利用高精度复测GPS网进行中国大陆区域地壳运动特征分析

本文利用高精度复测GPS网,用多面函数拟合的方法计算出中国大陆地壳运动速度场模型,得到了有实用价值的中国地壳平面运动整体速度场图像和垂直速率等值线图像,同时计算出ITRF97参考框架下中国大陆地壳运动的区域背景场,该局域背景场与NNR-NUVELlA、Sillard、Larson 等全球板块运动模型所提供的欧亚板块的欧拉极方向和旋转速率在量级和大趋势上是一致的.据此对全球框架下的中国大陆区域地壳运动特征进行分析.     

南极板块运动新模型的确定与分析

自1995年起,国际南极研究科学委员会（SCAR,the Scientific Committee on Antarctic Research）组织实施全南极国际GPS（Global Positioning System）联测.本文运用GAMIT/GLOBK软件分析了从1997到2004年的SCAR GPS数据和在南极的一些GPS永久跟踪站数据.数据处理分为两步,第一步：运用GAMIT软件进行单天解算,估计站位置、轨道等参数,其数据源主要有以下三类：(1) SCAR GPS观测站;（2）南极的连续跟踪站;（3）南极及其周边的部分IGS站;第二步：运用GLOBK软件加入SOPAC（Scripps Orbit and Permanent Array Center）的全球GPS子网（IGS1、IGS2、IGS3）进行全球网平差解算测站位置和速度.然后,参照地质构造讨论网的形变,分析了南极板块的现今地壳运动.GPS结果显示南极板块的欧拉角速度是0.224(°)/Ma,旋转极的位置为（58.69°N,128.29°W）,这与NNR-NUVEL-1A预测的和一些前期GPS研究的成果有着较大的不同.相对于澳大利亚板块,本文结果同其他模型的旋转角速度相差约0.01(°)/Ma,旋转极的位置相差在4°以内,不同模型之间的差异相对较小.这为描述南极板块运动提供了一个更为精确的新的运动模型.     

介绍两个用 Basic 语言编制的古地磁绘图程序的功能

我们用Basic语言编制了用于古地磁研究的古纬度绘图程序和球面上两个或几个板块绕一欧拉极发生相对转动的绘图程序。其中古纬度绘图程序采用了赤平极射和墨卡托两种投影方式,它能依据古地磁数据绘出板块的古纬度和古方位。和手工绘图相比,它具有直观、快速、准确,适应性强的优点,只要改变计算参数就可以得到不同角度的投影,并可采用不同比例尺,对局部图形加以放大或缩小。使用以上两种程序可帮助人们利用古地磁资料来研究板块的水平运动历史,重建大陆的古地理位置。赤平极射投影绘图程序也可以用于地质学的其它方面(如结晶学等)的绘图工作。古地理图还能直观显示某些沉积矿床生成的古纬度条件,并对某些矿床的现代地理分布作出预测     

再论印度与亚洲大陆何时何地发生初始碰撞

印度与亚洲大陆碰撞形成了喜马拉雅造山带.该造山带是当今固体地球科学研究的重点和热点,是建立新的大陆动力学理论的最佳天然实验室.印度与亚洲大陆碰撞时限是正确认识和理解该造山带形成与演化、高原隆升的动力学过程等的起点.近南北向陆陆碰撞的最直接证据是碰撞带两侧块体在古纬度上的相互重叠.本文拟通过对相关古地磁资料的分析,结合近年来在拉萨地块南缘林子宗群火山岩和沉积岩夹层上获得的最新古地磁结果,探索当今古地磁数据所限定的印度和亚洲大陆发生初始碰撞的时间和古地理位置.结果表明,拉萨地块林子宗群形成时期(约64~44 Ma)古亚洲大陆最南缘的古地理位置(~10°N)限定了印度与亚洲大陆的初始碰撞最可能发生在65~50 Ma之间;如果以由印度洋海底地形所限定的东冈瓦纳大陆裂解前的印度板块形状为大印度模型,则印度与亚洲大陆的初始碰撞很可能发生在60~55 Ma之间.     

塔里木陆块在Rodinia超大陆中位置的新认识——来自地层对比和古地磁的制约

塔里木周缘的新元古代地层中均记录了涉及Rodinia聚合和裂解的构造热事件,但塔里木在Rodinia超大陆中位置尚存争议.本文综合地层对比以及古地磁的研究方法,将塔里木陆块在Rodinia超大陆中置于澳洲板块的西北缘,并且塔里木的西南缘(现今位置)和澳洲的西北缘(现今位置)相连.基于塔里木周缘的构造热事件和塔里木、澳洲运动学特征分析,认为塔里木陆块周缘在约800~700 Ma中发生了强烈的裂谷事件,导致塔里木从Rodinia超大陆中裂解,但塔里木并没有完全从澳洲裂离,而是随澳洲一起,加入冈瓦纳大陆.在约450 Ma左右,塔里木与澳洲发生分离,其原因为古特提斯洋的扩张.     

俯冲板块断离的深度

针对Davies等对俯冲板块断离判据的不足,提出了新的俯冲板块断离判据.该判据从大陆板块减速俯冲模型出发,计算了不同初速度和俯冲角度下大陆俯冲深度的变化情况.在此基础上,详细考查了影响俯冲板块热结构和强度结构的因素,计算了非热平衡状态下俯冲板块内部大陆板块与海洋板块过渡区"积分强度"的上下限,认为当俯冲入地幔的较轻陆壳在板块过渡区引发的拉张力位于这个"积分强度"上下限之间时,便可能发生俯冲板块断离.计算结果表明,一般情况下,俯冲板块断离的深度在85-135km之间,断离过程发生在大陆俯冲了1.3-4.0Ma之后.本文计算的俯冲板块断离深度可供超高压变质岩形成和折返的研究参考.     

华北陆块中奥陶世绝对位置探讨

"幔柱生成带理论"认为现今的热点以及显生宙经过古板块重建后的板块上的大岩浆岩省和金伯利岩岩体的位置大致位于大剪切波低速省在地表投影的边缘.在板块上具有可识别且年代确定的大岩浆岩省或金伯利岩岩体时,可依据"幔柱生成带理论"对板块的绝对位置进行恢复.本文在前人对华北陆块中奥陶世金伯利岩岩体研究的基础上,对华北陆块中奥陶世的古地磁数据进行分析和筛选,并结合前期奥陶纪的全球古板块再造及全球构造格局研究,辅以岩相生物古地理分析,将华北陆块中奥陶世的绝对位置确定为:纬度在约16.6°~19.1°S,经度在约10°W.在地理位置上位于西伯利亚和冈瓦纳大陆之间,靠近西伯利亚板块.且在寒武纪-奥陶纪,华北陆块在经向上具有逐渐远离冈瓦纳大陆并向西伯利亚板块靠拢的趋势.     

特提斯喜马拉雅地块白垩纪古纬度变化对印欧碰撞模式的制约

印度与欧亚大陆初始碰撞的模式和时限是正确认识青藏高原地质演化的前提和基础.然而,根据相同的古地磁数据,不同学者对此却提出了截然不同的印欧大陆碰撞模型.本文从白垩纪期间印度板块的运动图像出发,分析了印度板块白垩纪期间的近90°逆时针旋转对其内部不同参考点之间相对纬度变化的影响.我们发现在印欧碰撞前存在刚性/准刚性的大印度板块的前提条件下,前人基于特提斯喜马拉雅地块白垩纪观测古纬度与同时期印度板块视极移曲线换算得到的期望古纬度之间的变化关系,所提出的印欧大陆碰撞的"大印度洋盆地"或"陆间盆地"伸展模型,主要源自于白垩纪期间大印度板块自身近90°的逆时针水平旋转所导致的板块内部古纬度的相对变化.另一方面,假设碰撞前特提斯喜马拉雅和印度克拉通是两个相互独立的块体,通过白垩纪期间特提斯喜马拉雅地块与印度克拉通古地理位置的重建,我们认为在缺少充分地质证据情况下,特提斯喜马拉雅地块上的现有古地磁数据尚难以确定印度克拉通和特提斯喜马拉雅地块之间相对构造关系;早白垩世"大印度洋盆地"伸展模型仅仅是诸多可能之一.     

华北中生代镁铁质岩浆作用与克拉通减薄和破坏

华北克拉通在中生代发生了岩石圈减薄,古老的大陆岩石圈地幔在减薄后被年轻的新生岩石圈地幔所取代.与此同时,华北克拉通发生了破坏,以大规模早白垩世岩浆作用为标志.尽管对这个现象有了共识,但是对华北克拉通岩石圈破坏的机制仍然存在争议.文章以华北中生代镁铁质岩浆作用为视角,试图对上述争议提出解决办法.华北中生代镁铁质岩浆作用以早白垩世的~121Ma为分界点,在此之前的镁铁质岩浆岩兼具岛弧玄武岩微量元素组成和明显富集Sr-Nd同位素组成的特点,而在此之后才开始出现兼具洋岛玄武岩微量元素组成和亏损至弱富集Sr-Nd同位素组成的镁铁质岩浆岩.这个差异表明,华北克拉通岩石圈地幔的地球化学性质在~121Ma发生了根本性转变.尽管华北克拉通在晚三叠世也出现过镁铁质岩浆作用,但是其成因是深俯冲华南陆块折返的结果,而古太平洋板块俯冲在那时尚未启动.古太平洋板块自侏罗纪开始向欧亚大陆东部之下俯冲,俯冲板片与上覆岩石圈地幔楔之间处于耦合状态,是俯冲板片脱水导致华北克拉通地幔的弱化阶段.古老岛弧型镁铁质岩浆岩的地幔源区可能既有侏罗纪时期俯冲古太平洋板片衍生流体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物,也有三叠纪时期俯冲华南陆壳衍生熔体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物.对于新生洋岛型镁铁质岩浆岩的地幔源区来说,则可能是俯冲古太平洋板片衍生熔体与华北岩石圈之下软流圈地幔之间反应的产物.从~144Ma开始,俯冲的古太平洋板片发生回卷,克拉通岩石圈底部受到侧向充填的软流圈地幔加热,导致弱化的克拉通岩石圈地幔发生减薄.在130~120Ma期间,减薄后的大陆岩石圈发生大规模破坏,不仅地幔楔下部超镁铁质交代岩发生部分熔融形成具有古老岛弧型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,而且这些地区的下地壳岩石也受到加热发生大规模长英质岩浆作用.与此同时,回卷板片地壳岩石受到侧向充填的软流圈地幔加热,产生长英质熔体交代上覆软流圈地幔橄榄岩,这样在~121Ma开始部分熔融形成具有新生洋岛型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,标志着华北克拉通岩石圈地幔已经被新生岩石圈地幔所取代.古太平洋板片在中生代时期向中国东部大陆之下的俯冲并不像现今地震层析成像所观察到的那样直接俯冲至地幔过渡带,而是像纳斯卡板块向美洲大陆之下俯冲那样为低角度俯冲.这种低角度俯冲不仅物理上可以直接侵蚀岩石圈地幔,而且化学上可以交代岩石圈地幔.因此,古太平洋板片与大陆岩石圈地幔之间的相互作用才是导致华北克拉通岩石圈地幔减薄和破坏的一级地球动力学机制.     

“燕山运动”与东亚大陆晚中生代多板块汇聚构造——纪念“燕山运动”90周年

翁文灏先生提出"燕山运动"已经整整90周年,燕山运动对中国大地构造历史研究具有特殊的意义.文章回顾了"燕山运动"提出、发展和构造幕划分沿革历史,介绍与燕山运动相关的构造事件研究的最新成果和进展,重点阐述了中国大陆不同地区对燕山运动的沉积、变形和岩浆响应,进一步梳理了燕山运动幕式演化历史及其动力作用性质,探讨了燕山运动发生的板块动力学背景及其全球构造意义.研究认为,燕山运动是三叠纪东亚大陆雏形形成后的一次重大地质构造事件,起始于中侏罗世(170±5)Ma,先后经历175～136Ma主变形期、135～90Ma主伸展期和89～80Ma的弱挤压变形期等3个主构造运动时期.主变形期包含了北京西山和燕山地区发育的2个地层不整合事件:髫髻山底部不整合和张家口底部不整合,对应于翁文灏先生1928年定义的A幕和B幕.从区域上看,晚中生代燕山运动的启动和发展与古太平洋、新特提斯和蒙古-鄂霍茨克三大构造域洋壳俯冲消减历史和板块汇聚碰撞过程密切相关.晚侏罗世,东亚周邻多板块汇聚形成了3个巨型陆缘汇聚造山系统(北部蒙古-鄂霍茨克碰撞造山带、东部陆缘Cordillera型俯冲增生造山系统、西部班公湖-怒江俯冲碰撞造山系统)以及向陆内变形扩展系统,包括多方向的陆内造山带、鄂尔多斯和四川盆地的环形褶皱山系.陆内变形表现为远离汇聚板块边缘的大规模逆冲-褶皱构造、古老造山带的复活和广泛的岩浆成矿作用.结合古大陆分离-聚合过程的周期演变规律,本文提出晚中生代东亚多板块汇聚可能是未来亚美超大陆的起始点,燕山运动应是亚美超大陆诞生的"第一声啼鸣".     

江西省地震局虚拟专用网(VPN)建设

叙述了在FreeBSD环境下构建基于PPTP的VPN网关的过程和技术，分析了基本概念、实现方式以及在江西省地震信息网的实际应用等。     

山西大同数字遥测地震台网记录的震相特征

从地球及地壳的分层结构出发，使用较成熟的理论，从地震波传播的基本原理入手，结合多年的震相观察分析工作实践，选取了山西大同数字遥测地震台网近年来的一些典型震相进行了分析，得出本台网记录到震中距小于100km的地方震震相有Pg，P11，Sg，S11震中距在100km～500km的近震震相有Pn，Pg，P11，Sn，Sg,S11对比分析了在本台网内及周边地区发生的爆破与天然地震在震相上的差异性，并对其特征作了较详细的描述。     

兰州地震研究所发展的三段历史回顾

对兰州地震研究所的三段历史作回顾,分别为国家地震局、中国地震局兰州地震研究所的体制沿革变迁,中国科学院地球物理研究所;中国科学院兰州地球物理研究所观象台早期创建;兰州地震研究所硕士点早期阶段。     

山东数字地震台网子台背景噪声位移值的分布特征

利用山东数字地震台网的实时记录波形资料,采用在频率域积分方法,计算出各台站背景噪声的位移值。然后进行统计分析,得出了山东地区背景噪声位移值的空间分布和时间变化特征：台站背景噪声幅值与不同地区地质环境、岩性密切相关,位于第四系黄土覆盖层较厚的鲁西聊城、菏泽地区,鲁西北德州地区和鲁北东营、滨州地区各子台的背景噪声位移值较大,鲁中、鲁南山区和胶东半岛地区的基岩台站背景噪声位移值较小;同时,白天噪声值大于夜间噪声值,但深井观测台站的背景噪声值相对稳定。此项研究为绘制台网监测能力图提供基础数据,并为计算各台站的场地响应及震级修正值等测震学研究提供基础资料,促进台网的改建和发展。     

对齐误差对测试地震计自噪声的影响

本文在理论上研究了对齐误差对测试地震计自噪声的影响。指出对齐误差影响到2台仪器记录间的计算互功率谱密度, 进而影响到被测仪器记录间相干函数计算, 最终影响到被测仪器的自噪声计算。发现当存在对齐误差时, 在信噪比较高频段计算得到的自噪声水平比仪器的实际自噪声水平要高, 在一般的实际测试中可能高20 dB以上。为了消除对齐误差对自噪声测试的影响, 提出通过投影逆变换把观测记录变换到标准坐标系下, 再用变换后的观测记录来计算地震计自噪声。给出了基于以上思路和传感参数对比测试方法的地震计自噪声计算处理流程, 合成数据、 实际测试数据的处理检验计算结果表明, 本文方法可以有效克服地震计自噪声测试中对齐误差的影响。     

山西夏县中心地震台温泉水化学特征

采集夏县中心地震台温泉水及周边水点样品进行水化学组分特征分析。利用矩形图、Na-K-Mg三角图等方法,初步分析温泉水的水质类型、水-岩平衡状态、热储温度以及循环深度等,并结合氢氧同位素组成特征,初步分析温泉水补给来源。研究表明,夏县中心地震台温泉水化类型属于Na-Cl·SO₄型,水-岩反应属于部分成熟水,热储温度为148.8℃,循环深度为3.91 km,补给源主要为大气降水,温泉为断裂型温泉。以上结果可为该台流体异常分析提供基础研究资料,为夏县地区水化研究奠定基础。     

萧山-球川断裂富阳—建德段第四纪活动性研究

萧山-球川断裂是浙江地区1条大规模的北东向断裂,在该断裂附近曾发生过多次破坏性地震。本文通过地质调查、电法勘探和探槽开挖等方法,对萧山-球川断裂富阳—建德段第四纪活动性进行了研究。萧山-球川断裂富阳—建德段的遥感影像线性特征清楚,对地貌的控制作用较为明显,对山前的第四系发育有明显影响。通过对断裂露头剖面的分析,认为萧山-球川断裂富阳—建德段活动性质以走滑兼具逆冲为主。通过本次开挖的富阳峙山村探槽,结合ESR年龄测定,判定该断裂在第四纪早、中期有过活动,但未断错上覆中更新统上部地层,其最新活动时代为早、中更新世。     

层状地基土双自由度集总参数模型的参数识别

在土-结构的动力相互作用简化分析中,常采用双自由度集中参数模型简化土层.这种模型适合各向同性的单一土层,而实际工程场地的地基土多是各向异性的成层土层.为了将这一模型应用于此类土层,本文根据实际地震动记录,提出了一种变阻尼最小二乘反分析方法,可用来识别模型中的各个参数值.文中提出的方法具有适用范围广、计算精度较高的优点,并已通过编制FORTRAN程序加以实施和应用.     

倾斜仪时号·光源灯控器的改进

为解决地震台光记录倾斜仪灯光系统故障率高的问题 ,研制了一种时号·光源灯控器。采用了数字钟报时及定闹信号对直接延时时号灯进行控制的措施 ,使仪器的无故障运行期及蓄电池的使用寿命得以延长 ,明显提高了观测质量。     

裂隙岩体渗透性空间分布的指示克里格估值

本文较详细介绍了指示克立格估值的基本方法和原理，以指示变异函数为基本工具分析了向家坝坝址区裂隙岩体渗透性空间分布的结构特征，表明该址区裂隙岩体渗透性存在明显的各向异性特征；在此基础上用指示克立格法对未采样点处进行估值，估值结果显示坝址区裂隙岩体渗透性存在明显的壳状渗透结构特征.通过这一实际应用，表明指示克立格法可以较好地描述裂隙岩体渗透性的空间分布规律.