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Electrical structure of the Longling area in western Yunnan and its effect on route selection of the Dali-Ruili railway

Authors:

Abstract

The Gaoligong Mountains, where the Dali-Ruili railway will pass through, is located in the southern section of the Hengduan Range near the collision suture zone between the India and Eurasian plates, featured by large terrain relief, complex structure and strong activity. The Gaoligongshan tunnel is one of the key projects, for which the biggest difficulty in geological route selection is how to understand the deep tectonic environment. Especially it lacks knowledge on the deep geological structure related to the geothermics, earthquakes and so on. This paper takes the Gaoligongshan tunnel as the main research object, by processing, interpreting and inverting the magnetotelluric (MT) data along the Gaoligong Mountain zone, to probe the deep electrical structure below the Gaoligongshan tunnel. A 3D vertical fault model is constructed according to the geological conditions around the tunnel, which is also based on the analysis of the relationship between the regional geological structure and the main engineering geological problems. The 3D finite element forward modeling results show that the lateral resolution is related to the distance and position of survey points, the closer distance leading to higher resolution. And the resolution can be enhanced when the survey points coincide with the projection locations of the fault on the surface. Data processing and analysis include calculation of the electric strike and 2D skewness of the area using MT phase vector decomposition and NICG 2D inversion of apparent resistivity and phase data, which reveals the electrical structure above 10 km depth of the Tengchong block, Longling-Ruili structure zone and Baoshan block and the relationship between them. The results show that the electrical structure of the profile CD can be divided into three parts. The electrical structure of the Tengchong block is bedded better than Baoshan, both of which are characterized by high resistivity. Below 3 km depth of the Longling-Ruili structural zone between the two blocks is a low resistivity belt nearly vertically extending below 3km, likely reflecting the Dingqing-Nujiang collision suture zone in western Yunnan. The six deep buried faults closely related to the engineering are explained by the profile AB, and it is inferred that the fault F7-3 is responsible for the 1975 Longling MS7.3 earthquake according to the seismic geology, surface geology and deep background. There is a low resistance channel with maximum depth of about 4 km which begins from the Huangcaoba fault on the surface and extends downward, probably controlling the deep-circulation channel of geothermal together with the Huangcaoba fault, which is considered to be the important engineering geological condition for the Gaoligongshan tunnel scheme, forming a relatively low-temperature channel at the position of the line. In sum, the exploration results show that the electrical structure of the Longling area in western Yunnan reveals the characteristics of deep buried faults and the fractured deep-circulation channel of geothermal of the Gaoligongshan tunnel, which provides the evidence of deep geological background for the route selection of the engineering project.
卷 第
     
 
 
 
余年胡祥云李坚等
滇 西龙 陵 地 区 地壳 电 性 结 构及 其 对 大 瑞 铁 路 地 质 选 线 影 响 研 究 地球 物 理 学 报
uN
uX Y
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nwnY
eD
nC
西陵地 构及
铁路 线研究
祥云
重庆大学电气工程学院重庆 
中国 地质 大学 地球物理与空间信息学院武汉  
中铁二院工程集团有限责任公司成都 
河南理工大学物理与电子信息学院河南焦  
成都 理工 大学 球勘 探与信 息技 教育部重点实验室成都 
摘要   贡山 地处 印度 板块 与欧 亚板 块碰 缝合 带附 近的 横断 山脉 南段 是 大 理瑞 丽 铁 路 大瑞线的 必 经 之
地形起伏大构造复杂动性 黎贡 山隧 道作 为全 线控 性工 程之 其 地 质 选 线 的 最 大 困 难 就 是 对 隧 道
深部构造环境的了解特别 缺少 对与 地热 地 震 等 联 系 紧 密 的 深 部 地 质 构 造 的 认 识
为 此 本文以大地电磁方法
手段 以高黎贡山隧道为主要研究对象通 过 对滇 西 龙 陵 地 区 高 黎 贡 山 隧 道 越 岭 段 两 条 大 地 电 磁 剖 面 数 据 的 处
理解释对研究区的地壳电性结构特征进行了勘探研究
结 合区 域 地 质 构造 特 征 与 主 要 工 程 地 质 问 题 之 间 关 系 的 分
根据 隧 道 主要 断 层 地质 条 件设 计 了 三维 垂 直 断 层 模 型利用三维有限元开展正演模拟研究发现测 点 点 距
置与横向分辨率密切相关点距 辨率 越高 测 点 位 于 断 层 在 地 表 投 影 位 置 能 有 效 提 高 分 辨 率
采 用 大 地 电
磁 阻抗 张 量 分 解技 术 对 两 条剖 面 上 各 测点 的 二 维 偏离 度 和 电 性走 向 进 行 了计 算 和 分 析 对剖面视电阻率和阻抗相
位数据进行了二维 联 合 反 演 研 究 揭 示 了 沿 剖 面 的 腾 冲 地 块 龙 陵 瑞丽断裂带及保山地块0k深 度 的
电性结构特征及相互关系
结果表明电性 结构 现区 域构 造的 三分 冲地 块电 结构 成层 性较
山地块成层性较差两者均以中高阻电性特征为主中 间 夹 龙 陵 瑞丽断裂带电 性 结 构 反 映 从 3k深 度 以 下 存
在几乎近于直立延伸的低阻带推 测 为 班 公 湖怒 江 缝 合 带 滇 西 段 丁 青 怒 江 缝 合 带 的 反 映 剖 面 共 划 分 了
条与工程密切相关的深部隐伏断裂结 合 地 震 地 质 地 表 地 质 及 龙 陵 地 震 深 部 背 景 研 究 推 测 断 裂 为
级地震断裂从地表黄草坝断裂开始向下延伸有 一 条 发 育 最 大 深 度 约 为 4k的 低 阻 通 道推 测 为 地 热
断裂深循环通道其与 草坝 断裂 共同 控制 研究 区地 下热 的补 径 流 和排 泄 条 件 在 高 黎 贡 山 隧 道 线 位 位 置 形
成了一个相对低温通道为隧道方案成立的关键工程地质条件
探结 果表 滇 西 龙 陵 地 区 地 壳 电 性 结 构 有 效 的
反映了高黎贡山隧道深部隐伏断裂和地热断裂深循环通道等深部构造特征为 大瑞 线 隧 道 工 程 地 质 选 线 提 供 了 深
部地质背景依据
关键词 大地电磁测深 黎贡 地热撞缝 合带 深循 地质 选线
中图分 类号 
稿日期
收修定稿
基金项目 国家 自 然 科 学 基 金
国 家 重 点 研 发 计 划 专 项 项 目
和 中 国 博 士 后 科 学 基
合资
第一作者简介 余年
年生 士后 研究 主要从事地球探测与信息技术研究
通讯作者 胡祥云
年生 博士生导师主要从事电磁理论应用教学与研究工作
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
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地 球 物 理 学 报
 
eG
pg
 
 
铁 路 选 线 坚 持 工 程 地 质 选 线 为 基 本 原 则其 核
心是在各勘测设计阶段采用综合勘察手段对线路沿
线 的地 质 环境 与 地 质 体 的 稳 定 性 进 行 评 价 或 预 测
包括地基稳定性 坡稳 定性 山体稳定性
稳定性 中区 域稳 性尤为重 彭建兵等
吴光等
因 而 针 对 复 杂 山 区 铁 路 开 展
以壳幔异常隆起构造为代表的深部构造与地质选线
关系研究是 当前 工 程 地 质 学 研 究 的 前 沿 课 题 和 发
展趋势
研究深部 地质 结构 方面 大地电磁测深法
已 成 为研 究 地 球 岩 石 圈 结 构 的 主 要 地 球 物 理
手段之一 以天 然平 面波 为场 通过长周期观测
相 互正 交 的电 磁 场分 量 获 取 深 部 地 电 结 构 信 息
汤 吉 等
魏 文 博 等
王绪本
金 胜 等
ieta
詹 艳 等
建泛亚铁 路大 丽线 简称大瑞线
缅 国际 铁 路通 道 的 重 要 组 成 部 分全 线 最 长 隧 道 高
黎贡山隧道长达4k是 亚 洲 最 长 铁 路 隧 道
大瑞线工程条件具有三 高 高 地 热 高 地 应 力
地震烈度四 活 跃 活 跃 的 新 构 造 运 动活 跃 的
地热水环境 跃的 外动 力地 质条 活跃的岸坡浅
表改造过程 是目前国内艰险山区地形地质条
件 最为 复 杂的 一 条 铁 路 蒋 良 文 等
杜 宇 本 和
蒋良文
李 坚 等
高 黎 贡 山 隧 道 地 处 板
块碰撞缝合带 大活 动断 层发 强震和高温水热
活动频繁 良地 质现 象分 布集 地质条件极为复
过浅 部物 钻探和遥感解译等手段对浅地表
地质结构有了较好的认识 对与 地热 地震等联系
紧密的深部地质结构情况无法掌握
本文通过对大瑞线高黎贡山越岭段两条
剖 面的 数 据处 理 与 反 演 解 释揭 示 了 高 黎 贡 山 越 岭
段各构造单元0k深度的电性特征及相互关系
建立 三 维数 值 模 型 探 讨 测 点 点 距 与 横 向 分 辨
率的关系 点讨 论了 深部 隐伏 断裂 地下热水循环
系统地 表断 层 的 阻 水 隔 热 作 用 与 高 黎 贡 山 隧 道 深
部电性结构的关系为 高 黎 贡 山 隧 道 工 程 地 质 选 线
供深部地 质背 景依
剖面 沿 高 黎 贡 山 隧 道 中 线
经 龙 陵镇 安 至 怒 江 坝 方位角为
°
全长
地质 造上 处于 山地
起芒棒 经黄草 蚌渺至象达 6k
其中
段 方位角°
°
地质构造上剖面穿越龙陵瑞 丽 断 裂
北段和南端分别进入腾冲地块和保山地块
制龙陵瑞丽断裂带的重要 剖面测点点距为0m
地电磁测 深点
 研究区地质特征及主要工程地质问题
高黎贡山地处印度板块与欧亚板块碰撞缝合带
附近的横断山脉南段 道穿 越高 黎贡 山主
伏大
加里东和燕山末期发生褶皱变质 成高
山构造岩 浆变 质杂 岩带 钟大赉等
马拉
运动以来 受青 藏 高 原 向 南 南 东 强 力 楔 入 和 印 度
板 块向 北 偏东 的 强 烈 推 挤 的 叠 加 作 用地壳强烈抬
加之川滇菱形地块向南南东滑移导致区内新构
运动强烈 褶皱和断裂构造极其发育以活动断裂
模大与分 布密 强地震活动水热活动频繁为主
特征表现 为 强烈 的 垂 直 差 异 运 动 和 块 体 的 侧 向
滑 移及 近 南北 向 断 裂北西向断裂右旋位移和北东
裂 左 旋 位 移 为 代 表 的 断 裂 活 动 吴 中 海 等
光伟
复杂的地质条件导致高黎贡山隧道具有高地温
高温高压 热水 深大活动断裂带强震高地应力
岩爆 与 软岩 大 变 形放 射 性 有 害 气 体岩溶与岩溶
等工程地 质问 杜宇本和蒋良文
程建
设 难度 极 大
本 文 主 要 利 用 MT 法对 深 大 活 动 断 裂
强震和地热及其相互间关系进行勘探研究
  距与 向分 率关 值模
研究
通常深大构造电性结构研究采用的点距为几公
甚至几十 公里 但工程地质选线需要探测规模较
的构为保证探测的横向分辨率本次研究采用
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
 西高 黎贡 山地 区地 构造与大地电磁测深剖面位置
 
fMTs
gp
eG
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的点 0 m.
采 用高 密 度 点 距 进 行 高 精 度 勘 探
提高 方法的横向分辨率具有实际意义
针 对
高 黎贡 山 隧道 主 要 断 层 的 实 际 地 质 条 件我 们 对 相
关 异常 体 模型 进 行 了 模 拟 研 究 目 的 是 为 利 用
法对高黎贡山隧道深部背景进行勘探的有效性提供
理论依据
  演模 拟理
近年 来 随着 计 算 机 技 术 的 迅 速 发 展 二 维
正 反演 算 法的 研 究 已 趋 于 成 熟但 实 际 地 质 情 况 往
往 为三 维 问 题 为促进 方 法 的 发 展 和 应 用
须是解决复杂地形条件下大地电磁场的三维正演模
拟和反演计算问题
限元 世浙
于变
分 原理 和 插值 基 函 数 形 成 稀 疏 矩 阵优 点 在 于 适 应
杂地形和地质模型被 许 多 学 者 采 用
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汤 井 田 等
刘 长
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顾 观 文 等
本 文在 前 人研 究 基 础 上采 用 有 限 元 四 面 体 剖 分 法
实现了三维 数值模拟 技术
  值与 变分 问题
方程 组 可 得 到 电 场 矢
和 磁 场
足的统一 微分 方程
Δ
×
Δ
×
, (
其中
ω
μ
σ
ω
ε
μ
边 界条 件 以 极 化 为 例
平 面
令场源
方 向 无 分 量 值
四 个 垂 直 边 界 面 电 磁 场 传 播 方 向
与边 界面 向垂
面电 磁场
指 数 规 律 向 下 传 播
χ
为任意常= -
ω
μ
σ
消去
采用加权余量法求 解微分方程 近似
的变
δ
乘方
且对全区域进行积分可得
Ω
Δ
×
Δ
×
·
δ
Ω
Ω
Δ
·
Δ
×
×
δ
[ ]
Ω
Ω
Δ
×δ
·
Δ
×
Ω
Ω
Δ
·
Δ
×
×δ
[ ]
Ω
Γ
Δ
×
×δ
·
Γ
根据 界条
δ
四个垂直边
设异 常场 影响 电 场
只 有
分 量
δ
分量
Δ
×
×δ
·
Γ
Δ
×
×δ
=-
δ
  
Ω
Δ
×δ
·
Δ
×
Ω
Ω
·
δ
Ω
     
GH
δ
Γ
 三维有限元正演
三维地质空间可剖分为若干个六面体单元六面
体 进行 四面体 剖分可剖分为六个四面体单元
地 球 物 理 学 报
 
 瑞线 高黎 贡山 隧道 构造 体系
江断
帮迈邵家寨断层
观音山 洞断
上马头帮别断层
龙山冷水箐断层
龙 陵
丽断层
木桥 断层
华山 新寨 断层
黄草坝断层
苏帕河断层
锭地园断层
剖面
高黎贡山隧道线位
剖面 D.
 
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1 N
2 B
3 G
4 S
6 L
1 L
2 L
3 B
1 H
4 S
BPeABadG
DPeCD.
 维模 型空
 
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 四面体单元
 
mo
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
设 四面 体单 元 中 任 意 一 点
构造 形 函 数
体积坐标
为 四面 体 体 积
为 第
个 子 四
面体的体积
, (
从而可得
 
δ
δ
δ
δ
 
( )
( )
 
( )
( )
 
( )
( )
δ
δ
δ
分别是
变分
将 区 域 积 分 分 解 为 各 单 元 积 分 的 线 性 组 合
  
Ω
Δ
×δ
·
Δ
×
Ω
Ω
Ω
·
δ
Ω
    
GH
δ
Γ
根据边值条件求出各四面体单元系数矩阵总体
式得
  
    
, (
的任意性所以最后得到大型线性方程组为
, (
为系数矩阵
为 未 知 数 变 量
数 组
值对应点位置上的系数
乘上一个很大的数并 将
右侧列向量
元素改为
×
×
样得
最终需要 求解 的方 程为
, (
用 变带 宽 方式 存 储 系数 矩 阵
用共轭梯度法求解
线性方程组
视电阻率和相位的计算方法参见文
 型模拟分
高黎 贡 山主 要 断 层 最 小 宽 度 约 为 0 m为 检
法 是否 能 有 效 分辨 宽 度 为 0 m 的 断 层
分 析测 点 点距 与 横 向 分 辨 率 间 的 关 系设计如下三
地电模型 进行 模拟 分析
垂直断层模型垂直断层的几何尺寸为
0 m×0 m×0 m电阻 率为 Ω
·顶面
0 m围 岩 电 阻 率 为 Ω·频 率 范 围
1H
测线位置
点距分别按
0 m 0m 行正 演模
为两种不同模式和点距情况下正演计算得
到 的视 电 阻率 拟 断 面 图不同点距测点分布分别在
上进行了 标注
从正演结果可以看出测点点距越
法 对断 层 的 分 辨 率 越 高
模 式 对 断 层 的
反 映 比 模式更明显当 有 测 点 位 于 断 层 在 地
影位置时 正演结果能反映断层的存在可有
方法的分 辨率
模 型正 演 结果 表 明 利 用 法 对 断 层 进 行 探
合 理的 分 布 测 点 可 提 高 横 向 的 分 辨 率
因 此
在 高黎 贡山 隧 道 采 用 0 m 点 距 进 行 高 精 度
可有效的识别宽度为0 m 的主要断层
 黎贡山隧 勘探研究
 研究区地球物理特征
研究区除白垩系缺失外自寒武系至第四系均
出 露 岩 性 复 杂 既包括不同时代的碎屑岩碳 酸
 维垂 直断 层模
垂直 截面
测线布置
 
hoDvtm
地 球 物 理 学 报
 
 维垂 直断 层模 型视 电阻 率正 演结
点距
;(
点距 层上 存在 测点
模式 点距0m
断层上不存在测点;(
模式 点距0 m断层上存在测点
点距 0 m断 层 上 不 存 在 测 点;(
模 式点距0 m
;(
模 式
0 m 层上 存在 测点 ;(
模 式 0 m断层上不存在测点
模 式 0 m断层上存在测点
0 m断层上不存在测点
 
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盐岩变质岩也 包 括 不 同 时 期 的 岩 浆 岩
根 据 实 际
露头及钻孔综合测井并 根 据 不 同 地 层 统 计 出 研 究
区电性参数如 表
从 地 层 电 性 参 数 统 计 结 果 看
各 地层 电 阻率 有 一 定 的 差 异具 有 开 展 大 地 电 磁 勘
探试验的物性前提
 据采集与 处理
外资料采 集采 用了 六台加拿 公 司
多功能电法仪其 配 置 的 MT大 地 电
专用磁棒频率范围为0 H2 H
目组
月进行了为期六个月的 野 外
剖面测量资 料采 集 记 录 了 大 地 电 磁 五 个 分 量 时 间
为 保证 视 电阻 率 和 阻 抗 相 位 资 料 周 期 的 有 效
所 有测 点 野 外 记 录 时 间 均 超 过
资 料 处
理采 用 数 据处 理 软 件 将 观 测 的 时 间 序
列进行傅立叶变换得出电磁场的自 功率
资料处理技术
tad B
估 算 大 地电 磁 张 量 阻 抗
得到 的大部 分测点 有效频 率范围 0H
 性结构分
MT法 二 维 反 演 技 术 已 较 为 成 熟 但 研 究
 研究区地层电性参数
 
地层 主要 岩性 阻率
Ω
·
新生界 砾石 粘土 质黏
新生界
橄榄玄武岩 孔状 玄武 粒玄岩
中生界
玄武岩夹紫红色泥岩粉砂岩
中生界
细晶 白 云 致 密 块 状 白 云 岩 夹 角
砾状白云岩
上古生界
泥质 灰岩 生 物 碎 屑 灰 岩 暗 红 色 铁
质砾 砂岩
上古生界
中厚 层 状白 云 质 灰 岩 夹 灰 岩
理岩
上古生界
紫红色浅 灰 色 薄
中 层 泥 岩砂 岩
砾岩
下古生界
灰质 粉 砂 岩 夹 白 云 质 灰 岩砂 质 白
云岩
下古生界 板岩 石英砂岩砂岩夹灰岩
下古生界 板岩 千枚岩夹粉砂岩灰岩
下古生界
片麻岩变粒岩夹片岩板岩
内北东向 的龙 瑞丽断裂带与近南北向的高黎
山构造带 及怒 江断 裂拼 构造 为复 要详
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
细 对沿 剖 面的 电 性走 向 和 二 维 性 特 征 进 行 分 析
乐寿和王光锷
 造走向分
电 性 构 造 走 向 的 确 定 是 利 用 研 究 区 已 知 的 构
质资 料和 电性 主轴 方位 来判
出了
剖 面部 分典 型 测 点 相 位 张 量 阻 抗 分 解
计 算 得到 的 电 性主 轴 方 位 角 玫 瑰 图
图 中
可见 剖 面 在 测 点 以 东 测 点 的 电 性 走 向
指向近南北向说 明 这 一 段 测 线 方 位 与 电 性 走 向 夹
角约为°
以 西 测 点 电 性 走 向 指 向 北
测 线 方向 基 本 平 行 构 造 走 向 剖 面 在 测 点
以 北 测点 的 电 性 走 向 指 向 近 南 北 向测 线 与
电性走向夹角约°
以南测点电性走向
指向北东向
段测线与电性走向
角约 °
以南测线与电性走向夹角
°
剖 面 测 点 按 照 测 线 方 向 与 电
性主轴方向交角进行旋转分 别 获 得 垂 直 构 造 走 向
方向的 模式 平行构造 方向 模式的视电
阻率和阻抗相位
 性分
阻 抗 张 量 分 解
维偏 离度 结果 除龙陵瑞丽构造带及
邻 区部 分 测点 二 维 偏 离 度 相 对 较 高其 他 测 点 基 本
说明沿 剖面主体部分具有二
汤吉等
因 此 旋 转 至 电 性 主 轴 方 向 的 电
性结构可以采用二维模型进行反演
 反演解释
反 演 计 算 在 大 地 电 磁 处 理 与 解 释 系 统
下 进 行针 对 本 次 研 究 测 点 较
精 度要 求 较高 的 特 点 反 演 计 算 的 步 骤 为 首 先
变换 结 果 为 初 始 模 型进 行 稳 定 收 敛
对初始模型依赖 程度 小的 一维
然后以此结果为初始模型再进行稳定
收敛 度快的二
d M
绪本
终得 反演计算 结果
人研究发 式都 较好的拟
始数据时 采用 联 合 反 演 方 式 可 以 最 大 程 度 增 加
反 演模 型 的约 束 效 果 肖 骑 彬 等
因 此 二 维
反演时采用 两种模式的视电阻率
和 阻抗 相 位联 合 反 演 方 式
考虑到剖面横跨不同的
造单元且 数据 量较 特别是 剖 面反 演 解 释
时 是把 剖 面分 成 两 段 进 行 反 演每 段 反 演 拟 合 误 差
到要求后 再把两段的反演结果作为初始模型
条剖面进 行反 最终得到剖面的二维反演结果
给出了两条剖面实测的视电阻率和阻抗相
位 和二 维 反 演 得 到 的 理 论 响 应 数 据 的 拟 断 面 对 比
以看 实 测 数 据 与 理 论 响 应 模 型 拟 合 较 好
二 维电 性结 构 反 演 结 果 和 图
可用于研究
构造解释
 性结构特 征分
  电性 特征
剖面 的 电 性结
可以看出电 性
剖 面从 横 向上 由 北 向 南 呈 现 区 域 构 造 的 三 分 性
地表 黄草坝断层测 点
以 北 为 腾 冲
地表出露的为高黎贡山群变质岩系 冲地
电性结构成层性较好 上部 电阻 率相 对较
围为
Ω
·推测为中上元古变质岩系的
征反
以南为保山地块地表出露的
华 力 西 印 支 期 和 燕 山 期 花 岗 岩 局 部 出露 的 有 公
王绪本高永 余年等
二维 大地 电磁 处理 与解 释系
计算机程序成都理工大学
  点最 佳主 轴方 位玫 瑰图
 ed
lM
地 球 物 理 学 报
 
 
剖面实测与 型理 论计 算的 极化模式的视电阻率和阻抗相位柱状图
观测 电阻
观测的 抗相 ;(
观测的TM 视电阻率
观测 抗相
计算的视电阻率;(
计算的 抗相 ;(
计算的TM 视电 阻率
计算的TM 阻抗相位
 
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d TE a
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M a
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dCD .
em
,(
,(
养河群中浅变质岩其电性结构成层性较差 深为
5k的 部 分 电 阻 率 相 对 较 低
6k
阻率相对较高 华力 西印 支期 的侵 入花
0k深度范围为太古
的中深变质岩
电阻率较高
测 点
段 属 龙 陵
丽断裂带从 电 性 结 构 来 看 约 3k深 度 以 上 电 阻
率相对较高电阻率的变化范围为
Ω
·
为燕山期的花岗岩侵入
深度以下的 电阻率
化范围为
Ω
·
为近于直立的低阻带反映
剖面北段位置整体与高黎贡山断裂群小角度相
于高 黎贡 山断 裂群 倾向 西北方因此在电性
结构反映为一条埋深约为5k的低阻断裂带
  性特
的 电 性 结 构 如 图 所 示 其 属 于 保 山
电 性结 构 大 致 可 以 分 为 两 部 分
测 点
以 东以 低电 阻 率 电 性 特 征 为 主 上 部
5k
古生 代 浅 变 质 岩 和 中 生 代 沉 积 岩 的 反 映中 部
9k可 能 为 中 元 古 和 晚 元 古 中 浅 变 质 岩
0k范围 为 中 深 变质 岩
测 点
以 西电 性成 层 性 较 好上 部 深 5k以 上 电 阻 率
对较推 测 为 燕 山 期 花 岗 岩 的 反 映
5k
度 以下 为 太 古 宙至 元 古 宙 变 质 岩 系 组 成
中 上元 古 中浅 变 质 岩 系
为 太 古 宙 中 深 变 质
受燕山期花岗岩
穿过基底侵入到中晚元古及下古生界 武系的公
河群的中 浅变 质岩
由于 为隧道中线位置需重点对与工
程相 关 的 深 部 断 裂 进 行 解 释
根 据 剖 面电 性 结
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
地 球 物 理 学 报
 
构 共解 释 了 条深部隐伏断裂分 别 为
均 有可 能 为 地 热 热 水 的 通
应 引起 足 够 的 重 视
其 中 断 裂 与 地 表 断 裂
栗僳田断层相接共 同 错 断 了
等 地 表 断 裂 将 浅 部 和 深 部 分 隔 为 两
个明显不同的电性层即 上低 下 高 的 电性 结 构
与地表断裂姜家 营断 层 相 接 为 花 岗 岩 中 的
与地表断裂 大坪子田 新 坡 断 层
为 花岗 岩 中 的 断 裂反 映 较 为 明 显 结 合 地 震
地质地 表 地 质 及 龙 陵 地 震 深 部 背 景 研 究 虢顺民
晋南
推 断 该 断 裂 可 能 是
龙陵 级地震断裂对 线路 影 响 较 大
怒江断裂相交对 怒 江 断 裂 深 部 走 向 有 较 大 的 影
而 怒江 断 层 为 与 线 路 相 交 且 影 响 较 大 的 断 裂
断 裂 与 镇 安 断 层 相 接根 据 钻 孔 揭
镇安 断 裂 上 部混 合 花 岗 岩 推 覆 在 下 盘 公 养 河
群和燕山期花岗岩上
断裂将浅部和深部分隔
为 上低 下 高 的 电 性 结 构
断 裂 与 断 裂 在
深部相交为 明 显 的 花 岗 岩 中 的 断 裂 断 裂
共同对地表断裂产生影响同样对线路影响较大
 
 丁青江碰撞缝 合带 存在 的证
江碰 撞缝 合带 为班 公湖 怒江缝合带
在滇西段的延伸 其位 置未 有定 是沿怒江河谷
延伸插入保山地块 南省 地质 矿产
沿高黎贡山碰撞构造带和龙陵瑞 丽 断 裂 带 延 伸
潘 裕生 和 孔 祥 儒
钟 大 赉 等
还 是 沿
怒江向南与滇西古特提斯主洋盆昌宁孟连结合带
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王 希 斌 等
西 藏 自
治 区地 质 矿 产 局
蒋 光 武 等
还 是 腾 冲
地块整体作为推覆构造体把班公湖怒江缝合线压
在下面 义昭
测 点
段 电 性 结 构 反 映
3k深 度 以 下 存 在 向 下 展 布 的 低 阻 带 剖 面
余年 蒋良文李坚等
大理 至 瑞 丽 线 高 黎 贡 山 越 岭 地 段
大地电磁法
勘 探 报 告
成 都中 铁 二 院 工 程 集 团 有 限 责
任公司
0k反演结果
反 映 该 低 阻 带 几 乎 近 于 直 立 延 伸
0k以 上
根 据 地 质 研 究 表 明 保 山 地 块 和 腾
冲地块之间在三叠系晚期和下侏罗之间存在陆间的
槽存 在深 水型 陆相 积岩期间伴有大陆型
碱 性玄 武 岩 喷 出 未 经 分 异 的 原 始 地 超 基 性
为 碰 撞缝 合 带 的 标 志 之 一它 可 能 是 构 造 碰 撞
的侵入结 钟大赉等
中侏罗沉积前陆盆
地 的磨 拉 石沉 积 不 整 合 在 碰 撞 缝 合 带 之 上
由 此 表
发现的陡立低电阻率带可能为右旋走
碰撞缝合 的产 右旋走滑的形成是印度板块和
欧 亚板 块 碰 撞 引 起 保 山 地 块 向 南 东 逃 逸 形 成 的 结
深地震反射探测成果 计法 和刘 保金
明 龙 陵 瑞丽断裂带下方有两条深断裂其中南侧
的 深断 裂 下延 至 上 地 壳其反映的深部结构与本次
性结构相
因 此 通过本次电性结构研究推 测
瑞丽断裂带深处存在丁青怒江碰撞缝
 地热断裂深循环系统特征
高 黎贡 山 隧 道 位 于 地 中 海南亚地热异常带
为区 域 性高 热 流 区区 内 高 温 沸 泉 热 泉温 泉 等 数
度大 除受构造控制外还 受 地 形 地 貌 条 件
制约高 温 对 工 程 建 设 具 有 极 大 的 影 响 李 光 伟
因 此 地 热 问 题 在 高 黎 贡 山 隧 道 选 线 中 是
要重点考 虑的 问题 之一
研究区的温泉分布地温场特征与地表火成岩
活 动断 裂 分 布地 震 活 动 地 壳 深 部 地 球 物 理
征都有相 关性
地表温泉的成因可分为岩浆热源
断 裂深 循 环型 和 岩 浆 热 源 叠 加 断 裂 深 循 环 作 用
三种类型
研 究区 位 于 印 度 板 块 与 欧 亚 板 块 碰 撞
东部古近纪和新近纪岩浆活动显著西侧与腾冲
高 温地 热 活动 区 交 接 处 存 在 更 新 世 岩 浆 活 动同 时
该 区第 四纪 断 裂 活 动 明 显 剖 面 电 性 结
构 特征 反 映龙 陵 一 带 形 成 了 密 集 的 共 轭 断 裂 系
断裂切割 较深
因此研究区岩浆岩冷却余热与中
地 壳高 热 异常 体 构 成 热 源通过岩体热传导和断裂
深 循环 系 统进 行 地 下 热 水 的 深 循 环 热 交 换属 于 较
典 型的 岩 浆热 源 叠加 深 断 裂 深 循 环 作 用 型 地 热
伟等
周春景和吴中海
根据地下热水循环深度的估算研究区热水整
体上属于发育在变质岩和侵入岩中的深循环中低温
流系循 环 深 度 为
4k蒋 良 文 等
大地电磁测深所显示的地下高导异常体通常反映地
的热异常 状况魏文博等
剖 面 电 性 结
反映从地表位置黄草坝断裂开始向下延伸有一
条发育最大深度约为4k 中蓝线虚线的 高
低阻通道 推测为研究区的地热断裂深循环通道
与 水文 地 质研 究 结 论 基 本 相 同证 实 了 地 热 断 裂 深
环系统的 存在
 
期 余年等 西龙 陵地 区地 壳电 结构 及其 对大 瑞铁 路地 质选 线影 研究
地表黄草坝断裂为龙陵瑞丽断裂带地表分支
断裂带断 裂 浅 部 倾 向 较 陡 向下延伸变为西北缓
新生 代中 晚期 花岗 岩中 成的走滑 断裂 是一
条 起阻 水 隔热 作 用 的 边 界 断 裂其 与 深 部 断 裂 深 循
环系统共同控制着高黎贡山三台山弧形构造水热
活 动带 地 下 热 水 的 补 给径 流 和 排 泄 条 件 李光伟
地下 水起关键 控制 作用
由于隧道线
位 位于 黄 草坝 断 裂 以 南黄 草 坝 断 裂 和 深 部 断 裂 深
循环系统的存在成为高黎贡山隧道方案成立的重要
和关键工程地质条件
 
通 过对 大瑞 线 高 黎 贡 山 越 岭 段 两 条 剖 面
数 据进 行 了详 细 分 析 和 二 维 反 演获 得 的 深 部 电 性
精细结构揭示了沿剖面各主要断裂和构造带深部延
特征 并采用三维有限元模拟验证了用 法 来
研究复杂山区铁路沿线深部电性结构特征的有效性
和可行性从 而为 隧 道 工 程 地 质 选 线 提 供 深 部 背 景
三 维 垂 直 断 层 模 型 的 正 演 模 拟 研 究 表 明
测点点距位 置与 横 向 分 辨 率 密 切 相 关
点 距 越 密
法 对断 层 的 分 辨 率 越 高测 点 位 于 断 层 在 地 表
投 影位 置 能有 效 提 高 方 法 的 分 辨 率
高 黎 贡 山 隧 道
0 m 点距进行高精度勘探可有效分辨研究
区主要断层
剖 面 电性结构呈现区域构造的三分
冲地 块电 性结 构成 层性 保山地块成层性
较差 者均 以中 高阻 电性 特征
中间夹龙陵
瑞丽断裂带电性结构反映从3k深 度 以 下 存 在
向 下展 布几 乎 近 于 直 立 延 伸 至 0k以 上 的 低 阻
推测龙陵瑞 丽 断 裂 带 深 处 存 在 丁 青 怒 江 碰
撞缝合带的特征反映
根据剖面 电 性 特 征 共 划 分 了 条 深 部
隐伏 均 可 能为 地 热 热 水 通 道
其 中
与 地
表断 裂 大坪子田新 坡断 层相 为花岗岩中
的断裂结 合地 震 地 质 地 表 地 质 龙 陵 地 震 深 部 背
景研究推断该断裂可能是龙 陵 级 地 震
电 性 结 构 反 映 从 地 表 位 置 黄 草
断裂 开 始 向 下 延 伸有一条发育最大深度约为
4k的低阻通道推 测 该 通 道 为 研 究 区 断 裂 深 循 环
实了 地热 断裂 深循 系统的存
断裂
循环系统与地表黄草坝断裂共同控制研究区地下热
的补径流和排泄条件为高黎贡山隧道方案成
立的重要和关键工程地质条件
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