳陷为特征。构造线方向，北部以南北为主，南部以北东为主。火山活动北部强烈，南部微弱。
(三)基底起伏形态
参考孙吴、龙镇地区岩石密度及钻井资料，选择结晶基底界面上下两侧的平均密度差为0.3g/cm3，基底平均深度为0.6km。然后利用重力异常采用DCT法反演了密度基底深度(图8-8d)。图中看出，松辽盆地内可分为两个坳陷区:北安坳陷和F7断陷区，基底深度分别为1.3km和0.8km。两个隆起区，即北安北隆起和沾河隆起，基底深度平均只有0.4km。小兴安岭隆起区以F8断裂为界，可分为南北两部分，南部基底深度只有200m，北部从南向北逐渐加深，在130点号附近达到1km。孙吴盆地基底从南向北逐渐加深，在辰清达到最深，可到1.5km。从电性资料反映的基底深度(图8-8e)与重力有较大出入。在松辽盆地有三隆二坳。三隆即北安北隆起，基底深度0.5km;龙中隆起，基底深度0.2km;沾河隆起，基底只在8、9号测点下有0.3km，其余基岩直接出露地表。二坳即北安坳陷，基底深度达6km;讷谟尔断陷达2.5km。小兴安岭隆起带只在MT13～14号两测点之间有浅而薄的沉积层，基底平均0.8km。到孙吴盆地内部，只在辰清附近有较厚沉积，从电阻率值上看，电阻率分三层，上部低阻基底只有0.5km;中间为中高阻地层;底部在3～4km间，又出现低阻，如果以这一层为基底深度可达4km。
㈧ 地球物理条件
在海岛的特定自然和人为条件下，单种地球物理方法的解释均受到局限，但综合解释的结果尚较乐观。音频大地电场法在海岸区淤泥中的超低电阻率淹没了或许可能存在的断裂或热异常显示；只提供了几处高异常，可作为不利条件排除之。EH4电导率成像系统在工作区东南解释了一条北东方向延伸的断裂带，但至深度500m左右电阻率增高，可能是断裂面趋于紧密，也有可能是浅层低电阻率干扰了探测结果的影响。重力测量依布格重力低异常大致划定了工作区东南白垩系地层覆盖区，在工作区东北方两处布格重力高异常之间的不连续带，推断是EH4法划定断裂的往北东方向延伸。这样，地球物理综合解释了一条约呈NE35°方向延伸的断裂带（见图版ⅩⅣ-1）。
㈨ 综合地球物理剖面地质解释
为了解区内地壳结构、构造，依据区内重、磁及少量的地震、大地电磁测探等资料，对哈拉湖－金塔，湟源－金昌－北大山，合作－白银3条横剖面，在前人研究的基础上进行了综合研究，资料来源于前地质矿产部中国地质科学院，甘肃省地质勘查局及兰州地震局等单位。各剖面的主要成果概述如下：
一、哈拉湖－金塔综合地球物理剖面地质解释
按该剖面（图1-7）地球物理特征，可分为：
1.中祁连－北祁连构造区
该区为一由南向北增大，跨度大的梯级带，磁场以低、负值为主，夹有由中基性火山岩及基性、超基性岩引起的局部磁异常，反映了该区地壳厚度由南往北减小，为一无—弱磁性区。在中祁连北缘断裂附近存在一向北倾的低阻异常，相应有低速层的显示，表明该区段构造、岩浆活动强烈，在深部可能存在局部熔融的岩浆房。
地壳结构为上、中、下3层，其中上地壳厚21～23km，中地壳厚19～22km，下地壳厚22～31km，地壳总厚度66～73km，由南往北减小，其特点是各分层厚度，特别是下地壳厚度比较大，变化亦较大。由于南、北双向的挤压，下地壳物质塑性向下流动堆积，形成了大的山根；浅部脆性岩层向南、北两侧逆冲，形成“V”形山体，山脉整体构造抬升，形成了目前的祁连山脉。
2.阿拉善地块（西部）
该区为一重力缓梯级带和高磁异常带，高磁异常主要由前长城系引起，是阿拉善地块西延部分，似楔入于北山和祁连两构造带之间，向南俯冲于祁连造山带之下。
地壳结构分为上、中、下三层，其中上地壳厚19km，中地壳厚18～20km，下地壳厚14～18km，地壳总厚度49～56km，呈一由南往北减小的慢坡。
二、湟源－金昌－北大山综合地球物理剖面地质解释
按该剖面（图1-8）地球物理的特征，可分为：
1.中祁连－北祁连构造区
位于龙首山南缘断裂（F4）以南，重力呈一由南往北增大梯级带，反映了地壳厚度由南往北减小。磁场基本为负异常，仅在河西堡附近由寒武系及基性岩类引起的磁异常。
区内电性结构较复杂，在MT26-28点间存在向北倾的低阻异常，其特征与上述哈拉湖－金塔剖面中低阻异常相似，表明该区段构造岩浆活动强烈，在深部可能存在局部熔融的岩浆房。
地壳结构分为上、中、下3层，上地壳厚12～19km，中地壳厚18～20km，下地壳厚27～32km，地壳总厚度56～64km，由南往北减小，往南仍有变厚的趋势。
图1-7哈拉湖—金塔综合地球物理剖面
图1-8湟源—金昌—北大山综合地球物理剖面
图1-9合作－兰州－白银综合地球物理剖面
2.阿拉善地块（南部）
位于龙首山南缘断裂（F4）以北，包括龙首山隆起带，潮水断陷盆地及北大山隆起带（南部）3个次级构造单元，重力呈一梯级带，磁场较复杂，在北大山地区出现由加里东期中酸性岩和元古界深变质岩系引起的高磁异常。地壳结构分为上、中、下3层，其中上地壳厚9～11km，中地壳厚15～20km，下地壳厚21～25km，地壳总厚度由南部的56km，往北减小到45km，在龙首山地区地壳厚度变化大，呈一向南西倾的缓坡。
在龙首山地区出现数条向南陡倾的滑脱面，并在深8km左右出现多处高阻（大于104Ω·m）异常，相应的有磁异常的显示，推测这些高阻异常是由地幔物质上涌所引起，表明该区曾发生过地幔上隆，地壳变薄乃至破裂，地幔物质上涌，形成古裂谷。在南北两板块双向挤压时，阿拉善地块南缘地壳重新活化、褶皱，形成了龙首山隆断带，古裂谷消失，上地幔变为一向北上升的幔坡，深部超基性岩随其构造侵位于浅部，因此，可以认为金川含矿超基性岩来源于上地幔，金川铜镍矿床是在地幔物质上涌过程中形成的幔源岩浆矿床，与幔源岩浆房大，矿源物质丰富有关。
三、合作－白银综合地球物理剖面地质解释
按该剖面（图1-9）地球物理的特征，可分为：
1.秦岭造山带（北部）
位于秦岭北缘断裂（F1）以南，磁场较为平静，重力呈一由南向北增大的梯级带。地壳结构分为上、中、下3层，其中上地壳厚15km，中地壳厚12km，下地壳厚25km，地壳总厚度51～52km，由南往北减小。
电性结构较简单，变化较小。在上、中地壳之间存在一滑脱面。秦岭向北俯冲时，受到祁连的阻挡，导致秦岭上地壳向北仰冲，古生界向北逆冲于北部中新生界之上；中、下地壳向北俯冲，祁连造山带似楔入于秦岭地区。
2.祁连造山带（东部）
位于秦岭北缘断裂（F1）和北祁连北缘断裂（F4）之间。磁场以负为主，夹有由中基性火山岩引起的弱异常，重力场总体较平稳。电性结构比较复杂，有数条由南向北上翘的电性构造层，导致元古宇由南向北逆冲推覆于古生代之上。于711号点深60km处电阻率大于104Ω·m，可能是元古宇—太古宇的反映，表明华北陆块向南俯冲，插入于祁连造山带之下。
在白银地区深7km处有一高阻体，相应为一低缓磁异常，据地震测深资料在20～30km间有一高速层（7.5km/s），可以认为该高阻、高速异常可能是偏基性岩浆房的反映，白银厂铜、多金属含矿岩体可能与该偏基性的岩浆房有关。
地壳结构分为上、中、下3层，其中上地壳厚13～15km，中地壳厚16km左右，下地壳厚21～23km，地壳总厚度51～55km，由南往北逐渐减小。
四、区内地壳结构基本特征
区内地壳结构按地震波场特征，层状结构比较明显，总体可分为上、中、下3层，综合上述各剖面的成果，区内各构造单元的地壳结构构造基本特征概述如下：
1.祁连造山带
地壳厚度从总体看，由南往北，由西往东逐渐减小，其中南北向的变化比东西向的变化大；主干断裂主要为NW、NWW向，反映了区内地壳结构、构造演化主要受南、北两板块构造动力相互作用的制约，东、西部的地壳结构、构造存在一定的差异，西部的地壳分层厚度相对东部比较大，变化亦大。
地壳厚度与地形呈镜像关系，表明祁连山存在正常山根，地壳已基本达到重力均衡。由于它处于南、北两板块的双向挤压下，双向挤压力大于重力均衡作用，祁连山迄今仍在缓慢抬升。
2.阿拉善地块（南部）
呈一狭长的南凸弧形，向西楔入于北山构造带和祁连造山带之间，似为青藏高原的北界。在其南缘地壳厚度变化大，呈一向南西倾的幔坡变异带，插入祁连山之下，沿幔坡变异带分布有基性、超基性岩，包括金川含矿岩体。
金川含矿超基性岩是在古裂谷、地幔物质上涌形成的，在南、北两板块双向挤压时，裂谷消亡，随着伴生的断裂，超基性岩构造侵位于地壳浅部。
3.秦岭造山带（北部）
地壳厚度总体由南往北，由西往东减小。秦岭造山带向北俯冲时，受到祁连造山带的阻挡，其上地壳沿上、中地壳间的滑动面向北仰冲，中、下地壳向北俯冲，似把祁连夹于秦岭上、中地壳之间。
㈩ 地球物理学研究及其意义是什么
地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这通过地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行。
用地球物理技术来进行的研究，被证明在为支持板块构造学理论提供证据方面是极其有用的。
地球物理学是一门介于物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学之间的边缘学科。它的主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。它用物理学的原理和方法，通过利用先进的电子和信息技术、航空航天技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测，来探索地球内部及其周围空间、近地太空的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存和活动环境，防御及减轻地球与空间灾害对人类的影响，为探测和开发国民经济中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术
地球物理学为太空时代的人类活动提供了必要的基础
目前地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。固体地球物理学主要以固体地球作为研究对象，而空间物理则以太阳系特别是日地空间物理环境作为主要研究对象。
地球物理学这门学科自20世纪之初就已自成体系。到了20世纪60年代以后，发展极为迅速。它包含许多分支学科，涉及海、陆、空三界，是天文、物理、化学、地质学之间的一门边缘科学。将地球作为一个天体来研究，地球物理学和天体物理学是分不开的；研究地球本身的结构和发展时，地球物理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此，它还包括研究地面形状的大地测量学，研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间物理学，研究地球本体的固体地球物理学（或叫做地体学），还有一些较小的分支，如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这些学科中，有的又各有独立的分支。人造卫星出现后，地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学是地球物理学的一个引伸，但它所要解决的问题，离地球越来越远了。
通过各大洲之间的联系，可以更好地研究地球
地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史，在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐·僧一行（683—727）、宋沈括（1031—1095）均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力，由此产生了重力学；牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献，为地球物理学的形成和发展奠定了基础。
地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时，地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探（特别是地震勘探），对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代，特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地幔的地震探测极大地深化了人类对岩石层（圈）的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外，人类在20世纪初探测到了电离层，随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功，发现了辐射带、太阳风和磁层顶，空间物理学迅速发展为一门独立学科，为人类航天活动提供环境认识的保证。
50年代的国际地球物理年，60年代的上地幔计划，70年代的地球动力学计划、国际磁层计划，幼年代、切年代的国际岩石层（圈）计划、地圈—生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划，使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成，日地空间各层次能量耦合作用的发现，改变了一系列传统观念。
大气层中的一些现象也为研究地球提供了线索
近代正在发展的岩石层（圈）地震层析成象，全球与区域的三维结构，复杂地质构造中地震波理论，地震震源的动力学破裂理论，地球内部介质的不均匀性和非线性特征，热动力机制与演化，环境地球物理，地震灾害预测，流体在岩石层（圈）介质中的作用，日地系统整体变化和地球空间环境预报，反演理论与方法等方面的研究，以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用，将进一步提高地球物理的研究水平，深化人类对地球物理问题的认识。
地球物理学是一门应用性很强的基础学科，它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识，而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如，勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏，预测与预防（或防治）诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害，保护与监测地球生态环境，保障日地空间环境中航天飞行安全等。今天，地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一，并且与地质科学有密切联系，其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。
当代地球物理学面临严峻的挑战，如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步，空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题，为确保人类社会的可持续发展作出贡献。
火山喷发可以间接证明地球内部的热能存在