大别造山带东段重力异常多尺度分解及其构造意义

文中通过多源数据融合、模型构建、数据试验、二维离散小波变换和功率谱分析等方法获取了大别造山带东段深、浅部场源布格异常及其场源似深度,并结合地壳结构、地质构造、岩石圈有效弹性厚度和地震活动等资料,讨论了地壳深、浅部的结构特征及地震活动构造背景。结果表明,低频布格异常显示大别造山带东段与华北地块间深部构造缝合带在东部应位于青山-晓天断裂前缘,在落儿岭-土地岭断裂和商城-麻城断裂之间向N偏移至梅山-龙河口断裂之下,造山带南侧与扬子地块间深部构造缝合带位于襄樊-广济断裂以北约20km,造山带东侧与扬子地块间的深部构造转换带位于郯庐断裂带之下,造山带东段腹地显著的低频布格异常低值表明对应部位的莫霍面存在明显下凹,造山带内部的布格异常高梯度带表明其深部结构不完整;高频布格异常揭示肥中断裂、六安-合肥断裂、肥西-韩摆渡断裂和郯庐断裂带等主要断裂对地壳中上部密度结构的影响明显,落儿岭-土地岭断裂对地壳中上部密度结构的影响范围向N延伸至肥西-韩摆渡断裂前缘。结合地震活动资料进一步分析认为,大别造山带东段与华北地块在青山-晓天断裂前缘附近接触和相互作用,且大别造山带东段地壳深、浅部结构均不完整,不利于应力积累,趋向于在断裂交错的脆弱部位频繁释放应力,是霍山地区小地震活动频繁的主要原因。     

江苏及邻区地壳上地幔结构研究

根据江苏及邻区大地构造单元和人工地震研究程度的不同,划分为下扬子地区、郯庐断裂带、大别山东段、苏鲁地块等地区,介绍了利用人工地震、天然地震层析成像及其它地球物理探测等方法对这一地区的深部构造研究结果。其中下扬子地区莫霍面的深度为28~33 km,横向不均匀,由西向东逐渐减薄;大别—苏鲁地区地表超高压变质带地壳波速特征主要表现在上地壳顶部的高速层,其厚度一般小于10 km;苏鲁地块地壳厚度约在32~33 km之间,明显高于周边地区;大别山地区沿造山带方向莫霍面变化平缓,地壳厚度33 km左右;横穿造山带方向起伏变化较大,莫霍面最深达41 km左右。天然层析成像研究范围大,分辨率较低。大别苏鲁地区人工地震测深工作较深入,但调查范围较小,主要在浅层,认识相对局部,有待于面上的大范围深部结构图像研究。     

郯庐断裂带南段大地电磁主轴方位统计分析及其意义

本文利用多测点-多频点阻抗张量统计成像技术统计分析了三条横跨郯庐断裂带南段的大地电磁剖面上的电性主轴分布特征,从电性主轴的角度描绘了大别郯庐构造区不同构造的特征及构造间的几何关系.统计结果显示:郯庐断裂带南段在断裂带浅部的电性主轴方位及二维有效因子中有明显的显示,同时郯庐断裂带南段可能未影响断裂深部介质;扬子板块及大别块体东南部地区浅部和深部的主轴方位明显不一致,表明浅部和深部之间存在结构不整合,主轴方位表明不同深度的介质受不同方向构造力的作用;大别造山带南部及以南地区深部介质中EW向电性主轴可能是板块汇聚时期扬子板块深部韧性层受NS向挤压应力作用的结果,郯庐断裂带以东地区深部韧性层中NWW向的电性主轴则是扬子板块沿郯庐带向NNE方向运动形成的;北大别块体深浅一致的电性主轴分布特征符合中生代穹隆抬升、增厚的演化过程.对该地区电性主轴的统计结果为认识该地区的深部结构及地下介质的运动极性提供了重要的依据,也为认识大别郯庐构造区的演化过程提供了新的证据.     

沂沭断裂带重力场及地壳结构特征

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段,新构造运动显著,是华北地区的强震活动带之一。文中收集了该地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对重力场进行有效分离,研究区域地壳结构特征及断裂空间展布,并应用Parker变密度模型对区域莫霍面进行反演分析,得到以下几点结论:1)重力区域场显示,沂沭断裂带形成了NNE走向的大型重力梯度带,分隔了鲁西、鲁东地块,成为区域内重要的地球物理分界线。2)重力局部场显示,中上地壳结构复杂,沂沭带内部呈现两堑一垒的重力异常格局,5条主干断裂形成线性梯度带分布于东、西地堑内,鲁西块体的多条NW向活动断裂交切于沂沭断裂带,多数断裂只交切于西地堑,而蒙山山前断裂和苍尼断裂横穿沂沭断裂带;下地壳结构相对简单,发生明显的褶曲构造,表现出大规模高、低密度异常相间排列的典型特征。3)区域莫霍面形态东高西低,沂沭断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异格局,潍坊东—莒县—临沂一线出现莫霍面上隆区,具有强震发生的深部孕震环境。4)区域内地震多发于高、低重力异常转化带之间,特别是活动断裂对应的重力梯度条带之上,地震的发生与断裂活动有着密切的关系,沂沭断裂带地震活动性最强,且东地堑强于西地堑。     

郯庐断裂带南段重力异常及不同深度的横向构造特征

为研究郯庐断裂带南段及周边构造的深部特征、空间展布、交切关系,文中利用小波多尺度分析方法对该地区的布格重力场进行场源分离,剖析不同深度下的地壳横向构造;同时采用Parker变密度模型对莫霍面深度进行反演分析。研究表明,郯庐断裂带南段表现为NNE走向的大型重力区域场梯度条带,切割深度达岩石圈地幔,其两侧密度结构及构造特征差异明显。沉积层及上地壳密度结构复杂,郯庐带东支2条断裂形成线性异常纵贯区域;而西支2条断裂线性异常较弱,截切EW向的重力异常体断续延展。中、下地壳密度结构简单,断裂带形成宽缓的低异常条带,反映了白垩纪—古近纪伸展环境下造成的地堑式构造。西支2条主干断裂纵穿合肥市,沿肥东凹陷西缘向S延伸,由于舒城以南的高密度圈闭体遮挡,尖灭于舒城县一带;而肥中、六安—合肥、肥西—韩摆渡EW向的深大断裂交切于西支,未延伸至东支。该区近代小震多发生于断裂构造所对应的重力高、低异常转化带之间,尤其是断裂之间的交会处与郯庐构造带内部,郯庐断裂带南段为历史强震空区段,考虑到断裂带莫霍面陡变及与多条深大断裂交切等深部环境,中强震危险性不容忽视。     

苏鲁造山带及邻区深部电性结构研究

苏鲁造山带及毗邻华北地块,是中国东部地学研究的热点区域,研究其深部结构可以为讨论苏鲁超高压变质带以及华北克拉通演化提供重要的证据．对横切苏鲁造山带获得的一条大地电磁测深剖面资料进行了解释,剖面沿SE129°,西起华北地块,跨郯庐断裂带、苏鲁超高压变质带、苏鲁高压变质带,止于扬子地块．大地电磁反演解释采用了二维非线性共扼梯度法,用TE和TM联合模式得到了关于测区地下150km以上的电性剖面．该电性剖面在横向上,沿剖面自西而东,划分出了7个电性分区,电性边界带与郯庐断裂带、海州一泗阳断裂以及嘉山一响水断裂等重要的边界断裂具有很好的对应关系;纵向上,划分出6个电性构造单元．发现了在华北地块与扬子地块内存在着（壳内的）高导区,而苏鲁造山带下部没有发现高导区,这一点与大别造山带存在较大的差异．发现了在50—90km之间层位,存在较连续的相对低阻带,推测为上地幔顶部的软弱带,在该低阻带下部分别对应华北地块上地幔浅部相对高阻区、苏鲁造山带上地幔浅部相对低阻区以及扬子地块上地幔浅部相对高阻区．从整个二维电性结构模型来看,在苏鲁造山带及邻区上地幔浅部不存在异常低的电阻率,这表明现今已不存在与岩石圈减薄有关的热软流圈物质．     

基于布格重力数据研究郯庐断裂带江苏段深部构造

本文收集了郯庐断裂带江苏段及周边地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对该地区的重力场进行场源分离,深入研究了区域地壳密度结构及断裂空间展布特征,并应用Parker密度界面模型对区域莫霍界面进行反演分析.研究结果如下:(1)布格重力场显示,郯庐断裂带江苏段形成了NNE走向的大型的重力高异常条带及重力梯度带,分隔了华北板块和苏胶块体、下扬子板块,成为区域内重要的地球物理分界线;(2)小波重力细节场揭示,沉积层及上地壳结构复杂,郯庐断裂带的5条主干断裂形成线性异常条带贯穿区域中央,控制着断裂带内部的隆凹构造单元.中下地壳结构相对简单,郯庐断裂带形成宽缓的高、低异常区,洪泽-沟墩断裂、淮阴-响水口断裂、宿迁-无锡断裂等深大断裂与之交切,而邵店-桑墟断裂不与之相交.受宿迁-无锡断裂交切的影响,郯庐断裂带江苏段在宿迁地区出现明显的分段性;(3)区域莫霍面形态东高西低,郯庐断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异的格局,泗洪地区出现莫霍面局部上隆区,可能由于软流层或上地幔高密度物质上隆所致.     

郯庐断裂带中南段的岩石圈精细结构

郯庐断裂带是中国东部规模最大的构造活动带,有着复杂的形成演化历史,对中国东部的区域构造、岩浆活动、矿产资源的形成和分布以及现代地震活动都有重要控制作用.2010年在郯庐断裂带中南段的江苏宿迁市附近,采用深地震反射探测方法对郯庐断裂带及其两侧地块的岩石圈结构进行了解剖.结果表明,该区莫霍面和岩石圈底界均向西倾,其中,地壳厚度约为31~36km,岩石圈厚度约为75~86km,且岩石圈厚度在郯庐断裂带下方出现突变.郯庐断裂带在剖面上表现为由多条主干断裂组成的花状构造,其内部发育有断陷盆地和挤压褶皱,具有伸展、挤压和走滑并存的构造形迹,暗示郯庐断裂带的形成和演化经历了多期复杂的构造活动.这一断裂带错断了近地表沉积层,向下切割莫霍面和岩石圈地幔,属岩石圈尺度的深大断裂构造系统.软流圈高温高压热物质沿断裂带的上涌、岩浆底侵或热侵蚀作用造成岩石圈出现拉张伸展和岩石圈减薄,并可能使岩石圈组构及其物质成分发生改变.本项研究结果不但可进一步加深对郯庐断裂带深、浅部结构的认识,而且还可为分析研究华北克拉通东部的深部过程和浅部构造响应提供资料约束.     

郯庐断裂带中南段地壳厚度与泊松比研究

郯庐断裂带中南段与西太平洋板块俯冲以及华北克拉通破坏密切相关,研究其深部结构对于了解郯庐断裂带构造演化过程、强震的孕震机制具有重要意义.本文利用密集台阵波形资料,采用接收函数H-κ叠加方法获得郯庐断裂带中南段的地壳厚度和泊松比.结果显示,郯庐断裂带中南段的地壳厚度分布以庐江和新沂为分段点呈现出与地质构造相关的南北向分段特征：南段的断裂带西侧的地壳厚度比东侧厚约5 km,中段的断裂带两侧厚度差异减小至约3 km,而北段则表现为断裂带下方隆起特征.郯庐断裂带沿线的地壳泊松比较高,推测是地幔物质的热侵蚀和化学侵蚀所致.根据艾里地壳均衡理论,南段地壳厚度与地表高程相关,基本符合艾里地壳均衡模型;而中段两侧地表高程基本相同,两侧地壳厚度差异表明不符合艾里地壳均衡模型,可能与断裂带西侧的华北克拉通岩石圈比东侧扬子克拉通岩石圈具有更高密度有关,高密度岩石圈产生向下“拖拽力”导致莫霍面相对理论值偏深;北段的莫霍面也偏深,与中段断裂带西侧情况类似,该区域基本位于华北克拉通块体.在郯城地震破裂范围内,存在莫霍面的不平滑过渡、活动块体的边界带以及断裂的分叉与交汇这三类结构特征.在上述结构特征的区域应力更集中...     

郯庐断裂带中南段垂直形变研究

正郯庐断裂带作为中国华南和华北地块的分界是中国东部大规模的断裂系统,对中国东部的地质构造有着深远的影响。郯庐断裂带区域动力源主要来自于太平洋地块向欧亚地块俯冲作用,兼受喜马拉雅造山带的影响。历史上曾发生过1668年郯城8.5级地震,1888年渤海湾7.5级地震。目前利用区域国家精密水准网、地震水准网多年多期观测资料,对郯庐断裂带垂直形变研     

重力均衡与天山的构造运动

通过分析重力异常的特征，并结合地壳上地幔的物质结构，研究了天山地区的重力作用和结构力源，探讨了重力均衡补偿与现代构造运动的联系，对未来构造活动的趋势做出判断。一些迹象表明，除了板块之间的水平作用力以外，地幔热物质的上涌也是影响天山地区构造活动的原因之一。     

浅析山西中南部重力测量及异常变化

叙述了山西中南部重力测量情况、重力分布特征、重力异常变化等。并根据重力异常变化结合几个震例进行了分析。讨论了重力测量对山西中南部地区地震监测的实际意义。认为利用重力测量捕捉山西中南部的中强地震信息是完全有可能的。     

孕震过程中重力位、重力、重力梯度变化的数值模拟研究

简要介绍了为探索和解释地震前后重力变化的各种孕震模式,推导了由孕震引起的密度变化和位移与地面重力位、重力、重力梯度之间的变化关系。摸拟计算了孕震位移和密度变化引起的重力位、重力、重力梯度变化的空间分布并分析了重力位、重力、重力梯度变化的空间分布特征。与此同时,采用广义司托克斯云积分和有限差分方法对云南丽江7. 0级地震前重力位、重力、重力水平梯度进行了计算。结果表明,强震前重力位、重力、重力梯度有其自身的变化特征,这对预测强震有实际意义。     

Analysis of Gravity Changes before and after the Akto MS6.7 Earthquake in 2016

This paper analyzes the characteristics of time sequence changes of gravity points near the epicenter, different changes of measuring lines and gravity changes of measuring areas in point-line-area manner respectively with the 5-period mobile gravity data through densified observation by the South Xinjiang Observation Network after the 2015-2016 Akto earthquake in Xinjiang. The gravity observation results before the earthquake indicate that the Wuqia-Bulungkol area near the epicenter presented the trend of gravity value increasing since 2015, but the gravity value decreased half a year before the earthquake, and witnessed a high gradient zone of gravity changes during some periods before the earthquake. The gravity observation results after the earthquake show that there is a trend of opposite changes in gravity difference on the northern and southern sides of Bulunkou, and good correspondence exists between the characteristics of gravity field changes near the epicenter before and after the earthquake and the geologic structure distribution in the area.     

2002年6月17日海城4.0级地震前后重力场变化特征探讨

分析了2002年6月17日海城4．0级地震前后海城一带重力场时空变化情况，重力点值和段差值变化在时间和幅度上具有明显的同步性，分析认为此次地震的发生与重力场变化有着密切关系。     

福建重力场演变特征与仙游M_L 5.2级地震研究

对福建地区2008—2017年的流动重力复测资料进行系统整理和分析,从重力场时空变化角度分析了福建地区重力场演变特征,并重点研究了2013年仙游M_L 5.2级地震前区域重力场累积变化和震中附近测点重力点值时序变化,探讨了重力场变化与地震的关系。研究发现:福建地区重力场变化显著,且呈现逐渐增强态势;仙游地震发生前,沙县—南日岛断裂两侧重力正、负高值异常变化,震中附近测点重力值存在转折异常。     

Gravity change observed in a local gravity network and its implication to seasonal precipitation in Dali county,Yunnan province,China

This study investigates data-processing methods and examines the precipitation effect on gravity measurements at the Dali gravity network, established in 2005. High-quality gravity data were collected during four measurement campaigns. To use the gravity data validly, some geophysical corrections must be considered carefully. We first discuss data-processing methods using weighted leastsquares adjustment with the constraint of the absolute gravity datum. Results indicate that the gravity precision can be improved if all absolute gravity data are used as constraints and if calibration functions of relative gravimeters are modeled within the observation function. Using this data-processing scheme, the mean point gravity precision is better than 12 lgal. After determining the best data-processing scheme, we then process the gravity data obtained in the four measurement campaigns, and obtain gravity changes in three time periods. Results show that the gravity has a remarkable change of more than 50 lgal in the first time period from Apr–May of 2005 to Aug–Sept of 2007. To interpret the large gravity change, a mean water mass change(0.6 m in height) is assumed in the ETOPO1 topographic model. Calculations of the precipitation effect on gravity show that it can reach the same order of the observed gravity change. It is regarded as a main source of the remarkable gravity change in the Dali gravity network, suggesting that the precipitation effect on gravity measurements must be considered carefully.     

Gravity change observed in a local gravity network and its implication to seasonal precipitation in Dali county,Yunnan province,China

This study investigates data-processing methods and examines the precipitation effect on gravity measurements at the Dali gravity network, established in 2005. High-quality gravity data were collected during four measurement campaigns. To use the gravity data validly, some geophysical corrections must be considered carefully. We first discuss data-processing methods using weighted least-squares adjustment with the constraint of the absolute gravity datum. Results indicate that the gravity precision can be improved if all absolute gravity data are used as constraints and if calibration functions of relative gravimeters are modeled within the observation function. Using this data-processing scheme, the mean point gravity precision is better than 12 μgal. After determining the best data-processing scheme, we then process the gravity data obtained in the four measurement campaigns, and obtain gravity changes in three time periods. Results show that the gravity has a remarkable change of more than 50 μgal in the first time period from Apr–May of 2005 to Aug–Sept of 2007. To interpret the large gravity change, a mean water mass change (0.6 m in height) is assumed in the ETOPO1 topographic model. Calculations of the precipitation effect on gravity show that it can reach the same order of the observed gravity change. It is regarded as a main source of the remarkable gravity change in the Dali gravity network, suggesting that the precipitation effect on gravity measurements must be considered carefully.     

电磁脉冲数值异常初探

用ＤＷＭＪ－８９Ａ型电磁波记录仪记录的异常与地震３要素的关系，讨论了判别电磁波脉冲数值异常的方法与地震预报的问题。     

A priori models and inversion of gravity gradient data in hilly terrain

The increased popularity of airborne measurements of the gravity gradient tensor for resource studies and geological mapping has resulted in a new awareness of the importance of terrain effects. In these measurements, the terrain effect often overwhelms that of the underlying crust and it becomes important to formulate a strategy for taking it into account when presenting the data and when inverting the data into density models. Using newly acquired data from Northern Sweden, we first attempted to estimate a variable terrain density model by inverting the data using a terrain model with a laterally varying density. Using data weights related to the topography variations, we find the best estimate of the lateral variation of the terrain density. We translate this model into a full three-dimensional model such that all columns have the same vertical centre of mass as estimated from inspecting the radially averaged power spectrum of the area. This then defines a reference model for subsequent three-dimensional inversion of the gravity gradient tensor dataset. We tested this approach first on synthetic data calculated from the measured topography including two density anomalies before we applied it to the measured data. The result is a model in which the surface density variations are propagated downwards in a systematic manner now in better agreement with measured densities of rock samples in the area.