攀西地区爆炸地震的地震识别

攀西地区爆炸地震的地震识别

一、综合地质与地球物理资料的研究四川、云南地区的金河-程海断裂以东、红河-元江断裂以北属于扬子地块。北至四川官宁，南至云南元谋，西至江河-程海断裂，东至甘洛-小江断裂的西带。这是扬子陆地群西缘的一个独特构造单元。根据近年来的研究。攀西地区矿产与水力资源极其丰富,破坏性地震时有发生,其地质构造与演化问题一直为中外地学界所重视.特别是80年代以来,结合攀西裂谷及其矿产资源开发利用的研究,在该区开展了综合地质地球物理考察.1984年,中国科学院地球物理研究所在攀西地区沿通过攀枝花的东西向剖面进行了爆炸地震测深工作,并进行了初步研究本文在以往研究的基础上,对记录剖面进行了震相的重新识别,并对震相走时进行拟合,得到了测线范围内地壳与上地幔顶部地震波速度结构的详细图像.然后,综合地质与地球物理资料,探讨了攀西地区的构造及其演化问题,并分析了深部构造与成矿的关系.二、测系统及测线位置东西向测线西起云南丽江,经攀枝花市到者海,总长超过360km.在丽江、永胜、攀枝花(渡口)、扭轱(金沙江)和者海设置了5个爆炸点,测点平均间距3km,基本上均匀分布.观测系统如图2,测线的位置见图1。我们共取得6幅记录剖面图:永胜—者海(YZ)和扭轱一丽江(NL)是两个最长的剖面,长约300km,渡口—丽江(DL)剖面只有160km长,丽江—会东(LH)、渡口—者海(DZ)和者海一华坪(ZH)剖面长度在200-250km之间。基本上都记录到了所有的地壳震相,只是DL剖面的震相发育较差,上地幔折射波震相普遍不清.图3,4是剖面LH和ZH的记录图,分别代表测线东、西两部分典型的波场特征.其余的记录剖面图参见文献过去的一维研究只考虑了两个主要的壳内反射波组PPPPPPPP三、局部反射波到剖面的计算在过去一维研究的基础上,采用文献二维计算时取一维解释结果作为初始模型计算理论走时与实测走时的差,先修改界面拟合多数观测数据,其余残差则认为是由于速度扰动引起,再调整层内速度分布.对地层结构不是特别复杂的地区,可以使大多数测点拟合误差达到±0.1s左右.但该测线地带的地质构造特别复杂,对同一个震相不同炮点的走时数据,有时出现顾此失彼的现象,很难得到满意的结果.其中有的是炮点偏离测线引起的,如永胜炮点位于程海断裂带内的低速介质中,而该地段的测点却设在离炮点较远的基岩上,两者P波速度相差1-2km/s左右.计算时我们以永胜炮点的YZ剖面为主,突出了该处的特殊地质构造特征,在计算其它剖面时,局部出现大于0.1s的残差被认为是合理的.有些是由于测线弯曲和地质构造本身的复杂性,使相遇与追逐剖面的射线不是严格地在同一射线平面内,很难用二维模型来精确拟合这种准三维结构,侧面反射波和非均匀体的散射对界面反射波的干扰都能导致震相走时的离散.基于上述情况,对局部拟合误差偏大的地段,我们尽可能兼顾各组反射波到时,取一个适中的误差值,得到一个大体合理的结构.作为一个例子,图5是LH剖面计算的理论地震图剖面。从图上可以看到,模拟的结果与实测剖面的主要震相特征基本相似.特别是P四、丽江-法尔伯茨海带的二维地壳结构和速度分布二维射线追踪与理论地震图拟合,得到了东西剖面地带比较详细的地壳与上地幔顶部的P波速度分布与层状结构图像.结果示于图6,7.1.地壳表层10km/s图6是上地壳结构与速度分布图.地表地形按测点高程绘制,由于测点都在公路附近,所以它并不能代表沿线的平均地貌,实际的地形起伏比图中所示要大得多.由图6可见,沿该剖面地表附近有4个低速区。第1个位于丽江炮点附近,最低速度为3.0km/s.据图1和云南省地质图的资料据上所述,我们认为地壳表层10km深度范围的速度分布与地表出露岩石的岩性以及构造密切相关.由图6可见,在构造带中部的上地壳中有一个明显的高速隆起地垒状构造一直延伸到了上地壳底部大约18km的深度,其下部有一个由6.25km/s等值线所圈闭的高速区.东边的磨盘山断裂和安宁河断裂明显向东倾斜,而西边的金河—程海断裂带向西倾斜.攀枝花西侧有清楚的断裂特征,为攀枝花—楚雄断裂.东部的甘洛—小江断裂带在上地壳中反映不明显,只是上地壳的底部界面有向东抬升之势.上地壳内部有一界面,它由测线西端向东延伸了100km,到达华坪以西地区。再往东这一界面就消失了,虚线只是为了计算程序的需要而假定的.实际上该界面并不一定消失,而可能是变得不清楚了。2.下地壳内的速度结构图7是整个测线地带岩石层上部的结构与速度分布图,已对该图的浅部速度等值线进行了简化.中地壳的上部是一速度比较均匀的层,其速度为6.3-6.4km/s,层厚度约10-11km,顶部埋深14.5-19km。该层东段安宁河断裂以东的顶部有一厚约2km的低速薄层,速度低达5.2km/s,该层过去未被发现.中地壳的下部为厚约9km的主低速层,其速度为5.5-5.7km/s.顶部深度一般为27-29.5km,底部深度为37-38km.层内的速度不均匀,在红格以西有两个低速块体,东部的速度相对较高.与文献在正常情况下,岩石的密度和速度随深度增大而增大.如果存在多个反射界面,在相同距离上,深层反射波组的视速度应该比浅层反射波的大.反射波的视速度随观测距离的增大而减小,并以其上部地壳的平均速度为极限,不同深度的反射波走时曲线在远距离上有交汇的趋势.但如果在地壳中出现低速层,且其顶部和底部均为一级间断面时,其底界面以上介质的平均速度比正常地壳的偏低,所以相应的反射波组视速度明显偏低。如图3所示,P3.上地禾顶部构造结构图7剖面上,下地壳只有一层,位于低速层之下和Moho界面之上,标出了6.65km/s和6.7km/s两条速度等值线,实际速度变化范围在6.6-6.8km/s之间。在测线中段的攀枝花一带下方,速度等值线明显向上隆起,说明浅部高速体有深部构造背景。研究区Moho界面深度为52-53.7km.在华坪以西,Moho界面有一局部隆起,其深度只有51.5km;测线东端的Moho界面比西段略浅,最深处在会东下方.如果考虑到地面海拔高程的变化,以上数据应加上1.3km(渡口一带)至2.0km(其它地段),地壳总厚度约为53-56km,攀枝花地区为54.5km.地壳厚度变化不大,渡口地带的Moho界面并不像重力反演的那样,有明显的隆起由于只在YZ剖面能识别Pn波组,其它剖面几乎看不到,所以不可能得到上地幔顶部的详细结构图像.图7中所标的速度值为7.6-7.8km/s,主要参照了过去一维研究的结果。但该地区P五、讨论1.高速岩体及成矿岩体的结构由图6可见,在金河—箐河一程海断裂带与安宁河断裂带之间,除了攀枝花与华坪之间地表附近有一小的低速区之外,18km以上的上地壳是一个统一的高速体.攀枝花以西的宝鼎盆地一带地表速度较低,其它地段的地表地震P波速度达到5.8-6.0km/s.在大约9km深度附近,高速体内的速度可达6.2km/s,而其两侧均小于6.0km/s.在9-15km的深度范围内,高速体内的速度达到6.25km/s,其东侧的速度只有6.0km/s.华坪、攀枝花、红格和会理一带地表广泛分布有古老的变质混合岩类和基性、超基性岩体,著名的攀枝花钒钛磁铁矿就产于层状的基性、超基性堆晶杂岩体之中.因此,这一高速体与攀枝花成矿岩体密切相关,它是由许多含矿的幔源高速、高密度物质混入其中而形成的.由此,我们推测在华坪及其以西地区,尽管目前还没有发现攀枝花式的矿床,但根据高速体的分布范围来看,这一带也应该是寻找隐伏矿床的有利地带.2.壳内低频带的不均匀性由图7看到,在剖面地壳内存在两个低速层.主低速带位于中地壳下部,其中速度是不均匀的,有两个低速中心,一个在金河—程海断裂带附近,另一个在攀枝花—华坪一带的下方.文献根据上述分析,攀西地区的壳内低速带便可以