高密度电法在岩溶区找水中的应用研究

岩溶山区地形地貌条件复杂,岩溶溶蚀作用强烈,地表往往干旱缺水,为了解决当地老百姓的饮水问题,充分利用丰富的地下水资源,笔者利用高密度电法对湖南省三个缺水自然村进行打井找水研究工作,研究结果表明:高密度电法能较好的识别断裂破碎带及岩溶破碎带的位置及发育方向,为分析成井模式提供有利依据,同时也可为打井找水提供较准确的位置;高密度电法可较好的确定岩土层结构及土层的厚度,但仅凭高密度电法资料尚不能确定岩层的倾向及岩性,需结合水文地质图及物探测线信息做进一步深入分析;迎春镇周家村顺其组为下覆碎屑岩隔水模式,钻井应布设于上覆灰岩段,且井深不能穿透下覆碎屑岩;麻田乡三湾村十一组为断层出水模式,钻井应布设于断裂破碎带的分布范围内;水东乡黄泥坪村为断层阻水模式,钻井应布设于断裂破碎带分布范围或断裂破碎带附近含水层内.     

未完全受阻地震滑坡运动距离的影响因素及机制分析

地形条件、启动机制和岩性条件是滑坡运动的主要影响因素。通过分析汶川地震诱发的215处体积1×10~4m~3的未完全受阻滑坡的运动场地地形条件、岩性、地震烈度、岩层倾向与坡向的关系,建立各影响因素的分类指标,分析各影响因素对滑坡运动距离的影响及作用机制。研究结果表明:场地地形条件不仅显著地影响了大型滑坡的运动距离,而对中小型滑坡同样有效,是同等规模下滑坡运动距离产生差异的最主要影响因素。运动场地地形条件中沟谷顺直型滑坡的运动距离最大,随后依次为凹面型、阶梯型、沟谷偏转型、坡脚堆积型和坡面堆积型,由岩性、地震烈度和岩层倾向与坡向关系确定的滑坡成因模式或启动机制对中小型规模的滑坡运动距离影响不显著。对于体积1×10~6m~3的大型滑坡,同等规模下中等硬度岩性的运动距离大于坚硬岩体和软岩;在Ⅸ—Ⅺ度地震烈度区,与滑坡点密度和面积密度的分布规律相反,滑坡运动距离随烈度的增加而减小;坡体结构虽然影响了滑坡发育的分布规律和成因模式,但对滑坡运动距离的作用却不显著。     

广西龙滩水库地壳QS二维成像

本文收集了广西龙滩水库地震监测台网2006年9月至2016年12月精定位后的3 382次M_L≥0地震的数字波形资料,采用二维衰减成像技术获得了龙滩水库库区的Q_S二维分布图像。结果显示:龙滩水库库区Q_S的横向不均匀变化明显,Q_S低值区围绕着库区近似呈环形分布;在Q_S低值分布区附近,大多为河流与断裂带的交汇处;Q_S低值分布主要对应于透水性较强的岩性地区。以上现象表明Q_S低值分布受水、断裂、岩性等3种因素的影响,由此初步推断库水可能沿着断裂上的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区和具有较强透水性岩层区域向下渗透,使得岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波剧烈衰减,从而使Q_S值大幅下降。结果还表明:大多数地震发生在Q_S高、低值过渡区域,这种“软”、“硬”介质的交界处,容易积累应变能,孕育地震。这是由于当Q_S高、低值过渡区域受到水的加载作用及其对裂隙边界的润滑作用,发震断层的抗剪强度降低,使滑动容易产生,从而诱发地震。      

在围压条件下切口岩石破裂过程的实验研究

本文根据地震的断层说观点在室温、围压600—1,200巴条件下研究了具切口的花岗闪长岩、辉长岩和大理岩试件的破裂发展过程。在连续增加的差应力作用下观测到:切口内部充填的软弱夹层首先发生剪切变形和破裂,接着在切口端部一侧扩展张性裂纹,然后在切口前缘方向扩展剪切裂纹,最后发生贯通试件的剪切和张裂-剪切主破坏。张裂纹扩展长度受到围压的强烈抑制。岩石的切口结构和岩性变化对破裂迹线的空间展布和主破坏机制有重要影响。讨论了实验结果在断层扩展型地震的形成过程及其在预报预测方面的意义     

滇西牟定—香格里拉电性剖面及深部构造

通过对滇西NW—SE向牟定—香格里拉大地电磁测深剖面的反演并结合地质构造、小震精定位资料,综合分析了剖面经过地区的深部构造.在滇西北地区深部发育一规模巨大的近水平产出地壳高导层,此高导层从香格里拉一直延伸到永胜盆地以东,沿剖面水平延伸超过200km.地壳高导层又可分为两段,两段高导层在剖面上形成两个香蕉型相连的复合形态,高导层之上的高阻体则形成两个碗型相连的复合结构,碗型内部有向东倾斜的相对低阻带存在.滇西北地区整体构造格架可以解译为一套两个主推覆面构成的叠瓦式推覆系统,两个主推覆面高低起伏形成总长度超过250km的底部滑脱带.第一个主推覆面的长度超过150km,并在丽江东部上翘到接近地表,小金河断裂是其延伸到地表的主要破裂带.第二个主推覆面长度超过120km,过程海断裂后上翘并在永胜以东地区出露地表.根据反向低阻带影像,可以推断推覆体反冲构造发育,在玉龙山至丽江以东和永胜盆地西缘至平川盆地东缘形成两处冲起构造.推覆面在剖面上呈现出平缓-陡峭-再平缓-再陡峭的断坪和断坡相间的阶梯状结构.     

胶州上白垩统史家屯段中地震产生的震火山岩及软沉积物触变变形

首次从胶州市上白垩统红土崖组史家屯段中识别出了一些震火山岩和强地震引起的软泥砂质沉积物的触变变形构造(震积岩)。震火山岩是强地震破坏火山喷出物形成的具同震变形构造的火山岩。震积岩是强地震触动饱和-半固结的软沉积物发生液化、触变、断裂、裂开、充填等形成的具软沉积物变形构造的沉积岩层。红土崖组史家屯段主要由玄武质火山岩夹河湖相泥砂质(砂质泥和泥质砂)沉积层组成。史家屯段中,震火山岩的主要类型为具同震裂隙的震裂玄武岩和震碎玄武岩(震碎玄武质角砾岩)等;软泥砂质沉积物的触变变形主要包括触变泥砂质脉和具曲折边界的触变泥砂质层。受强地震作用,饱和泥砂质沉积物不会发生液化,但会发生触变,即其结构会被破坏而具较强的流动性。由于玄武质火山岩层被地震破坏(震裂、震碎),强地震致使触变泥砂质沉积物沿玄武岩中的震裂隙而流动,结果形成了触变脉变形构造,也使火山岩层与泥砂质层的边界变得十分曲折。在重力和震动力的联合作用下,被震碎的玄武质岩块沉入触变泥砂质中,形成了触变泥砂质沉积物的包体。这些晚白垩世末期的强地震事件记录,所反映的地震烈度约Ⅶ至Ⅹ度以上。史家屯段主要分布在诸城凹陷北部的百尺河断裂以南地带,晚白垩世末该断裂发生强构造与地震活动,也为当时的玄武岩浆上侵和喷发提供了通道。晚白垩世末,玄武岩浆多次沿百尺河断裂间歇式地上侵和喷发,同时产生的火山地震或由百尺河断裂的活动产生的构造地震,致使火山熔岩和下伏的红色饱和泥砂层发生了上述变形,结果形成了地震成因的火山岩与泥砂质沉积层的变形构造。因此,它们所记录的地震事件,应是晚白垩世诸城凹陷发生强构造裂陷和百尺河断裂发生激烈断裂活动的响应。文中具地震成因的岩土层变形构造,也为分析类似岩土地基的地震力破坏效应提供了新资料。     

新丰江库区上地壳三维细结构层析成像

在新丰江库区布设一个范围约50 km×40 km、由50个地震临时台站组成的观测台阵,接收来自不同方位的人工震源产生的莫霍界面反射波;台阵中的20个台站和5个区域固定台还对2009年3月至2010年5月发生在库区的地方震进行了观测.本文联合利用人工地震莫霍面反射波走时和天然地震直达波走时,采用连续模型反演技术重建了库区上地壳P波、S波慢度扰动和V_p/V_s扰动分布图像.研究结果表明:新丰江库区东、西部地区上地壳结构存在明显的差异.库区东部地区构造复杂,多条断裂在该区呈交叉状分布.北西向的石角-新港-白田断裂带在库区段内具有复杂的岩性和构造特征,该断裂带在新港至双塘一线可能延伸至地下8 km左右;近北东向的断裂带切割地壳较深.峡谷区及大坝以东附近地区存在上、下贯通的波速比高值区,尤其是大坝以西的深水峡谷区,存在一条顺河走向的陡倾角断层裂隙带,为库水渗透提供了良好通道.库区西部地区为相对稳定构造区,完整坚硬的花岗岩体透水性能较差,受库水渗透影响很小.新丰江水库诱发地震的形成与深部构造环境密切相关.峡谷区及大坝以东附近地区上地壳介质性质呈现明显的横向不均匀性,微震分布在介质物性结构的特定部位,"软"、"硬"交错的介质环境是倾滑正断层型微小震产生的可能原因.     

两组密集裂隙的相互作用的岩石模拟研究

实验研究了断裂演化中原生断裂的影响和裂隙生长的几何型式.在60 MPa围压、20MPa孔隙压、2×10~(-4)cm/s平均位移速率和室温条件下,沿着有两个平行薄切口的伯里亚砂岩长方形样品的最长方位压实,原切口向承载方向倾斜35°,彼此呈雁列式,仅从样品边缘部分延伸.当剪切方向(左旋或右旋)、超覆(左侧阶样状或右侧阶梯状)和断距量改变时,断裂相互作用产生明显差异.伸展断裂带形成于左旋劣切控制的左侧阶梯状原切口(或右旋剪切控制的右侧阶梯状原切口)之间.次级断裂从一个原切口向另一个原切口发展.断裂演化序列如下:约60,的:断裂向原切口,约30。的刀断裂向原切口以及具有约70“大超覆型的,断裂向原切口,但方向相反断裂带由原切口和刀断裂所限定.因此,超覆越大,产生的断裂带越大.对于大超覆型式,断裂带中形成的一系列“断裂近于平行和等l’f距·在横剖面中,断裂为具表面拗陷的正断层·显微镜研究表明,微断裂高度集中于大断裂附近,于大断裂角度小于30。的地区.远离大断裂的颗粒未断裂.对于左旋剪切控制的右侧阶梯状原切口(或右旋剪切控制的左侧阶梯状原切口),压实带形成原切口之间.心断裂在原切口末端传布并扩散叮断裂在压实带产生并受原切口和C断裂限制,叮断裂在横剖面中有反向偏移.     

松潘-甘孜造山带地壳速度结构

位于川西地区的奔子栏——唐克深地震测深剖面以NNE走向穿越松潘——甘孜造山带．根据人工地震记录分析得到的震相走时和相关的振幅信息，确定了该剖面二维P波地壳速度结构．剖面的地壳结构可分为5层，其中第1，2，3层为上地壳；第4，5层为下地壳．上地壳中部普遍存在低速异常带，但龙日坝以北，这一低速带与其上覆的低速基底合为一体．同时，沿剖面的地壳速度结构具有较强的横向变化．据此，可将剖面分为4段，即甘孜——理塘断裂以南、甘孜——理塘断裂至鲜水河断裂、鲜水河断裂至龙日坝断裂和龙日坝断裂以北. 这与区域构造划分基本一致． 地壳厚度沿测线从南西向北东逐渐减薄，即从金沙江畔的62 km减小到黄河附近的52 km． 根据PmP震相分析，莫霍界面深度在鲜水河断裂两侧没有明显变化．全剖面的地壳平均速度较低，为6.30 km/s．奔子栏——唐克剖面揭示了该地区的造山带型地壳上地幔结构特征．鲜水河断裂带位于剖面的中部，该地区的上地壳速度为正异常，而下地壳和上地幔顶部存在负异常．笔者认为，这是一类有利于强震孕育和发生的深部构造环境．      

龙门山构造带壳幔电性结构特征及其与汶川、芦山强震关系

青藏高原东缘龙门山构造带是研究青藏高原地壳物质向东侧向挤出的焦点地区.为探索龙门山构造带活动构造特征及其与发震构造的关系,本文通过布置垂直龙门山构造带南段芦山地震震源区的大地电磁测深剖面,运用多种数据处理手段,得到研究区可靠的电性结构,并通过与已有龙门山中段和北段剖面进行对比分析.研究表明：（1）青藏高原东缘岩石圈存在明显的低阻异常带--松潘岩石圈低阻带,该低阻异常带沿龙日坝断裂-岷山断裂-龙门山后山断裂分布,形成松潘-甘孜地块向扬子地块俯冲的深部动力学模式,通过统计研究区的历史强震,发现震源主要沿低阻异常带东侧分布,同时,低阻异常带也是低速度、低密度异常带,松潘岩石圈低阻带可能是扬子地块的西缘边界;（2）青藏高原物质东移过程中,受到克拉通型四川盆地的强烈阻挡,龙门山构造带表层岩块和物质发生仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造,中下地壳和上地幔顶部物质向龙门山构造带岩石圈深部俯冲,印支运动晚期,扬子古板块持续向华北板块俯冲,在上述构造运动作用下,呈现出刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔状构造;（3）根据电性结构推断,芦山地震受到深部上里隐伏壳幔韧性剪切带向上扩展的影响,构成芦山地震的深部主要动力来源;汶川地震的发生,在龙门山南段形成应力加载区,是触发或加快芦山地震孕育发生的另一个动力来源.     

大别山北缘深部结构的高精度重磁电震解析

大别山北缘位于大别造山带与华北陆块会聚地带,其深部精细结构还存在一些争议问题.根据近年来在研究区域内采集的地球物理数据,通过OMEGA、OASIS和FUGRO-LCT等多个重磁电震软件处理,获得了深部信息丰富的多种地球物理属性图像.本文从中选取了2条平行的电法和地震剖面,辅以高精度重磁数据,揭示了大别山北缘深部地质结构总体呈现华北陆块南向俯冲、北淮阳构造带向北逆冲的特征,并可清楚地识别大别山北缘造山带、肥南山前坳陷带和肥北斜坡带.其特征分别如下:①大别山北缘造山带,地震反射杂乱,电性高阻大于2000Ωm,以磨子潭-晓天断裂为界分为北大别杂岩带和北淮阳构造带,主要由大别群、卢镇关杂岩和佛子岭群组成,沿舒城-信阳断裂逆冲于中、下侏罗统之上,浅部发育北倾的金寨-龙门冲滑覆断裂.②肥南山前坳陷带,上部为中、新生界,呈现中低阻特征,地震反射界面清楚,断面波明显;下部为华北型前中生界沉积岩(上部可能残存古生界),电性特征为低阻(5~50 Ωm),地震反射较连续,内部反射弱.以六安断裂为界分为舒城凹陷和肥中断裂带,其北侧边界为肥中断裂.③肥北斜坡带,上部主要为侏罗系,呈现中低阻、水平层状地震反射特征;下部主要为霍邱群,电性为高阻,地震反射杂乱;中间为华北型前中生界沉积岩,向北逐渐减薄、直至缺失.上述认识将为华北陆块南向俯冲、南北板块碰撞缝合线和油气资源勘查等研究提供深部地质约束.     

强导(含)水隐伏陷落柱底板突水机理研究

华北型煤田采场底板隐伏强导(含)水岩溶陷落柱突水以其隐蔽性强,突水速度快,水量大,破坏性强,危害严重的特点已成为影响煤矿安全生产的重大隐患.但是,受奥陶系灰岩承压水和采动应力耦合作用下的岩溶陷落柱突水机理、突水过程和突水力学规律的研究尚不够系统和完善.本文以陷落柱上覆岩层层状介质假设和剪切破坏理论方法为出发点,建立了不同水平截面形状类型的强导(含)水岩溶陷落柱突水力学模型,并确立了奥灰承压水与采动应力共同作用诱发强导(含)水陷落柱突水的临界条件,并提出了突水危险性系数对陷落柱突水危险性进行定性和定量的评价.理论推导和数值分析表明,奥灰承压水和采动应力耦合作用下的强导(含)水陷落柱突水与其水平截面形状、隔水层厚度、岩石物理性质有关.当采场环境确定后,陷落柱水平截面形状则是决定其突水的关键因素,而且陷落柱水平截面形状是圆形时最容易发生突水.     

中地壳的水和水岩相互作用实验及其地球物理涵义

本文重点报道了高温高压下流体与流体-岩石相互作用实验结果,提供了中地壳条件下流体性质和水岩反应速率数据.这些数据有助于理解中地壳的一些地球物理现象.作者进行了25℃~435℃和22~39 MPa条件下水-岩相互作用反应动力学实验.同时,研究水在近临界区至超临界区的性质.一般地说,中地壳大致位于10(15)至25 km的深度范围.各地的地壳厚度不同,但是中地壳高导-低速层的深度范围十分相似.中地壳的顶界温度处于300℃,底界大致为450℃范围,压力高达200 MPa以上.流体-岩石相互作用实验表明:硅酸盐矿物和岩石的硅最大溶解速率出现在300℃~400℃.此时,硅酸盐矿物格架解体.通常,地壳里普遍存在水、流体.地壳构造活动导致断裂空隙、减压、流体流动.这时,有可能导致中地壳处于300℃~450℃流体的压力减低,由超临界区进入临界态、亚临界态.这会引发强烈流动的水与岩石相互作用.溶解反应导致岩层的硅淋失,硅的强烈淋失又会导致硅酸盐矿物格架解体,岩石崩塌.同时,进一步促进流体的流动.实验表明300℃~400℃下的强烈水岩相互作用促进了岩石破坏,并有可能影响岩层的地球物理性质,如高导层出现.另外,实验和理论研究表明处于300℃~400℃流体具有高电导率性质.这些水岩相互作用会使中地壳出现高导-低速层.     

三峡库区秭归与巴东交界Ms4.0地震矩张量及应力环境研究

三峡库区湖北秭归与巴东交界地区2013年以来发生5次M S4.0以上地震.本文基于湖北、重庆等省属13个测震台站宽频带波形数据,采用kiwi软件包和rapidinv12程序反演了这些地震的全矩张量解,结果显示所有地震双力偶解均为走滑兼逆断性质,两个节面走向、倾角、滑动角与P、T轴走向和倾俯角的一致性均较好,主压应力P轴NWW走向,倾角近水平,主张应力T轴NNE走向.与三峡库区现今构造应力场比较,这5次地震主压应力P轴与主张应力T轴的平均方向与其大体一致,并且节面1平均走向也与附近主要断裂:高桥断裂和周家山—牛口断裂走向大体一致,反映了这些地震受到区域现今构造应力环境的控制与影响.通过对地震矩张量的ISO+DC+CLVD分解显示,所有地震的ISO成分均低于10%,纯双力偶DC成分偏少而CLVD成分较多,主要与震源区地下浅层介质复杂的各向异性、多重剪切错动或液态下拉张错动有关.结合震源区局部特殊的岩层岩性结构和水文地质环境,分析认为库水长时期的侵蚀溶蚀与加卸荷载作用,有利于引起局部岩层强度降低,在特殊水位时段将触发岩层失稳而滑动破裂,这5次地震中CLVD成分较多正是这一复杂过程的重要体现.     

水库诱发地震时空演化与库水加卸载及渗透过程的关系 ——以紫坪铺水库为例

为了解水库蓄水过程中,水库诱发地震活动的动态响应机制,本文建立了针对水库诱发地震(Reservoir-induced seismicity,RIS)定量化研究的数理模型,并以紫坪铺水库为例,对库区地质构造及水文地质结构条件、水库蓄水后库区小震活动时空演化特征进行了详细的研究.在此基础上,利用有限元方法计算了水库蓄水过程中弹性附加应力场、有效附加应力场、孔隙压力和断层稳定性的动态变化,讨论了RIS时空演化与库水加卸载及渗透过程的动态响应关系.结果表明:(1) RIS诱发机制的定量化模型可分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流-固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的RIS定量研究可将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来.两种形式模型方法的结合能为RIS定量研究提供一个相对宏观的力学框架;(2) 断裂渗透结构对孔隙压力变化下断裂的力学响应具有重要的影响,研究区主干断裂可能属于一种上盘破碎带导水、下盘地层及断层核阻水的"下阻上导型"的渗透结构类型,不同程度的具有使地表水体向深部渗流的通道性.库区深部岩体渗透稳定性的差异在很大程度上导致了诱发地震活动对岩性条件的依赖.(3) 紫坪铺水库蓄水后,小震活动在空间分布上呈现出条带状分布、丛集分布和地震迁移的特点,小震震源深度优势分布在地下4~10 km范围内,在通济场断裂与安县-灌县断裂的深部汇聚区域震源分布最为密集.同时,小震活动主要集中发生在脆性程度高、渗透稳定性低的碳酸盐岩地层中,而在岩性较软弱、渗透稳定性高的三叠系须家河组砂泥岩和煤系地层中很少有地震发生.在水库蓄水后地震活动的时间响应特征上,水库西南侧和东北侧两个丛集区的小震活动可能属于"快速响应型"RIS,而都江堰小震群活动可能属于"滞后响应型"诱发地震活动;(4) RIS的发生与库水加卸载及渗透过程中库底岩体有效应力的变化密切相关.在以挤压为主的构造应力环境中,库体荷载作用的结果一般会使库底断层更趋向稳定,而水库附加水头压力扩散的效应则是促使断层趋向失稳,正是这个矛盾双方相互制约与平衡的动态过程,控制了断层库仑应力变化的取向,从而决定了RIS时空演化的规律.     

藏北高原地壳及上地幔导电性结构——超宽频带大地电磁测深研究结果

为了研究西藏中、北部壳、幔导电性结构,讨论高原中、北部岩石圈热状态,1998年和1999年（INDEPTH（Ⅲ） MT）在西藏中、北部完成了德庆—龙尾错（500线）和那曲—格尔木（600线）超宽频带大地电磁深探测剖面的研究.研究结果表明,西藏中、北部以昆仑山断裂为界,其南北壳、幔电性结构有很大差异.昆仑山断裂以北地壳和上地幔为高阻区.而昆仑山以南,地壳和上地幔的导电性有明显的分层结构：地壳上部以不连续的高阻体为主,夹有局部低阻异常体,沿南北方向上地壳的电性结构复杂,具有不连续、分块的特点;但中、下地壳为大范围的高导异常区,区内发育有大规模、不相连续、产状各异的高导体,其电阻率均小于4Ωm;在班公—怒江和金沙江缝合带之下,壳内高导体都具有向上地幔延伸的趋势,存在连通壳、幔的低阻通道.根据西藏高原中、北部壳、幔电性结构的研究推断：如同藏南一样,这里也普遍存在部分熔融体和热流体,它们的成因主要与班公—怒江和金沙江缝合带的壳-幔热交换、热活动有关,这是两期形成的壳-幔热交换通道.其中,班公—怒江缝合带的壳-幔热交换通道形成时间比金沙江缝合带早.因此,研究区壳、幔的热活动是从南边和西边开始,向北、向东扩展,导致现今西藏中、北部地壳和上地幔的热流分布由西向东、由南向北增大.     

唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

内蒙古东部古生代块体碰撞区的大地电磁测深研究——Ⅰ.观测与资料分析

内蒙古东部地区是古生代古亚洲洋闭合、中朝和西伯利亚块体碰撞区的中东段.本文分析了赤峰—东乌旗长约400km的剖面上12个点的大地电磁(MT)资料,介绍了数据处理方法,讨论了研究区的电性特征.研究区是一个二维性占主要成分的三维结构,受此影响,大多数点的视电阻率曲线含有明显的静态移动和畸变效应,对此采取了静态校正和畸变校正.校正后的视电阻率和相位及感应函数显示出:1.巴林右旗以南和西乌旗以北是两个相对的高阻值区,剖面中部的大兴安岭地区是相对的低阻值区;2.视电阻率曲线在周期大于1000s时普遍呈下降趋势,相应的相位则呈上升趋势,反映了该区上地幔高导层的存在;3.西拉木伦河北侧的早古生代蛇绿混杂岩带和锡林浩特杂岩带表现出横向上强的电性梯级变化.结合地质资料,初步认为上述两个电性梯级带是两个可能的地质分界线,分别对应中朝块体和西伯利亚块体早古生代和晚古生代的缝合带;4.东乌旗—西乌旗之间中地壳有一发育较好的高导层,观测中没有发现贺根山地区具有较深的“根”;5.赤峰—翁牛特旗之间电性存在较大差异,有可能表征了一个较大的断裂或地质界限.     

北京南口—孙河断裂带水热系统特征与成因分析

中低温对流型地热资源在华北地区广泛分布,是一种清洁的替代能源.与活动断裂带相关的水热型地热资源是中低温地热系统的重要组成部分.本文基于高精度重力测量、微动测深及钻孔温度测量等数据,从热源、通道、储层和盖层四个方面探讨了南口—孙河断裂带水热系统特征.低重力异常揭示的燕山期花岗二长岩、闪长岩岩体范围为23.8 km~2和14.3 km~2,放射性测井数据计算得到其生热率均值为3.14μW·m~(-3),侏罗系火山岩生热率均值为1.65μW·m~(-3),隐伏岩体和火山岩均难以构成地热系统的附加热源.重力异常显示南口—孙河断裂带宽度约500~800 m,断裂带切割蓟县系雾迷山组白云岩热储层.钻井温度曲线显示断裂带内水热活动强烈,说明该断裂带是导水、导热的重要通道.断裂带南西侧马池口一带第四系松散层与侏罗系火山岩形成了热储盖层,微动测深显示火山岩最大厚度约1500 m.综上源、通、储、盖四个要素分析,该地热系统为热传导一对流复合型,来自京西北山区的大气降水经远距离径流深循环吸收地层热量后沿南口—孙河断裂上移到达裂隙发育的白云岩地层中形成热水.总之,沿南口—孙河断裂带具备了良好的地热地质条件,可达到规模开采的条件.     

紫坪铺水库区域地壳Qs成像及其与渗透关系研究

利用衰减结构层析成像方法尝试对紫坪铺水库区域地壳Q_s进行成像,获得该区浅层地壳静态及蓄水前、后的Q_s变化特征,结合实验研究成果、岩体岩性、断裂构造、水文地质条件探讨库水的渗透作用及其对地壳介质的影响,对研究区内地震活动类型及发震成因的介质物性变化进行了讨论.研究结果表明:紫坪铺水库区域地壳Q_s横向不均匀变化显著,库区周边近似存在低Q_s值环形区域,主要包括水库东北、东南、西南、西北及库区中段五个区域.其中,水库东北、库区中段、西南低Q_s区域与库水渗透关系密切,初步认为库水可能沿着通济场断裂中段和两端的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区向地下渗透,使岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波大大衰减,从而导致Q_s值大幅下降.同时,在西南区诱发了水库小震群,在东北区和东南区诱发了部分水库小震群.另外,紫坪铺水库区域东北、东南、西南三个小震群基本位于高Q_s值(低衰减)和低Q_s值(高衰减)过渡区域,可能由于低Q_s区地震波衰减大,不易积累能量,而高、低Q_s值的过渡区域,介质介于"软"、"硬"之间,有可能积累应变能,孕育地震.当高、低Q_s过渡区域岩石裂纹饱含水或部分含水后,水对裂纹边界起潮湿和润滑作用,降低了发震断层的抗剪强度,使滑动容易产生,从而诱发地震.