大兴安岭西盆地群域构造与地球物理场

This project focuses on the study of geophysical fields and dynamics in Northeast Asia, and the structure of the basin group on the west of Daxinganling Mountains. The main goals include the following four related fields: 1) Analyzing the characteristics of geophysical fields of Northeast Asia systematically based on the informative geophysical data. Since the previous research has revealed the crust-mantle structure in profile, we try to improve the precision and finish the integrated interpretation based on synthesizing the information of different scales and different disciplines, and give an understanding from the three-dimensional perspective. 2) Combining geological dating in profile and interpreting using the tectonophysics, we clarify the role of regional stress fields in Northeast Asia and build the geodynamical model under the guidance of mobilism geotectonic theory. 3) Using the stratum physical properties obtained from geophysical inversion, constraining the layers by the deep seismic reflection profiles, we build the relationship between physical properties, lithology and structure under the control of tectonic conditions. 4) Based on the geological drilling, expanding the interpretation of the long seismic profiles, we determine completely the structure and the evolution of the basin group with the mutual complement of the comprehensive geophysical information. This project has a great significance to understand not only the processes, the degree of tectonism of the several plates in Northeast Asia, but also the controlling of the structure and evolution of the basin group. Furthermore, it is also important for further study of the relationship between the variation of space geophysical fields and regional tectonic system, and the exploration of the new regions of oil and gas resources.

本项目重点研究东北亚区域地球物理场和动力学、大兴安岭西盆地群域构造。目标主要放在以下四个相关领域：1）以翔实的地球物理资料为基础，系统分析东北亚区域地球物理场特征。前人研究揭示了剖面壳幔结构，本项目将综合不同尺度不同学科的信息，尽力提高信息精度、融合解释，从三维立体角度给出认识。2）结合地质剖面测年，通过构造物理学解释研究，在活动论大地构造理论指导下，明确东北亚地带区域应力场作用，建立地球动力学模型。3）利用地球物理反演得到的岩层物性结果，在构造条件控制下，经过深反射剖面的层位约束，建立物性-岩性-构造间的关系。4）基于钻井地质认识，利用地震长剖面的延伸解释，经过综合地球物理信息互相补充，完整确定盆地群域构造演化。本项目对理解东北亚地域经受几大板块构造作用的过程、程度以及对盆地群域构造的控制，进一步研究该地带空间地球物理场变化与区域构造作用体制的关系，探查油气资源新领域都有着重要的意义。

大兴安岭“西部盆地群”是我国东北地区重要的油气勘探与开发基地之一。由于构造、地层受控于不同方位的缝合带、断裂带的作用，存在诸多尚未解决的主要科学问题，为此本基金开展了：（1）研究域的区域地球物理场特征、（2）东北亚地带区域应力场作用，建立地球动力学模型、（3）受控于构造条件，建立物性-岩性-构造间关系、和（4）完整确定盆地群域构造演化等内容研究。并取得的重要结果如下。第一方面，太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋、古亚洲洋三个构造体系是中亚造山带东段构造与壳幔结构的主要动力机制；大兴安岭重力梯级带两侧的控盆断裂具有不同的地球物理场特征；以索伦山-西拉木伦河缝合带为界的南北Lab深度和软流圈有明显差异，即区内地壳东西分带、岩石圈地幔南北分块。第二方面，域内三个盆地的五种推覆断裂构造包括由北西向南东推覆和由南东向北西推覆，它们分别源于蒙古-鄂霍茨克洋的延时闭合与太平洋板块西向俯冲的远程应力作用。晚古生代潜在烃源岩层具有“低电阻、高密度、弱磁性”的地球物理性质，该地层深度大致为3-5km，并具有两个分布中心。第三方面，天然地震成像显示，太平洋板块持续西向俯冲，俯冲板片前缘停滞在大兴安岭重力梯级带以东的地幔转换带中；重力学密度成像揭示，俯冲的太平岩板片密度随深度而增加，不连续的高密度体俯冲至地幔转换带后继续水平向西俯冲，部分滞留板片可能进入下地幔。第四方面，对于强随机噪声背景提出基于神经网络的随机地震反演方法；在压缩感知理论框架下，利用新的快速稀疏变换域建立整形迭代消噪方法；利用综合地球物理方法，建立新的烃源岩分析技术；对地震学传统射线追踪方法，提出变增强因子的射线追踪到时计算技术。上述成果的主要科学意义：太平洋板块西向俯冲的远程效应与图像、岩石圈地幔的南北分块等为东北亚地球动力学过程提供了科学依据；盆地构造与晚古生代地层结果为在东北地区开展海相地层油气勘探奠定了基础。