碳酸盐化橄榄岩的电性研究

为进一步探讨上地幔的高导层成因,了解碳酸盐在上地幔电性方面的作用并估算上地幔高导层的碳酸盐含量,本文对不同碳酸盐含量的橄榄岩及玄武岩样品在2~3 GPa、300~1300℃的条件下进行了电性实验研究.研究初步发现:碳酸盐熔体显著增强橄榄岩、玄武岩样品的导电能力;单纯用含硅酸盐熔体的橄榄岩或单纯用含水橄榄岩可能难以解释上地幔某些区域的异常高导现象;同样,单纯用碳酸盐化的橄榄岩可能也难以解释上地幔某些区域的高导现象;上地幔的高导区很可能是碳酸盐熔体、硅酸盐熔体及水的共存区域.     

京津唐渤和周围地区地壳上地幔电性结构及其与地震活动性的关系

京津唐渤及其周围地区是我国的强烈地震活动区之一。自1976年以来,我们在该区开展大地电磁测深工作,完成了近30个测点。所得结果表明,本区壳内存在高导层,与地震方法确定的壳内低速层一致。平原内上地幔高导层埋深50-80公里,山区大于100公里,与地震方法确定的上地幔低速层基本一致,同时与大地热流测量、居里等温面计算和对新生代玄武岩地球化学研究结果基本吻合。本区绝大多数地震位于壳内高导层之上,强烈地震主要发生在上地幔高导层隆起的边缘。最后讨论了本区强震活动与壳内和上地幔高导层的关系。     

上地幔高导层与内生金属矿产及油气藏的关系

依据大地电磁测深所发现的上地幔高导层顶面深度可以给出大陆岩石圈-软流圈界面(LAB)的空间发育特征,为认识岩石圈结构及壳幔相互作用等提供重要信息.本文在1996年编制的中国大陆上地幔高导层顶面深度图的基础上,补充了1995—2010年大地电磁测深结果和大地热流数据,以1°×1°网度编制了新的中国大陆上地幔高导层顶面深度图.我国上地幔高导层顶面深度变化很大,具有南北分带,东西分块的特征,呈东浅、西深、北浅、南深的格局,从最浅的50~60km到最深的230km,平均深度为100~120km.据上地幔高导层顶面分布形态,全国共可划分出27个隆起区.通过与中国已知内生金属矿产和油气田的分布对比,发现我国大陆80%以上中生代内生金属矿床分布在上地幔高导层隆起带或其梯度带上方.中国大陆东部含油气盆地主体对应上地幔隆起区,油气田多位于隆起区上方或其边部的过渡带上;西部主体位于幔坳区,主要油气田对应盆地中心的幔坳向周边幔隆过渡的梯度带上;中部表现为仅盆地腹地对应幔坳,盆地周边对应规模较大的上地幔隆起带,主要油气田位于隆起带.总的来看内生金属矿床一般分布在上地幔隆起区靠近造山带一侧,而油气田一般分布在上地幔隆起区靠近盆地一侧.软流圈的不断上隆,造成岩石圈减薄、拉张,张性断裂的出现成为地球深部物质和热量向地壳上部运移的有利通道,为内生金属矿产的形成提供了成矿物质和能量保障,也为含油气盆地带来了生烃催化剂、热能和无机成因的石油与天然气.地球深部超临界流体的存在对上地幔高导层的形成、成矿物质运移可能发挥了重要作用.     

中国大陆地壳上地幔电性结构及地震分布规律(一)

本文是壳慢流体演化及地震成因系列论文的第1篇．本系列由3篇论文组成，第2篇为壳内高导层成因，高温高压下卤水物态及其电导率；第3篇为壳内流体演化及地震成因．这3篇论文分别从宏观、微观和动态变化三方面，探讨了地下流体与地震的关系． 本文根据我国大地电磁测深(MT)工作者近20年的探测成果，编绘了中国大陆壳内和上地幔高导层的分布埋深图，分析了中国大陆电性结构的分区特征，探讨了上地幔高导层的成因以及壳内高导层的特征，最后总结了中国大陆不同构造区的地震孕育规律．      

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.     

上地幔电导率-温度关系及在大地电磁测深法中应用综述

上地幔热结构的研究对探索地球内部物质状态和岩石圈形成演化过程,评估自然资源的存储状况,监控火山区岩浆活动从而降低自然灾害风险等有着重要的意义.本文概述了基于不同岩石物理学高温高压实验得到的上地幔矿物电导率-温度关系.通过分析并对比前人的实验结果,讨论了不同实验得到的同一矿物的电导率-温度经验关系中参数差异产生的原因.大地电磁测深法(MT)以其探测深度大,受浅部高阻体影响较小且对低阻体分辨率较高等特点,在研究壳幔电性结构、热状态和地球动力学机制中得到了广泛的应用.以MT得到的上地幔电阻率模型为基础,结合岩石物理学实验标定的矿物电导率-温度经验关系,建立上地幔的温度和熔融百分比模型,这项工作在研究上地幔热状态中起着不可或缺的作用.笔者总结并讨论了前人以MT方法获得电性结构为基础,利用电导率-温度经验关系评价上地幔热状态的应用实例,并对未来的研究工作做了展望,同时对其可行性做了评估.     

非洲南部地壳与上地幔地震波速度与径向各向异性特征及其对克拉通岩石圈中部不连续面的启示

克拉通地区发育的岩石圈中部不连续面(Mid-Lithosphere Discontinuity, MLD)对于理解克拉通的形成与演化有着重要的意义.非洲南部的卡普瓦尔克拉通(Kaavpvaal craton)较为稳定,是研究MLD地震学特征及其成因机制的一个重点区域.本研究基于多个地震台网105个台站记录的700多个地震事件的面波波形,通过Rayleigh波和Love波成像,构建了非洲南部地壳与上地幔的三维剪切波速度与径向各向异性模型.研究结果表明,卡普瓦尔克拉通的地壳与上地幔呈现相对高速异常,其岩石圈与软流圈界面(LAB)出现在约220 km深.另外,我们在卡普瓦尔克拉通岩石圈内部约100 km深观测到一个速度突变面,可解释为MLD,并在MLD下方观测到低速层.而各向异性在上地幔的垂直方向上并未显示明显的区域性突变,似乎暗示MLD的地震各向异性特征更为复杂.结合前人的研究成果,我们推测卡普瓦尔克拉通MLD与上地幔低速层的成因可能与温度密切相关.而镁值成分异常或岩浆侵入则会局部的改变该克拉通(尤其是其北部)上地幔速度.针对MLD与上地幔低速成因的研究还需结合更多的地球物理数据和岩石实验...     

内蒙古东部古生代块体碰撞区的大地电磁测深研究——Ⅱ.二维解释

本文对内蒙古东部地区赤峰-东乌旗剖面上12个测点的MT资料进行了二维解释.针对测区具体情况,在计算中主要强调拟合有效视电阻率ρeff,ρaz和有效相位Φeff,Φaz.二维模型给出,地壳上地幔在西乌旗以北和翁牛特旗以南地区有5层结构,壳内高导层埋深20-25km,上地幔软流层顶面埋深约100km.大兴安岭火山岩区有6层或7层结构,上地壳10km左右和下地壳30-40km深度处分别有一高导层,软流层顶面埋深约75km.结合地质等资料得出:1.翁牛特旗以南地区至少在深部仍然属于中朝块体北缘;2.翁牛特旗-巴林右旗之间是中朝块体北缘古生代以前的一个增生体,西拉木伦河断裂是由于后期的构造活动在增生体内产生的一个逆冲断层;3.上地幔隆起和下地壳高导层（岩浆房?）的存在是产生大兴安岭火山岩的深部原因;4.大兴安岭地区可能存在推覆构造,推覆面即为上地壳高导低速层;5.二维模型没有反映出贺根山地区地下有岩浆通道或深断裂;6.中朝和西伯利亚块体早古生代和晚古生代的缝合带分别位于林西一带和西乌旗一带.     

中国西部三维速度结构及其各向异性

本文用覆盖中国的358条勒夫面波路径资料,研究了10.45-113.80s范围内中国西部的三维SH波速度结构.结果表明,各构造单元的SH波速度结构均有明显的差别.作为稳定块体的塔里木盆地,壳内重力分异程度较高,上、中、下地壳厚度差别小,壳内无明显的低速层,地壳平均速度比较小;上地幔低速层埋深大且层中速度大;区内横向变化小.构造活动区如天山、青藏高原,其突出的特征是下地壳厚度大且速度大,上地幔盖层速度值相当高.这与西伯利亚、印支板块的挤压有密切的关系.青藏高原东部及其北、东边缘地区壳内存在低速层,上地幔低速层埋深浅,一些地区存在壳幔过渡层.面波各向异性研究表明,青藏高原、天山及印支板块北缘下存在明显的各向异性,以构造边缘地区及上地幔低速层附近最为突出.印度板块、西伯利亚板块与中国大陆间的碰撞引起强大的水平压力和一定的下插作用,是造成青藏高原隆起、地壳增厚、天山隆起的最根本的因素,同时也促成壳幔中辉石、橄榄石的定向排列和物质运移,因而出现明显的各向异性现象.     

辽宁义县—内蒙古东乌珠穆沁旗剖面深部电性研究

本文给出了沿辽宁义县—内蒙古东乌珠穆沁旗大地电磁测深剖面的电性结构。研究结果表明,沿该剖面壳内和上地幔高导层的埋藏深度与温度场有着良好的对应关系,即壳内、上地幔高导层埋深愈浅,其热流值愈高,反之就越低。大地电磁测深结果还表明,辽西隆起区继承了辽南地区上地幔高导层起伏形态。本文还从电性结构特征探讨了西拉木伦河断裂带可能是西伯利亚板块和中国板块的缝合线     

Some space gravity formulas and the dimensions and the mass of the Earth

Summary Adopting thePizzetti-Somigliana method and using elliptic integrals we have obtained closed formulas for the space gravity field in which one of the equipotential surfaces is a triaxial ellipsoid. The same formulas are also obtained in first approximation of the equatorial flattening avoiding the use of the elliptic integrals. Using data from satellites and Earth gravity data the gravitational and geometric bulge of the Earth's equator are computed. On the basis of these results and on the basis of recent gravity data taken around the equator between the longitudes 50° to 100° E, 155° to 180° E, and 145° to 180° W, we question the advantage of using a triaxial gravity formula and a triaxial ellipsoid in geodesy. Closed formulas for the space field in which a biaxial ellipsoid is an equipotential surface are also derived in polar coordinates and its parameters are specialized to give the international gravity formula values on the international ellipsoid. The possibility to compute the Earth's dimensions from the present Earth gravity data is the discussed and the value ofMG=(3.98603×10²⁰ cm³ sec^–2) (M mass of the Earth,G gravitational constant) is computed. The agreement of this value with others computed from the mean distance Earth-Moon is discussed. The Legendre polinomials series expansion of the gravitational potential is also added. In this series the coefficients of the polinomials are closed formulas in terms of the flattening andMG.Publication Number 327, and Istituto di Geodesia e Geofisica of Università di Trieste.     

浙江省北部及邻区中强地震前地倾斜异常特征及其预测意义

解释并讨论了湖州和宁波台１９９３年以来的地倾斜资料,总结了震前有异常显示的６次地震。发现：①异常在现场记录资料中均有显示,异常形态的识别对预报地震有重要的意义;②能观测到异常全过程的倾斜仪与震中的距离基本符合式ｌｇＤｊ＝０．３０３（ＭＳ＋１．６）给出的监测能力半径,大于这个半径的台有时也能观测到异常,但多为短临异常。如果震前记录到异常的全过程,则利用单台资料可能对地震三要素进行预测。     

Crustal and upper mantle structure and the deep seismogenic environment in the source regions of the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake

Following the M w 7.9 Wenchuan earthquake, the M w 6.6 Lushan earthquake is another devastating earthquake that struck the Longmenshan Fault Zone (LFZ) and caused severe damages. In this study, we collected continuous broadband ambient noise seismic data and earthquake event data from Chinese provincial digital seismic network, and then utilized ambient noise tomography method and receiver function method to obtain high resolution shear wave velocity structure, crustal thickness, and Poisson ratio in the earthquake source region and its surroundings. Based on the tomography images and the receiver function results, we further analyzed the deep seismogenic environment of the LFZ and its neighborhood. We reveal three main findings: (1) There is big contrast of the shear wave velocities across the LFZ. (2) Both the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake occurred in the regions where crustal shear wave velocity and crustal thickness change dramatically. The rupture faults and the aftershock zones are also concentrated in the areas where the lateral gradients of crustal seismic wave speed and crustal thickness change significantly, and the focal depths of the earthquakes are concentrated in the transitional depths where shear wave velocities change dramatically from laterally uniform to laterally non-uniform. (3) The Wenchuan earthquake and its aftershocks occurred in low Poisson ratio region, while the Lushan earthquake sequences are located in high Poisson ratio zone. We proposed that the effect of the dramatic lateral variation of shear wave velocity, and the gravity potential energy differences caused by the big contrast in the topography and the crustal thickness across the LFZ may constitute the seismogenic environment for the strong earthquakes in the LFZ, and the Poisson ratio difference between the rocks in the south and north segments of the Longmenshan Fault zone may explain the 5 years delay of the occurrence of the Lushan earthquake than the Wenchuan earthquake.     

喜马拉雅地区与天山地区地壳强地震的孕震因素探讨

利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。     

Pore water testing and analysis: the good,the bad,and the ugly

The increasingly common practice of collecting and assessing sediment pore water as a primary measure of sediment quality is reviewed. Good features of this practice include: pore water is a key exposure route for some organisms associated with sediments; pore water testing eliminates particle size effects; pore water analyses and tests can provide useful information regarding contamination and pollution. Bad features include: pore water is not the only exposure route; pore water tests lack chemical or biological realism: their "sensitivity" relative to other tests may be meaningless due to manipulation and laboratory artifacts; many sediment and surface dwelling organisms are not directly influenced by pore water. Bad features can become ugly if: other exposure pathways are not considered (for toxicity or bioaccumulation); manipulation techniques are not appropriate; pore water tests are inappropriately linked to population-level effects. Pore water testing and analyses can be effective tools provided their limitations are well understood by researchers and managers.     

Correlation of the Radial and Meridional Components of IMF and the Solar Wind Velocity: Dependence on the Time and the Fluctuation Frequency

Geomagnetism and Aeronomy - The behavior of the correlation between the radial BR and normal BN components of the interplanetary magnetic field (IMF) in the dependence on the time, the flow type of...     

地震活动性与日月引潮力相关性统计分析

基于ISC地震记录,利用天体动力学中二体问题的轨道方程和摄动理论,确定发震时刻太阳在地面的投影点位置,并进一步计算出太阳相对震中的地心天顶距,将地震按天顶距的大小进行统计,得到地震的太阳天顶距地震频度分布。同样的方法,可得地震的月球天顶距地震频度分布。统计发现:地震的太阳天顶距地震频度和月球天顶距地震频度分布表现出一致的规律性,且较大地震和小地震的活动规律不同,较大地震丛集发生在太阳(月球)天顶距0°和180°附近,与地面引潮力的绝对值分布有较好的一致性;而小地震多丛集在太阳(月球)天顶距60°和120°附近。在此基础上,我们对地震的日月天顶距同时进行统计,建立了日月天顶距地震概率密度分布,结果表明,日月投影点及其对蹠点周围,较大地震发生的概率较高。