中国地壳与上地幔的地球物理探测

中国地壳与上地幔的地球物理探测对于全球板块构造和其动力系统的研究有着重要意义。本文论述了爆炸地震、大地电磁测深、重力测量、航空磁测等方面的研究结果和进展,最后提出了地壳与上地幔地球物理探测的任务与展望。     

《中国地壳上地幔地球物理探测成果》一书即将出版

《中国地壳上地幔地球物理探测》一书,由国家地震局科技监测司领导的编写组编写,并即将由地震出版社出版。地壳上地幔探测是地球物理学的基础工作,它不仅可以从静态角度了解地壳上地幔的结构构造、物质组成、物质状态,而且还可以从动态角度研究地球的动力学、动力史,研究深部地质作用原理,探索地球深部运动的过程     

东北地区地壳上地幔结构的探测与研究

本文简要综述了近30余年来在中国东北地区开展的重力资料反演、大地电磁测深、深地震测深、地震层析成像等深部地球物理探测与研究及其在该区取得的地壳上地幔结构研究成果。     

台湾海峡西岸地区地壳上地幔探测与研究的新进展

台湾海峡西岸地区系指福建省以及靠近福建的广东省和江西省的部分地区。1982、1985和1986年,笔者等人在该区开展了以爆炸地震方法为主的地壳上地幔探测与研究。本文回顾了此项工作概况并简述了其主要成果;另外,为加速该区地壳上地幔探测与研究进程,还对今后工作提出一些建议。     

中国青藏高原深部地球物理探测与地球动力学研究（1958—2004）

经过半个多世纪的努力，中国学者在青藏高原进行的地壳上地幔地球物理探测工作取得了巨大进展. 累计完成长约45000km的深部地球物理探测工作，取得了许多科学数据，为探讨高原地壳上地幔结构、隆升机制和动力学研究奠定了基础. 为比较全面反映中国学者多年来的工作成果，作者广泛收集资料，总结了中国学者在青藏高原地壳上地幔地球物理探测工作程度，并按照方法分类绘制了系列工作程度图. 文中分别对地壳结构、上地幔的横向不均匀性、岩石圈的电性结构、青藏高原隆升机制、青藏高原地球动力学模型等几个方面所取得的主要成果做了概略的评述. 已有资料表明：青藏高原的莫霍面埋深变化较大，且在几条重要缝合带莫霍面两侧都有断错；根据目前的探测结果，高原在20±5km埋深范围内普遍存在壳内低速高导层，速度一般为56～58km/s，电阻率约为1～10Ω·m，厚度一般为5～10km，但横向分布不连续. 低速层与高导层的深度、厚度在趋势上一致，但不十分吻合.天然地震的研究结果表明，组成高原各个地块内部的地震各向异性方向大致相同，各地块的分界处各向异性方向往往有明显的变化；虽然对高原隆升机制还存在不同的看法，但至少认为高原是多期隆升、多种机制共同作用的结果这一点已达成共识. 综合已有的地球物理调查成果，结合地质地球化学资料建立的高原地球动力学模型，形象地表达出青藏高原岩石圈的双向挤压变形模式. 这些工作为研究青藏高原隆升和变形机制提供有价值的信息.     

宁夏及邻区地壳上地幔结构特征分析

介绍了宁夏及邻区1970年以来多种地球物理探测研究成果,揭示了该地区不同活动构造单元的深部地壳构造背景。分析表明, 活动块体相互作用、地壳深部断裂、地壳低速体、速度结构的差异和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏以及复杂的壳幔过渡带等构造特征与该区域强震的形成和发生有较为密切的关系。最后讨论了该区域强震发生的机理。     

中国辽南地区地壳与上地幔介质的横向不均匀性与海城7.3级地震s

近几年来,在辽南地区开展深部地球物理探测的基础上,通过对深地震测深、大地电磁测深、重力、航磁、大地热流等综合地球物理资料对辽南地区地壳与上地幔介质进行不同物性的正、反演计算与研究,获得了辽南地区地壳与上地幔介质的速度结构、电性结构、密度结构和温度结构,揭示了该区介质的横向不均匀性及其重要特征.发现在海城地震区一带,存在壳内低速、高导、低密度、高热流等一系列重大地球物理异常,在空间上与震源区存在相当好的一致关系,对分析大震的震源物理过程提供了重要实际依据.      

中国辽南地区地壳与上地幔介质的横向不均匀性与海城7.3级地震

近几年来,在辽南地区开展深部地球物理探测的基础上,通过对深地震测深、大地电磁测深、重力、航磁、大地热流等综合地球物理资料对辽南地区地壳与上地幔介质进行不同物性的正、反演计算与研究,获得了辽南地区地壳与上地幔介质的速度结构、电性结构、密度结构和温度结构,揭示了该区介质的横向不均匀性及其重要特征.发现在海城地震区一带,存在壳内低速、高导、低密度、高热流等一系列重大地球物理异常,在空间上与震源区存在相当好的一致关系,对分析大震的震源物理过程提供了重要实际依据.     

华北强烈地震深部构造环境的探测与研究

20世纪六七十年代以来, 华北地区发生了一系列强烈地震． 强烈地震的孕育、 发生和发展与深部构造密切相关． 近50年来, 我国地震科学领域在强烈地震的地震构造和深部环境方面开展了大量的研究． 深部地球物理探测和地震层析成像结果揭示了华北地区地壳结构的基本特征, 并在强烈地震发生的深部构造环境等问题上取得了重要进展． 本文在回顾华北地区地壳上地幔结构探测的基础上, 对1966年邢台M_S7.2, 1976年唐山M_S7.8, 1975年海城M_S7.3和1679年三河—平谷M8.0地震的地震构造和深部构造环境进行评述． 深部地球物理数据的综合分析表明, 震源下方的低速异常带, 高角度超壳深断裂, 地壳深浅构造的不一致, 偏低的上地幔顶部速度和局部隆起的莫霍界面, 是华北伸展构造区深部孕震环境的共同特征．      

华北大陆地壳—上地幔波浪断裂型构造的光弹模拟实验

在华北大陆地壳深部探测成果的基础上,进行了二维光弹模拟实验。测定在华北地壳—上地幔波浪断裂型构造背景下地壳的应力状态。实验发现,最大剪应力位于莫氏面伴有间断错动的“拐点”附近。综合华北地区的深部探测成果和上述试验结果,可对华北地区地震括动的某些现象予以解释。     

中国地壳与上地幔结构的地球物理研究

地壳与上地幔是人类居住与获取各种资源、能源,改造和利用自然的重要场所,是地球科学的基础与生长点,六十年代以来发展迅猛。中国大陆、海域和过渡带地区的地壳和上地幔物理探索,在全球板块构造和驱动机制的研究具有特殊地位,文中分别就1)青藏高原地区的地壳结构,2)青海、甘肃地区地壳结构和地壳中的高速块层,3)中原地区的地壳与上地幔结构,4)京津及外围地区的地壳结构,5)隋县—南京—启东和隋县—安阳人工地震探测面的观测,6)利用面波和远震P波确定中国地壳和上地幔结构,7)中国地壳结构的基本轮廓等方面进行了讨论。     

云南地区强震分布的深部地球介质背景

应用云南地区地壳上地幔速度结构、电性结构和热结构等深部地球物理探测研究结果,讨论了云南地区大地震发生的深部地球介质构造背景．结果表明,上地壳高速区、壳内低速区或高导层、上地幔局部上隆、高热活动、深大断裂等深部介质构造背景的存在,与云南地区大地震的发生有着密切的联系．6,7级大震不是在任何地方都会发生,而是发生在一些具有某种深部介质构造背景的地区．5级及其以下地震的活动无显著的介质构造背景存在,其发生具有很大的随机性．      

利用面波波形模拟探测中国大陆地壳和上地幔波速结构的分区特征

对穿过中国大陆东部、中部、北部和西部4个不同地区的8条地震射线路径的波形进行拟合分析,反演得到了各路径下方的一维平均波速结构.反演得到的地壳和上地幔波速结构表现出明显的分区特征,该特征与已知的大地构造单元和已有的研究成果吻合较好. 表明面波波形拟合方法是一种可靠的探测地壳和上地幔波速结构的方法,且比单纯利用基阶面波频散对上地幔结构探测更具优势.      

丹江断层转换波测深

由于对丹江断层是否存在,长期存在争论。我们利用远震转换波测深法对这一地区进行了探测。获得习家店-彭桥-线地壳与上地幔深部剖面,结论是,丹江断层不仅存在,而且它的主干断层是一条错断了地壳与上地幔的大断层。     

地震转换波法探测海城震区地壳上地幔结构

为了研究地震转换波法的探测效果,增加海城震区地壳深部及上地幔结构的信息,在辽南海城震区沿深地震测深剖面布设了两条转换波测深剖面.资料解释结果表明:海城震区地壳深部为层状结构,Moho界面的埋深为南浅(32-33km)、北深(36-38km),在辽南上地幔隆起的位置及其埋深、测区的深大断裂等重要地质构造的探测效果与深地震测深方法基本一致,并获得了上地幔结构的一些信息.     

天山上地幔结构及其对壳内构造运动的作用

以深部地球物理资料为基础,介绍了天山地震带上地幔的基本结构,讨论了天山不同地区上地幔介质的动力学性质和可能的驱动机制。认为水平挤压形变是造成西天山和天山毗邻西昆仑附近区域上地幔岩石圈缩短和增厚的主要原因;而在中天山和东天山靠近准噶尔盆地南缘一带,除了板块运动造成的水平挤压力之外,上地幔热物质有可能上浮甚至侵入到地壳之中。它们与水平运动一样,对壳内脆性介质的构造活动起到非常重要的作用,特别是地壳底部莫霍面附近的低速滑脱层成为震源区深部构造的一个明显标志。此外,自从印度 亚洲大陆碰撞以来,天山部分地区固结冷却的山根有可能在多重挤压变形和小尺度热对流的共同作用下,脱离它们的原有的层位而沉入上地幔     

东北南部地壳与上地幔探测与研究

自1972年开始,在东北南部的辽宁及其邻区开展了以地震预测预报为主要的的地壳与上地幔结构的综合地球物理探测与研究.本文系统地综述了这一探测与研究工作的内容、进展及其所获基本成果     

长乐-诏安断裂带深部地质-地球物理研究进展综述

本文从4个方面综述了长乐-诏安断裂带深部地质-地球物理探测研究的概况和新进展:岩浆岩活动与分布特征;地壳上地幔速度结构、Q 值结构和电性结构;地球物理场分布特征;矿产资源远景预测、开发和利用。根据在该带发现文象、晶洞花岗岩,地壳中存在低速-低 Q-高导层,低速层隆起区与莫霍面隆起区、居里面隆起区基本吻合,地球物理场显著变异,大地热流值明显偏高,存在深断裂等地壳深部构造背景等,笔者等认为地壳内可能存在着半熔融态的高温透镜体软物质,预测在长乐-诏安断裂带能够找到高温热水田。     

长白山火山区深部结构探测的研究进展与展望

文章较系统地梳理了针对长白山火山区开展的地球物理观测和探测研究情况,概述了地壳和上地幔结构探测研究的主要进展,即长白山火山下方地壳和上地幔中存在与火山岩浆系统相关的低速低阻体,长白山火山在成因机制上与西太平洋板块俯冲活动密切相关.在此基础上,指出了深入探测研究方面待解决的科学问题,包括中国和朝鲜半岛开展联合探测研究,火山岩浆囊三维分布和流变性的多学科精细探测研究,以及长白山火山潜在喷发危险的科学评估和动态监测系统建设等.     

第三届深部构造与地球动力学学术讨论会

中国地球物理学会第三届深部构造与地球动力学学术讨论会于1988年12月20—22日在北京举行。这次会议是与计算地球物理第六届学术讨论会联合举行的,出席会议的代表共120余人,学会名誉理事长顾功叙到会讲了话。 会议收到论文70余篇,内容涉及:人工地震测深资料的新成果;地壳上地幔三维速度结构的研究;重磁探测的新技术和新仪器;大地电磁测深的新进展;综合地球物理探测手段研究深部动力学过程以及地震活动的深部条件等。从这些论文看出,近两年来深部构造的探测工作有了新的发展,并引起人们的更大关注。