邢台地震区深部构造背景的地震转换波探测和研究

1982-1986年期间,在东汪、隆尧和百尺口邢台地区的强震震源区完成了3条近NW向地震转换波测深剖面。利用转换波数据处理新方法,实现了转换震相的相位对比追踪,得出了震源区较详细的深部构造剖面图和速度结构模型。发现强震震源区深部构造的特点为:上地壳强烈褶皱变形;中地壳急剧减薄;下地壳和上地幔局部上隆;存在一组深部超壳断裂;低速层急剧增厚,波速比增大以及上地幔波速偏低。表明研究区的下地壳和上地幔的温度可能偏高,其地震活动可能与上地幔物质的侵入作用有关。     

多层弹性半空间中的地震波（二）

一、引言 地震面波的频散性质、地震波辐射的方向性等特性已经广泛地用于地壳和上地幔结构以及震源机制的研究中,并且取得了许多有用的成果.研究地震波如何从震源辐射出来、如何在实际介质中传播和衰减的这一问题,对于利用地震波确定地壳和上地幔结构以及震源的参数,是很有必要的.关于这一问题的研究,已经作过许多工作。已往的工作中,为了分析方便,往往采用简单的地壳-上地幔模型或简单的震源模型,或两者都相     

中国大陆震源机制深度变化反映的地壳-地幔流变特征

大陆岩石层流变性质是一个重要而又没有完善解决的问题：既存在支持Moho面附近为强地幔-流动弱地壳模式的实验和观测事实，也存在支持流动弱地幔-强地壳模式的观测事实. 本文利用哈佛震源机制矩张量解及有关震源深度资料，对我国震源机制随深度的变化进行分析，发现虽然表浅地震震源机制主应力轴倾角接近水平或竖直，但中、下地壳和上地幔震源机制主应力轴倾角则多样化. 这与某些存在柔性下地壳软弱层地区具有孕震层下缘震源机制主应力轴也接近水平或竖直的特征明显不同. 它可能表明上述两种壳-幔流变模式在我国均存在，对我国岩石层流变性质还需要分区进行更细致的多方面研究.     

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.     

壳内多震层孕震环境研究进展

壳内多震层的介质结构及其内、外环境是制约地震（尤其强震）在该层内孕育、发生的重要因素。现今多震层孕震环境研究所取得的主要进展如下：多震层位于上地壳下部至中地壳,岩石组合为角闪岩相（上部为绿片岩相）变质岩和花岗质岩石;多震层具有相对高速、高密度、高阻的介质结构,其下部对应脆 韧变形转换带和最大剪切应力带;多震层（或强震震源）之下存在壳内低速 高导体;多震层应力场具有区域性分区特点,壳内地震活动截止温度约３００～４００℃;多震层内震源断层具有区域性特点,不同地区震源断层可能具有不同的孕震机制;“坚固体孕震模式”对地震预报具有一定的指导作用     

京津唐地区地壳上地幔立体构造

本文介绍在京津唐地区利用地震转换波法所测得的地壳、上地幔主要深部界面构造图以及地壳下层(玄武岩层)厚度分布图。将深部构造与本区震中分布进行了对比,指出了强震震源区的深部构造特征     

华北地区地震和深部构造关系及其破裂机制探讨

华北地区的地震活动格外活跃, 其地壳深部构造的独特性决定了其地震活动性。 多条地学断面和地震剖面等地球物理研究表明, 华北地区的地震带(即活动构造带)一般均存在低速体或上地幔上隆; 华北强震区的地球物理详细勘测发现, 强震区也都存在低速体或上地幔上隆。 应用应力摩尔圆和库伦破裂准则, 利用上涌模型和地壳减薄模型研究地壳岩石破裂机制, 结果表明, 存在上地幔上隆和低速体的地区的地壳岩石比其它地区更易于发生破裂。 华北地区的地壳深部构造决定了地震的空间分布格局。     

云南遮放-宾川和孟连-马龙宽角地震剖面的层析成像研究

依据有限差分反演和射线反演的方法,利用走时、振幅比和重力布格异常数据对云南地区遮放—宾川和孟连—马龙宽角地震剖面的地壳上地幔结构进行层析成像研究. 遮放—宾川测线地壳厚度为35～46km,孟连—马龙测线地壳厚度33～44.5km. 局部位置上地幔顶部P波速度值偏低,速度值变化范围大,反映出云南地区是典型的构造活动区的特点. 地壳上地幔结构存在一定程度的深浅构造一致性,意味着浅部物质活动存在深部背景. 遮放—宾川剖面速度结构显示地表怒江断裂东侧存在贯穿地壳的大规模低速异常,可能与深部物质上涌活动有关. 遮放—宾川线和孟连—马龙线速度结构显示作为一级构造单元分界线的红河断裂是超壳断裂,怒江断裂深及上地幔. 而昌宁—双江断裂显示为低角度铲式断层,意味着该断裂切割并不深. 云南地区强震的发生往往与延伸到上地幔的深大断裂有关,且一些浅源地震经常位于中上地壳深大断裂与其他断裂的交汇部位、高速块体与低速块体接触带上速度等值线弯曲的位置. 推测这样的位置有利于能量和区域应力的积累.     

环渤海地区Pn波速度结构与各向异性

环渤海地区位于华北克拉通的中东部,是岩石圈破坏和减薄的主要地区,同时也是我国大陆东部强震的多发区和油气田产区,一直是国内外学者研究的重点区域.本研究利用环渤海地区1980—2015年期间中国地震台网高质量Pn波到时数据,反演得到环渤海地区Pn波速度结构及各向异性.结果显示,环渤海地区上地幔顶部的Pn波速度结构存在明显的横向不均匀性,且与区域地质构造有一定相关性.在地形隆起区,如太行山隆起、燕山隆起、鲁西隆起、胶辽隆起及苏鲁褶皱带地区,呈现为低波速异常,说明这些隆起区下方的上地幔存在热物质上涌,而凹陷地区,如华北盆地、南黄海北部盆地和南黄海南部盆地,则表现为高波速异常,说明这些凹陷地区上地幔顶部岩石圈强度较大.地壳内强震主要发生于低波速异常区和高低波速异常过渡带上,说明华北地区地壳强震的发生有可能受到上地幔深部构造的影响.太行山造山带地区Pn波各向异性快波方向为近NNE向,苏鲁褶皱带区域的Pn波各向异性快波方向为近NE向,与断裂带的走向基本一致,表明在地壳形变剧烈的地区,可能受上地幔顶部的深部动力学影响较大.华北盆地的北部和南部各向异性方向存在差异,可能与岩石圈的厚度及热状态的不均匀性有关.     

山东强震发生的构造条件

本文从强地震分布规律,地壳深部结构和介质条件出发,将地壳内部断裂划分为六个断裂组合,确定了孕震层的深度和条件。认为上地幔物质运动、断裂活动和地震三者是同生共源关系。超壳断裂和玄武质岩层断裂组合的活动,直接控制强震的发生     

华北地区壳内低速层与地壳流变的关系及其对强震孕育的影响

京津唐张地区普遍存在壳内低速层 ,鄂尔多斯块体内部没有发现低速层 ,壳内低速层的这种分布受新生代裂陷伸展的控制。华北地区中地壳下部和下地壳低速层是岩石塑性流变的结果 ,中地壳上部低速层是地壳裂陷伸展时形成的水平拆离带和韧性剪切带 ,岩石各向异性和流体作用可能是引起低速的原因。壳内软弱层 (低速和塑性流变层 )增强了块体层间的解耦作用 ,对地震孕育起着重要作用     

华北地区三维地壳上地幔结构

本文用均等显示滤波频时分析方法分析了长周期瑞利面波资料,获得了路经中国大陆及邻区的238条混合路径的面波群速度频散,其周期范围为10.5-113s.用改进的分格反演方法从混合路径频散中提取出位于华北地区的12个4°×4°网格单元的纯路径频散并反演其地壳上地幔结构.所得结果表明,华北地区地壳上地幔结构横向变化显著;从东向西地壳逐渐变厚;位于华北东部的分格在地壳中20km深处普遍存在低速层,整个华北地区上地幔低速层埋藏较浅,一般为55-100km之间.各个网格上地幔低速层的速度不尽相同.     

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。     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──Ⅱ．S波速度结构

利用１９８６－１９９３年发生在京津唐地区的２５１６个地震的２１９２７个Ｓ波到时进行层析成像，得出：（１）公元１０００年以来研究区强震震中在下地壳的投影大多分布在低速块体内或低速块体与高速块体相交地带偏低速块体的一侧；（２）唐山地震震源下方的物质，波速比Ｖｐ／Ｖｓ呈现高值，推测呈部分熔融状态，有热物质流从莫霍界面的下方沿通向震源下方的断裂入侵的迹象。（３）黄骅坳陷中心区的上地壳呈现低Ｖｐ／Ｖｓ值，推测那里为水－汽转变的地热系，这与在该地区所测量的高热流值一致。冀中坳陷区的高Ｖｐ／Ｖｓ值反映出其地下物质可能呈部分熔融状态。     

天山地震带的地壳结构与强震构造环境

以中国西北地区的地震层析成像为基础,研究了天山地震带深部结构的基本特征．结果表明,天山地震带的地壳中部为低速的韧性滑脱层,南天山的断裂深度超过莫霍面,北天山的断裂深度一般只到地壳中部;天山莫霍面的深度一般大于５０ｋｍ,壳－幔边界由宽而缓的速度过渡带构成,中强地震主要位于盆山边界地壳中下部位波速变化较大的区域．帕米尔、南天山和塔里木之间存在一个北北东方向的低速带,乌恰和伽师地震分别位于该低速带东、西两侧的梯度带附近．推测帕米尔、南天山和塔里木之间的相对运动是导致低速带内部物质发生形变并在边界附近产生破裂的主要原因,地幔热物质的侵入对该地区的构造活动起到了重要的动力学作用．     

渭河断陷及邻近地区地壳S波速度图象

选取１０４～１１２°Ｅ,３２．５～３８°Ｎ区域内陕西、山西、河南、湖北、甘肃、宁夏等省区的区域地震台网１９８４～１９９３年的１９４６个天然地震的Ｓ波观测资料,用地震层析成像方法反演了渭河断陷及其邻近地区的地壳Ｓ波速度图象,其结果表明地壳深部Ｓ波速度结构的不均匀性与该区大地构造单元、断裂构造及地震活动密切相关     

Structural Setting of Strong Earthquakes in the Huabei Area of China

— Using P and S arrival times, which occurred within the Huabei seismic network, we carried out a tomographic inversion and compared results with the earthquake catalogue of the last 1000?years in the area. The results are as follows:¶1) The hypocenters of most of the strong shocks are distributed in the transitional zones between high- and low-velocity areas in the crust, especially at edges of high-velocity blocks.¶2) Strong shocks predominantly lie above low-velocity blocks, or in transitional zones between low- and high-velocity areas, in the lower crust.¶3) The tectonic settings for the Tangshan and the Sanhe-Pingu earthquakes are similar. Both are not known near large fault belts, and in zones with a sharp lateral velocity gradient.¶4) The Ninghe, Tangshan and Luanxia earthquakes are located in high-velocity blocks that differ in size and depth. This difference can explain the focal depth distribution of the Tangshan earthquake sequence, i.e., earthquakes are shallower in the northeastern Luanxian area but deeper in the southwestern Ninghe area.     

Velocity and Attenuation Structure of the Tibetan Lithosphere Under the Hi-CLIMB Array From the Modeling of Pn Attributes

Using seismic data from regional earthquakes in Tibet recorded by the Hi-CLIMB experiment, Pn attributes are used to constrain the velocity gradient and attenuation structure of the Tibetan lithosphere under the Hi-CLIMB array. Numerical modeling is performed using the spectral-element method (SEM) for laterally varying upper-mantle velocity and attenuation, and the seismic attributes considered include the Pn travel-time, envelope amplitude, and pulse frequency. The results from the SEM modeling provide two alternative models for the upper-mantle beneath the Hi-CLIMB array in Tibet. The first model is derived from the 3D velocity model of Griffin et al. (Bull Seism Soc Am 101:1938–1947, 2011) with a constant upper-mantle velocity gradient, and laterally varying upper mantle attenuation. The second model has a laterally varying upper-mantle velocity gradient, and constant upper-mantle attenuation. In both cases, the Qiangtang terrane is distinguished from the Lhasa terrane by a change in Moho depth and upper-mantle velocities. The lower upper-mantle velocities, as well as higher Pn attenuation, suggest hotter temperatures beneath the Qiangtang terrane as compared to the Lhasa terrane. Although the fits to the Pn amplitude and pulse frequency data are comparable between the two models, the first model with the constant upper-mantle velocity gradient fits the travel times somewhat better in relation to the data errors.     

甘宁青地区强震孕育的深部电性和力学环境

以200多点次的大地电磁测深资料和6条人工地震测深剖面的资料为根据，结合重力测量和地热流观测资料，分析研究了甘肃、宁夏和青海地区的强震孕育的深部环境。认为强震孕育在增厚的低阻层的顶部，低速层的上方以及介质在横向上电性和力学性质均剧烈变化的环境之中。这些条件的实质是在地应力作用下纵、横向地层变形不一致，在这不协调之处极有利于应力集中。     

秦岭─大别造山带及其南北缘地震层析成像

利用秦岭─大别造山带及其毗邻地区３１０个地震台站记录到的区域地震２３６００条Ｐ波到时数据，重建了该区地壳和上地幔三维速度图像。结果表明：１．秦岭─大别造山带及其毗邻地区地壳和上地幔存在显著的横向不均匀性，直至１１０ｋｍ深度处依然明显。２．地壳上部的速度图像与地表地质构造密切相关：造山带隆起区显著高速；盆地及坳陷区明显低速。由速度鲜明对比勾勒出的秦岭─大别造山带南界基本上位于扬子北缘主边断裂带上。３．中地壳的速度图像表明，造山带内部的一些低速区对应于一些大型推覆构造。４．４０＋０ｋｍ深度处的速度图像反映了该区莫霍界面深度的起伏。大致以１０７°Ｅ为界，以东地区地壳厚度小于４０ｋｍ，以西地区大于４０ｋｍ，且呈现出往西地壳逐渐加厚的趋势。５．位于滦川、商县、丹凤的北秦岭构造带，上地幔顶部出现低速异常，异常速度值约为７．３９—７．５５ｋｍ／ｓ。结合地球物理测深的结果，可能是由下地壳、上地幔顶部的热过程所致。