北部湾大陆边缘地壳结构特征

文章利用天然地震的PS转换波研究了北部湾陆缘地区的地壳结构特征.PS转换波测量表明:本区地壳内部存在4个明显的转换界面:PSC、PSG、PSM、PSM1,分别代表上地壳、中地壳底界以及Moho面(下地壳底界)和上地幔顶部的第一转换面.计算结果表明,本区上地壳厚约12 km,中地壳厚约9 km,下地壳厚约11 km,Moho面深约32 km.地壳厚度(或Moho面深度)由海向陆变厚(或变深),由内陆的灵山到海陆交界处的北海、合浦,Moho面深度(或地壳厚度)由34 km变为30 km左右.PS转换波测深结果还表明,本区内NE向钦防-灵山断裂、合浦-博白断裂以及NW向小董-合浦断裂向深部延至中地壳,属壳断裂性质.北部湾陆缘地壳性质上仍为陆壳,由陆向洋明显减薄,北部湾盆地发育于这一减薄陆壳的前缘,是由地壳进一步伸展减薄所形成的.     

滇西北三江并流地区地壳S波速度结构北大核心CSCD

对滇西北三江并流地区36个台站记录的远震波形数据进行处理,提取径向P波接收函数,基于中国地震科学实验场地区地壳剪切波速模型获取不同区域的初始模型,采用时间域线性反演方法和bootstrap重采样技术,反演各台站下方的S波速度结构。结果表明:1)研究区地壳S波速度结构整体以澜沧江断裂带和27.5°N为界,表现出明显的区域差异。在上地壳,S波速度在0~25 km深度范围内存在由地表向壳内延伸的低速层,但不同区域低速层厚度存在较大差异,27.5°N以北低速层较为发育,厚度在20~25 km之间;27.5°N以南,澜沧江断裂带东西两侧低速层厚度差异明显,断裂带以西在10~25 km之间,断裂带以东约4 km。2)在下地壳,S波速度在横向上以澜沧江断裂带和27.5°N为界,表现出NE与SW区域以相对低速为主,NW和SE区域以相对高速为主的分布特征;垂向上,怒江断裂带中南部和金沙江-红河断裂带北端附近局部区域25~45 km深度范围内存在低速体,与上地壳低速层相连。3)澜沧江断裂带为地壳厚度和S波速度变化的重要分界面,对滇西北三江并流地区的构造演化过程具有控制作用。     

GNSS监测的川滇地区地壳形变动态变化特征

利用1999~2015年陆态网和四川省CORS网GNSS数据，研究川滇地区地壳形变动态变化特征，按照1999~2004年、2004~2007年、2007~2009年、2009~2011年、2011~2013年、2013~2015年建立6期地壳速度场和应变率场，并进行对比分析。研究表明，川滇地区地壳水平运动整体以继承性运动为主，汶川地震等强震没有改变区域整体运动趋势与作用力方向，但速度场随时间变化更加复杂且量级有所增加，特别是在龙门山断裂西侧，汶川地震后运动速率明显增加。川滇地区应变率数值和形变状态随时间呈现较为明显的动态变化特征，变化较大区域主要位于龙门山断裂、鲜水河断裂、小江断裂等深大断裂周边，表明川滇地区断裂活动对地壳形变影响显著。     

川滇地区壳幔方位各向异性研究

利用2011～2013年在川滇地区布设的190台宽频带流动地震台站,采用背景噪声程函层析成像方法和远震面波亥姆霍兹方程层析成像方法对川滇地区的地壳上地幔各向异性结构进行研究,得到高分辨率下的6～60 s瑞利面波相速度和方位各向异性结构。结果表明：1)川滇地区上地壳各向异性方向与地表构造走向一致,反映出川滇块体向东南向挤出的构造运动特征;2)川滇地区中下地壳存在较强的方位各向异性相速度低速异常,符合中下地壳流模型;3)以26°N为界,川滇地区南部地壳与上地幔的各向异性方向不一致,表明其下方可能存在壳幔解耦变形;4)川滇地区南部长周期瑞利面波的方位各向异性特征与剪切波分裂方向一致,均为近EW向,推测可能为印度板块东向俯冲回撤引起的东西向地幔流。     

利用大陆均衡理论研究河西地区地壳的稳定性

根据大陆均衡理论,对由艾里（Airy）大陆均衡模型计算的理论均衡地壳厚度（D）和实际布格重力异常反演得到的地壳厚度（M）进行比较,探讨北祁连河西地区的地壳均衡状态。结果表明,该地区理论大陆均衡地壳厚度均大于实际地壳厚度,地壳处于不均衡状态。     

川滇地区现今三维地壳运动特征

利用1999~2018年GPS观测资料和1974~2014年2期（1974~1984、2013~2014）精密水准资料研究川滇地区现今三维地壳运动特征。结果表明：1）水平运动以继承性运动为主,近年滇西南地区旋转明显减弱;汶川地震导致龙门山断裂带西侧及川滇菱形块体东边界构造应力重新调整,近年震后调整明显减弱,正在向震前状态恢复;2）垂直运动总体表现为差异性隆升运动,且川滇西北部的上升运动速率明显大于东南部;龙门山断裂带北部高原地区的隆升速率为3~4 mm/a,川西高原的隆升速率为1~3 mm/a,滇西北地区的隆升速率为1~2 mm/a,滇西南思茅-江西村地区的下降速率为2~3 mm/a,川滇其他地区的运动速率基本在-1~1 mm/a;3）主要活动断裂两侧基本均存在一定的垂直差异性运动,鲜水河和龙门山断裂带差异性运动明显,并且具有分段性;4）川滇地区水平运动和垂直运动在地质构造上具有较好的一致性,近期龙门山断裂带西侧高原的水平运动减缓,挤压变形减弱,可能预示该地区将逐渐进入新一轮的能量积累时期,需要持续关注。     

川滇地区2010～2013年重力变化及重力网的地震监测能力

研究了当前川滇地区重力网的分形特征,发现其分形维数为1.43~1.62,对应格网距为30~60km,具备了监测Ms5.0级以上地震的能力。选择20′(约37km)的格网间距,对研究区域内2010~2013年的重力变化数据进行格网化,并分析重力变化与地震的关系。虽然经历了芦山Ms7.0级地震的能量释放,但是龙门山断裂带西南段与鲜水河断裂带东南段交叉地带仍然存在较强重力变化,对该区域的震情需继续加强监测。     

青藏高原东南缘现今地壳形变与多尺度应变率场特征

利用青藏高原东南缘1999~2007年与2011~2017年高精度GNSS监测资料,充分顾及GNSS测站非均匀分布的特性,构建青藏高原东南缘地壳形变多尺度球面小波模型,定量分析汶川强震前后该区域地壳形变与不同空间尺度下地壳应变率场变化特征。研究结果表明,汶川强震前后研究区整体地壳运动具有一定继承性发展特征,均在龙门山、安宁河、则木河与小江断裂处形成明显的速度差异梯度带,且高应变率值也主要聚集在上述主干断裂及附近区域;汶川强震后,研究区域整体地壳运动速率量值,特别是龙门山断裂带西北侧地壳运动速度量值显著增大,羌塘、巴颜喀拉与川滇地块也呈现出加速向南东运移并推动华南块体的趋势。不同尺度下的应变率场反映出不同空间范围下区域应变积累特征,青藏高原东南缘区域在尺度因子q=7时的计算结果是合理的（合理的最大尺度因子）;当尺度因子q=6时,能较好地揭示出区域整体构造活动特性,即清晰地揭示出汶川强震后龙门山断裂处呈现出的显著主压应变、面压缩与最大剪应变率高值特征;当尺度因子q=3~7时（最佳组合尺度因子）,可较好地综合揭示出区域地壳大尺度（整体）形变与局部形变特征。汶川强震后,研究区域主干断裂带,特别是震中及其附近区域地震活动性显著增强。     

板块构造单元划分方法探讨——以青藏高原为例

作者认为板块构造单元划分应遵循4个基本原则,即系统原则、时空原则、层次原则,综合原则。在此基础上,提出岩石圈板块、地壳板段、构造沉积环境、板片构造(薄皮构造)四级划分方案。青藏高原岩石圈厚度120—170km,地壳厚度大密度低,上地幔厚度小密度大,莫霍面呈一“盆地”状。上地壳厚15—30km;壳内低速层厚5—10km,呈南浅北深产出;下地壳平均厚25km,藏北、青南有明显分层,藏南与固体上地幔成突变,缺少壳幔层。壳幔混合层,埋深50—65km,厚度13—21km。固体上地幔,平均厚度50—70km。本文将青藏高原划分为5个板块(一级单元),7个板段(二级单元),30个构造沉积环境(三级单元),着重对主要板块构造单元包容的主要板段特征进行了分析与研究,对秦祁昆板块构造域的范围与演化特征给予了分析。     

张渤地震构造带中西段及邻区深部构造探测

利用穿过张渤地震构造带中西段及邻区的多条地震测深资料．详细研究了张渤地震构造带中西段及邻区的地壳深部速度结构与构造。结果表明,该区地壳深部速度结构与构造在纵向和横向上具有明显的不均一性。在三河-平谷8级震区、延庆-怀来盆地及张家口附近地区莫霍面埋深分别为35、39和42km,其地壳厚度由东至西逐渐增加。该区基底断裂发育。在其深部,根据地震波动力学及运动学特征和二维速度结构中的地震界面与速度等值线起伏变化推测,在大兴、延庆、涿鹿等地均存在深部断裂带,在深部断裂带一侧或两侧的上地壳存在6．0km／s左右的低速层（体）。     

汾渭断陷带均衡重力异常研究

本文研究了汾渭断陷带均衡重力异常分布特征与地壳表、浅层结构，新构造运动和现代构造运动，以及均衡重力异常与地震活动性之间的关系。结果表明：局部均衡重力异常分布特征与出露地表的岩石密度和地质构造特征存在明显对应关系，区域均衡重力异常特征反映了本区新构造运动和现代构造运动不是朝着地壳趋于均衡方向发展，而具有反均衡力的特征；不同方向异常带交汇的地方，现今构造运动最强烈，是强震多发区。     

内蒙古狼山山前断裂中段大地电磁探测研究

对一条穿过狼山山前断裂中段的宽频带大地电磁剖面进行精细化处理和二维反演,获得该断裂中段及其两侧地块的深部电性结构特征。结果表明,狼山山前断裂表现出明显的高低阻电性边界带,断裂西侧的狼山隆起上地壳表现出较为完整的高阻特征,中下地壳以低阻体为主;狼山山前断裂东侧的临河盆地浅部存在5 km厚的低阻沉积层,沉积层下方可能存在高阻基底。该分布特征表明狼山山前断裂是一条切割地壳尺度的深大断裂,同时具有孕育强震的风险。     

滇西试验场区地壳的试验均衡研究

本文利用滇西试验场区最新完全布格重力异常和地形高资料，采用设置虚拟数区和边界限定、消除趋势项、低道滤波等预处理措施，按试验均衡理论，计算了该区地壳的均衡响应函数及试验均衡异常；结合文献［１］的研究结果，对其均衡异常分布特征、区域构造运动机制、活动断裂与强震展布间的关系进行了研究；结果表明：１）该区均衡响应函数值高于美国、加拿大及我国华北等地区，其地壳处于亚均衡状态；２）区内各部位的均衡状态并不均一，且异常幅值大小多与地壳的相对隆起或沉降相关；３）红河断裂带两侧均衡异常值差异明显，全区均衡异常的展布同活动断裂与强震分布有较密切的联系。     

Crustal structure revealed by a deep seismic sounding profile of Baijing-Gaoming-Jinwan in the Pearl River Delta

The Pearl River Estuary area, located in the middle part of the southern China coastal seismic belt, has long been considered a potential source of strong earthquakes above magnitude 7.0. To scientifically assess the potential strong earthquake risk in this area, a three-dimensional artificial seismic sounding experiment, consisting of a receiving array and seabed seismograph, was performed to reveal the deep crustal structure in this region. We used artificial ship-borne air-gun excitation shots as sources, and fixed and mobile stations as receivers to record seismic data from May to August 2015. This paper presents results along a line from the western side of the Pearl River Estuary to the western side of the Baijing-Gaoming-Jinwan profile. A two-dimensional velocity structure was constructed using seismic travel-time tomography. The inversion results show that the Moho depth is 27 km in the coastal area and 30 km in the northwest of the Pearl River Estuary area, indicating that the crust thins from land to sea. Two structural discontinuities and multiple low-velocity anomalies appear in the crustal section. Inside both discontinuity zones, a low-velocity layer, with a minimum velocity of 6.05 km s~(-1), exists at a depth of about 15 km, and another, with a minimum velocity of 6.37 km s~(-1), exists at a depth of about 21.5 km between the middle and lower crust. These low velocities suggest that the discontinuities may consist of partly molten material. Earthquakes with magnitudes higher than 5.0 occurred in the low-velocity layer along the profile. The deep Kaiping-Enping fault, rooted in the crust, may be one of the most important channels for deep material upwelling and is related to tectonic movement since the Cretaceous in the Pearl River Delta tectonic rift basin.     

GiT-based structural geologic feature analysis of the southern segment of Longmenshan fault zone for earthquake evidence

The Longmenshan fault is a thrust fault which runs along the base of the Longmen Mountains in Sichuan province,southwestern China.The southern segment of the fault had two distinct responses to the Ms 8 Wenchuan and Ms 7 Lushan earthquakes.This study determines characteristics of the structural geology of the Longmenshan fault to evaluate how it influenced the two aforementioned earthquakes.This research was done within a Geoinformation Technologies(Gi T) environment based on multi-source remote sensing and crustal movement data extracted from the Global Positioning System(GPS).The spatial distribution of the southern segment of the Longmenshan fault zone was comprehensively analyzed to study both earthquakes.The study revealed that the Wenchuanand Lushan earthquakes occurred on two relatively independent faults.In addition,there was a nearly constant-velocity crustal movement zone between the two epicenters that probably had a compressive stress with slow motion.Furthermore,the central fault and a mountain back fault gradually merged from north to south.The Lushan earthquake was not an aftershock of the Wenchuan earthquake.The research showed that fault zones within 30–50 km of State Highway 318 are intensive and complex.In addition,crustal movement velocity decreased rapidly,with a strong multi-directional shear zone.Thus,activity in that zone was likely stronger than in the northern part over the medium to long term.     

利用GPS观测分析青藏高原东缘应变特征

根据青藏高原东缘2004~2007年的GPS观测资料,通过多面函数法建立青藏高原东缘地壳水平运动速度场模型,给出球面坐标系下的视应变场。对照该区同期发生的地震活动,讨论了水平运动、应变场空间分布与强震和区域构造变形的关系。结果表明,松潘块体东西向地壳缩短显著,川滇块体以左旋剪切变形和顺时针转动为主。地应变特征表明,2008年汶川地震前龙门山地区为面应变能次高值区,呈面压特性,应变快速积累,龙门山断裂带中段震前处于闭锁状态。鲜水河断裂带西段南北地壳呈北东-南西向挤压缩短,东段两侧呈北西-南东向压缩。川滇菱形块体为应变能和面应变率梯度高值区,金沙江西部的应变能次高值区与羌塘块体的构造应力作用有关。     

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川滇菱形块体东边界现今应变积累特征及强震危险性

基于川滇地区2013~2018年GNSS速度场结果,解算区域地表应变率场,分析川滇菱形块体东边界现今地表应变特征,反演其断层闭锁程度和滑动亏损分布,并重点分析芦山地震后该区域的深部应变积累程度。结合已有历史地震破裂及断层库仑应力结果,综合分析芦山地震后川滇菱形块体东边界不同段的强震危险性。结果表明,川滇菱形块体东边界现今呈现出明显的左旋应变积累特征,三岔口地区剪切应变积累速率最大,最大量值为3.5×10^-8/a;同时,川滇菱形块体东边界还表现出NS-NE向的拉张和近EW-NW向的挤压变形,康定-石棉段EW向挤压应变率最高,为-3×10^-8/a;安宁河-则木河断裂带EW向挤压应变率为-2×10^-8/a ~ -3×10^-8/a,而小江断裂带由北至南挤压变形逐渐减缓,东川以南转为拉张变形;断层闭锁反演结果与GNSS应变率结果具有较好的一致性,同样反映出川滇菱形块体东边界左旋剪切应变兼局部挤压或拉张的应变积累特征。综合分析认为,鲜水河断裂带道孚-八美段、康定以南的磨西至安宁河断裂带及小江断裂带的巧家-东川段、宜良-建水段具有较高的闭锁程度和左旋滑动亏损速率,是强震危险性较高的段落。     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区。为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构。结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60℃·km-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市凹陷地壳地温梯度高于平均值,是地热地质条件较好的构造分区。咸阳、西安之下,上地幔存在向南下倾的高温带,咸阳北侧约175 km深度是一个温度大于1500℃的高温区;其上,莫霍面、居里面上隆,形成高温基底,加热沉积地层中的地下水。富平、渭南之间,上地幔存在“下沉”低温区,低温区北、南两侧约175 km深度分别对应温度大于1450℃的高温区;高温区之上,莫霍面、居里面上隆,形成聚热中心,为地表地热资源提供稳定热源条件。总体上,关中盆地新生代潜水受莫霍面、居里面上隆带入的地幔热量传导加热,热物质随莫霍面、居里面向上抬升,是盆地中、低温地热田的深部热源。上地幔流变边界层控制研究区重要的构造活动,此边界层受周缘构造带不同动力作用,在重力均衡调整过程中,导致深大断裂活动,进而引起地壳深、浅部水体沿断裂带热对流,形成带状分布热泉。