地壳介质的流变性与孕震模型

在分析归纳中国大陆地区地震震源深度分布特征的基础上 ,着重分析了地壳介质的物理性质 ,特别是地壳介质的流变特征 ,进而探讨了震源深度分布的物理解释和孕震环境。文中应用中国陆区地热研究中的有关成果 ,推导了中国东、西部地区壳内脆韧性转换带的深度 ,给出东部地区壳内脆韧性转换带深度为 2 0～ 2 5km ,西部地区为 35～ 4 5km ,这一结果显示出壳内脆韧性转换带与我国东、西部震源深度的下界面基本一致 ,且中国大陆地震的深度大体上终止于壳内脆韧性转换带。从而表明 ,壳内脆韧性转换带有可能是控制大陆地震震源深度分布的主要原因。在这些研究的基础上 ,建立了大陆强震的震源模型 ,讨论了大陆地震的孕震过程和有关机理问题     

中国东部大陆与东海海域地质构造的相关性分析

分析了中国大陆东部地区和东海海域地球物理场、大地构造、地球动力学特征．根据分析得出;东海海域的重磁场特征与中国大陆重磁场特征密切相关．分布趋势与走向均与大陆边缘重磁场相同,是大陆地球物理场向海域的延伸．东海陆架盆地地区具有大陆地球物理场特征．东海东部边缘、海槽具有大陆边缘地球物理场特征．根据研究区的重磁资料计算了该区莫霍、居里界面深度与分布．地壳结构特征表明：莫霍界面在中国东部的主要走向为NE—NNE向,与东海莫霍界面的走向基本一致,说明是大陆地壳向海域的延伸．在冲绳海槽以东海域,地壳厚度由十几公里迅速减薄到几公里,表明地壳由过渡壳向洋壳的转变．因此;中绳海槽应该是大陆地壳的自然终结．中国大陆东部居里界面的差异,反映了地壳结构的不同。陆区及陆架区的磁场特征主要反映了上地壳的磁性结构,相应的也形成了不同的磁场特征与居里界面特征．地球动力学特征表明：东海海域地球动力学特征与中国东部大陆地球动力学特征关系密切,这一地区是欧亚板块与菲律宾海板块的结合地带．构造活动十分强烈．是研究中国大陆及其邻域构造运动,进行地球动力学特征分析的极为有利、重要的地区．     

中国东部地壳的结构和组成

根据已发表的12条地学大断面和6条折射地震剖面资料,获得了中国除塔里木以外9个大的构造单元的地壳结构.在中国东部华北克拉通、秦岭造山带和扬子克拉通950000km2范围内采集了11451件岩石样品.由这些样品组合而成了905件组合样品.对这些组合样品分析了63种元素和组分的含量.根据分析结果,结合所建立的各构造单元地壳结构、对区域典型深部样品高温高压下岩石物理性质的实验研究以及对出露地壳剖面和下地壳包体的综合研究成果,获得了中国东部地壳各结构层元素丰度.结果表明,除塔里木和秦岭造山带外,中国各构造单元地壳结构可分为上地壳、中地壳、下地壳上部和下地壳下部4层.其中,下地壳和地壳整体Vp波速较全球大陆地壳相应平均值低0.2～0.5km/s.中国东部下地壳整体平均地震波速与中性麻粒岩一致,其SiO2含量约为58%.这种中性下地壳成分特征与目前普遍认为的基性下地壳模型明显不同.中国东部地壳整体成分亦比现有大陆地壳成分估值的演化程度高,其特征为SiO2=64%,具明显负Eu异常(Eu/Eu*=0.80),相对亏损Sr和过渡金属元素,La/Nd(3.0)比值近于岛孤岩浆岩,计算出的μ值(238U/204Pb)约为5,以下相容性相近的元素对比值与原始地幔的比值相同或接近:Zr/Hf=37, Nb/Ta=17.5,Ba/Th=87, K/Pb=0.12×104,Rb/Cs=25, Ba/Rb=8.94,Sn/Sm=0.31,Se/Cd=1.64, La/As=10.3,Ce/Sb=271,Pb/Bi=57,Rb/T1=177,Er/Ag=52,Cu/Au=3.2×104,Sm/Mo=7.5,Nd/W=40,C1/Li=10.8,F/Nd=21.9和La/B=1.8.     

中国东部上地幔各向异性研究

对布设在中国东部的固定和流动宽频带地震台网共65个台站记录作远震SKS波形资料偏振分析,采用SC方法和叠加分析求得每一个台站的SKS快波偏振方向和快、慢波的时间延迟,获得了中国东部上地幔各向异性图像。中国东部的各向异性快波方向从华南的近EW方向到华北的NWW-SEE方向,再到东北的NW-SE方向,由南向北呈顺时针旋转的趋势。快、慢波时间延迟范围是0.41-1.52s。通过分析研究区各向异性特征,认为中国东部上地幔各向异性可能与中国大陆受印度板块与欧亚板块的碰撞以及太平洋板块和菲律宾海板块向欧亚板块下方的俯冲的共同作用有关。在中国西部地壳增厚隆起的同时,物质向东挤出,使得东部上地幔物质向东和东南方向流动。中国东部大陆岩石圈和岩石圈下的上地幔物质在板块的相互作用下产生变形,使上地幔橄榄岩等晶体的晶格优势取向沿物质流动方向。各向异性快波方向与岩石圈的伸展方向和GPS得到的速度场方向一致,表明中国东部壳幔变形具有垂直连贯变形特征。     

隐伏和出露地表断层近断层地表运动特征的研究进展

本文介绍了在强震地震学研究方面国内外目前所关注的重要问题：隐伏断层和出露地表断层在地震发生时近断层地表运动特征存在着明显的差异。根据近几十年全球发生的中强地震的地表运动参数的统计分析所得的结果表明,由隐伏断层所造成的近断层地表运动强度（速度、加速度）大于出露地表断层所产生的地表运动强度,虽然发生在出露地表断层的地震往往可造成较大的近断层地表位移,但是当地震矩震级（MW）达到 7.5 级以上的时候,近断层地表加速度和速度在近源区却出现了饱和现象。对该问题的深入研究有着十分重要的科学意义和工程应用价值。本文着重介绍了当前国际上对该问题的研究现状,并且建议在此基础上利用三维有限差分断层动力学模型,模拟断层的动态破裂过程以及近断层地表运动的特征。     

中国东部地壳、上地幔横波品质因子的三维层析成像

根据中国７６３ 长周期地震台网的数据, 从中选取出４３ 条对中国大陆东部覆盖较好的双台Ｒａｙｌｅｉｇｈ 波垂直向记录, 运用改进的多重滤波法, 提取震中到台站路径的群速度频散和振幅谱信息, 进而求出每一双台大圆路经的面波衰减因子． 采用Ｔａｌｅｎｔｏｌａ 概率反演得到不同周期面波衰减因子的分布, 根据上述衰减因子分布, 再反演出中国大陆东部地壳、上地幔横波品质因子的三维Ｑβ结构． 层析结果显示： 华北地区地壳、上地幔的Ｑβ结构与地震活动性有密切的联系; 在陕南秦岭段的南缘, Ｑβ结构显示出扬子块体碰撞并俯冲于华北块体之下的迹象． 扬子准地台的大部份地区在８８ ｋｍ 的深度表现为一明显的高Ｑβ区, 四川台坳区的东部、黔川交界地区以及位于黔湘交界附近的江南地块, 地壳中Ｑβ值的横向变化小, 上地幔顶部存在一不小于４０ ｋｍ 厚的高Ｑβ层, 上地幔约在９０ ｋｍ 的深度开始出现低Ｑβ层; 位于滇黔交界地区的滇黔褶断区, 壳幔边界处Ｑβ值的纵向变化小, 上地幔顶部有一厚约４０ ｋｍ 的低Ｑβ层, 约在９５ ｋｍ 的深度上开始出现上地幔低Ｑβ层; 扬子准地台的东部以及华南褶皱系的中、东部, 莫霍面起伏小, 地壳中Ｑβ值的横向变化小, 上地幔约在８５ ｋｍ      

中国大陆地壳上地幔电性特征

根据大地电磁测深调查结果，编制了中国大陆３０，９０，１５０ｋｍ三个深度的电阻率图以及壳内低阻层和上地幔低阻层的顶面深度图。在９０ｋｍ深度的电阻率图上发现了一个自松辽盆地直到扬子地台西南缘的北东－南西向巨大低阻异常带．１５０ｋｍ深度的电阻率图上显示出在低阻的背景上镶嵌着一些高阻块体．中国大陆的壳内低阻层深度国基本上反映了地温场的特征，壳内低阻层上隆区基本上对应于高地温区．中国大陆的上地幔低阻层深度变化大．最浅处仅５０－６０ｋｍ，大多位于构造活动地区；最深处达２００ｋｍ以上，大部分对应于稳定地区．中国大陆的上地幔低阻层平均深度为１００－１２０ｋｍ，东部浅，西部深。     

青藏高原东缘地壳运动与深部过程的研究

由于青藏高原东部地区记录了高原约50 Ma演化历史中物质东流的构造史,因此受到地学界的广泛重视. 现代大地测量与地质研究结果给出了该区现代地壳运动的图像,为地球动力学数值模拟提供了重要的边界约束条件. 利用重力异常计算的高原及邻区地幔对流应力场与地表地壳运动格局的明显差异表征了高原东部地壳与地幔物质的运动解耦. 基于随深度变化地壳蠕变率的动力学模拟结果显示,高原东部地壳增厚与高原内部存在很大差异,高原东部地壳增厚主要表现为下地壳的增厚,并且地幔形变过程与地表变化也不一致,同样显示出地壳、地幔运动的解耦. 研究表明,下地壳低强度分布可能是导致这种解耦的重要原因,而了解高原东部地壳及上地幔物理力学性质对我们认识高原物质东流至关重要.     

中国东部新生代玄武岩中二辉橄榄岩团块的结构和组构

本文对中国东部一些新生代玄武岩中二辉橄榄岩团块的结构进行了研究。划分出了粗粒、残碎斑状和粒状变晶等三种主要结构类型,并对不同结构类型团块的组构进行了测定和研究,确定出粗粒—残斑—粒状变晶之过渡系列。认为上地幔普遍存在有塑性流动,初步探讨中国东部新生代时期的不同应力状态     

贺兰山晚新生代隆升的剥露特征及其隆升模式

位于中国南北构造带北端, 鄂尔多斯地块西北缘的贺兰山是华北克拉通内部的板内构造变形带. 新生代表现为受正断层控制的伸展构造变形, 形成隆起的贺兰山和断陷的银川盆地. 磷灰石裂变径迹热年代学分析揭示了贺兰山始于晚新生代(约10~12 Ma)的快速隆升剥露作用; 这种快速剥露作用与贺兰山东麓断层具有很好的相关性, 靠近断层剥露作用加强, 远离断层剥露作用减弱, 贺兰山东部剥露作用强, 西部弱, 指示了贺兰山东麓断层下盘贺兰山快速上升遭受剥露并向西掀斜的隆升模式. 同时, 贺兰山东部靠近东麓断层的晚新生代快速剥露作用具有北部强、向南逐渐减弱的空间分布特征; 结合贺兰山样品磷灰石裂变径迹长度与年龄相关图显示出独特的“U”型“boomerang”模式, 指示了贺兰山起始于约10~12 Ma的与贺兰山东麓断层伸展作用有关的向西向南快速掀斜隆升样式. 贺兰山这种与平行于山脉的正断层有关的掀斜隆升作用, 主要是银川-吉兰泰-河套断陷系与渭河-山西断陷系沿鄂尔多斯地块周缘北西-南东向的伸展拉张作用的结果; 鄂尔多斯地块西北角强烈的晚新生代拉张作用是贺兰山向西向南快速掀斜隆升的主要原因.     

中国大陆区域重力场的基本特征

中国大陆1°×1°空间重力异常和布格重力异常大体以东经104°线为界分为东、西绝然不同的两部分,东部异常变化平缓,线性异常的走向以北北东向为主,西部异常变化急剧,线性异常的走向以北西西向为主,进而还可分成异常特征明显不同的东部、中部、新疆、青藏四大区。文章初步讨论了中国大陆区域重力场与大地构造,地壳均衡和地震活动的关系,认为中国东部线性异常主要反映了北北东向新华夏构造体系,中国西部线性异常主要反映了北西西向西域构造体系,布格重力异常梯度带大都对应断块间的断裂带;布格重力异常和地形高程基本上呈负相关, 中国大陆地壳在大范围内基本处于均衡状态;地震大都发生在重力梯度带上     

大别山超高压变质带深部电性结构及其动力学意义初步研究

通过在大别造山带东部横穿超高压变质带的一条NNE向剖面大地电磁测深资料的分析解释，获得了关于沿剖面的地壳上地幔二维电性结构，显示北淮阳与大别地块是电性差异显著的构造单元，它们之间的界面与晓天—磨子潭断裂对应；晓天—磨子潭断裂倾向北，在中上地壳层位出现错动解耦现象；从地表向深处可划分出4个主要电性层：地表风化层、中上地壳高阻层、壳内相对高导层以及上地幔层；大别地块内中、上地壳层位以高阻层为主，与高压-超高压变质岩分布区对应，高阻层最厚处在岳西—英山之间；在大别地块内，推测存在燕山期花岗质岩浆活动的通道，它们造成了超高压变质岩的进一步抬升，同时影响了大别地块内存在的壳内相对高导层的分布，壳内相对高导层在层位上相差较大.     

华南东部吉安—福州剖面岩石圈电性结构研究

为了研究华南东部地区岩浆活动的深部构造背景,对吉安一福州宽频大地电磁测深剖面数据进行了系统的分析和处理,并利用非线性共轭梯度法进行二维反演,得到了武夷隆起带及周缘地区的岩石圈电性结构;结合区域重磁资料,详细分析了研究区内地壳、上地幔电性结构特征及地质含义.结果表明:华南东部地区岩石圈电性结构存在明显的分区性,并且壳内普遍发育不同成因的高导层,揭示出华南东部地区不同构造单元内的岩浆活动具有不同的成岩构造背景.其中,东南沿海褶皱带深部热侵蚀活跃,岩石圈物质和结构被强烈改造,电阻率普遍较低,软流圈上涌并伴随玄武岩浆底侵,导致岩石圈、地壳剧烈减薄;而武夷隆起带岩石圈电阻率相对较高,印支-燕山早期陆内挤压变形的构造形迹明显,晚中生代岩石圈拉张伸展作用对该地区岩石圈的物质结构有一定的改造.     

东南沿海中生代安山岩的地质意义

在中国东部大陆边缘中生代火山岩带中，东南沿海火山岩岩性岩相出露最全，火山地质调查研究程度较高。以往的研究主要集中于大面积酸性火山岩和与之共生的玄武岩，而对安山岩注意不够。作为过渡性岩类，安山岩的成因研究对于探讨中生代火山岩带物质来源、岩浆分异演化、大地构造背景等具有不可替代的作用。近年来在东南沿海新生代玄武岩中陆续发现了一些基性麻粒岩包体，为研究底侵作用与壳幔作用过程提供了珍贵的实物材料。结合基性麻粒岩印刷体的研究，进行系统的安山岩成因研究，对于研究中生代火山岩带成因、进而探讨东部大陆边缘形成演化动力学过程，具有重要意义。     

利用长周期面波研究华北地区地壳与上地幔结构的横向非均匀性

本文以太行山为界将华北地区分为东西两部分,东部为河淮块体,西部为鄂尔多斯块体.利用最小二乘法,从混合路径基阶瑞利面波群速度频散提取两块体的纯路径频散,并反演其地壳、上地幔的层状结构.所得结表果明,两块体的面波频散和地壳、上地幔结构存在明显差异.东部的河淮块体地壳较薄,地壳内平均速度比西部的鄂尔多斯块体壳内平均速度约低0.13km/s,壳内20km深度左右出现低速层;而西部的块体壳内速度成层递增,未见低速层出现.两块体上地幔顶部速度均偏低,地幔低速层的埋藏深度基本相同.但西部块体地幔低速层厚,且比东部块体地幔低速层的速度约低0.3km/s.     

南海扩张期岩浆流体对洋壳厚度的影响：数值模拟

扩张期洋中脊热液循环系统的热排出与岩浆系统的热注入共同控制着洋壳厚度的生成,而岩浆流体是热液循环系统的流体成分之一,往往与下渗海水混合参与各圈层能量和物质传递,但其能量传递对洋壳厚度的影响机制目前还不清楚.利用有限元的数值模拟手段,对扩张期热液循环系统中岩浆流体与洋壳厚度的关系进行研究.结果表明：(1)相较于只有海水参与的对流循环,含有岩浆流体的热液循环造成的洋壳厚度的减薄量更大、热液喷口温度更高.(2)岩浆流体对洋壳厚度的二次减薄作用随其含量的增大而减弱,热液喷口温度随其含量的增大而升高.(3)南海岩浆水、地幔水含量和洋壳厚度的分布具有非均质性,东部次海盆的地幔水、岩浆水含量高于西南次海盆,前者的平均洋壳厚度也大于后者,并且在海盆残余扩张脊附近存在异常薄洋壳.结合模型结果分析认为,残余扩张脊附近的薄洋壳可能受到扩张期热液循环或后期岩浆流体的影响,而东部、西南次海盆的洋壳厚度差异可能是由于前者的岩浆流体含量高于后者而造成的.     

利用长周期面波研究华北地区地壳与上地幔结构的横向非均匀性

本文以太行山为界将华北地区分为东西两部分,东部为河淮块体,西部为鄂尔多斯块体.利用最小二乘法,从混合路径基阶瑞利面波群速度频散提取两块体的纯路径频散,并反演其地壳、上地幔的层状结构.所得结表果明,两块体的面波频散和地壳、上地幔结构存在明显差异.东部的河淮块体地壳较薄,地壳内平均速度比西部的鄂尔多斯块体壳内平均速度约低0.13km/s,壳内20km深度左右出现低速层;而西部的块体壳内速度成层递增,未见低速层出现.两块体上地幔顶部速度均偏低,地幔低速层的埋藏深度基本相同.但西部块体地幔低速层厚,且比东部块体地幔低速层的速度约低0.3km/s.     

东部油气区天然气中幔源挥发份的地球化学——Ⅰ.氦资源的新类型:沉积壳层幔源氦的工业储集

讨论了世界首例幔源氦在沉积壳层的工业储集.通常氦资源均由沉积壳层中铀、钍的α衰变形成的~4He经储聚而形成工业氦气藏,因而具有很低的~3He/~4He值,一般在10~(-8)量级.中国东部油气区的一些气井,氦的浓度达到或超过了0.05%～0.1%,如松辽盆地的万金塔气田、苏北盆地的黄桥气田和三水盆地的一批气井,从而构成了工业氦气井(藏).研究表明,其~3He/~4He值达(3.7～7.2)×10~(-6)的量级,即在这些气井氦的总浓度中幔源氦的贡献达33.5%～65.4%.这样,就形成了壳-幔二元复合或以幔源为主的氦气藏,成为氦资源的一种新的类型,其成藏主要与超壳深断裂分布区相关.     

中国东部海域及邻区岩石层地幔的P波速度结构与构造分析

利用中国大陆东部及台湾地区、日本和琉球群岛的地震观测数据,通过体波地震层析技术反演了中国东部海域及其邻近地区的P波速度结构.以此为依据分析了不同地区的岩石层性质和深部动力学条件,探讨了中朝与扬子块体、扬子与华夏块体在海区的深部边界及其构造属性,揭示出菲律宾海板块与欧亚大陆的碰撞以及板片俯冲下沉、弧后扩张作用对中国东部海域岩石层结构的影响.结果表明,中国东部海域的岩石层地幔存在明显的横向非均匀性,它们与区域构造的形成演化有一定的联系.中国大陆东部的五莲－青岛断裂与朝鲜半岛西缘断裂、济州岛南缘断裂共同构成中朝和扬子块体的边界,江绍断裂向东延伸至朝鲜半岛南端成为分隔扬子和华夏块体的边界;东海陆架与冲绳海槽的岩石层结构差异明显,东海陆架具有中国东部地区的岩石层特征,属于欧亚大陆向海域的延伸;冲绳海槽的岩石层强烈减薄,为大陆向大洋过渡的区域;沿着日本－琉球－台湾俯冲带,菲律宾海板块俯冲下沉引起的地幔扰动对中国东部海域产生了较大的影响,欧亚大陆与菲律宾海板块之间的相互碰撞导致台湾地区岩石层明显增厚.     

大跨度球面网壳结构的风振系数研究

大跨度球面网壳结构应用日趋广泛,其结构特点使风荷载常常起主要甚至是控制作用,风振动力响应研究日益受到关注与重视。本文讨论了网壳结构风振响应时程分析计算方法,并采用节点位移风振系数来衡量网壳结构风振特性。对角锥型双层球面网壳结构进行了不同几何参数即跨度、矢高、球壳厚度等多种情况下的位移风振系数的研究,得出该类网壳的风振系数随几何参数的变化规律,并回归出计算公式,为双层球面网壳结构的抗风设计提供参考。