塔里木盆地及周边地区地壳磁异常与居里面研究

Study of the crustal magnetic field with a combination of magnetic measurements at different altitudes and inversion for magnetic structures of the Earth interior using the crustal anomaly is one of the most frontier research in geomagnetism. Based on a high degree geomagnetic spherical harmonic model constructed by satellites, marine, aeromagnetic and ground magnetic surveys, 10-yr (2000.8～2010.9) of data continually measured by the CHAMP satellite, as well as aeromagnetic and ground magnetic surveys in Tarim basin and its adjecent area, we investigate the crustal anomalies in this largest inland basin in China. We shall study the spatial distribution feature of magnetic anomaly and its gradient, the decay of the crustal magnetic anomaly with altitude, the contribution from different wavelength bands, and the characteristics of the magnetic anomaly through 2D wavelet decomposition. The power spectral method and the equivalent source method will be used to calculate the Curie-surface depth, to reveal the topography of the magnetic layer basement. The correspondence between the magnetic anomaly and tectonics & deep faults, and the relation between the depth of the Curie surface and terrestrial heat flow & crustal layer structures, shall be discussed. The results are anticipated to provide quantitative information for studies such as geologic and lithospheric structures in Tarim and around, exploration of undergrond resources. This may also provide a significant reference for the study of continental dynamic processes and geologic evolutions.

结合不同高度磁测资料研究地壳磁异常，反演地壳磁性结构已成为地磁学研究的前沿课题之一。本项目利用卫星、航空、地面和海洋磁测资料建立的高阶地磁场模型、CHAMP卫星连续10年的（2000年8月～2010年9月）观测资料，以及塔里木盆地及邻区的航空、地面磁测数据，研究我国最大内陆盆地—塔里木盆地及周边地区地壳磁异常。内容包括磁异常及其梯度的空间展布、磁异常随高度的衰减特征、不同波长段对总体磁异常的贡献、磁异常的二维小波分解特点。拟采用功率谱法和等效偶极源方法计算居里面深度，揭示磁性层基底的起伏变化。探讨磁异常与山盆构造、深大断裂的联系，居里面深度与大地热流、地壳圈层结构的关系。研究结果可以为塔里木盆地及周边地区地质构造、岩石圈结构研究和地下资源探测等领域提供定量信息，同时对深入了解大陆动力学过程和地质演化研究有重要参考价值。

本项目利用卫星、航空、地面和海洋磁测资料建立的高阶地磁场模型、CHAMP卫星连续10年的观测资料，以及塔里木盆地及邻区的航空、地面磁测数据，研究塔里木盆地及周边地区地壳磁异常。内容包括磁异常及其梯度的空间展布、磁异常随高度的衰减特征、不同波长段对总体磁异常的贡献、磁异常的二维小波分解特点。采用功率谱法和等效偶极源方法计算居里面深度，揭示磁性层基底的起伏变化。探讨磁异常与山盆构造、深大断裂的联系，居里面深度与大地热流、地壳圈层结构的关系。同时，把研究塔里木盆地磁异常的方法推广到中国其他地区，例如，川滇地区、鄂尔多斯盆地及其周边地区和喜马拉雅西构造结地区，对比分析它们的磁异常基本特征的异同点。. 在国外SCI收录的学术期刊上发表了5篇学术论文。主要的研究结果：1）利用CHAMP卫星磁测资料以及航磁资料构建了中国地区（包括川滇地区）的岩石圈磁场模型；2）分析了塔里木盆地及周边地区的地壳磁异常与居里等温面。塔里木盆地的空间分布特征与区域地质构造具有很好的对应关系。居里面深度较浅部分位于盆地隆起带，并与较高的热流值相对应。反之，较深的居里面沿着盆地凹陷区分布，对应较低的热流值。居里点深度与地热流观测值一致；3）研究了中国地区特别是喜马拉雅西构造节、鄂尔多斯地区、塔里木盆地及其邻区地壳磁异常的形态和分布特征，以及磁异常分布与地质构造的关系。结合地热学、重力学和地震学的资料研究研究区居里等温面与地表热流、布格重力异常、莫霍面深度和地震波速度之间的关系。鄂尔多斯盆地的磁异常分布特征证实了雅布赖盆地和巴彦克拉盆地是从鄂尔多斯块体北部分离出来的小的地质块体和揭示了深部物质从青藏高原东北缘向北流向祁连褶皱带。. 研究结果可以为中国地区具有盆山构造特征的区域（包括塔里木盆地及周边地区）地质构造、岩石圈结构研究和地下资源探测等领域提供定量信息，同时对深入了解大陆动力学过程和地质演化研究有重要参考价值。