福州盆地及其周围地区地壳深部结构与构造的初步研究

1986-1988年,福建省地震局在福州盆地及其周围地区完成了五条地震测深剖面:宁德-永春剖面;洪懒-宁德剖面;莲峰-福州（尚干）剖面;南平-永泰-平潭非纵剖面;并在宁德-古田-嵩口首次试验扇形剖面观测系统,结果表明,扇形剖面对确定断裂是有效的. 根据对地震波走时的正、反演计算,用理论地震图和射线追踪方法进一步修改和完善,得到了福州盆地及其周围地区地壳深部为高、低速相间的速度分布特征.地壳介质速度为6.40km/s,在中地壳普遍发育一层速度为5.80-5.90 km/s、厚度约5.0 km的低速层.Moho面深度30-33 km,福州盆地为一Moho面隆起区,隆起幅度达3.0 km.北西向断裂发育,其中,闽江断裂在纵剖面和扇形剖面均有明显的反映,并切割到Moho面2.0-3.0 km. 反射波谱频方法计算得到福州盆地地壳Q值仅120-150,比邻近地区明显偏低,中地壳低速层Q值为40-80,是一典型的低速-高导-低Q（高衰减）结构层,此层上界面埋深14-15 km,与居里面埋深较一致.这些结果为福州地区的地热资源远景预测和开发提供了地壳深部结构和某些地球物理场背景.     

长乐—南澳断裂带两侧地壳结构差异的地震-重力联合反演

长乐一南澳断裂带出露于福建沿海地区,由于海陆过渡带的特殊性,地球物理探测受到许多限制,难以获得由陆到海的清晰而准确的深部构造形态.2014年福建省地震局采集了横跨长乐一南澳断裂带的广角反射/折射剖面(HX-6),由于观测系统的缺陷和原始资料信噪比等问题,单纯使用地震数据反演长乐一南澳断裂带的深部地壳结构有很强的不确定性,无法解答断裂带两侧地壳结构存在何种差异,影响了对断裂带构造属性和区域构造演化的正确认识.基于岩石波速和密度有良好的对应关系,地震-重力联合反演可以有效降低多解性.本文采用地震走时拟合和重力异常拟合同步进行的方法,利用最新采集的高质量P波地震走时数据与高精度实测重力数据,反演得到了连城一厦门一金门外海剖面的二维地壳波速-密度结构模型.联合反演结果显示:长乐一南澳断裂带两侧地壳厚度差约3 km,壳内分层结构和上地幔顶部波速-密度无显著变化,推断长乐一南澳断裂带是华南地块正常陆壳和台湾海峡减薄陆壳的分界,本研究结果为进一步研究该区深部构造环境和长乐一南澳断裂带的地球动力学意义提供了新的地球物理学证据.     

华县8(1/4)级大地震的深部地球介质背景

从渭河断陷盆地的地壳速度场、介质品质因子等地球物理场的分布探讨了华县大地震的深部地球介质背景。结果表明,华县8(1/4)级大地震震中位于高Q值区和低Q值区的过渡带上,其孕震区是地壳内的高Q值低速区,该地震的孕育与地壳内的低速高导层、地幔上隆、孕震区内的断层及微裂隙中流体的存在与作用是密切相关的。     

我国几个大地震地区地壳与上地幔顶部结构关系的初步分析

本文根据我国境内及邻近地区地壳结构的分布特征,特别是近年来我国发生的几个大地震所处的深部地壳构造背景,讨论了地震孕育与发生的可能构造模式。结果表明,近代地震活动地带均为地壳厚度急剧变化的地带和地壳构造的转折交汇部位。在深部构造上又为上地幔顶部局部的隆起地区及邻近隆起地带的边缘或斜坡上。此外,地震发生的深部部位与重力场、磁力场的高梯度变化以及地壳中的低电阻层、低速层和高速层的分布密切相关。这种与地震有关的深部构造背景与地球物理场特征,是今后地震预报和地震成因研究必须十分重视的。     

福建地区岩石圈磁异场的特征分析

利用2014—2015年福建地区4期流动地磁观测资料,得到该地区岩石圈磁场特征信息。经过5km、10km、20km、30km等不同高度的向上延拓处理,对福建地区岩石圈磁场特征信息进行浅部与深部异常场分离,提取深部异常。结果发现在福建长乐—诏安断裂带出现比较明显的磁异常,即在该断裂带南部和中北部发现磁场正负高值的交替变化,这些磁异常与地质构造的分布、地震活动性有一定的关系。     

利用接收函数两步反演法研究小江断裂带及邻区地壳S波速度结构

文中基于2011年9月2日—2014年1月16日小江断裂带及邻区48个台站的远震三分量波形数据提取径向P波接收函数,采用两步反演法和Bootstrap重采样技术反演了各台站下方的S波速度结构,对小江断裂带及邻区的地壳深部结构进行了研究。结果表明：1)研究区地壳的S波速度在横向和垂向上都存在明显的非均匀特性,近地表处有2～4km厚的低速沉积层;中上地壳的S波速度呈高、低速相间分布;在20～35km的深度范围内存在明显的低速层,主要间断分布于小江断裂以西的川滇菱形块体和红河断裂以南的印支块体内部,另外在师宗-弥勒断裂附近也有局部分布。2)小江断裂带中、北段壳内低速层较为发育,以中段最为突出,最厚约达28km;南段在15～25km深度范围内存在明显的高速区。3)研究区的泊松比普遍较低(平均为0.24),呈不均匀分布,且横向变化剧烈,小江断裂带的泊松比总体呈北段较高、南段次之、中段低的分段特征;研究区壳内低速分布与泊松比间的对应关系不明显,大部分低速层似乎缺少发生部分熔融的条件,其地球物理结果的差异和不一致说明壳内低速层的变形演化机制及物理特性较为复杂。     

胶辽渤海地区地壳上地幔结构特征与介质的横向非均匀性

根据地球物理资料的综合研究和地壳上地幔速度地震层析成象结果,系统地阐述了胶辽渤海地区基底厚度、地壳厚度、岩石层厚度和壳－幔结构比Ｒ值分布特征及地壳上地幔介质的横向非均匀性。研究结果表明：胶辽渤海地区是一个以渤海湾为中心的上地幔隆起区、软流层隆起区和壳－幔结构比Ｒ高值分布区;该区地壳上地幔介质在不同深度均存在显著的横向非均匀性,并在海域周围的海城、唐山、朝阳、东沟等陆地地区存在明显的壳内低速逆反层。     

长乐—诏安断裂带闭锁程度和块体运动研究

利用2011—2016年长乐—诏安断裂带周边30个GPS基准站水平速度场数据,采用负位错模型,反演长乐—诏安断裂带滑动速率和闭锁程度;通过比对近年的地震分布,验证反演结果的合理性。反演结果表明,闽东南块体相对于闽东块体呈现左旋运动。长乐—诏安断裂带南段和北段同一深度的闭锁程度整体较中段高。长乐—诏安断裂带南段地表以下5km闭锁程度较高(闭锁比例0.99),北段地表以下10km闭锁程度较高,在25～30km处整条断裂均逐步由闭锁转变为完全蠕滑。上述反演结果与长乐—诏安断裂带周边的历史地震分布范围相符。     

川滇交界东段昭通、莲峰断裂带的深部结构特征与2014年鲁甸M_S6.5地震

2014年鲁甸M_S6.5地震位于川滇菱形块体向东突出的过渡变形区大凉山次级块体南东缘的昭通、莲峰断裂带内部,属于青藏高原东南缘南北地震带的中南段,近十多年来,该断裂带及其周边中强地震的发生频次明显增多,昭通、莲峰断裂带是否具备孕育和发生强震的深部构造背景成为一个亟待研究的问题.为了研究昭通、莲峰断裂带的深部结构特征及孕震背景,探求2014年鲁甸M_S6.5地震的成因的深部动力机制,本文充分收集了四川、云南等区域数字地震台网和"中国地震科学台阵探测-南北地震带南段"("喜马拉雅"项目Ⅰ期)流动地震台阵的观测数据,应用区域震和远震联合反演的方法得到川滇地区三维速度结构图像,在此基础上重点剖析和研究了昭通、莲峰断裂带P波速度结构;再对昭通、莲峰断裂带及周边区域的重力、航磁数据进行三维视密度和视磁化强度反演,得到了壳内不同深度层视密度的横向变化特征和反映壳内磁性物质的分布范围以及结晶基底的视磁化强度异常分布情况,综合分析研究昭通、莲峰断裂带的深部结构特征及孕震动力环境.研究结果表明:川滇交界东部昭通、莲峰断裂带及其周边地区上地壳物质存在显著的横向介质差异,中下地壳深度范围大凉山次级块体西南缘存在低速异常分布,并呈现出近SN向的展布特征,2014年鲁甸M_S6.5地震位于该高低速异常的分界线附近略偏向高速体一侧.P波速度结构还揭示了鲁甸M_S6.5主震震源体下方中下地壳存在大范围低速异常分布,P波速度异常扰动与重磁异常的展布特征、梯度变化在深度和分区特征上均具有较好的联系和可比性,结合昭通、莲峰断裂带中下地壳范围内存在大范围的低密度弱磁性异常分布,综合表明了该区中下地壳物质相对较为软弱,这种特有的深部物性结构特征有利于应力在脆性的上地壳内积累和集中.研究结果还揭示了共轭断裂的深部构造形态,高低航磁异常边界与NW向的苞谷脑—小河断裂的深部展布形态相一致,苞谷脑—小河断裂处于航磁异常突变带附近,昭通断裂北段(昭通—鲁甸段)位于上地壳强磁性、高波速异常区内且具有深大断裂的深部地球物理场响应特征,因此该断裂段(昭通—鲁甸段)具备发生7级及以上强震的深部构造背景.当大凉山次级块体内部的中下地壳低速管流层自NW向SE方向运动到昭通、莲峰断裂带附近时,受到华南块体的强烈阻挡,应力在昭通、莲峰断裂附近基底性质存在差异处集中,脆性上地壳中低强度区域在横向挤压的构造应力场作用下易于破裂从而引发强震,这也正是昭通、莲峰断裂带内部鲁甸M_S6.5地震孕育和发生的深部构造环境.     

利用远震P波接收函数研究漾濞MS6.4地震孕震环境

2021年5月21日我国云南省大理州漾濞县发生了MS6.4级破坏性地震,该地震的深部孕震环境研究对理解其成因极为重要.本文利用滇西北地区 68个密集地震台站记录的远震波形数据,提取 P波接收函数,采用两步反演法和Bootstrap重采样统计技术,获取了滇西北地区精细的地壳上地幔 80 km深度范围内的 S波速度结构.结合前期所得地壳厚度与泊松比分布情况分析认为:滇西北地区地壳 S波速度结构在横向上和垂向上都具有强烈的非均匀性,浅表约有4 km厚的低速沉积层,中上地壳呈高低速相间分布特征;20～40 km深度范围内存在低速层,分布在维西—乔后—巍山断裂与红河断裂两侧.从横向上看,漾濞地震发生在维西—乔后—巍山断裂西侧的高低速过渡地区和泊松比高梯度带上.从垂直剖面上看,漾濞地震发生在中下地壳具有明显低速层、而上覆为相对高速的脆性地壳中,震源区地壳内存在的低速体为此次漾濞地震提供了可能的孕震环境.滇西北地区的中下地壳低速层被断层限制在特定的区域内,且该地区存在莫霍面隆起中心、非常高的泊松比值(＞0.3)以及上地幔低速异常,考虑到高热流、地幔高导层隆起、温泉幔源特征等综合分析推测低速体可能与地幔热物质上涌有关.     

哀牢山多金属矿集区深部构造与成矿动力学

哀牢山多金属矿集区指哀牢山成矿带及邻区主要矿田（床）所组成的区域,它虽然位于多个构造单元的交汇部位,但却具有统一的深部构造背景．区域深大断裂构造多期活动、高热流异常及岩浆岩和矿床的空间分布均受矿集区统一的深部构造制约．遥感图像解译发现一个与该矿集区对应的巨型环形构造．地球物理资料揭示出矿集区地壳内部存在不规则的低速透镜体,莫霍面具有与环形构造基本一致的局部隆起和明显的壳幔过渡带,软流圈地幔具有多期脉动隆起特征．自晚古生代以来的三期软流层隆起事件,控制了区域剪切构造活动和成岩成矿作用过程．     

天水及其南北地区温泉分布的地质—地球物理特征

根据天水及其南北地区温泉分布众多的现象,从分析地质、地球物理场着手,探讨温泉形成的区域与深部地质构造背景以及热缘机制。区内近南北向隐伏断裂发育,中酸性侵入岩、碱性玄武喷发岩构成近南北向岩浆构造带;在深部软流圈埋深变浅,岩石圈减薄、上地幔热物质上涌引起莫霍面上隆;中地壳低速、高导层同步出现;地表热流值增高,温泉呈网格状分布。该区温泉是甘肃省隆起断裂对流型地热资源有利开发地段。     

宁夏及邻区地壳上地幔结构特征分析

介绍了宁夏及邻区1970年以来多种地球物理探测研究成果,揭示了该地区不同活动构造单元的深部地壳构造背景。分析表明, 活动块体相互作用、地壳深部断裂、地壳低速体、速度结构的差异和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏以及复杂的壳幔过渡带等构造特征与该区域强震的形成和发生有较为密切的关系。最后讨论了该区域强震发生的机理。     

福建长乐—诏安构造带的断块构造与地震活动

介于戴云山隆起带与台湾海峡沉降带之间的福建沿海长乐—诏安构造带,以断裂构造为主要构造型式,故通常称其为长乐—诏安断裂带。按断裂展布的方向主要可分为北北东—北东、北北西—北西、近东西向三组,此外尚有南北向及弧形断裂(帚状、环状)等零星分布。上述三组主要断裂相互交切,使本区地壳呈现出网络状的构造格局,     

朝阳-义县地震区的深浅部构造、组成及其与地震的关系a

本文综合论述了朝阳-义县地区及其附近的地震活动,深、浅部结构,以及岩石动力学特征.认为本区存在中地壳低速层,且三层地壳速度均较两侧的低,存在上地幔隆起和软流层-低阻层隆起.探讨了三层地壳、低速层和上地幔软流层的物质组成.最后讨论了本区深、浅部结构、组成与地震活动.断裂新活动的成生联系.      

青藏高原东南缘及邻区地壳介质散射强度变化特征

基于远震扰动场方法,利用47个数字地震观测台记录的10次远震记录对青藏高原东南缘及邻区地壳介质散射强度进行了研究.结果表明研究区内地壳介质横向非均匀性强烈,扬子块体地壳介质散射强度与青藏块体存在较为明显的差异;地壳介质散射强度梯度带与主要断裂带分布趋势一致,龙门山断裂带、安宁河断裂带与地壳介质散射强度梯度带具有较强的相关性,散射强度高值区偏向青藏块体一侧;强震震中沿散射强度梯度带分布,其震中偏向散射强度高值区一侧;散射强度呈现纵向非均匀性特征,下地壳介质散射强度高于上地壳.研究区强、弱散射强度的空间分布可能与区内强烈的地质构造运动、频繁的地震及火山活动所引起深部物质破碎、熔融及其沿断裂带的上涌与运移有关.     

新乡及邻区三维地壳速度结构

应用区域地震台网1981-2011年的地震到时资料,对新乡及邻区地壳三维速度结构和震源参数进行了联合反演,获得了该区地壳的三维速度结构图像.结果显示:0~4 km深度层位的速度分布基本反映出了研究区浅部地形的分布特征,凹陷盆地速度低,山脉位于速度的过渡区,隆起区多位于高速区,横向速度分布差异较大;其余各深度层速度横向分布存在非均匀性,与地形分布特征也存在着一定的联系;速度剖面整体显示区域地壳可以分为上、中、下三个分层,上地壳速度横向变化较小;中、下地壳的界面速度横向起伏变化较大,局部地区呈现上隆或凹陷状;根据速度的分布差异,以及所勾画的深部断裂的轮廓展布,对该区的深部构造有了较深认识:汤西断裂、汤东断裂显示错断较深,倾角较陡,有延伸到中地壳底部的趋势;郑州-开封断裂带、新乡-商丘断裂,与人工地震剖面相同位置处及地质剖面有着较好的对应.     

中国大陆东部强震区和火山区人工地震探测研究综述

介绍了东北、华北、华东和华南的强震区和火山区的地震测深研究成果，揭示了强震区和火山区的地壳深部构造背景.分析表明，地壳深部断裂、中下地壳低速层、速度结构的差异、波速比异常、泊松比和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏、复杂的壳幔过渡带、滑脱构造、深部岩浆活动等构造特征与东部地区强震形成和发生有较为密切的关系.     

滇西地区地壳上地幔电性结构与地壳构造活动的关系

本文根据滇西地区18个大地电磁测深点资料的数据处理和分析结果,对测区深部导电率在纵、横向上的变化特征进行了研究。结果表明:滇西地区深部电性为多层结构,大致可分四至五个电性结构层;深部电性结构横向变化大,明显受区域构造控制;该区上部地壳内普遍存在低阻层;上地幔高导层明显存在两个隆起区,一个以剑川—鹤庆为中心呈北北西向展布的隆起区,另一个以腾冲—潞西为轴呈南北向展布的隆起区。 本文还讨论了地壳上地幔电性结构与大地构造的关系,滇西北裂陷区盆地的形成,以及该区地震活动与深部构造的关系     

华北强烈地震深部构造环境的探测与研究

20世纪六七十年代以来, 华北地区发生了一系列强烈地震． 强烈地震的孕育、 发生和发展与深部构造密切相关． 近50年来, 我国地震科学领域在强烈地震的地震构造和深部环境方面开展了大量的研究． 深部地球物理探测和地震层析成像结果揭示了华北地区地壳结构的基本特征, 并在强烈地震发生的深部构造环境等问题上取得了重要进展． 本文在回顾华北地区地壳上地幔结构探测的基础上, 对1966年邢台M_S7.2, 1976年唐山M_S7.8, 1975年海城M_S7.3和1679年三河—平谷M8.0地震的地震构造和深部构造环境进行评述． 深部地球物理数据的综合分析表明, 震源下方的低速异常带, 高角度超壳深断裂, 地壳深浅构造的不一致, 偏低的上地幔顶部速度和局部隆起的莫霍界面, 是华北伸展构造区深部孕震环境的共同特征．