山西地震带的现代构造运动

山西地震带具有强度大、频度高、地震在断陷盆地内集中的特点、是现代构造运动强烈的地区之一。山西隆起区的中部,由一系列斜列断陷盆地组成,主要分布方向是北东和北北东向。盆地之间存有很大的不均匀性。几个主要的断陷盆之间,均由横向隆起带所隔开,隆起带主要分布方向为近东西向,是最新活动的隆起构造,廿多年地壳垂直形变资料表明,这些隆起带现代构造活动强烈,形变速率大,两侧相对变化显著。同时、钻探和物探资料表明,在断陷盆地内部还存在着局部隆起带和凹陷带。     

西水准时空图像动态演化特征研究

<正>地震的孕育和发生是地壳内应力-应变能量的逐渐积累和快速释放过程,必然导致地壳内部和外表的形状变化。因此,地壳形变与地震之间应存在某种联系。观测结果表明,地震容易发生在形变高梯度带上,这种地区通常又是地壳构造比较脆弱的地段。用于监测地震地壳形变观测的短水准路线大都在这些部位布设。山西地区尤其是山西断陷带是华北地区现代构造活动较强的区域之一,也是地震灾害重点防御区之一。山西断陷带在历史上发生多次7级以上大地震,现在中等地震也时有发生。本文基于修改的MPI算法,利     

青藏块体东北缘现今构造形变与蕴震特征

利用青藏块体东北缘近30年的精密水准网、跨断层形变测量网复测资料，以及近年来GPS观测分析结果，结合地质构造与地震活动，初步研究和探讨了区域构造形变与强震蕴育的一些特征．结果表明:① 本区现今构造形变时空分布很不均匀:主要边界断裂附近构造形变相对强烈，远离则衰减．垂直差异运动强度和变形状态随时间演变，水平运动与变形呈明显的挤压走滑特征；② 印度板块的北推碰撞引起的青藏块体持续NE 向挤压运动所产生的构造应力场，是本区构造形变与地震蕴育的主控应力．构造形变及地震活动的时空分布演化，与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关；③ 构造块体边界地带出现的垂直形变异常隆起与高梯度形变带，以及显著地断层形变异常，是块体运动受阻、构造应力场强化而蕴育强震的一个标志，往往伴随有６级左右及以上强震活动，但地震并不一定发生在运动幅度最大的部位．断层形变异常呈现趋势积累——加速——转折变化特征的地段及附近，往往是应变能积累、强震蕴育发生的场所．      

山西地堑系的现代构造活动特征

山西地堑系近二十多年来地壳垂直活动较为强烈,山区上升幅度为30—50毫米,盆地下降幅度为20—40毫米。主要断裂垂直位移速率小于1毫米/年,有些断裂水平位移速率约1.5—2.0毫米/年。本区现代构造活动,主要受北东—北东东向挤压作用,致使地堑系出现了北北东向不连续的剪切破裂带,两侧块体作相对右旋扭动,再加上北西向的拉张作用,区内形成了一系列的断陷盆地。     

山西及其邻近地区地壳垂直形变与地震危险性分析

山西及其邻近地区地壳垂直形变出现的两升三降的分布格局,反映出现代构造块体活动在不断增强.通过地震活动和区域形变场分析,可以看出山西地区自50年代以来地震释放能量有不断加强趋势,区域形变出现了有规律的四象限分布.预计今后10年内本区若干危险点有可能成为地震能量大释放地区.     

关中地区垂直形变场及其动态演化特征

应用关中地区20余年的精密水准资料，用分段线性速率动态平差法进行统一起算基准的拟稳平差计算．得出了197l～1976、1976-1980、1980-1986和1986～1996年度的垂直形变速率图，从动态的观点研究了关中地区地壳垂直形变场的演化特征。研究结果表明：（1）地壳垂直形变场有规律的变化与区域应力-应变场的微动态活动有关，青藏亚板块和华北亚板块对关中地区的构造变形交替起主导作用，并产生了不同形变特征；（2）地壳垂直运动不是线性的。有加速、反向和停顿，长期平均垂直运动速率低于各时段的变化；（3）地壳垂直变化与断裂活动密切相关。垂直形变的逆继承性构造活动时期远小于继承性构造活动时期；（4）西安是一个特殊沉降区。由于过量开采地下水引起地面急剧下降。     

华北莫霍面构造形态-深地震测深数据的三维反演

给出了利用反射波走时重建地壳三维界面的方法 ,并处理了华北地区人工地震测深测线网中的PmP走时资料 ,获得了研究区莫霍界面的三维构造形态 ,确定了壳内深断裂的展布。结果表明 ,研究区莫霍界面埋深整体上由东南向西北加深 ,并在这一背景之上呈现波浪起伏 ,断陷盆地对应上地幔的隆起 ;区内存在数条延伸至莫霍面的地壳深断裂 ,其中大致沿北东走向展布的地壳厚度陡变带和沿北西西向的地壳厚度变异带是区内两条主要的深部构造带。将研究结果与本区中、强地震空间分布特征相结合 ,揭示了地震活动的深部构造背景     

山西断陷带地热分布的某些特征

利用山西断陷带的大地热流、地温梯度和温泉分布的资料，研究了地热分布与重力场、地壳深部构造和地震分布的关系。认为，区域性重力负异常多反映的是沉积盆地或凹陷；而在温泉附近，由于地壳深部高密度的熔融物质沿断裂上涌而形成重力正异常；在同一深度上，地壳和岩石圈薄的断陷盆地内部，其热流和温度都为高值；指出山西断陷带内的构造活动性、壳幔突变带、重磁力等值线密集带、大地热流和地温梯度高值区以及温泉密集分布带与地震活动之间都有着内在的联系。     

华北北部地区地壳垂直形变演化特征及断裂活动性分析

基于华北北部地区3期复测区域精密水准及跨断层形变测量资料,计算得出1985—2015年多个时间段的地壳垂直形变速率。并结合跨断层形变观测资料,分析区域内主要断裂的活动性,明确该区域的整体地壳垂直形变演化趋势及地震危险性。结果表明:除强下沉区外,华北北部地区以继承性运动为主,太行山山前构造带以西总体上升,华北平原下沉,燕山块体较为稳定。张家口—渤海构造带西段总体活动水平较低,山西断陷带中北段断裂总体以张性正断层活动为主,两条断裂相交错区域是垂直形变高梯度集中区,且中强地震发生频次相对较高,需持续和重点监测。     

辽宁地区地壳垂直形变特征与地震危险性分析

利用辽宁地区三期复测水准资料,计算得出1988—1998年和1998—2016年两个时段的地壳垂直形变速率, 并绘制相应的地壳垂直形变速率矢量图和等值线图.结合辽宁地区的区域地质背景及构造断裂活动性,分析了区域地壳垂直形变特征与地震活动性之间的相关性,明确了该区域的整体地壳垂直形变趋势及需重点关注的区域.结果表明:海城M_S7.3地震后较长时间内,辽宁地区整体以继承性运动为主,辽东隆起和辽西隆起以上升为主,下辽河断陷带下沉;1998年后,辽宁地区整体形变差异量减小,该地区垂直形变正趋于稳态,垂直形变速率梯度高值区仍集中于下辽河断陷带与辽东隆起、辽西隆起的交界地带,因此该区域的潜在危险性较高,需要持续并重点关注.      

鲜水河断裂带南段深部电性结构特征研究

通过对新都桥一小金剖面的大地电磁测深及重磁实测资料研究,结合区域地质资料,对鲜水河断裂带南段及邻区深部构造、壳内高导层、电性结构与历史地震的关系进行了研究.结果表明:(1)鲜水河断裂带深浅表现出不同特征,浅部是以地壳脆性-剪切带为主的断裂系统,深部是以走滑型-壳幔韧性剪切带为主的断裂系统,断裂呈花状形态,深部到达上地幔;(2)在丹巴构造带及鲜水河断裂带的中下地壳,广泛发育壳内高导层,其分布具有不均匀性,且与断裂带构造活动有关;(3)在鲜水河断裂带的走滑剪切作用下,上地壳物质发生原地重熔产生花岗岩浆是折多山花岗岩形成的主要机制;(4)鲜水河断裂带地震发生机理与塑性软弱层密切相关,受塑性软弱层拖拽作用,应力区集中在高阻体脆性介质内部靠近断层一侧,使得岩石破碎而发生地震.     

Subduction and retreating of the western Pacific plate resulted in lithospheric mantle replacement and coupled basin-mountain respond in the North China Craton

The North China Craton (NCC) witnessed Mesozoic vigorous tectono-thermal activities and transition in the nature of deep lithosphere. These processes took place in three periods: (1) Late Paleozoic to Early Jurassic (～170 Ma); (2) Middle Jurassic to Early Cretaceous (160–140 Ma); (3) Early Cretaceous to Cenozoic (140 Ma to present). The last two stages saw the lithospheric mantle replacement and coupled basin-mountain response within the North China Craton due to subduction and retreating of the Paleo-Pacific plate, and is the emphasis in this paper. In the first period, the subduction and closure of the Paleo- Asian Ocean triggered the back-arc extension, syn-collisional compression and then post-collisional extension accompanied by ubiquitous magmatism along the northern margin of the NCC. Similar processes happened in the southern margin of the craton as the subduction of the Paleo-Tethys ocean and collision with the South China Block. These processes had caused the chemical modification and mechanical destruction of the cratonic margins. The margins could serve as conduits for the asthenosphere upwelling and had the priority for magmatism and deformation. The second period saw the closure of the Mongol-Okhotsk ocean and the shear deformation and magmatism induced by the drifting of the Paleo-Pacific slab. The former led to two pulse of N-S trending compression (Episodes A and B of the Yanshan Movement) and thus the pre-existing continental marginal basins were disintegrated into sporadically basin and range province by the Mesozoic magmatic plutons and NE-SW trending faults. With the anticlockwise rotation of the Paleo-Pacific moving direction, the subduction-related magmatism migrated into the inner part of the craton and the Tanlu fault became normal fault from a sinistral one. The NCC thus turned into a back-arc extension setting at the end of this period. In the third period, the refractory subcontinental lithospheric mantle (SCLM) was firstly remarkably eroded and thinned by the subduction-induced asthenospheric upwelling, especially those beneath the weak zones (i.e., cratonic margins and the lithospheric Tanlu fault zone). Then a slightly lithospheric thickening occurred when the upwelled asthenosphere got cool and transformed to be lithospheric mantle accreted (～125 Ma) beneath the thinned SCLM. Besides, the magmatism continuously moved southeastward and the extensional deformations preferentially developed in weak zones, which include the Early Cenozoic normal fault transformed from the Jurassic thrust in the Trans-North Orogenic Belt, the crustal detachment and the subsidence of Bohai basin caused by the continuous normal strike slip of the Tanlu fault, the Cenozoic graben basins originated from the fault depression in the Trans-North Orogenic Belt, the Bohai Basin and the Sulu Orogenic belt. With small block size, inner lithospheric weak zones and the surrounding subductions/collisions, the Mesozoic NCC was characterized by (1) lithospheric thinning and crustal detachment triggered by the subduction-induced asthenospheric upwelling. Local crustal contraction and orogenesis appeared in the Trans-North Orogenic Belt coupled with the crustal detachment; (2) then upwelled asthenosphere got cool to be newly-accreted lithospheric mantle and crustal grabens and basin subsidence happened, as a result of the subduction zone retreating. Therefore, the subduction and retreating of the western Pacific plate is the outside dynamics which resulted in mantle replacement and coupled basin-mountain respond within the North China Craton. We consider that the Mesozoic decratonization of the North China Craton, or the Yanshan Movement, is a comprehensive consequence of complex geological processes proceeding surrounding and within craton, involving both the deep lithospheric mantle and shallow continental crust.     

拉分盆地形成机制三维数值模拟——以海原断裂带老龙湾盆地为例

拉分盆地是走滑断层系中受拉伸作用形成的断陷盆地.一般在两条平行断层控制下发育.盆地形似菱形,几何形态主要受两条主控走滑断层错距和叠接长度影响.本文以青藏高原东北缘海原断裂带老龙湾拉分盆地第四纪所处的构造环境为基础,参考盆地周围断层几何分布,建立了三维有限元数值模型,模拟该拉分盆地的演化过程;进一步分析了断层力学性质、地壳分层结构等各因素对盆地形成和演化的影响.模拟结果显示,盆地地表沉降伴随有下地壳物质的上涌,此上涌对盆地地表沉降存在阻碍作用.各因素的影响具体表现为:(1)断层力学性质(弹性模量和黏滞系数)越弱,其对构造应力较低的传递效率导致盆地两端差异性运动越明显,从而形成较大的盆地地表沉降和明显的上地壳减薄.(2)平行主控断层的叠接长度反映盆地形成的拉伸作用范围,叠接长度越大,相同的差异性运动在单位面积形成的拉伸应力越小,盆地地表沉降较小.(3)下地壳流变性影响其物质的上涌量,下地壳黏滞系数越小,其对上部拉伸作用的响应越明显,上涌量越大,此上涌对上地壳沉降形成的阻碍作用也越明显.根据老龙湾拉分盆地所处的构造格局,将平行断层的叠接长度取20km,当断层黏滞系数取值为周围基岩的1/10,参考该盆地第四纪构造演化历史,模拟得到的盆地第四纪下沉量与盆地内第四系沉积层厚度在规模上近似,下地壳黏滞系数取值在(2.5~5.0)×1021 Pa·s范围内时,盆地下沉量模拟结果与老龙湾拉分盆地第四系地层厚度吻合较好.     

首都圈及晋冀蒙交界地区地壳垂直形变及地震危险性分析

根据首都圈及晋冀蒙地区1998—2002年、2002—2006年精密水准复测资料,分析了该地区近年来地壳垂直形变状态与特征,结果表明:北京、天津和河北等平原地区,由于过量开采地下水导致了大空间、大量级的地面沉降,致使无法获取该区域垂直向构造运动的真实信息。能够获得构造运动信息的只有北部燕山地区及太行山以西地区。山西断陷带北部中段近期的趋势性运动出现反向趋势。以忻州为中心梯度变化明显,有明显的四象限分布图像,且与"北高南低"的地形地貌不相关,反映出这一时段区域应力场处于加强态势。但从量级及规模上都小于大同—阳高地震前孕震体的变形。     

PRELIMINARY STUDY ON THE CONDUCTIVITY STRUCTURE OF THE CRUST AND UPPER MANTLE: THIRD REPORT ON THE GEOSCIENCE TRANSECT FROM XIANGSHUI, JIANGSU, TO MANDAL, NEI MONGOL

The features of deep conductivity structure along Xiangshui-Mandal Geoscience Transect are described in this paper basing on newly obtained magnetotelluric data. Large resistivity contrasts can be found on both borders of North China platform. The depth of the crustal high conductivity layer changes abruptly from 21 km to 34 km beneath Nei Mongol fold system on the northwestern end of the transect. While it is absent beneath Subei-Jiaonan terrane on the southeastern end of the transect     

三河-平谷8.0级地震区地壳结构和活动断裂研究——利用单次覆盖深反射和浅层地震剖面

跨1679年三河-平谷8.0级地震区完成的单次覆盖深地震反射剖面和浅层地震反射剖面,揭示了三河-平谷地震区的地壳结构和断裂的深、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.剖面揭示的地壳深断裂和浅部活动断裂具有上下一致的对...     

深地震反射剖面揭示的天津地区张渤带地壳精细结构

穿过天津地区张渤带的长86 km、NE向深地震反射剖面揭示了该区清晰的地壳精细结构图像和断裂的深浅构造特征,为研究张渤地震构造带的深部孕震环境和构造模式提供了地震学证据,对探讨晚中生代以来华北裂陷盆地的深部动力学过程及演化具有重要意义.结果表明,天津地区张渤带地壳以结晶基底反射T_G为界,分为上下两部分;上地壳反射波组丰富,分层特征明显,界面起伏形态清楚,清晰地刻画出冀中坳陷新生代沉积分层、箕状沉积凹陷的底界、潮白河断裂、蓟运河断裂及丰台—野鸡坨断裂的几何结构;地壳内部结晶基底（T_G）至Moho之间,显示出近于"反射透明"的地震波场特征,无明显震相,这与华北其他地区的深地震反射剖面结果明显不同;地壳厚度为30.0~34.5 km,总体变化趋势为中段地壳厚而南北端相对较薄,Moho在横向上显示出明显的不均匀和横向间断特征,在Moho被错断处存在两个明显的反射事件R_A和R_C,R_A可能是软流圈热物质上涌的侧向残留物,叠层状反射震相R_C则表现出壳幔过渡带特征;剖面揭示了2条错断Moho的超壳深大断裂（F_D1和F_D2）和9条上地壳断裂,深大断裂应是软流圈热物质上涌,造成上地幔隆起而形成的,上地壳断裂与地壳垂直运动及侧向引张力有关;超壳深断裂（F_D1和F_D2）为本区深部热物质的上涌与能量交换提供了通道,而与之对应的地壳浅部断裂（F₃和F₉）,则为能量调整提供了可能的条件,断裂邻近区域可能是未来发生强震的地区,值得注意.     

Lithospheric structure and faulting characteristics of the Helan Mountains and Yinchuan Basin:Results of deep seismic reflection profiling

The Helan Mountains and Yinchuan Basin(HM-YB) are located at the northern end of the North-South tectonic belt,and form an intraplate tectonic deformation zone in the western margin of the North China Craton(NCC).The HM-YB has a complicated history of formation and evolution,and is tectonically active at the present day.It has played a dominant role in the complex geological structure and modern earthquake activities of the region.A 135-km-long deep seismic reflection profile across the HM-YB was acquired in early 2014,which provides detailed information of the lithospheric structure and faulting characteristics from near-surface to various depths in the region.The results show that the Moho gradually deepens from east to west in the depth range of 40-48 km along the profile.Significant differences are present in the crustal structure of different tectonic units,including in the distribution of seismic velocities,depths of intra-crustal discontinuities and undulation pattern of the Moho.The deep seismic reflection profile further reveals distinct structural characteristics on the opposite sides of the Helan Mountains.To the east,The Yellow River fault,the eastern piedmont fault of the Helan Mountains,as well as multiple buried faults within the Yinchuan Basin are all normal faults and still active since the Quaternary.These faults have controlled the Cenozoic sedimentation of the basin,and display a "negative-flower" structure in the profile.To the west,the Bayanhaote fault and the western piedmont fault of the Helan Mountains are east-dipping thrust faults,which caused folding,thrusting,and structural deformation in the Mesozoic stratum of the Helan Mountains uplift zone.A deep-penetrating fault is identified in the western side of the Yinchuan Basin.It has a steep inclination cutting through the middle-lower crust and the Moho,and may be connected to the two groups of faults in the upper crust.This set of deep and shallow fault system consists of both strike-slip,thrust,and normal faults formed over different eras,and provides the key tectonic conditions for the basin-mountains coupling,crustal deformation and crust-mantle interactions in the region.The other important phenomenon revealed from the results of deep seismic reflection profiling is the presence of a strong upper mantle reflection(UMR) at a depth of 82-92 km beneath the HM-YB,indicating the existence of a rapid velocity variation or a velocity discontinuity in that depth range.This is possibly a sign of vertical structural inhomogeneity in the upper mantle of the region.The seismic results presented here provide new clues and observational bases for further study of the deep structure,structural differences among various blocks and the tectonic relationship between deep and shallow processes in the western NCC.     

滇西地区壳幔解耦与腾冲火山区岩浆活动的深部构造研究

根据青藏东部边缘的深部地球物理资料,分析了滇西地区壳幔耦合和腾冲火山区岩浆活动的深部构造特征,确认了地幔各向异性与上地幔速度结构(包括P波速度和S波速度)的内在联系,指出产生这一结果的原因与以腾冲火山区为中心的地幔热物质上涌有关:上地幔顶部平均温度升高导致介质强度降低,在印支块体的侧向挤压或印缅块体的向东俯冲作用下发生韧性变形,造成滇西地区地幔各向异性的快波方向与青藏东部地壳块体的旋转方向不一致.此外,鉴于中下地壳低速层的横向非均匀性,估计韧性流动并非贯通青藏高原的东部边缘,而是被不同的构造块体和边界断裂限定在局部地区.总体而言,滇西地区下地壳的地震波速度和电阻率偏低,具备发生韧性变形的构造条件.作为地壳和上地幔之间的解耦层,它使得青藏东部地壳块体旋转产生的构造应力未能传输至上地幔.腾冲火山区的地壳结构与不同时期的岩浆活动有关,火山区东侧的高速结构代表了上新世时期火山通道内冷凝固结的岩浆侵入体或难以挥发的高密度残留物质,火山区西侧的低速结构反映了更新世以来持续至今的岩浆活动,壳内岩浆源主要分布在10～20km的深度范围内,横向尺度约为15～20km,有可能通过地壳深部的断裂与上地幔岩浆源区相连,估计腾冲火山区下方的岩浆活动将持续进行.     

山西活动断陷带主要断层垂直形变分段特征

断层运动方式与滑动速率是断层活动性研究和地震危险性判定的重要参数。本文基于山西断陷带多年积累的跨断层水准观测资料,在处理与重构的基础上采用断层活动性分析方法,基于构造分区给出各构造区主要断层现今运动特征。结果表明,山西断陷带主要断层在观测期内以继承性正断运动为主,各盆地断层运动特征具有显著差异,表现为南、北两段的垂直活动量明显大于中段,其中,忻定盆地累积变化量值最小。从断层垂直活动速率来看,五台山断裂、系舟山山前断裂、唐河断裂和霍山山前断裂跨断层测段活动速率明显低于全区水平;受长期构造应力加载及区域中强地震影响,各时段断层运动也存在差异变化,下达枝、亭旨头、太原、广胜寺等部分跨断层测段表现出明显的断层逆继承运动、断层相对闭锁等特征。