本书首先在场源平面波模型的假设前提下推导了层状球体介质模型LMT一维正演公式，编写了层状球体介质模型一维正演程序；通过对理论模型的计算，研究了地球曲率对长周期大地电磁电磁场响应的影响，从而为LMT剖面资料的资料处理和反演解释提供了理论依据。第二，在对若干典型地形模型MT带地形二维正演模拟的基础上，分析了起伏地形对MT资料产生的畸变影响；根据本书的研究剖面碌曲-中江和名山-广元剖面的实际地形进行了模拟，考察了目标剖面大地电磁响应受地形影响的特点，并采用MT Zohdy二维带地形反演程序对受畸变的正演数据进行了反演计算，计算结果表明，MT二维带地形反演技术可有效的消除起伏地形对MT资料产生的畸变，取得了较好的效果。在后续章节，本书分别探讨了上扬地块西缘MT剖面和LMT剖面控制区域中上地壳电性结构模型和岩石圈电性结构模型。

前 言 上扬子地块西缘属青藏高原东缘，处于中国大地构造单元的重要部位，西部与青藏高原腹地相连，东部与上扬子地块相邻，是世界上地质构造最为复杂的地区之一，其独特的松潘—甘孜地块、龙门山碰撞构造带及川西前陆坳陷带等地质构造单元，一直是地质、地球物理学家研究的热点，尤其是龙门山碰撞构造带位于松潘—甘孜地块与上扬子地块接合部位，同时又处于中国著名的南北地震带上，是资源和地质灾害等领域研究的关键部位。多年来，有关上扬子地块西缘尤其是龙门山碰撞构造带深部壳幔结构等一系列关键问题受到地质、地球物理工作者的广泛重视和研究。 本书首先在场源平面波模型的假设下推导了层状球体介质模型长周期大地电磁测深法（LMT）的一维正演公式，编写了层状球体介质模型LMT的一维正演程序；通过对理论模型的计算，研究了地球曲率对长周期大地电磁电磁场响应的影响，从而为LMT剖面资料的资料处理和反演解释提供了理论依据。其次，在对若干典型地形模型大地电磁测深法（MT）带地形二维正演模拟的基础上，分析了起伏地形对MT资料产生的畸变影响；根据本书的研究剖面碌曲—中江和名山—广元剖面的实际地形进行了模拟，探讨了本次勘探目标剖面大地电磁响应受地形影响的特点，并采用MT Zohdy二维带地形反演程序对受畸变的正演数据进行了反演计算。计算结果表明，MT二维带地形反演技术可有效地消除起伏地形对MT资料产生的畸变，取得了较好的效果。在后续章节中，还分别探讨了上扬地块西缘MT剖面和LMT剖面控制区域中上地壳电性结构模型和岩石圈电性结构模型。 根据上扬子地块西缘MT和LMT电性结构模型，并结合地表地质的研究本书取得了以下主要成果： （1）根据碌曲—中江MT剖面反演结果，并结合地表地质和区域构造地质，编制了碌曲—中江MT剖面地质解释图，分析了上扬子地块西缘中上地壳电性结构特征；根据碌曲—合川LMT剖面反演结果，并结合地表地质和区域构造地质，编制了碌曲—合川LMT剖面地质解释图，分析了上扬子地块西缘岩石圈深部电性结构特征；根据名山—广元LMT剖面反演结果，并结合地表地质和区域构造地质，编制了名山—广元LMT剖面地质解释图，分析了该剖面深部壳幔电性结构特征。 （2）根据碌曲—中江MT剖面中上地壳电性结构特征，初步探讨了龙门山逆冲推覆构造的深部根源，推断可能是由于松潘—甘孜地块通过地壳内的低阻高导层相对上扬子地块向南东—南东方向运动，受到坚硬的上扬子地块阻挡而产生塑性形变，将应力传递给脆性的上地壳，因而产生一系列收敛于壳内低阻层的断裂带，并逆冲推覆于稳定上扬子地块之上，形成了上部高阻及下部高阻、中间夹低阻的逆冲断裂带独特的电性构造框架。 （3）根据碌曲—合川LMT剖面电性结构特征，初步探讨了中新生代以来上扬子地块西北缘边界，认为地表以茂汶断裂带为界，岩石圈深部以松潘壳幔韧性剪切带为界，以东的岩石圈为上扬子克拉通型岩石圈，以西的岩石圈为青藏增厚型岩石圈。 （4）根据碌曲—合川LMT剖面电性结构特征，初步认为龙门山碰撞构造带与川西前陆坳陷带结合带岩石圈内部发育高阻“楔形构造”（“楔形构造”由蔡学林首次提出。——著者注），推断龙门山及松潘—甘孜地块由于受到来自东南方向巨厚刚性的上扬子地块和西部青藏板块的双向挤压，松潘—甘孜地块中上地壳向东向上扬子地块西缘逆冲推覆，中下地壳及上地幔顶部向东向深部俯冲的态势，使上扬子地块像高阻楔形体一样插入龙门山内部，形成具有高阻“楔形”特征的构造。 （5）根据碌曲—合川LMT剖面电性结构特征初步提出，青藏高原东缘物质除向北向南运移外，还有向深部向东南运移的态势。 （6）根据名山—广元LMT电性剖面初步探讨了“5?12”汶川地震及余震分布规律：“5?12”汶川地震发生在龙门山南段低阻（低速）带与龙门山中段高阻（高速）结合带高阻（高速）块体的内侧，这很可能是强震发生的重要深部构造背景；龙门山断裂带北段、中段和南段深部不同的电性结构（速度结构）特征是“5?12”汶川地震发生的重要深部背景，龙门山断裂带南段具有低阻、低速的构造特点而不利于应力集中可能是“5?12”汶川地震余震在龙门山南段分布较少、较小的基本原因之一。 本书出版得到了国家自然科学重点基金项目（40839909）全国高校黄大年式资源勘查工程教师团队（教师函〔2018〕1号）、贵州省地质资源与地质工程省级重点学科（ZDXK〔2018〕001）、贵州省地质资源与地质工程人才基地（RCJD2018-3）、贵州省普通高等学校“隐伏矿床勘测”创新人才团队（黔教合人才团队字〔2015〕56号）、贵州省岩溶工程地质与隐伏矿产资源特色重点实验室（黔教合KY字〔2018〕486号）及贵州理工学院高层次人才科研启动经费项目“地面TEM数据地形校正及电磁干扰压制技术研究”的联合资助。 研究过程中得到成都理工大学王绪本教授及资深地质专家蔡学林教授在方法和理论上的悉心指导和帮助。项目实施过程中参与野外工作和研究的人员还有成都地调中心张伟副研究员、中科院贵阳地化所刘云副研究员、成都理工大学简兴祥副教授和李军副教授等。 本书成稿付梓之际，谨向贵州理工学院资源与环境工程学院、成都理工大学和参与研究工作的专家、学者和为项目研究提供资料的单位表示最诚挚的感谢。 由于作者水平所限，书中疏漏之处，敬请广大读者批评指正。 著 者 2018年11月

目 录 第1章　绪论 1 1.1　概述 1 1.2 研究目的及意义 4 1.2.1 研究目的 4 1.2.2 研究意义 5 1.3 国内外研究现状 5 1.3.1 长周期大地电磁法在我国大陆岩石圈深部结构探测中的应用 5 1.3.2 上扬子地块西缘构造带深部地质构造的已有认识 7 1.3.3 前期工作存在的主要不足 12 1.4 研究内容及思路 13 1.4.1 研究内容 13 1.4.2 研究思路 15 1.5 研究取得的主要成果和创新点 16 1.5.1 取得的主要成果 16 1.5.2 创新点 18 第2章　地球曲率对LMT资料的影响研究 19 2.1 LMT的数学物理基础 20 2.2 层状球体介质模型LMT正演理论 22 2.2.1 LMT理论的假设 22 2.2.2 平面波入射均匀介质球体的波阻抗 23 2.2.3 平面波入射多层介质球体的正演理论 27 2.3 理论模型算例 29 2.3.1 均匀球体模型和均匀半空间模型 29 2.3.2 模型二 2层介质模型 33 2.3.3 模型三 H型介质模型 35 2.3.4 模型四 HK型介质模型 36 2.3.5 模型五 6层地电模型 39 2.3.6 模型六 典型稳定地台地电模型 41 2.4 地球曲率对LMT的影响分析 43 2.5 本章小结 44 第3章　MT Zohdy二维带地形反演成像技术 45 3.1 MT二维地形影响分析 46 3.1.1 模型一 凸地形模型 46 3.1.2 模型二 凹地形模型 55 3.1.3 模型三 斜坡台阶地形模型 64 3.1.4 模型四 垂直台阶模型 68 3.2 MT Zohdy二维带地形反演理论 74 3.3 二维地形模型反演计算 76 3.3.1 模型一 凸地形含低阻体模型 76 3.3.2 模型二 凹地形含低阻体异常模型 79 3.3.3 模型三 复杂地形含低阻体异常模型 82 3.3.4 模型四 凹地形含高阻体模型 84 3.3.5 模型五 复杂地形含高阻体模型 87 3.4 碌曲—中江剖面和名山—广元剖面地形影响分析 91 3.4.1 碌曲—中江剖面地形影响分析 91 3.4.2 名山—广元剖面地形影响分析 95 3.5 本章小结 100 第4章　碌曲—中江MT剖面中上地壳电性结构特征 101 4.1 研究区域地质背景 102 4.2 剖面位置及野外观测 103 4.3 宽频大地电磁资料处理与定性解释 104 4.3.1 视电阻率和阻抗相位曲线分析 106 4.3.2 区域电性主轴和二维性分析 113 4.4 大地电磁带地形二维反演 121 4.4.1 资料预处理 121 4.4.2 MT二维反演解释 122 4.5 中上地壳电性结构特征分析 123 4.5.1 中上地壳电性剖面电性结构基本特征 123 4.5.2 中上地壳电性剖面构造分区 126 4.5.3 西秦岭造山带中上地壳电性结构 126 4.5.4 松潘—甘孜地块中上地壳电性结构 127 4.5.5 上扬子地块中上地壳电性结构 128 4.6 取得的主要认识 130 4.6.1 中上地壳壳内低阻高导层分布态势 130 4.6.2 中上地壳尺度上初步探讨龙门山逆冲推覆构造的深部根源 131 4.6.3 初步推测川西前陆坳陷带内存在德阳古凹陷 131 4.7 本章小结 131 第5章　碌曲—合川LMT剖面电性结构及其构造意义 133 5.1 LMT剖面位置和野外资料采集 134 5.2 LMT资料处理与定性分析 137 5.2.1 宽频MT和超长周期LMT资料拼接 139 5.2.2 视电阻率和阻抗相位曲线分析 143 5.2.3 区域电性主轴和二维性分析 146 5.3 超长周期大地电磁资料反演解释 156 5.4 超长周期大地电磁剖面岩石圈电性结构特征 158 5.4.1 岩石圈电性剖面电性结构基本特征 158 5.4.2 超长周期大地电磁测深电性剖面构造分区 158 5.4.3 西秦岭造山带岩石圈电性结构特征 159 5.4.4 松潘—甘孜地块岩石圈电性结构特征 159 5.4.5 上扬子地块岩石圈电性结构特征 160 5.5 上扬子地块西缘岩石圈深部边界探讨 161 5.6 龙门山碰撞造山带岩石圈高阻楔形构造探讨 163 5.7 取得的主要认识 164 5.8 本章小结 165 第6章　名山—广元LMT剖面电性结构特征 167 6.1 LMT剖面位置和野外资料采集 168 6.2 LMT资料处理与定性分析 169 6.2.1 LMT资料处理 169 6.2.2 视电阻率和阻抗相位曲线分析 170 6.2.3 区域电性主轴和维性分析 173 6.3 超长周期大地电磁资料反演解释 176 6.4 名山—广元LMT剖面壳幔电性结构特征 178 6.5 “5?12”汶川地震及余震分布规律探讨 182 6.6 本章小结 184 第7章　结论 186 7.1 完成的主要工作 186 7.2 取得的主要成果 188 7.3 下一步的工作方向 190 参考文献 192