攀西地區(qū)爆炸地震的地震識(shí)別

攀西地區(qū)爆炸地震的地震識(shí)別

一、綜合地質(zhì)與地球物理資料的研究四川、云南地區(qū)的金河-程海斷裂以東、紅河-元江斷裂以北屬于揚(yáng)子地塊。北至四川官寧，南至云南元謀，西至江河-程海斷裂，東至甘洛-小江斷裂的西帶。這是揚(yáng)子陸地群西緣的一個(gè)獨(dú)特構(gòu)造單元。根據(jù)近年來的研究。攀西地區(qū)礦產(chǎn)與水力資源極其豐富,破壞性地震時(shí)有發(fā)生,其地質(zhì)構(gòu)造與演化問題一直為中外地學(xué)界所重視.特別是80年代以來,結(jié)合攀西裂谷及其礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的研究,在該區(qū)開展了綜合地質(zhì)地球物理考察.1984年,中國科學(xué)院地球物理研究所在攀西地區(qū)沿通過攀枝花的東西向剖面進(jìn)行了爆炸地震測(cè)深工作,并進(jìn)行了初步研究本文在以往研究的基礎(chǔ)上,對(duì)記錄剖面進(jìn)行了震相的重新識(shí)別,并對(duì)震相走時(shí)進(jìn)行擬合,得到了測(cè)線范圍內(nèi)地殼與上地幔頂部地震波速度結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像.然后,綜合地質(zhì)與地球物理資料,探討了攀西地區(qū)的構(gòu)造及其演化問題,并分析了深部構(gòu)造與成礦的關(guān)系.二、測(cè)系統(tǒng)及測(cè)線位置東西向測(cè)線西起云南麗江,經(jīng)攀枝花市到者海,總長超過360km.在麗江、永勝、攀枝花(渡口)、扭轱(金沙江)和者海設(shè)置了5個(gè)爆炸點(diǎn),測(cè)點(diǎn)平均間距3km,基本上均勻分布.觀測(cè)系統(tǒng)如圖2,測(cè)線的位置見圖1。我們共取得6幅記錄剖面圖:永勝—者海(YZ)和扭轱一麗江(NL)是兩個(gè)最長的剖面,長約300km,渡口—麗江(DL)剖面只有160km長,麗江—會(huì)東(LH)、渡口—者海(DZ)和者海一華坪(ZH)剖面長度在200-250km之間?；旧隙加涗浀搅怂械牡貧ふ鹣?只是DL剖面的震相發(fā)育較差,上地幔折射波震相普遍不清.圖3,4是剖面LH和ZH的記錄圖,分別代表測(cè)線東、西兩部分典型的波場(chǎng)特征.其余的記錄剖面圖參見文獻(xiàn)過去的一維研究只考慮了兩個(gè)主要的殼內(nèi)反射波組PPPPPPPP三、局部反射波到剖面的計(jì)算在過去一維研究的基礎(chǔ)上,采用文獻(xiàn)二維計(jì)算時(shí)取一維解釋結(jié)果作為初始模型計(jì)算理論走時(shí)與實(shí)測(cè)走時(shí)的差,先修改界面擬合多數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù),其余殘差則認(rèn)為是由于速度擾動(dòng)引起,再調(diào)整層內(nèi)速度分布.對(duì)地層結(jié)構(gòu)不是特別復(fù)雜的地區(qū),可以使大多數(shù)測(cè)點(diǎn)擬合誤差達(dá)到±0.1s左右.但該測(cè)線地帶的地質(zhì)構(gòu)造特別復(fù)雜,對(duì)同一個(gè)震相不同炮點(diǎn)的走時(shí)數(shù)據(jù),有時(shí)出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象,很難得到滿意的結(jié)果.其中有的是炮點(diǎn)偏離測(cè)線引起的,如永勝炮點(diǎn)位于程海斷裂帶內(nèi)的低速介質(zhì)中,而該地段的測(cè)點(diǎn)卻設(shè)在離炮點(diǎn)較遠(yuǎn)的基巖上,兩者P波速度相差1-2km/s左右.計(jì)算時(shí)我們以永勝炮點(diǎn)的YZ剖面為主,突出了該處的特殊地質(zhì)構(gòu)造特征,在計(jì)算其它剖面時(shí),局部出現(xiàn)大于0.1s的殘差被認(rèn)為是合理的.有些是由于測(cè)線彎曲和地質(zhì)構(gòu)造本身的復(fù)雜性,使相遇與追逐剖面的射線不是嚴(yán)格地在同一射線平面內(nèi),很難用二維模型來精確擬合這種準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu),側(cè)面反射波和非均勻體的散射對(duì)界面反射波的干擾都能導(dǎo)致震相走時(shí)的離散.基于上述情況,對(duì)局部擬合誤差偏大的地段,我們盡可能兼顧各組反射波到時(shí),取一個(gè)適中的誤差值,得到一個(gè)大體合理的結(jié)構(gòu).作為一個(gè)例子,圖5是LH剖面計(jì)算的理論地震圖剖面。從圖上可以看到,模擬的結(jié)果與實(shí)測(cè)剖面的主要震相特征基本相似.特別是P四、麗江-法爾伯茨海帶的二維地殼結(jié)構(gòu)和速度分布二維射線追蹤與理論地震圖擬合,得到了東西剖面地帶比較詳細(xì)的地殼與上地幔頂部的P波速度分布與層狀結(jié)構(gòu)圖像.結(jié)果示于圖6,7.1.地殼表層10km/s圖6是上地殼結(jié)構(gòu)與速度分布圖.地表地形按測(cè)點(diǎn)高程繪制,由于測(cè)點(diǎn)都在公路附近,所以它并不能代表沿線的平均地貌,實(shí)際的地形起伏比圖中所示要大得多.由圖6可見,沿該剖面地表附近有4個(gè)低速區(qū)。第1個(gè)位于麗江炮點(diǎn)附近,最低速度為3.0km/s.據(jù)圖1和云南省地質(zhì)圖的資料據(jù)上所述,我們認(rèn)為地殼表層10km深度范圍的速度分布與地表出露巖石的巖性以及構(gòu)造密切相關(guān).由圖6可見,在構(gòu)造帶中部的上地殼中有一個(gè)明顯的高速隆起地壘狀構(gòu)造一直延伸到了上地殼底部大約18km的深度,其下部有一個(gè)由6.25km/s等值線所圈閉的高速區(qū).東邊的磨盤山斷裂和安寧河斷裂明顯向東傾斜,而西邊的金河—程海斷裂帶向西傾斜.攀枝花西側(cè)有清楚的斷裂特征,為攀枝花—楚雄斷裂.東部的甘洛—小江斷裂帶在上地殼中反映不明顯,只是上地殼的底部界面有向東抬升之勢(shì).上地殼內(nèi)部有一界面,它由測(cè)線西端向東延伸了100km,到達(dá)華坪以西地區(qū)。再往東這一界面就消失了,虛線只是為了計(jì)算程序的需要而假定的.實(shí)際上該界面并不一定消失,而可能是變得不清楚了。2.下地殼內(nèi)的速度結(jié)構(gòu)圖7是整個(gè)測(cè)線地帶巖石層上部的結(jié)構(gòu)與速度分布圖,已對(duì)該圖的淺部速度等值線進(jìn)行了簡(jiǎn)化.中地殼的上部是一速度比較均勻的層,其速度為6.3-6.4km/s,層厚度約10-11km,頂部埋深14.5-19km。該層?xùn)|段安寧河斷裂以東的頂部有一厚約2km的低速薄層,速度低達(dá)5.2km/s,該層過去未被發(fā)現(xiàn).中地殼的下部為厚約9km的主低速層,其速度為5.5-5.7km/s.頂部深度一般為27-29.5km,底部深度為37-38km.層內(nèi)的速度不均勻,在紅格以西有兩個(gè)低速塊體,東部的速度相對(duì)較高.與文獻(xiàn)在正常情況下,巖石的密度和速度隨深度增大而增大.如果存在多個(gè)反射界面,在相同距離上,深層反射波組的視速度應(yīng)該比淺層反射波的大.反射波的視速度隨觀測(cè)距離的增大而減小,并以其上部地殼的平均速度為極限,不同深度的反射波走時(shí)曲線在遠(yuǎn)距離上有交匯的趨勢(shì).但如果在地殼中出現(xiàn)低速層,且其頂部和底部均為一級(jí)間斷面時(shí),其底界面以上介質(zhì)的平均速度比正常地殼的偏低,所以相應(yīng)的反射波組視速度明顯偏低。如圖3所示,P3.上地禾頂部構(gòu)造結(jié)構(gòu)圖7剖面上,下地殼只有一層,位于低速層之下和Moho界面之上,標(biāo)出了6.65km/s和6.7km/s兩條速度等值線,實(shí)際速度變化范圍在6.6-6.8km/s之間。在測(cè)線中段的攀枝花一帶下方,速度等值線明顯向上隆起,說明淺部高速體有深部構(gòu)造背景。研究區(qū)Moho界面深度為52-53.7km.在華坪以西,Moho界面有一局部隆起,其深度只有51.5km;測(cè)線東端的Moho界面比西段略淺,最深處在會(huì)東下方.如果考慮到地面海拔高程的變化,以上數(shù)據(jù)應(yīng)加上1.3km(渡口一帶)至2.0km(其它地段),地殼總厚度約為53-56km,攀枝花地區(qū)為54.5km.地殼厚度變化不大,渡口地帶的Moho界面并不像重力反演的那樣,有明顯的隆起由于只在YZ剖面能識(shí)別Pn波組,其它剖面幾乎看不到,所以不可能得到上地幔頂部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖像.圖7中所標(biāo)的速度值為7.6-7.8km/s,主要參照了過去一維研究的結(jié)果。但該地區(qū)P五、討論1.高速巖體及成礦巖體的結(jié)構(gòu)由圖6可見,在金河—箐河一程海斷裂帶與安寧河斷裂帶之間,除了攀枝花與華坪之間地表附近有一小的低速區(qū)之外,18km以上的上地殼是一個(gè)統(tǒng)一的高速體.攀枝花以西的寶鼎盆地一帶地表速度較低,其它地段的地表地震P波速度達(dá)到5.8-6.0km/s.在大約9km深度附近,高速體內(nèi)的速度可達(dá)6.2km/s,而其兩側(cè)均小于6.0km/s.在9-15km的深度范圍內(nèi),高速體內(nèi)的速度達(dá)到6.25km/s,其東側(cè)的速度只有6.0km/s.華坪、攀枝花、紅格和會(huì)理一帶地表廣泛分布有古老的變質(zhì)混合巖類和基性、超基性巖體,著名的攀枝花釩鈦磁鐵礦就產(chǎn)于層狀的基性、超基性堆晶雜巖體之中.因此,這一高速體與攀枝花成礦巖體密切相關(guān),它是由許多含礦的幔源高速、高密度物質(zhì)混入其中而形成的.由此,我們推測(cè)在華坪及其以西地區(qū),盡管目前還沒有發(fā)現(xiàn)攀枝花式的礦床,但根據(jù)高速體的分布范圍來看,這一帶也應(yīng)該是尋找隱伏礦床的有利地帶.2.殼內(nèi)低頻帶的不均勻性由圖7看到,在剖面地殼內(nèi)存在兩個(gè)低速層.主低速帶位于中地殼下部,其中速度是不均勻的,有兩個(gè)低速中心,一個(gè)在金河—程海斷裂帶附近,另一個(gè)在攀枝花—華坪一帶的下方.文獻(xiàn)根據(jù)上述分析,攀西地區(qū)的殼內(nèi)低速帶便可以