基于密集台阵的青藏高原东北缘地壳精细结构及九寨沟地震震源区结构特征分析

基于青藏高原东北缘密集宽频带野外流动观测台阵以及固定台站资料,利用双差层析成像方法对地震位置和研究区的地壳速度结构进行了反演.最终用于联合反演的地震事件合计9644个.结果显示青藏高原东北缘速度结构具有明显的横向不均匀性.从整体上看,青藏高原地区表现为低速异常,鄂尔多斯表现为高速异常,而扬子地块亦表现为高速异常.不同深度处速度结构表现不一致,同一深度处P波速度结构和S波速度结构也有明显差异.由西秦岭北缘断裂带、临潭-宕昌断裂以及礼县-罗家堡断裂围限的地震活动强烈的区域中,P波速度结构由深度0 km时呈现的低速异常,逐渐过渡到5 km时高低速相间分布的特征;而S波速度结构在此区域中,由近地表0 km时高低速相间分布的特征,逐渐过渡到30 km时几乎表现为低速异常.2017年8月8日九寨沟7级地震所在的塔藏断裂、岷江断裂和雪山断裂围限区域,在深度20 km处的P波速度结构和周围存在明显差异,九寨沟地震处于高速异常与低速异常的过渡带内.此外,2013年7月22日发生在青藏高原东北缘的岷漳县6.6级地震,震源区所在的临潭-宕昌断裂附近的P波速度结构在15 km深度处也有明显特征,震源位置所在区域也处于高低速过渡带.该区域这种地壳内部高低速过渡带可能是应力比较容易积累而发生中强地震的一个重要场所.     

甘肃天水地区地壳上部二维速度结构成像研究

利用有限差分和不规则网格最小二乘正反演算法,对青藏高原东北缘暨西秦岭天水－武都地区两条高分辨人工地震测深剖面的Pg波走时进行层析成像反演,结果显示该区基底界面起伏较大,构造复杂,断裂丰富、较陡且延伸较大,多数断层切割基底.礼县-西和之间的低速异常反映了沉积盆地的结构特征,结晶基底深度在5 km左右.武山以东速度等值线横向变化明显,表现为褶皱.成县盆地速度变化平缓且速度值相对较高,基底埋深较浅,深度不到3 km.礼县附近存在一条近南北断裂,5 km深度以下有明显的上涌低速异常,可能为青藏高原深部幔源物质上升的通道.     

基于背景噪声研究青藏高原东北缘瑞利波相速度和方位各向异性

本研究收集了甘肃、青海、宁夏等118个宽频带数字地震台站的连续波形资料,利用噪声互相关,经过计算和筛选,在5~38 s范围内,共得到5773条瑞利波相速度频散曲线.然后采用1°×1°的网格划分,反演获得青藏高原东北缘相速度和方位各向异性分布.结果表明：短周期8~12 s内,鄂尔多斯从低速异常变为高速异常;该周期范围内各向异性结果与区域断裂走向有很好的一致性.18~25 s周期内,祁连地块、松潘-甘孜地块、羌塘地块低速异常范围逐渐变大,随周期增加地壳低速异常与人工探测结果相符;鄂尔多斯表现为速度随周期增加逐渐变大,说明其中下地壳速度相对偏高,不存在低速异常;该周期范围内的各向异性特征表现为,祁连地块和松潘甘孜地块大致呈NW-SE方向,而青藏高原内部快波方向显示了顺时针旋转的形态.在30~35 s范围内面波速度主要受莫霍面深度和莫霍面附近介质速度的影响,与地壳厚度分布有非常好的吻合.综合不同方法获得的各向异性研究结果,支持印度-欧亚板块的碰撞使青藏高原东北缘地壳发生缩短和逐渐隆升的观点,认为整个岩石圈的垂直缩短变形是青藏高原东北缘的主要形成机制.     

青藏高原东北缘噪声层析成像研究

利用青海、甘肃和宁夏3个区域地震台网两年的波形数据,通过地动噪声层析成像方法给出了青藏高原东北缘8—40 s的瑞雷面波二维群速度结构和三维地壳上地幔顶部的剪切波速度结构。研究结果显示,相比传统的面波层析成像方法,噪声层析成像给出的短周期面波信息能够较好地约束地壳和上地幔顶部结构。8 s和10 s周期的群速度图像与沉积层和基底结晶深度有关,具体而言:祁连山和西秦岭造山带表现为高速体特征,柴达木盆地、河西走廊和鄂尔多斯西缘表现为低速特征;周期为15 s和20 s的瑞雷面波群速度图像反映的是中地壳结构,15 s周期群速度图像上造山带下方高速体向北和向东方向扩展,20 s周期群速度图像呈现大范围低速体,推测为中下地壳低速层影响所致;30 s和40 s周期的群速度图像反映的是莫霍面深度附近的速度结构,具体表现为青藏高原大范围的低速体,向北和向东逐渐表现为高速体,说明青藏高原的莫霍面深度较深,且向北和向东逐渐减薄。另外,三维剪切波速度结构显示祁连地块和甘孜地块中地壳存在大范围低速层,且由柴达木盆地东侧深部的低速层连接,该低速层可能是青藏高原物质北移的一个通道。      

青藏高原东北缘上地幔多尺度层析成像

利用布设在青藏高原东北缘地区的甘肃宽频带地震台阵记录到的远震P波走时数据,采用小波域参数化和基于L1范数的稀疏约束反演算法的多尺度层析成像方法,得到了该地区400km深度范围内上地幔的P波速度结构.本文采用的多尺度层析成像方法可以自适应数据非均匀采样的情况,有效降低谱泄漏效应和反问题的多解性,明显提高解的分辨率和可靠性.层析成像结果表明青藏高原东北缘上地幔整体上显示为低速特征,扬子地块上地幔则显示为高速特征,两者之间上地幔存在清晰的块体边界带,该边界带位于东经104°—105°之间并且随深度的增加逐渐东移.该特征暗示了青藏高原上地幔物质向东扩张的机制,但在西秦岭上地幔顶部不存在物质运移的通道.青藏高原东北缘内部也具有明显的分区特征,松潘—甘孜地块上地幔P波速度整体呈低速特征,而柴达木地块的上地幔顶部具有相对高速特征,而在上地幔200km以下这两个地块间的差别逐渐减小.1654年天水地震和1879年武都地震都发生在扬子地块与青藏高原的碰撞交汇区,其震中下方上地幔显示为高低速转换结构.     

甘东南地区基于射线追踪面波频散三维成像

利用甘肃东南部地区(32.2°~33.5°N,102.7°~105.5°E)62个流动台站的垂直分量连续背景噪声记录数据,经过处理得到了所有可能台站对的面波互相关函数和瑞利波相速度频散曲线,采用基于射线追踪的面波频散直接反演方法得到了观测台站下方5~20km深度范围内的剪切波速度分布图像。结果表明,5km深度对应的剪切波速度横向变化与地表断裂带分布和沉积层厚度存在一定的相关性,西秦岭北缘断裂带以北地区多为低速区,漳县盆地、临洮盆地低速是沉积层较厚(近几km)的一种表征;10km深度对应的剪切波速度在西秦岭北缘断裂以南、临潭—宕昌断裂、礼县—罗家堡断裂之间的区域为低速区,光盖山—迭山北麓断裂周围为高速区;在15km深度左右,迭部—白龙江断裂附近形成了高低速相间的分块结构;在18km深度左右,西秦岭北缘断裂带附近呈现高速特征,10~18km深度范围内速度随深度逐渐增加,其变化幅度一般为0.2km/s。     

青藏高原东北缘远震P波走时层析成像研究

利用青藏高原东北缘地区固定地震台网2010年4月至2015年3月期间记录的远震事件,采用多道波形互相关方法（Multi-Channel Cross-Correlation）拾取了10697个有效P波相对走时残差数据,进而采用FMTT （Fast Marching Teleseismic Tomography）方法获得了青藏高原东北缘上地幔400 km深度范围内的P波速度结构,结果显示：秦祁地块下面存在深达70 km的高速异常,阻断了青藏高原块体中下地壳低速层向东北方向的延伸;40~140 km深度范围内,四川西南部存在一个低速区,该低速区穿过龙门山断裂带进入到四川盆地内部;祁连山造山带东部低速异常区从地壳一直延伸到上地幔400 km处,表明这里可能存在一个上地幔到地壳间的热流通道;松潘-甘孜地块分布大面积的低速异常区,而鄂尔多斯地块西南缘相对速度较高,这与青藏高原为软块体、介质密度低和鄂尔多斯块体为硬块体、介质密度高相吻合.     

川滇活动构造区地震层析成像

应用一种新的地震体波层析成像方法确定川滇活动构造区(98°-105°E,22°-32°N)详细的三维P波速度结构.反演得到研究区0-85 km深度内几个截面上的P波速度图像.结果表明:(1)该地区地壳和上地幔的速度存在明显的横向不均匀性;(2)上地壳速度图像与地表地质特征明显相关,四川盆地呈现低速,高原地带为明显的高速区,沿康滇地轴为显著的高速条带;(3)10-85 km深度的速度图上腾冲火山附近形成一低速柱;(4)中地壳内存在一个大范围的低速层,这与区内人工地震测深所得到的结果基本吻合;(5)大型活动断裂带两侧存在明显的速度差异,而红河断裂带的影像在40 km的速度图上仍十分清楚,甚至到60 km深度还隐约可见,这也许说明红河断裂是切穿地壳的深大断裂;(6)强震位置与活动断裂及速度结构三者之间存在一定的关联性,大部分构造型强震发生在由大的活动断裂勾画的块体边界上,而那些发生在非大断裂附近的强震几乎都集中在下部中地壳存在低速带或由低速带向高速带过渡的位置.下部低速层的存在可能是上部中强地震活动的构造背景.     

利用接收函数研究程海断裂带莫霍面深度和地壳内S波速度结构特征

利用程海断裂带附近27个数字地震台站远震波形资料,提取每一个台站的接收函数,计算出各台站莫霍面深度同时利用时间域线性反演方法,获得了各个台站下方的横波速度。结果显示:程海断裂带莫霍面深度从南部42km增至北部的54km,南部和北部莫霍面深度有明显的不同。从程海断裂带下方不同深度S波速度剖面可以看出,宾川及其北东部地区中下地壳存在明显的低速层,此低速层可能与还没有固结的热物质有关。而永胜南部地区,地壳中S波速度垂直变化剧烈,低速异常高速异常交替丛生,这可能是此区地震频发的主要原因。同时,本文对宽频带地震仪和短周期地震仪得到的接收函数进行了初步的对比分析。     

长白山-镜泊湖火山区地壳结构接收函数研究

利用71个远震的波形资料,用接收函数方法提取了布设在长白山—镜泊湖火山区的34个宽频带流动数字地震台站的接收函数,通过对接收函数反演,获得了台站下方的S波速度结构.研究结果表明,沈阳—敦化一线莫霍面深度32～33km,向西地壳厚度加厚,到长春附近地壳厚度约为36km.在天池火山口莫霍面深度为达38km,而镜泊湖火山口森林的莫霍面深度约为39km.总体看研究区的地壳厚度是南浅北深.长白山天池火山口附近地下10km左右有一明显的低速层存在;镜泊湖火山口森林附近30km也可能有低速体存在;研究发现莫霍面上S波速度梯度在火山口附近和远离火山口有明显区别.在火山口附近其莫霍面的S波速度梯度比非火山口地区的S波速度梯度明显小,说明火山口下与一般的地壳莫霍面结构有差别.研究发现沈阳—敦化一线两侧的莫霍面深度有较大变化,其位置与地表的敦化—密山断裂基本一致,说明敦化—密山断裂是研究区的一条非常重要的地质构造带.     

黄河中游河流阶地的对比及阶地系列形成中构造作用的多层次性分析

黄河在流经青藏市原东北缘海原－同以弧形构造区的过程中,发育了多达10－21组的斯座和侵蚀型阶地,其最大拔河高度为40lm,最高阶地的发育年代为1．57MaBP。通过对该区米家山、车木峡和黑山峡河口3处黄河阶地以及我国北方大范围内河流阶地的对比分析发现,河流阶地系列形成中在构造作用上具有多层次性特征,即它包含了不同范围或规模和不同级次构造隆升作用所导致的阶地。研究区的黄河阶地系列可以划分为3个层次。其中,第一层次的阶地共有6级,为我国北方大范围内同期形成的阶地,它们代表1．6Ma以来青藏高原阶段性隆升的次数,其隆升幅度由西向东逐渐减小;第二层次的阶地共有5级,为海原－天景山构造区内同期发育的阶地,它们代表1．6Ma以来该构造区本身自隆升的次数和幅度;第三层次阶地为发育在米家山东坡的10级不同期阶地,它们代表1．6Ma以来海原构造山地独自的抬升的次数和幅度。阶地发育时间与黄土－古土壤序列的对比还表明,反映青藏高原大范围构造隆升的第一层次阶地与气候变化之间有很好的可对比性,其形成年代均与相应古土壤发育时间的间冰期对应,暗示导致河流下切的在范围构造抬升与强干冷期后同样可导致河流下切的气候暖湿期紧密相关,它们共同组成了构造－气候旋回。第二层次和第三层次阶地的形成时间与气候变化之间无统一特定的关系,显示它们的形成更主要的受控于天景山块体和海原构造带的隆升作用。因此,研究区的河流阶地主要可分为2种成因类型。一种是在大范围构造抬升和气候变化联合作用下形成的构造－气候旋回阶地,此类阶地分布范围广,具有区域间的可对比性;另一种是以局部构造抬升为主导因素形成的脉动式构造旋回阶地,此类阶地的分布受 控于活动构造带,在构造区带内自成体系,不具有区域间的可对比性。     

宁夏地区GPS监测网建设、近期地壳运动特征及应力场与地震活动关系初探

在阿拉善块体、鄂尔多斯块体和青藏块体交汇处的宁夏中部布设了GPS观测网,利用1996年以来的5期复测资料,分析了宁夏中部地区现今地壳运动状态,其结果为①宁夏中部地区在l996年12月至l999年5月间,有围绕鄂尔多斯西缘(P2测点)左旋运动的现象,银川盆地东侧的灵武断裂呈左旋逆走滑运动方式.该区主应力场方向为北北东-南南西(方位角为29.8°)方向,P2测站以南的中部地区向东位移,垂直形变量级明显大于水平形变量级,银川盆地及青藏块体呈上升状态,鄂尔多斯腹地的P1测站呈逐年下降趋势,在P3与P4测点间可能有一隐伏断裂存在.②在GPS测区附近中强地震前约1年,可观测到该区GPS测站的形变异常及主应力方向发生转变异常;测区附近中强地震前及周边地区强震前,该区GPS形变模拟矢量场能够预示未来地震的大体方位.这些结果可作为地震预测的特征值加以考虑.     

高速铁路路基动土压力测试信号的小波分析

阐述了小波分析的基本原理与方法,选用Daubechies小波对某高速铁路路基土压力的现场振动测试信号进行分析处理。由此对高速列车荷载作用下,路基动土压力产生的机理及其土压力的构成进行较深入的研究。     

Kinematic features of the seismogenic fault of the Tangshan earthquake and the recurrence period of large earthquakes

ＫｉｎｅｍａｔｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃｆａｕｌｔｏｆｔｈｅＴａｎｇｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｔｈｅｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｏｆｌａｒｇｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓＪＩＥＬＩＵ１）（刘洁）ＨＵＩ－ＺＨＥＮＳＯＮ...     

Comparison of River Terraces in the Middle Reach Valleys of the Yellow River and Analysis on the Multi-Gradational Features of Tectonism in the Formation of Terrace Series

Where the Yellow River flows through the Haiyuan-Tongxin arc-form tectonic region on the northeastern side of the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau, as many as 10～21 basis and erosion terraces have been produced, among which the biggest altitude above river level is 401m and the formation age of the highest terrace is 1.57 Ma B.P. Based on comparative analysis of the Yellow River terraces located separately in the Mijiashan mountain, the Chemuxia gorge, the Heishanxia gorge and the other river terraces in the vast extent of the northern part of China, it has been found that the tectonic processes resulting in the formation of the terrace series is one of multi-gradational features, i.e., a terrace series can include the various terraces produced by tectonic uplifts of different scopes or scales and different ranks. The Yellow River terrace series in the study region can be divided into three grades. Among them, in the first grade there are 6 terraces which were formed separately at the same time in the vast extent of the northern part of China and represent the number and magnitude of uplift of the Qinghai-Xizang Plateau since 1.6 Ma B. P. ; in the second grade there are 5 terraces which were separately and simultaneously developed within the Haiyuan-Tianjingshan tectonic region and represent the number and magnitude of uplift of this tectonic region itself since 1.6Ma B. P.; in the third grade there are 10 terraces which developed on the eastern slope of the Mijiashan mountain and represent the number and amplitude of uplift of the Haiyuan tectonic belt itself since 1.6Ma B.P. Comparison of the terrace ages with loess-paleosoil sequence has also showed that the first grade terraces reflecting the vast scope uplifts of the Qinghai-Xizang Plateau are very comparable with climatic changes and their formation ages all correspond to the interglacial epochs during which paleosoils were formed. This implies that the vast extent tectonic uplifts resulting in river down-cutting are closely related to the warm-humid climatic periods which can also resnit in river downward erosion after strong dry and cold climatic periods, and they have jointly formed the tectonic-climatic cycles. There exists no unanimous and specific relationship between the formation ages of the second and third grade terraces and climatic changes and it is shown that the formation of those terraces was most mainly controlled by tectonic uplifts of the Tianjingshan block and the Haiyuan belt. The river terraces in the study region, therefore, may belong to 2 kinds of formation cause. One is a tectonic-climatic cyclical terrace produced jointly by vast extent tectonic uplifts and climatic changes, and the terraces of this kind are extensively distributed and can be well compared with each other among regions. Another is a pulse-tectonic cyclical terrace produced by local tectonic uplifts as dominant elements, and their distribution is restricted within an active belt and can not be compared with among regions.     

鄂尔多斯盆地西缘构造带北段深部电性结构

在横跨鄂尔多斯盆地西缘构造带北段的查甘池—银川—五湖洞约200 km长的东西向剖面上,进行了67个测点的大地电磁探测.使用“远参考道”和Robust技术处理数据.分析了各测点视电阻率、阻抗相位、二维偏离度、电性主轴方位角、磁实感应矢量等参数,采用NLCG二维反演方法对TE和TM两种模式的数据进行了二维反演.得到的二维电性结构表明,沿剖面查汗断裂带、贺兰山东缘断裂带和黄河断裂带是明显较大型电性边界,为超壳断裂带,而三关口断裂带深部延深不大.沿剖面阿拉善地块、贺兰山褶皱带、银川断陷盆地和鄂尔多斯地块具有明显不同的深部电性结构特征.阿拉善地块内部除浅表电阻率较低外,以下到深度约50 km都表现为高电阻特性.贺兰山褶皱带电性结构复杂,电阻率高低相间.银川盆地具有上宽下窄最深达约8 km低阻层,具有断陷盆地特征.鄂尔多斯地块具有低-高-低的深部电性结构特征,成层性较明显.     

Application of the extreme value approaches to the apparent magnitude distribution of the earthquakes

The apparent magnitude of an earthquakey is defined as the observed magnitude value and differs from the true magnitudem because of the experimental noisen. Iff(m) is the density distribution of the magnitudem, and ifg(n) is the density distribution of the errorn, then the density distribution ofy is simply computed by convolvingf andg, i.e.h(y)=f*g.If the distinction betweeny andm is not realized, any statistical analysis based on the frequency-magnitude relation of the earthquake is bound to produce questionable results. In this paper we investigate the impact of the apparent magnitude idea on the statistical methods that study the earthquake distribution by taking into account only the largest (or extremal) earthquakes. We use two approaches: the Gumbel method based on Gumbel theory (Gumbel, 1958), and the Poisson method introduced byEpstein andLomnitz (1966). Both methods are concerned with the asymptotic properties of the magnitude distributions. Therefore, we study and compare the asymptotic behaviour of the distributionsh(y) andf(m) under suitable hypotheses on the nature of the experimental noise. We investigate in detail two dinstinct cases: first, the two-side limited symmetrical noise, i.e. the noise that is bound to assume values inside a limited region, and second, the normal noise, i.e. the noise that is distributed according to a normal symmetric distribution.We further show that disregarding the noise generally leads to biased results and that, in the framework of the apparent magnitude, the Poisson approach preserves its usefulness, while the Gumbel method gives rise to a curious paradox.     

土的工程力学性质与其电阻率关系实验研究

建立岩土的工程力学性质与其地球物理参数的量化关系是实现工程物探资料量化解释的必然前提。本次工作在分析影响土的工程力学性质和电阻率的共同因素基础上，通过室内实验，研究了不同类型土的粒度成分、含水率、饱和度、密实度与其电阻率的关系，并在此基础上探讨了耗土的压缩系数、粘聚力、压缩模量与电阻率的关系，得出了一系列的关系曲线及一些拟合公式，并对这些公式的含义进行了解释。     

Experimental Research on the Low Frequency Wave That Radiates into the Air before the Failure of Rock

INTRODUCTIONThephenomenonof“quiescence”beforestrongearthquakeshaswidelybeenaccepted .However,isitreallyquietbeforeanearthquake ?Accordingtorecordsfromshortperiodseismographs,itis“quiet”beforeearthquake ,butaccordingtotherecordsofbroadbandseismograph ,thismaynotbetrue .Thekeytothismatterishowtogetreliableinformation .Earlyinthe 1 970’s,manyseismologiststhoughtthattheultra lowfrequencywaveformrecordedbybroadbandseismometersbeforeearthquakescamefromfore sliporslow extending (Rikitake ,…     

基于论文、作者特征分析《山西地震》的现状

为提高《山西地震》的稿件质量,明确目前办刊中存在的问题,文章对2008年至2017年刊物的载文量、基金论文比指标、论文分类以及近18年第一作者的情况进行统计分析,进一步了解作者群的特点,发现核心作者。通过分析,明确今后发展的改进方向。