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物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (2): 245-253    DOI: 10.11720/wtyht.2020.1301
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银川平原基于地球物理资料三维建模的深部地质构造研究
陈晓晶, 虎新军(), 李宁生, 安百州, 白亚东
宁夏回族自治区地球物理地球化学勘查院,宁夏 银川 750001
Research on the deep geological structure in Yinchuan Plain: 3D modeling based on geophysical data
Xiao-Jing CHEN, Xin-Jun HU(), Ning-Sheng LI, Bai-Zhou AN, Ya-Dong BAI
Geophysical and Geochemical Exploration Institute of the Ningxia Hui Autonomous Region,Yinchuan 750001,China
全文: PDF(2487 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

银川平原地质构造为一新生代断陷盆地,隶属于鄂尔多斯西缘裂陷带,被贺兰山隆褶带与陶乐—横山堡冲断带所夹持,同时受到鄂尔多斯地块西缘EW向拉张应力与阿拉善微陆块NE向的挤压应力,造就了该区现今复杂的地质构造特征,并且作为青藏地块、鄂尔多斯地块和阿拉善地块的分界及南北地震带的重要组成部分,银川断陷盆地成为中国大陆内活动性比较强的边界构造之一,历史上曾发生过多次强震。为解释银川断陷盆地深部地质构造,笔者以1∶20万区域重力资料为基础,钻孔、地震剖面、大地电磁测深剖面资料为约束,对银川平原进行2.5D人机交互反演,并以此成果为依据,构建了银川平原深部三维地质构造模型,为区域稳定性评价及地热资源勘探开发奠定坚实的基础。

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陈晓晶
虎新军
李宁生
安百州
白亚东
关键词 银川平原深部地质构造2.5D人机交互反演三维地质构造模型区域稳定性评价地热资源勘探    
Abstract

The geological structure of Yinchuan Plain is a Cenozoic fault basin, which belongs to the western marginal zone of Ordos block, and is sandwiched between the Helanshan uplift belt and the Taole-Hengshanbao thrust belt. It is also subjected to the east-west tensile stress of the Ordos block and the northeastward compression stress of the Alxa micro-continent, which forms complex geological structural features of this area. As an important part of the Tibetan block, the Ordos block and the Alxa block, and the important component of the north-south seismic belt, the Yinchuan fault basin has become one of the more active boundary structures in China’s mainland, and had many strong earthquakes in history. In order to interpret the deep geological structure of the Yinchuan fault basin, the authors employed 1∶200,000 regional gravity data, drilling data, seismic section, and magnetotelluric profile data as constraints to perform 2.5D human-computer interaction inversion in Yinchuan Plain. Based on this result, a deep 3D geological model of the Yinchuan Plain was constructed, which laid a solid foundation for regional stability evaluation, exploration and development of geothermal resources.

Key wordsYinchuan Plain    deep geological structure    2.5D human-computer interaction inversion    3D geological model    regional stability evaluation    geothermal resource exploration
收稿日期: 2019-06-03      出版日期: 2020-04-22
ZTFLH:  P631  
基金资助:宁夏回族自治区地球物理地球化学勘查院自筹资金项目(宁夏物勘院[2017]自筹资金001号);宁夏回族自治区重点研发计划重大(重点)项目(2018BFG02012)
通讯作者: 虎新军     E-mail: junyan_home@126.com
作者简介: 陈晓晶(1990-),女,宁夏银川市人,工程师,主要从事地球物理勘探研究工作。Email: 825785150@qq.com
引用本文:   
陈晓晶, 虎新军, 李宁生, 安百州, 白亚东. 银川平原基于地球物理资料三维建模的深部地质构造研究[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 245-253.
Xiao-Jing CHEN, Xin-Jun HU, Ning-Sheng LI, Bai-Zhou AN, Ya-Dong BAI. Research on the deep geological structure in Yinchuan Plain: 3D modeling based on geophysical data. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(2): 245-253.
链接本文:  
http://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1301      或      http://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I2/245
Fig.1  银川平原地质构造
1—全新统上部风积层;2—全新统湖沼积层;3—全新统下部风积层;4—全新统灵武组;5—上更新统马兰组;6—上更新统水洞沟组;7—上更新统洪积层;8—新近系干河沟组;9—新近系彰恩堡组;10—古近系清水营组;11—下白垩统宜君组;12—下白垩统庙山湖组;13—中侏罗统直罗组;14—中侏罗统延安组;15—上三叠统上田组;16—上三叠统大风沟组;17—中三叠统二马营组;18—下三叠统刘家沟与和尚沟并层;19—下三叠统刘家沟组;20—上二叠统孙家沟组;21—中上二叠统上石盒子组;22—中二叠统下石盒子组;23—下二叠统山西组;24—上石炭统羊虎沟组;25—上石炭统靖远组;26—上泥盆统中宁组;27—中上奥陶统米钵山组;28—下中奥陶统天景山组;29—中寒武统胡鲁斯台组;30—中寒武统陶思沟组;31—中元古代王全口组;32—中元古代黄旗口组;33—古元古代赵池沟岩群;34—古元古代宗别立岩组;35—古元古代宾布勒岩组;36—古元古代英云闪长岩;37—古元古代黑云母花岗岩;38—地质界线;39—推测地质界线;40—不整合界线;41—岩相界线;42—重要断层;43—隐伏断层;44—活动断层
地层 构造单元 密度特征/(g·cm-3)
区间 均值
新生界 新近系 南部斜坡区 2.11~2.29 2.19
古近系 陶乐—横山堡冲断带 2.00~2.04 2.02
南部斜坡区 1.92~2.19 2.08
中生界 白垩系 陶乐—横山堡冲断带 1.95~2.00 1.97
贺兰山褶断带 2.36~2.64 2.48
侏罗系 陶乐—横山堡冲断带 1.99~2.14 2.07
贺兰山褶断带 2.45~2.65 2.56
三叠系 陶乐—横山堡冲断带 2.39~2.53 2.46
贺兰山褶断带 2.60~2.77 2.67
古生界 二叠系 贺兰山褶断带 2.60~2.81 2.70
石炭系 贺兰山褶断带 2.49~2.65 2.57
奥陶系 贺兰山褶断带 2.63~2.73 2.69
元古宇 贺兰山群 贺兰山褶断带 2.72~2.83 2.78
Table 1  银川平原地区地层密度特征统计
地层 岩性 采集地区 密度均值/(g·cm-3)
全新统湖积层(Qh2l) 砂质粘土、粘土质砂及淤泥 永宁 1.80
全新统上部风积层(Qh2e) 中—细砂、粉砂 羊肠湾 1.88
全新统下部风积层(Qh1e) 细砂、粉砂、砂质粘土、粘土质砂及淤泥 陶乐 1.91
全新统冲积层(Qh2f) 粘土质砂、砂质粘土夹卵砾石、砂砾石 北滩 1.90
全新统洪积层(Qh1p) 砾石、砂砾石夹砂土 芦花 2.00
上更新统洪积层(Qp3p) 粘土质砂 闽宁 2.16
Table 2  银川平原地区第四系覆盖层密度特征统计
Fig.2  银川盆地2.5D人机交互反演剖面位置
Fig.3  Ⅴ-Ⅴ'剖面2.5D反演过程
a—G-G’大地电磁测深剖面;b—YC-1深地震反射剖面;c—V-V’剖面2.5D反演结果;ρ—地层密度;Q—第四系;N—新近系;E—古近系;K—白垩系;T—三叠系;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系;Pt—元古宇
Fig.4  银川盆地北部剖面2.5D反演结果
a—Ⅱ-Ⅱ’剖面2.5D反演结果;b—Ⅲ-Ⅲ’剖面2.5D反演结果;ρ—地层密度;Q—第四系;N—新近系;E—古近系;K—白垩系;T—三叠系;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系;Pt—元古宇
Fig.5  银川盆地中部剖面2.5D反演结果
a—Ⅵ-Ⅵ’剖面2.5D反演结果;b—Ⅶ-Ⅶ’剖面2.5D反演结果;ρ—地层密度;Q—第四系;N—新近系;E—古近系;K—白垩系;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系;Pt—元古宇;γδo—英云闪长岩
Fig.6  银川盆地南部剖面2.5D反演结果
a—Ⅷ-Ⅷ’剖面2.5D反演结果;b—Ⅸ-Ⅸ’剖面2.5D反演结果;ρ—地层密度;Q—第四系;N—新近系;E—古近系;K—白垩系;T—三叠系;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系;Pt—元古宇
Fig.7  银川断陷盆地内部分带断裂立体图
Fig.8  银川断陷盆地次级构造单元划分图
地层为新近系底
Fig.9  银川断陷盆地西部斜坡区立体图
黄色为新近系底,橘黄色为古近系底,绿色为奥陶系底
Fig.10  银川断陷盆地中央坳陷区立体图
Fig.11  银川断陷盆地东部斜坡区立体图
Fig.12  银川断陷盆地南部斜坡区立体图
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