中扬子壳内深-浅流体相互作用特殊界面的地球物理探测及其意义

已有研究表明壳内8-12km层段存在低速、高导、低密、高热流的界面，并被推测为大气成因水与深部流体相互作用的特殊界面，该界面已成为研究深浅流体相互作用的重要探测目标。本项研究拟通过中扬子中部地区跨油气盆地区大地电磁测深（MT）剖面观测和重磁电综合研究，揭示壳内特殊界面带、电性高导体（层）、油气渗漏磁性蚀变带、深大断裂、莫霍界面的电性、磁性与密度异常特征及其空间分布；综合分析MT、重磁剖面结构以及重磁平面解译结果、岩石物性和钻井等资料，探讨壳内深-浅流体间相互作用及深部流体对油气运移等控制作用。该项目的实施有助于理解流体活动与中扬子地区地壳演化以及所涉及的江汉盆地、黄陵隆起、秭归盆地之间构造关系，对进一步认识未来油气运移与储集场所的指向具有重要意义。

国外已有研究表明壳内8-12km 深度层段存在低速、高导、低密、高热流的界面，并被推测为大气成因水与深部流体相互作用的特殊界面，该界面已成为研究深浅流体相互作用的重要探测目标。但是，国内对这个特殊界面关注尚不多，对深浅流体作用及其影响的研究有待开展。项目组在中扬子中部跨油气盆地区开展了大地电磁测深（MT）剖面观测和重磁电综合研究。为了更好地从地球物理资料中提取有用信息，项目组进行了方法技术上的创新与改进：基于改进各向异性扩散方程的MT时间序列噪声抑制方法，基于嵌入固有模量函数各向异性扩散的MT时间序列噪声抑制方法，基于过渡区与相叠合的位场异常边缘增强方法，基于改进的相异度算子的位场异常边缘增强方法，基于多重网格法的大地电磁交错网格有限差分三维正演。主要认识：（1）发现了测区地壳10km 深度上下存在着电性异常梯度带，揭示了特殊界面带的存在性，MT 剖面所揭示的电性结构来看，研究区总体表现为“层块”结构（纵向分层、横向分块）；地壳10km 深度上下存在着不连续、横向展布的电性异常梯度带。综合分析表明，研究区10km 深度以上为上地壳，表现低、高阻横向相间；20～30km 深度为下地壳，电性呈现中高阻值，速度在6.4m/s 以上，非均质性较强。根据上下电性差异推断黄陵隆起、江陵凹陷8-11km深度的梯度带可能与特殊界面有关。MT 资料所反映的电性异常特征为理解深部流体的活动提供了重要的地球物理依据。（2）对研究区深部结构特征和断裂构造进行了分析，阐述了江汉盆地、黄陵隆起、秭归盆地之间的构造关系及其横向变化特征。