中国大陆科学钻探：零偏VSP资料揭示的超高压变质岩石特性

"中国大陆科学钻探先导孔零偏VSP资料解释 (2004年)" 这篇论文详细探讨了在中国大陆科学钻探先导孔中进行的零偏垂直地震剖面(VSP)测量技术及其成果。这项研究使用了六级三分量检波器，目的是深入理解超高压变质岩石的地震波速度特性。数据处理结果显示，钻探孔区的地震波速度在4500至7000米/秒之间，这个数值显著高于普通的沉积岩区域，并且随着深度的变化不明显。这表明该地区的地质结构相对稳定。 地震波速度与岩石的物理属性密切相关。声波测井数据显示的速度通常略低于VSP测量的速度，可能是因为井壁岩石完整性受损导致的。研究还发现，榴辉岩的密度和地震波速度都明显高于片麻岩类岩石，这反映了不同岩性的地震响应差异。斜长角闪岩，源自榴辉岩的退变，其密度和地震波速度的变化较大，这与岩石的退变质程度紧密关联。超基性岩由于内部裂隙系统，导致其密度和地震波速度大幅度降低。 文章指出，由于榴辉岩与其它岩石类型的波阻抗差异显著，因此利用零偏VSP资料来精确标定地震波的地质层位是非常有效的。对于地震波反射的原因，研究者结合地震波（包括反射纵波、上行转换横波、井筒波）特征、岩石速度和密度分布以及井径变化进行了综合分析，认为反射主要由岩性界面、韧性剪切带和断裂带引起。然而，他们也承认仍有一些影响因素有待进一步研究。 此研究是在国家重大科学项目——中国大陆科学钻探工程的背景下进行的，旨在获取大陆会聚边缘和壳幔作用的深部信息。江苏省东海县毛北地区的特殊地质条件，如超高压变质岩的丰富，使其成为首个大陆科学钻探孔区。通过2002年的先导孔钻探，研究人员得以在2000米深度进行VSP测量，并随后进行了两次后续测量，获取了宝贵的数据。 这篇论文提供了对超高压变质岩石地震响应的详细见解，对地质结构的解读，以及在复杂地质条件下进行VSP测量的重要方法和应用。这些发现对于深入理解地壳结构、地质演化和地震活动具有重要意义。