地震预测:从芦山地震到大陆地震

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性断层释放。在地震孕育过程中通常会伴生跨年度干旱和异常降雨,构成热灾害链。近5年内青藏高原东部连续发生汶川、玉树、芦山大地震,形成于从亚东流经羊八井、安多、玉树并分支流向汶川和芦山—康定的下地壳"热河"的仰冲式和侧冲式撞击作用。从2008年9月以来连续发表5篇论文,根据地壳热构造和热灾害链的时空结构对芦山地震的三要素进行了长期和中期预测。2008年9月预测从2013年开始可能发生大地震,2012年9月将鲜水河—安宁河—小江异常热流构造带5年内将发生多个7级地震的首个大震锁定在芦山或西昌。芦山地震只释放了亚东—羊八井—安多—玉树—鲜水河—安宁河—小江"热河"剩余热能中的一小部分,在西昌—会理—昭通地区、道孚—康定地区、通海—石屏地区近5年内很可能发生4个7级左右的地震。此外,华北典型的热灾害链结构表明震情严峻,环渤海地区近3年内很可能发生大地震。从地震热流体撞击机理与地震异常之间的关联性出发,提出了动态立体监测及短临预测地震的思路和方法。     

华北热灾害链的结构、成因及强震趋势分析

华北地壳热活动强烈,重大自然灾害频发。华北自然灾害具有区域性、群发性、连发性、关联性特征,组成热灾害链。华北热灾害链的典型结构是跨年度干旱-异常路径台风-异常降雨-异常海冰-强震-异常降雨,受控于源于渤海和青藏高原的下地壳不均匀流动形成的 “热河”及其热能有规律地积累与释放,渤海放射状下地壳热流系统与地幔软流圈底辟作用有关。当前华北热灾害链已经有序演变到地震阶段,近5年内在韧性下地壳中6条“热河”的6个撞击区可能发生多个强震,流经辽东湾向北东方向流动的下地壳“热河”撞击区、临汾-太原-大同下地壳“热河”与流经渤海湾-通县-沙河下地壳“热河”的夹击区危险性最大,应当尽快系统监测与热流体有关的地震前兆异常,科学开展地震短临预测。查明华北韧性下地壳中“热河”的三维动态演变,系统梯级开发各条“热河”的热能资源,对于发展经济、减灾减排都具有十分重大的意义。     

2014年云南鲁甸地震触发地质灾害发育分布规律及与景谷、盈江地震对比研究

2014年8月3日16时30分,云南省鲁甸县龙头山镇Ms 6.5级地震造成617人死亡,触发1700多处崩塌滑坡等地质灾害点,同年,该省又发生了Ms 6.6级景谷地震和Ms 6.1级盈江地震。笔者在对鲁甸等3次地震区次生地质灾害现场调查和遥感解译的基础上,研究了鲁甸地震触发地质灾害的发育分布规律,首次提出了地震“干滑坡”的概念,并从震级、地形地貌、活动构造、人口密度等多个方面对比了鲁甸地震、景谷地震和盈江地震触发地质灾害的异同点。主要结论有：（1）鲁甸地震后新增地质灾害数量显著增加,其主要分布在水系的深切峡谷区,表现为“干滑坡”特征;（2）大型、特大型崩塌滑坡灾害点主要受活动断裂控制;（3）地震地质灾害的发育特征与地貌高程和微地貌具有很好的响应关系;（4）鲁甸震区的地形坡度明显大于景谷和盈江震区,地形坡度是鲁甸地震区地质灾害发育的主要控制因素;（5）我国西南高山峡谷区的断层、河流、阶地和城镇是相互依存,不可分割的地质环境载体,震后房屋选址、重建规划不仅要注意房屋抗震问题,还应充分考虑地质环境安全问题。     

应对云南地震中国地质科学院启动重大地质灾害应急机制

正2014年8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生里氏6.5级地震,震中坐标:北纬27.1°,东经103.3°。鲁甸地震发生之后,中国地质科学院立即组织专家分析地震地质背景与发展趋势。王小烈书记指示启动重大地质灾害应急机制,董树文副院长迅速组织地质力学研究所相关专家进行会商。该次地震发生在扬子地块与川滇菱形地块的边界断裂小江断裂带的东侧,震源机制为走滑型破裂地     

鲁甸地震(Ms6.5)临震预测、中期预测及中地壳流变结构

2014年8月3日16时30分, 在云南省昭通市鲁甸县(27.1°N, 103.3°E)发生M_s6.5地震, 震源深度10 km, 死亡617人, 失踪112人, 受伤3 143人, 受灾人口108.84万人.根据月亮赤纬角、太阳黑子极值年等周期变化及两者的叠加效应, 总结出2013—2014年是云南强震高危期, 具备M_s7地震的发生条件.次年, 利用基础SW前兆仪的临震预测指纹法信息, 制定了2014年底211号地震预测表, 预测了2014年8月四川(26.18°N, 105.33°E)将发生M_s5.3地震发生.2014年8月3日云南鲁甸M_s6.5地震表明: 这次地震的指纹法预测时间相差1天, 震中相差226 km, 震级误差M_s1.2.通过构造背景、地壳速度结构和震源机制研究, NW向的包谷垴-小河左旋走滑断裂是鲁甸地震的发震断裂.中下地壳低速(高导)体与包谷垴-小河断裂交接部位是流变界面能量释放的位置, 即本次地震的震源位置, 为板内地震三层次构造模式提供了一个新的案例.      

地壳所召开于田、盈江地震应急会商会

正1.2014年2月12日于田7.3级地震2014年2月12日17时19分,新疆于田县(北纬36.1°,东经82.5°)发生7.3级地震。震后,地壳所立即启动Ⅲ级应急响应,于18:30紧急召开地震应急会商会。根据制定的预案与任务分工,分析预报人员深入分析相关资料,对该区域地震形势做出进一步分析意见。会商会由地震监测与预测研究室主任刘耀炜研究员主持,杨树新副所长及全体分析预报人员参加了会议。会议主要围绕震区周边地下流体、钻孔应变等观测资料展开了深入分     

1988年澜沧—耿马地震双江烈度异常区地质背景及区域稳定性探讨

(一)前言 1988年11月6日,云南省西南部澜沧—耿马一带接连发生两次强烈地震。据昆明遥测网测定,第一主震7.6级,发震时刻为11月6日21时03分14秒,微观震中为北纬22°50′、东经99°43′,震源深度13公里。第二主震7.2级,发震时刻为同日21时15分36秒,微观震中为北纬23°23′、东经99°36′,震源深度8公里。两次地震的极震区烈度均为9度,等震线长轴为北西—南东方向。其中7.6级地震9度区沿黑河河谷分布,长32公里、宽4公里;8度区长51公里,短轴18公里;7.2级地震9度区长轴25公里,短轴13公里;8度区长轴50公里,短轴平均22公里。(图1)     

贵州的断裂与地震

贵州的地震明显受（活动性）断裂控制和影响,地震的平面分布分区边界受区域断裂控制,地震多发生在断裂附近或多组断裂交汇区附近。1819年以来,贵州境内发生的4次6级左右地震,震中都在多组断裂交汇区附近。1875年6月8日发生的6.5级地震,震中在开远-平塘断裂和垭都-紫云断裂交汇区附近的床井背斜,地理位置位于罗甸县西部,紧邻望谟县和紫云县,即北纬25°18',东经106°36'。      

川滇块体中强震前热红外辐射异常研究

中强震频发的川滇块体是研究地震前兆信息的热点地区,中强震前存在热辐射异常已被很多震例证实,有必要对川滇块体中强震前的热辐射异常进行系统研究总结,为该地区热辐射的研究应用提供一定的参考。本文以多年MODIS/Terra卫星热红外亮温数据为基础,对2004年4月至2014年8月川滇块体5级以上地震前的热红外亮温低频信息进行了分析。结果表明:(1)川滇块体M≤6.1级的地震震前观测不到大范围的显著热辐射增强异常,这可为该地区大范围显著热辐射增强异常出现后地震震级预测提供一定的参考依据;(2)2014年8月3日鲁甸M6.5级地震前川滇块体存在大面积显著热辐射增强异常,这类异常对该地区6.5级左右的地震具有短期指示意义。     

汶川8.0级和仲巴6.8级地震中波红外热辐射异常

本文以静止卫星中波红外亮温为数据源,应用小波变换和计算功率谱方法对汶川8.0级地震和仲巴6.8级地震进行了分析研究。结果表明,这两次地震震前均出现了明显的短临热异常现象。这与长波辐射通量和热红外亮温资料的研究结果基本一致。在时间演化过程中热异常现象在震前存在一次明显的变化,这种变化有短临预测意义。地震前后热异常分布可能反映了区域应力集中和调整变化,根据异常的演化方向和异常消失区域可以估计发震的可能区域范围。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

再论流体势及其与圈闭和油气藏关系

在Hubbert(1953)关于流体势和圈闭的经典论文基础上,从流体势计算的基本原理出发,论证了气势与水势、油势计算表达式的具体形式是不同的,如等地温梯度的静水压力场中理想气体的势包含压力的对数函数与线性函数之和,而不只是包含压力的线性函数.表述了同一求势面所对应的测势面对于不同流体是不同的;指出了圈闭的溢出点通常是等势面与非渗透层面交线的切点;应用简洁的数学分析方法,推导了地下水三维流动情形下油(气)等势面某点切平面坡度与水头、渗滤速度关系的表达式,其中坡度绝对值与渗滤速度关系的表达式为:tanθ=√v2x v2y/|vf vz|,其中vf=K[ρw-p(p)]g/μ,式中:θ为切平面的倾角;vx、vy和vz分别为沿坐标轴ox、oy和oz方向的渗滤速度分量;K和μ分别为渗透率和水的动力黏度;ρw、ρ(p)分别为水和油(气)的密度.根据这些基础性的分析,对被广泛引用的Levorsen(1954)的背斜-水动力复合油藏中水头与油水界面产状的关系示意图进行了两点修改:将油水界面改为曲面、将油水界面处油藏的测势面改为高于油水界面处水的测势面的水平面;对向斜部位聚集油气的水动力条件进行了讨论,认为只有两(各)翼水流都向下流动且水流强度中等条件下才能在向斜部位聚集油气.     

Cumulate and Cumulative Granites and Associated Rocks

Abstract. Processes that move crystals relative to melt, that is crystal fractionation, are of major importance in producing variations that are observed within cogenetic suites of granites. In low‐temperature granite suites, crystal fractionation initially involves the progressive separation of crystals residual from partial melting from that partial melt. Once separation of those crystals, or restite, has been completed, further fractionation may occur through the separation of crystals that had precipitated from the melt, the process known as fractional crystallization. High‐temperature granite magmas are largely or completely molten and elements such as Ca, Mg and Fe, and their associated minor elements, are in that case dissolved in the melt. Such magmas, particularly those that are more potassic and hence contain a higher fraction of low temperature melt, may evolve compositionally through fractional crystallization. Cumulate rocks result, comprising a framework of cumulus minerals with interstitial melt. In this process some of the melt is also displaced to form more felsic rocks. Such cumulate rocks may have distinctive chemical compositions, but that is often not the case. Distinctive features include SiC>2 contents near or below 50 % in rocks that are transitional in the field to more felsic granites, very high Cr and Ni, very low K, P, Ba, Rb and Zr, and anomalous abundances of the anorthite components Ca and Al. These rocks may also have positive Eu anomalies. Cumulate rocks do not necessarily have distinctive textures, at least as such features are understood at this time. Fractional crystallization can also involve the movement of precipitated crystals relative to melt. We refer to rocks as cumulative when formed from the fractions in which the abundance of crystals has increased. The production of cumulative granites typically occurs at more felsic melt compositions than is the case for cumulate granites, and this process may have its greatest significance in the fractional crystallization of the felsic haplogranites. Relative to felsic granites of broadly similar compositions lying on a liquid line of descent, cumulative granites contain more Ca, reflecting the addition from elsewhere of plagioclase crystals with solidus compositions. The abundances of Sr and Ba may be high to very high, and sometimes there are positive Eu anomalies. Cumulative I‐type granites may have low abundances of Y and the heavy REE, while the S‐type granites can be very distinctive with anomalously high abundances of Th and the heavy REE resulting from the concentrating of monazite. Generally, but not always, those who propose fractional crystallization as a mechanism for producing compositional variation within a suite of granites do not state whether the rocks in that particular case are thought to lie on a liquid line of descent or are cumulates/cumulative, although it is generally presumed that they were melts. Our experiences in eastern Australia have shown that the mechanism of fractional crystallization was quantitatively not as important during granite evolution as many workers would expect. However, there are some excellent examples of that process, most notably the Boggy Plain Supersuite. Overall in eastern Australia, varying degrees of separation of restite is a much more common mode of crystal fractionation, and that may also be seen to be the case for some other granite provinces if they are examined with that possibility in mind.     

中国东部中生代高Sr低Yb和低Sr高Yb型花岗岩：对比及其地质意义

中国东部在晚中生代时（晚侏罗世-旱白垩世）有广泛的中酸性岩浆活动，按照花岗岩的地球化学特征，大致可以划分为东北、华北和华南3个岩区。本文研究表明，按照Sr和Yb的含量，大致可以将花岗岩分为5类．即：高Sr低Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〈2μg／g）、低Sr低Yb（Sr〈400μg／g，Yb〈2μ/g）、低Sr高Yb（Sr〈400μg／g，Yb〉2μg／g）、高Sr高Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〉2μg／g）以及非常低Sr高Yb型（Sr〈100μg／g，Yb=2—18μg／g）花岗岩。东北和华南以发育低Sr高Yb花岗岩为主，有少量高Sr低Yb和非常低Sr高Yb类型的花岗岩分布；而华北则以高Sr低Yb型花岗岩（埃达克岩）最发育，低Sr高Yb、低Sr低Yb型和非常低Sr高Yb型花岗岩有少量分布。本文着重探讨了华北和华南花岗岩的特征，认为华北和华南花岗岩地球化学的区别可能主要与花岗岩源区成分和深度有关，且主要受源区深度的控制。如果花岗岩熔融的源区残留相由榴辉岩组成（石榴石＋辉石＋金红石＋／一角闪石），则花岗岩明显亏损HREE、Nb、Ta和Ti，而富集Sr和Al，无明显的负铕异常，属于高Sr低Yb（埃达克岩）类型；如果源区深度浅，由斜长角闪岩或麻粒岩组成（斜长石＋辉石＋角闪石），则花岗岩相对贫Sr富Yb。作者认为，华北和华南花岗岩地球化学特征上的上述差异，表明在晚中生代时（晚侏罗世．早白垩世）。华北和华南的地壳厚度不同：华北较厚，华南较薄；华北经历了下地壳拆沉而华南无；华北和华南的下地壳成分不同，华北较基性的下地壳拆沉后，留下的地壳平均成分与华南比偏中性。     

Etch and intracutaneous landforms and their implications

Many landforms, major and minor, and including plains of various types, inselbergs, boulders, flared slopes, Rillen and rock basins, are initiated beneath the land surface, at the weathering front. They have evolved in various lithological settings. Most are formed by differential moisture attack, either controlled, or strongly influenced, by bedrock structure. Such forms of subsurface derivation may be differentiated into etch or subcutaneous features that were initiated at the base of the regolith, and intracutaneous forms that had their origin within the weathering zone. Although the agent or agents responsible for eroding the regolith and exposing the bedrock forms have varied in space and time, the similarity of etch and intracutaneous forms is such that their basic morphology persists regardless of the climatic regime in which they now occur. As the regolith is widely developed on the land surface, the forms initiated beneath and within it cannot be taken as climatic indicators. Indeed, like structural forms, these convergent forms represent a varied but significant azonal element in the physiographic landscape.