青藏高原东北缘深地震测深研究成果回顾

本文回顾了在青藏高原东北缘(32°-40°N,100°-108°E)地区深地震测深研究的主要成果,给出了这一地区地壳中地震波速度结构的特征和莫霍面的形态。     

青藏高原东北缘深地震测深震相研究与地壳细结构

通过对青藏高原东北缘不同构造单元深地震测深资料震相的综合分析,利用反射率理论地震图方法对实际记录模拟计算,进一步研究东北缘区域内部不同构造单元地壳细结构.结果显示：西秦岭褶皱造山带分隔了南北不同性质的地壳结构,北侧为相对稳定的临夏—兰州新生代盆地、南侧为强烈改造的松潘—甘孜地块;松潘—甘孜地块在青藏高原东北缘的构造演化过程中改造为萎缩的若尔盖高原盆地和盆地边缘褶皱造山两类不同的地壳结构;青藏高原东北缘中下地壳普遍存在以多层高低速相间、低速度结构为主的破碎松弛结构,这种特征在缝合带和造山带尤为明显,显示为地壳形变增厚、流变滑动的重要场所;结合二维速度结构及GPS研究结果,对青藏高原东北缘地壳形变及动力学过程进行了讨论.     

深地震反射剖面揭示的海原断裂带深部几何形态与地壳形变

由于活动的青藏高原不断的隆升和推挤作用,在西南向东北的推挤作用和周缘块体的阻挡以及东北缘内部块体挤压形变的作用下,形成了多个走向不同的青藏高原东北缘构造体系.新生代构造变形和地震活动强烈,区内分布多条大型深断裂带.海原断裂是青藏高原东北缘发育的弧形活动断裂带中规模最大、活动最为强烈的一条左旋走滑型断裂带,是重要的大地构造区边界,也是控制现今强震活动的活断层.本文利用2009年完成的高分辨率深地震反射剖面的北段资料,对其进行初步构造解释,揭示出海原断裂带的深部几何形态和其两侧地壳上地幔细结构.结果显示海原断裂并不是简单的陡立或者较缓,其几何形态随着深度变化.在海原断裂之下的Moho并未错断的反射特征显示海原断裂并不是直接错断莫霍面的超壳断裂.海原断裂带及两侧岩石圈结构和构造样式的研究为探讨青藏高原东北缘岩石圈变形机制提供地震学依据.     

八达岭及周缘地区壳幔结构与潜在震源探讨

利用Ｓｅｉｓ８３程序包，对盐山大兴延庆剖面的大兴延庆段人工地震测深资料进行了计算处理，获得了八达岭及周缘地区地壳上地幔结构．结果显示，该区浅部断裂发育，沉积层厚度差别大；其深部构造在横向上存在着明显的不均匀性，速度等值线起伏变化明显，局部存在低速块体．莫霍面由剖面东段的大兴向延庆方向倾斜，大兴附近莫霍面的深度为３４．５ｋｍ，居庸关附近为３８．５ｋｍ．在延庆附近莫霍面存在一断裂     

六盘山断裂带及其邻区地壳结构

新生代期间,中国大陆西部受印度一欧亚板块碰撞和青藏高原隆升影响,以地壳缩短、增厚、陆内造山和强烈地震活动等为主要特征.在青藏高原东北边缘,高原物质侧向移动被鄂尔多斯地块所阻,在六盘山地区发育了一系列左旋斜冲断裂.断裂带周缘构造变形强烈,地震活动频繁,是研究青藏高原横向扩展控制大陆内部弥散变形的理想场所.本文对穿越青藏高原东北缘一六盘山断裂带一鄂尔多斯地块的宽角反射与折射地震资料使用层析成像和射线反演算法进行成像,获得了研究区地壳速度结构模型,其结果反映出六盘山断裂带两侧地壳结构、构造特征差异显著:1)上地壳层析成像结果显示鄂尔多斯盆地一侧地壳上部速度较低,等值线呈近水平状,具有典型的沉积盆地特征,而青藏高原东北缘一侧上地壳速度相对较高,横向变化剧烈,呈褶皱状,二者的分界为海原一六盘山逆冲走滑断裂;2)全地壳射线反演结果显示鄂尔多斯地块地壳速度梯度大,下地壳底部速度高由铁镁质物质组成,具有典型稳定古老克拉通的特征,青藏高原东北缘地壳速度总体较低,主要由长英质及长英-铁镁质过渡物质组成,具有典型造山带的特征,而六盘山断裂带下方地壳速度结构复杂,层面呈拱形,部分层出现速度逆转,为两个构造单元的接触过渡带;3)青藏高原东北缘一侧地壳厚度~50 km,鄂尔多斯地块地壳厚度~42 km,六盘山断裂带下方莫霍面发生叠置,揭示出青藏高原东北缘、鄂尔多斯地壳在六盘山下汇聚,较薄且刚性的鄂尔多斯地壳挤入较厚且塑性的青藏高原东北缘地壳中的构造模式.     

青藏高原东北缘壳幔过渡带研究

利用穿过青藏高原东北缘的两条地震测深剖面提供的PMP波形资料，研究了该区不同构造单元壳幔过渡带的复杂性、频谱特征和速度模型．结果表明, 鄂尔多斯盆地和陵中盆地Moho具有稳定的构造特征，壳幔耦合为简单的一级间断面；海原地震区和巴颜喀拉地块与柴达木地块结合带莫霍面具有明显的活动迹象，壳幔耦合为复杂的高、低速相间的多层壳幔过渡带，总厚度达到20多千米．不同构造单元的莫霍面差异性反映了研究区壳幔耦合层的非均匀特征；海原地震区和玛沁断裂壳幔过渡带的细结构差异, 则反映了两个陆 陆碰撞带不同的深部物质结构与地块之间的相互作用结果．      

多种地震方法探测青藏高原东北缘地壳上地幔结构的研究进展

青藏高原东北缘地区在地形上处于青藏高原隆起区的东北边缘,青藏高原块体、鄂尔多斯块体和阿拉善块体交汇于此,是整个高原向大陆内部扩展的前缘部位,也是其最新的和正在形成的高原重要组成部分.区域内新生代构造变形和地震活动强烈,是研究青藏高原隆升、构造变形,探讨强地震发生的深部环境的最佳场所.为研究青藏高原东北缘地壳上地幔深部结构构造特征,近些年来开展了大量的地球物理探测工作.笔者收集了近三十年来在青藏高原东北缘展开的人工地震和天然地震观测工作,综合论述了人工源地震探测方法和天然地震成像方法(主要包括接收函数方法、地震层析成像方法、SKS剪切波分裂分析等)的发展和不同地震探测方法所取得的关于青藏高原东北缘壳幔速度结构、莫霍面形态、地壳上地幔各向异性研究等所取得的成果,总结分析了青藏高原东北缘地壳上地幔结构特征方面已达成的的一致观点以及有待进步一研究之处,并对比分析了不同方法之间的差异之处.     

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.     

利用接收函数频率特征研究莫霍面形态及应用

基于不同莫霍面模型的全波形理论地震图,计算了不同频率的接收函数,分析对比了不同形态莫霍面在不同频率上的接收函数变化特征。数值试验结果显示,当莫霍面的形态复杂时,高频接收函数上P?S转换波和多次波会出现多峰值特征。之后对不同形态莫霍面的模型在不同频率的接收函数进行了分类总结,据此判别实际观测资料所表征的莫霍面性质。以位于青藏高原东北缘的高台（GTA）地震台为例,分析了该台站不同频率的接收函数。结果表明,该台站下方莫霍面总体为遵循同一变化规律的速度过渡带,但在沿龙首山断裂方向附近速度变化不同于主要变化方式。基于此,通过对观测结构进行拟合构建了该台站下方地壳及莫霍面模型,并结合地质学和岩石学等方面的结果对这种莫霍面形成的原因进行了探讨,进而推断此种莫霍面是由于多种构造因素以及上地幔热物质上涌引起地区壳幔物质的分异与交换所导致。      

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     

汕头－吕宋岛岩石圈速度结构与震源构造──台湾浅滩7．3级地震构造之一

汕头－吕宋岛岩石圈速度结构剖面，划分出华南陆缘古生代陆壳、陆架区晚古生代－中生代陆壳、陆坡带中生代－早第三纪过渡壳、新生代南海海盆洋壳及吕宋岛中生代－新生代岛弧陆壳与东吕宋海槽洋壳等地壳构造组分，并确定了上述地壳构造之间的边界断裂构造及其性质。结合地震震源分布及机制，初步确定了华南陆架盆岭构造带北、南两侧地震构造的控震构造与发震构造性质及其震源力学特征；１）指出１９９４年９月１６日台湾浅滩７．３级地震属于板缘壳幔地震及造成一千公里有感范围的原因；２）马尼拉海沟的海底地堑构造与南海海盆岩石圈地幔上隆是马尼拉海沟俯冲带震源显示正断层性质的原因，且为被动的或转换俯冲带；３）东吕宋海槽仍属于菲律宾海俯冲带性质；吕宋岛东西两侧俯冲带岩石圈板片震源深度的准三层分布，可能表明俯冲带岩石圈板片存在相应的低速滑移层。     

天山地区的深部速度结构

利用区域地震资料的反演结果，分别研究了中国新疆、哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦境内天山的地壳速度结构。结果表明，沿天山一带地壳结构极不均匀，根据不同的性质可分为５个较大的块体；山体两侧的壳内低速带是天山与相邻地块碰撞的深部标志，塔里木、准噶尔和伊犁等地块都有向天山俯冲的痕迹     

龙门山推覆构造带与地震活动

本文以重磁资料为基础,研究了龙门山地区的深部构造与地震活动的关系。认为:①龙门山推覆构造带可分成泸定——灌县,灌县——北川,北川——广元三大段;②在龙门山推覆构造带西侧沿小金、迭溪、平武一线存在隐伏推覆,是未来中强地震活动的主要场所。     

地球磁场长期变化动力学的Hamilton形式

时间尺度O(1)—O(10~2)年的地球磁场长期变化,是由地球液核中导电流体的运动产生的.在合理的框架下,将支配地核流体的动力学方程组加以近似和简化,无论从正演还是反演的角度都是极为重要的.本文将理想地核流体的磁流体动力学方程组表述成Hamilton 形式,包括非正则动力学变量组U={V p,S,B},Hamilton 泛函H(u),Poisson 括号及与之等价的辛矩阵J.期望Hamilton 力学方法对地球磁场长期变化的动力学的研究有所裨益.     

山西高原北部地壳上地幔地震波速结构与深部构造

对自河北文安经山西大同至内蒙古岱海的宽角反射／折射地震剖面资料进行了详细的研究。结果表明，地壳厚度由太行山山前地带的３６．０ｋｍ向山西高原增厚至４４．０ｋｍ。在太行山山前基底断裂、紫荆关断裂的下方和大同盆地的东侧存在着延伸至莫霍面的断裂带；太行山隆起区上地幔顶部的速度偏高，太行山山前地带和大同震区上地壳的下部有强烈的速度反转，大同地震与这里的异常的壳幔构造有关，太行山山前地带存在着发生潜在地震的深部构造条件     

秦岭东段地壳磁性结构特征

通过航磁资料反演地壳磁性结构和深断裂构造,进而结合岩浆活动及地质资料,论述了秦岭东段的地壳动力过程及构造变迁规律     

曲江断裂断面结构及地震地质意义

本文在野外地质调查的基础上，从曲江断裂两盘的地层分布、产状变化、破碎带宽度的异常分布等方面对曲江断裂的断面结构进行了初步分析，认为曲江断裂上存在两个尺度较大的凹凸体。结合该断裂的右旋运动特点，对曲江断裂破碎带异常展宽段及串珠状小盆地的成因给予了解释，同时认为曲江断裂上三次７级以上强震的震中与凹凸体的位置明显相关。     

巴士系构造的地震危险性

在北东东向分布的华南地震带内,从巴士海峡到闽粤赣三省交界有呈北西向分布的地震密集带。它与北西向分布的巴士系断裂构造相一致。此组构造与华南地区其他北西向构造的重要区别在于,它起自菲律宾海板块的边缘,其动力主要来自该板块向欧亚板块不均匀的推挤作用。巴士系构造是华南地区新构造活动性最强的构造,沿着此组断裂曾有过大量强烈的地震活(?),包括6级、7级和8级地震。在未来10年内,此带的强震活动有逼近粤东、闽南沿海地区的趋势。     

在役结构后役期的设防烈度探讨

根据在役结构的ldquo;后验性rdquo;、时变性、ldquo;耐久性rdquo;特点, 针对目前我国在城市改造与抗震加固中出现的在役结构后续使用期（后役期）防御烈度形式: 等烈度、等超越概率、等发生率方法, 详细分析了它们的风险特点,并提出了作者的看法.      

海城地震地区地壳三维结构特征

用一种新的地震波速图象研究方法和计算程序，处理了辽宁省地震台网观测资料，反演得到海城地震地区及其周围地壳三维速度结构，再次证实海城震区东西两侧的地壳结构有明显差异，海城地震的震源位于一个北西走向的低速体上方