新疆泥火山群地震前兆异常实时监测与预报的研究

基于网络技术的视频监控服务,实现了对新疆北天山地区3个泥火山点的实时监测,可在线实时查看泥火山活动情况,分析预报人员依据泥火山活动图像可开展地震预测研究。新疆艾其沟泥火山网络视频监控服务系统扑捉到了2次6级地震前火山液面明显的宏观异常变化现象,这说明基于宽带网络技术的网络视频监控服务,可实现互联网用户使用客户端远程软件连接服务器,实现在线实时查看泥火山活动情况的监控画面,并依据泥火山群地震观测网,捕捉泥火山群地震前兆异常。     

北天山地区泥火山的地球化学成因

泥火山是特定地质构造及水文地质环境下的一种构造流体地质现象,泥火山喷发时可以将大量有价值的信息带到地表,因此,不少科学家将泥火山称为深度可达12km的"天赐钻井"。在对新疆北天山地区分布的众多泥火山进行地形地貌、地质-水文地质条件、泥火山堆积物特征调查研究的基础上,系统分析了温泉、乌苏、艾其沟、独山子、沙湾-霍尔果斯各泥火山喷出物的流体地球化学组成(固体、气体、离子、同位素等),初步得到了基于地球化学成分特点的泥火山成因;区域地壳构造应力的不断增强既可以导致地震的孕育和发生,也可以使泥火山打破原有周期而出现显著活动,可见二者具有一定的同源关系。     

新疆北天山地区泥火山与地震

泥火山是特定地质构造-水文地质环境下的一种构造流体地质现象,在世界上的分布较熔岩火山少。泥火山的出现通常与生油气带有关。据报道,在阿塞拜疆共和国、格鲁吉亚共和国、土库曼斯坦共和国及俄罗斯的塔曼半岛和肯切半岛等地都有泥火山广泛分布[1]。1948年10月5日土库曼斯坦共和国首都阿什哈巴德市发生7.3级地震时,在极震区引起泥火山重新活动;1959年12月17日巴库泥火山突然喷发时,又有有感地震伴随发生[1],可见,泥火山活动与地震活动有一定的成因联系。本文将对新疆北天山地区泥火山的动态及其与地震活动的关系作一分析。1　北天山地区泥…     

中国东部地区的壳-幔过渡带结构

莫霍面是地壳和上地幔的边界,但莫霍面并不是一个简单的"面",而是一个反映地壳和地幔物质交换、相互作用等动力学意义的"过渡带".本文综合深地震反射、宽角地震折射和高温高压岩石物理实验结果,确定壳-幔过渡带的地震P波速度变化范围为6.8~7.5 km·s^-1.在克拉通等构造活动稳定地区壳-幔过渡带内的速度梯度强且壳-幔过渡带厚度薄,而在造山带等构造活动区域壳-幔过渡带内的速度梯度弱且壳-幔过渡带厚.中国东部地区的壳-幔过渡带的平均厚度约为5~10 km,在四川盆地下方最薄（<5 km）,而在华北克拉通中部造山带下方的壳-幔过渡带最厚（~30 km）.综合地球化学结果,华北中部巨厚壳-幔过渡带主要是幔源岩浆的底侵作用和堆晶作用而形成.     

新疆M_S6.0和M_S6.6两次地震前近场泥火山宏观异常现象

自2011年8月对新疆乌苏艾其沟泥火山实施24小时连续观测以来,在距泥火山200km范围内,相继发生了MS5.0、MS6.0和MS6.6地震.其中,在MS6.0和MS6.6地震前,艾其沟泥火山液面均出现了"背景值—上升—转折—下降—背景值"的异常变化现象,而地震都发生在泥火山液面下降的过程中.这一现象与已知的霍尔果斯泥火山震例异常有所不同,显示了泥火山的震兆异常特征可能与其构造条件密切相关.     

新疆北天山艾其沟泥火山强震前显著喷涌现象及其变化机理分析

泥火山形成于特定的水文地质及构造环境,其喷发活动是内部大量气体聚集引起异常高压的一种释放,可以将大量地下信息携带到地表,被称为"天赐钻井"。新疆乌苏艾其沟泥火山实时观测始于2011年8月,自观测以来,在其周围200m范围内,共发生了4次6级以上地震,分别是2011年11月1日新疆尼勒克M_S6.0、2012年6月30日新疆新源M_S6.6、2016年12月8日新疆呼图壁县M_S6.2及2017年8月9日精河M_S6.6地震。在4次地震前后,艾其沟泥火山喷发活动均出现了"背景值—上升—转折—下降—背景值"的宏观异常变化现象,地震则发生在泥火山喷发活动由强到弱的过程中,尤其是在2017年精河M_S6.6地震时,乌苏艾其沟泥火山的喷发活动异常变化现象为新疆地震局做出震情形势判定提供了一部分依据,具有一定的减灾实效。     

霍尔果斯泥火山活动与新疆地区中强以上地震活动关系的初步研究

基于1991-2006年间对新疆霍尔果斯泥火山的系统观测,初步发现了泥火山活动与新疆地区中强以上地震的活动具有较好的对应关系,且对预测未来地震的发震时间及震级都有一定的指导意义,如能对泥火山的动态进行长期监测,会得到更加有研究意义的资料; 并认为泥火山具有一定的映震性能的原因可能与该泥火山处于中强以上地震活动的近震源区、构造上处于霍尔果斯背斜轴部及泥火山物质来自地层相对深处等有关.     

深地震反射剖面揭示的天山北缘乌鲁木齐坳陷地壳结构和构造

已有活动构造研究结果表明，天山北缘具有典型的大陆内部活动构造特征，表现为多排平行山体的背斜和逆断裂.为了研究乌鲁木齐坳陷区的地壳细结构、主要断裂展布和深、浅构造关系，2004年底，在乌鲁木齐西部的天山与准噶尔盆地之间的过渡带上，完成了一条近SN向的长度为78 km的深地震反射探测剖面.结果表明，该区地壳以双程走时9～10.5 s左右的强反射带为界分为上地壳和下地壳，上地壳厚约26～28 km，下地壳厚约23～25 km.双程走时5 s以上，反射层位丰富，构造形态清晰，且在剖面横向上具有明显不同的构造特征；在西山以南的区域，为一系列近东西向展布、南北向排列的逆冲背斜构造和一组自南向北逆冲的断裂，它们在深部均受到滑脱带的控制；在西山和王家沟一带，为一套向北陡倾的反射层系和一组沿层间滑动的断裂；剖面北部显示出了典型的沉积盆地图像，沉积盆地最深处约为10～12 km.双程走时6～9 s之间，为一些延续长度较短、反射能量较弱、且无规律可寻的凌乱反射，表明这部分地壳结构具有明显的“反射透明”性.Moho过渡带出现的时间位于双程走时14～17 s，对应壳幔过渡带厚度约为9～10 km.本区Moho面自北向南逐渐加深，剖面北部其深度约为50～52 km，在靠近北天山附近，其深度约为54～55 km.在剖面中部的西山附近，上、下地壳分界面反射和Moho过渡带反射变得模糊，且浅部地层还出现隆起和褶皱，推测与准噶尔盆地和天山的挤压过程有关.     

北京南部地壳精细结构深地震反射探测研究

为了研究北京平原区的地壳结构特征、断裂的空间展布、断裂活动性以及深浅构造关系,在北京平原区的南部完成了1条长90 km的深地震反射剖面.探测结果表明,该区地壳以双程反射时间(TWT)6～7 s的强反射带Tc为界分为上地壳和下地壳,上地壳厚约18～19 km,下地壳厚约16～17 km,Moho界面深度约为34～35 km.该区结晶基底起伏变化较大,上、下地壳分界面和Moho界面都是一个具有一定厚度的过渡带.上地壳反射层位丰富,断裂构造发育,构造形态清晰.在夏垫断裂西北,剖面揭示了4～5组能量较强的反射震相,表现为典型的隆起区特征;在夏垫断裂东南,上部为一套向东南倾伏的密集强反射层,下部为一套形态各异、结构复杂的强反射层,这些反射具有典型的沉积盆地特征,盆地最深处约为11 km.剖面揭示的地壳深断裂倾角较陡,向上切穿了上、下地壳分界面,延伸到上地壳沉积盆地的底部,向下切穿了壳幔过渡带,与上部断裂和沉积盆地构成了独特的组合关系.     

新疆独山子泥火山喷发的初步研究

１９９５年７月新疆独山子泥火山突然喷发。对该泥火山活动的特征做了详细研究，分析了泥火山重新活动的地质构造条件和流体动力地质作用，认为泥火山活动造成较严重的自然灾害可能性不大，与地震活动之间有一定成因方面的关系     

北京地区地壳精细结构的深地震反射剖面探测研究

长度100 km、NW向穿过三河—平谷8.0级地震区和北京地区主要断裂构造的深地震反射剖面,揭示了该区地壳精细结构图像和断裂的深浅构造特征.结果表明,该区地壳以TWT6～7 s左右的强反射带为界分为上地壳和下地壳,上地壳厚约18～21 km,下地壳厚约13～15 km.剖面TWT3～4 s以上,反射层位丰富,构造形态清晰,且在剖面上具有明显不同的构造特征;在三河—平谷地震区以西,剖面揭示了2～3组反射能量较强的反射震相和一系列错断基底面的断裂,在三河—平谷地震区以东,为一套自东向西倾伏的密集强反射层,这套反射具有典型的沉积盆地特征,盆地最深处约为8～9 km.剖面揭示的地壳深断裂倾角陡直,该断裂切割、扰动了下地壳物质和壳幔过渡带,向上延伸至上地壳,将地壳深部构造与浅部断裂联系在一起,构成了该区最主要的深浅构造特征.     

雷琼拗陷地壳结构特征

根据1984～1985年在雷琼地区完成、长约210 km的白延—江洪深地震测深资料,应用有限差分法、时间项法反演和二维非均匀动力学射线追踪等方法,得到白延—江洪地壳剖面的二维非均匀构造图像.结果显示：琼北及雷州半岛地壳厚约25～26 km,地壳平均速度在琼州海峡南段琼北凸起约616 km·s-1,海峡北段雷琼拗陷区约570 km·s-1;地壳速度偏低,下地壳尤为明显,仅约63～65 km·s-1;结晶基底显示为厚约2～4 km、速度55～60 km·s-1的速度梯度带,Moho界面上、下界面速度分别是65 km·s-1和805 km·s-1的一级速度间断面,没有发现明显的壳幔过渡带.白延—江洪剖面位于雷琼拗陷更新世玄武岩覆盖区,推测地壳厚度减薄以及低速度构造主要反映了该区域自新生代以来一直延续至第四系晚期的多期火山岩浆喷发热地幔对地壳底部的底浸、拆层与地壳仍处于相对温热状态相关.     

利用InSAR技术研究新疆阿什库勒火山群现今活动性

新疆于田县以南250km处的阿什库勒盆地内部,坐落着由10余座主火山和数十个子火山组成的阿什库勒火山群.该火山群海拔较高,气候恶劣,现今活动性未知.文中基于Envisat ASAR和ALOS PALSAR卫星影像资料,利用干涉图堆叠技术和短基线集合成孔径雷达干涉测量技术提取了阿什库勒火山群地区2003-2010年的地表形变场,并据此分析了火山的现今活动状态.结果表明,2008年于田地震之前(2003-2007年),阿什库勒火山群地区比较稳定,形变不明显;2008年于田地震之后(2008-2010年),阿什库勒火山群地区整体有沿雷达视线方向隆升的态势,累积最大约1cm,为震后块体应力调整的结果,并非火山活动引起的地表形变.而于田地震地表同震破裂带北端则显示出了较强的东向水平运动和垂向下沉运动的形变态势,累积最大约6cm.     

利用气枪地震资料对福建及台湾海峡南部地壳三维P波速度结构研究

根据福建及台湾海峡南部海陆联测试验记录到的Pg和Pm震相走时数据,利用速度与界面联合成像方法构建地壳三维P波速度结构,揭示了该区地壳深部构造特征.结果表明：福建和台湾海峡海陆过渡带以及海峡南部地壳速度结构存在明显的不均匀性,滨海断裂两侧速度结构复杂,随深度呈现明显的分段特征,其上地壳海陆过渡带呈高速特性,台湾海峡呈低速特性;下地壳海陆过渡带呈低速特性,台湾海峡呈高速特性;研究区莫霍面的深度约为28~33 km,存在较明显差异,闽粤交接部位存在明显的地壳厚度减薄,莫霍面深度接近28 km,这与正常型华南活动地块与减薄型南海活动地块交汇致使地壳厚度减薄有关,体现了活动块体边界构造特征.历史大震主要发生在高低速异常过渡带且有深大断裂穿过的区域,现今中小震主要分布于闽粤海陆过渡带,这一特征可能与此地广泛发育的断层和华南与南海活动地块相互作用有关.     

基于P波三重震相研究青藏高原上地幔速度结构及其动力学意义

青藏高原因其复杂的结构和演化历史,一直都是研究大陆碰撞、构造运动及其动力学的热点区域。本文采用三重震相波形拟合技术,基于中国地震观测台网和大型流动台阵记录到的某地震P波垂向记录,获得了包括拉萨、南羌塘和松潘甘孜地块在内的青藏高原上地幔P波速度结构。结果表明:①拉萨和南羌塘地块下方地幔过渡带存在高速异常,推测是俯冲的印度板片滞留体,过渡带底部的板片残余温度较低,使得660-km相变滞后约3～8km。而松潘甘孜地块下方过渡带同样存在高速异常,可能是欧亚岩石圈发生拆沉进入地幔过渡带所致。这说明印度板块俯冲作用的影响已经到达地幔过渡带,其俯冲前缘位于班公怒江缝合带附近。②从拉萨、南羌塘到松潘甘孜地块,200km之上的地幔岩石圈高速盖层速度由南向北逐渐减小,松潘甘孜地块则出现盖层缺失。推测受小规模地幔对流或者热不稳定性的影响,在南羌塘和松潘甘孜地块,增厚的欧亚岩石圈发生拆沉作用,岩石圈被减薄和弱化,造成羌塘地块上地幔低速和松潘甘孜地块上地幔高速盖层缺失。拆沉的冷的欧亚岩石圈可能部分停留在410-km上方,使得410-km抬升约10km,部分沉入地幔过渡带,表现为松潘甘孜地块地幔过渡带中存在高速异常。低温造成660-km下沉约8km,导致地幔过渡带增厚。      

新疆独山子泥火山喷发

新疆独山子泥火山喷发新疆维吾尔自治区地震局王道、李茂伟、李锰、戴晓敏等四人于１９９５年８月４日至８月８日对独山子泥火山进行了详细的现场考察研究，摄制了录像片，采集了喷出物：土、水和气体的样品，获得了十分宝贵的泥火山活动的资料。独山子泥火山位于新疆石油...     

俄勒冈州Newberry火山的重力模型研究

Newberry火山是第四纪的一个大规模火山,位于俄勒冈(oregon)州中部的上Cas-cade火山群脊东约60km处。剩余重力异常约为正12mGal。重力异常场的模型计算结果表明:火山的下方即海平面下约4km深处下伏着一直径约20km,厚约2km的铁镁质侵入体。沿北西向山脊隆起的基底可能形成一部分下伏的多余物质,这样就减小了次火山侵入体的体     

2004年6月甘肃临泽震群地震精确定位

利用"双差地震定位法"对2004年6月甘肃临泽发生的地震震群进行了精确定位,结合地质构造资料讨论了本次震群的发震构造.结果表明:该震群震中沿着榆木山北缘断裂呈NNW向分布,震源深度优势分布于10～25 km,平均深度为16.3 km;发震断裂为榆木山北缘断裂东段局部断裂,走向NNW,倾向SW,倾角约为60°.     

太行山东缘汤阴地堑地壳结构和活动断裂探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的探测方法,对太行山东缘汤阴地堑的地壳结构和隐伏活动断裂进行了研究.结果表明,该区地壳厚度约36~42 km,莫霍面从华北平原区向太行山下倾伏.汤阴地堑是一个受汤东断裂控制的半地堑构造,其基底面形态与莫霍面展布呈"镜像"关系.汤东断裂是1条继承性的隐伏活动断裂,该断裂向上错断了埋深约20 m的中更新世晚期地层,向下延伸至上地壳底部.综合分析深地震反射和已有深地震宽角反射/折射剖面结果,发现深地震反射剖面上的中-下地壳强反射层和壳幔过渡带反射,与深地震宽角反射/折射剖面上出现的中-下地壳正负速度梯度变化层有着较好的对应关系,这表明本区中-下地壳和壳幔过渡带可能为一系列速度递变层或高低速物质的互变层,埋深约15~16 km的强反射带为上地壳与中-下地壳的转换带,壳幔过渡带的底界为地壳与地幔的分界.研究结果为深入理解该区的深部动力学过程、分析研究深浅构造关系、评价断裂的活动性提供了依据.     

复杂地壳接收函数H-κ叠加——以安纳托利亚板块为例

本文理论分析了具有不同沉积层和壳幔过渡带结构的接收函数及其相关的H-κ叠加结果,然后采用接收函数H-κ叠加和波形反演方法获得了具有复杂构造演化历史的中北安纳托利亚板块的地壳厚度(H)、V_P/V_S(κ)和V_S结构.理论分析表明:厚的沉积层或沉积层和厚的壳幔过渡带共存都会使H-κ叠加失效;渐变型壳幔过渡带导致H-κ叠加的H位于过渡带中间,且随着频率增大逐渐靠近过渡带上方;倒转型壳幔过渡带导致H-κ叠加具有多极值,其结果可能反应过渡带内最大波阻抗界面上的地壳结构;1km·s~(-1)的V_P变化会导致H-κ叠加的H变化7km,而κ变化较小.实际资料分析表明:中北安纳托利亚H,κ和V_S具有强烈的横向不均匀性,大部分区域沉积层厚度0.5km,局部地区壳幔过渡带厚度3km;北安纳托利亚断层切穿地壳,在局部地区可能存在流体;研究区存在残留古老的小陆块体.本文研究表明,仔细分析接收函数波形和其随方位角的变化特征且用其他地震学方法进行约束,有助于采用H-κ叠加方法获取复杂地壳结构信息.