青藏高原东北缘地壳及上地幔顶部速度结构研究

本文利用青藏高原东北缘71个固定台站与418个流动台站记录到的天然地震事件资料,采用双差层析成像方法对近震走时数据进行反演,获得了研究区高分辨率的三维P、S波速度结构和地震重定位结果.研究结果表明,本文给出的P、S波速度模型较已有的全球模型能更好的解释体波走时与面波相速度观测资料.松潘—甘孜和祁连构造带下方20～40 km深度范围表现为显著的P、S波低速异常,其中松潘—甘孜地块的壳内低速层可能与地壳部分熔融有关,而祁连构造带的壳内低速层则可能与地壳增厚有关.精定位后的岷漳6.7级地震和九寨沟7.0级地震震源深度都位于脆性的上地壳.两个地震的震源区地处不同块体的边界,均处在高、低速过渡带.震源区的壳内低速层可能处于部分熔融或易于蠕变的状态,脆性上地壳更容易积累应变能,从而导致地震的发生.     

三峡库区上地壳三维速度结构的双差层析成像研究

本文利用三峡水库诱发地震遥测台网22个子台在2009年初至2016年底期间记录的2093个地震事件直达P、S波到时数据,采用双差层析成像方法联合反演了三峡水库库区及近邻地区上地壳P波三维速度结构,并讨论了库水渗透对速度结构的影响和库区地震活动与速度结构的关系.研究结果表明三峡库区上地壳存在着明显的沉积盖层与结晶基底层的双层结构,两个层的深度与P波速度结构与前人的研究结果基本一致,黄陵背斜西侧当前仍然存在较明显的低速异常区.上地壳浅表层P波速度结构横向差异变化较大,0~5 km深度层P波高速区主要分布在秭归盆地及周缘,8 km深度层高速区主要分布在周家山-牛口断裂东侧至仙女山断裂中段西侧一带,8 km内的高低速区分布与11 km深度层比较存在明显差异.与三峡水库蓄水前与蓄水初期比较,当前库区上地壳沉积盖层内的P波速度结构受到蓄水渗透的影响较明显,主要表现为0~8 km深度内秭归盆地及周缘的水库近岸区存在较大范围高速区,这一现象可能与库水长期渗透改变了上地壳沉积盖层内岩层孔隙裂隙的物理性质从而使地震P波速度增加有关.三峡库区地震事件重新定位后显示,较大地震事件主要分布在P波高速区或高低速区交界地带,而低速区内通常很少发生地震.     

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     

初论华北地区的地壳低速层

本文根据华北地区人工地震测深的地震记录特征及得到的地壳速度结构和介质Q值结构,并结合其它地球物理资料,论述了华北地区壳内低速层的存在。通过分析对比,研究了与壳内低速层有关的一些现象,如构造运动、地震震源分布和地热异常等。在此基础上,对地壳内低速层的成因机制作了初步的探讨     

广东大湾—港口地震剖面的地质新意义

以花岗岩原地重熔理论为依据重新解释了广东大湾—港口地震剖面。大湾—港口地震剖面可具体细分为上地幔层(Vp>8.05 km/s)、下地壳层(Vp=6.6-6.8 km/s)、中上地壳的壳内低速层(Vp=5.8 km/s)、基底层(Vp=5.9-6.3 km/s)以及沉积盖层(Vp<5.9 km/s);壳内多次重熔形成多层花岗岩,重熔层上方原始岩石物质组成的差异导致熔融后产生的重熔花岗岩层在横向上由不均一的物质组成,从而使得8 km深度以上的地震界面波动起伏,而在约8 km深度之下,波速界面起伏平缓或近于水平,表明在此深度之下的岩石物质组成在横向上相对均一:壳内重熔过程导致物质成分垂向深度变化是壳内地震波速自上而下增高的原因;壳内低速层的存在表明本区上陆壳重熔层的底部到目前尚未完全固化。地震界面起伏的特点与根据地表地质资料勾画的重熔界面波动形态有极好的吻合性,显示地震资料能够准确地揭示重熔界面位置和形态。     

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。     

遮放—宾川岩石圈剖面应力状态研究

选取遮放－宾川长３５０ｋｍ,深１２０ｋｍ剖面,建立不同模型,利用有限元法进行数值模拟,探讨该区地壳、上地幔的应力分布,计算表明：在线弹性介质中应力分布不仅爱断层结构的控制,而且还受物性参数的控制。壳内低速层和断面属物性软弱层,应力在其边缘或邻区较硬介质内较高,与地震一般发生在软弱层与软硬层交界处或软弱层周围物性较硬的部位的特点一致。故认为低速层和民层的作用可能是地震孕育的主要物性和结构环境因素之一     

滇西南幔源氦释放:对思普地震带M6地震丛集活动的成因意义

正位于滇西南中生代红层盆地中的思普地震带以6级地震在空间上的集中分布为显著特征。地质资料显示,该地区在第四纪有两座小规模的火山喷发、存在北东向的块状隆起构造和棋盘格式网状活动断裂。地球物理资料显示,该地区岩石圈地幔存在低速异常、地壳内存在高导体,意味着可能存在软流圈上涌和壳内岩浆活动。该地区现代软流圈上涌和壳内岩浆活动及其所产生的深源流体活动与思普地震带地震活动的关系问题成为一个有重要意义的科学问题。     

丽江-攀枝花-者海地带二维地壳结构及其构造意义

本文利用攀西地区通过攀枝花的东西向剖面爆炸地震资料,进行了震相的重新识别和二维射线追踪与理论图计算.结果表明,沿剖面地表附近有4个低速区和若干高速带,它们与地质和构造有很好的对应关系.渡口附近的高速岩体一直延伸到了上地壳的底部,形成一个统一的地垒状构造,该高速体与攀枝花成矿岩体相关,并推断华坪及其以西地带也是找矿的有利地区.中地壳下部有一厚度约9km的低速层,它可能是壳内的韧性剪切带.低速层顶部深度为27.0-29.5km,与研究地区的居里面深度及天然地震震源深度的分布基本符合.剖面东段中地壳顶部还有一层很薄的低速层,反映了构造带两侧运动的不对称性.地壳厚度为53-56km,构造带中部的Moho界面没有明显的上隆.     

绿泥石片岩和斜长角闪岩在高温高压下的物理力学性质及其应用

在高温高压下绿泥石片岩和斜长角闪岩中含水矿物的脱水作用可以引起岩石物理力学性质的异常变化。在半封闭条件下，含水矿物的脱水温度有随压力增加而降低的趋势。脱水作用可能是华北地区壳内低速高导层（体）的形成原因之一。这一低速高导层（体）同时也是低强度的软弱层（体），有利于地震在其上覆脆性岩层中的孕育与发生     

延怀盆地及其邻区地壳上地幔速度结构的宽频带地震台阵研究

在沙城以东的延庆盆地及其邻近区域内布设了由GDS－1000宽频带数字地震仪组成的流动地震台阵，利用台阵记录的宽频带远震P波波形数据和非线性接收函数反演方法获得了延怀盆地内0-80km深度范围的地壳、上地幔S波速度结构．利用计算机三维彩色剖分显示技术研究了台阵下地壳、上地幔速度结构的横向非均匀变化。结果表明，研究区域内的地壳厚度为40km左右，壳幔界面有4km左右的上下起伏．地表沉积盖层在延庆盆地中心附近厚度约1km，而在向盆地外围延伸的方向上相对变薄．研究区域内上地壳S波速度结构较复杂，而下地壳与上地幔则相对比较均匀．其上地壳最突出的特点是在10km深度附近有明显的S波低速层．在延庆盆地下方，它延伸到6-20km的深度范围．在延庆盆地南侧，该低速层有从西往东逐渐减弱的趋势．研究区域内的地震基本上都发生在延庆盆地下方上地壳低速体外围．据此推断，延庆盆地及其临近区域内的地震活动与该区域地壳内的热状态有密切关系．     

辽南地区地壳与上地幔介质温度结构特征与地震

本文应用辽南地区大地热流值观测和闾阳—海城—东沟综合地球物理剖面成果,计算和研究了辽南地区地壳与上地幔介质的温度结构特征,发现海城地震区具有以下主要特点:壳内低速—高导层具有较高的温度值;震区岩石圈温度值最高:震区高热流异常值基本上是由壳内的低速—高导层提供的等。这些重要发现,为解释海城地震的力源及高热流异常从温度结构方面提供了重要依据。     

青藏高原东南缘地壳结构及云南鲁甸、景谷地震深部孕震环境

通过联合解释青藏高原东南缘地区Rayleigh波群速度频散和固定地震台站的远震接收函数,构建了青藏东南缘3维地壳剪切波速度模型。结果表明研究区地壳结构具有强烈的横向不均一性。该区地壳厚度变化强烈(30~65km),其总体趋势是东南浅、西北深。研究显示该区存在2个明显的壳内低速异常带,其中中地壳(15~20km)低速带主要分布在腾冲、川滇菱形块体内部;而25~40km深度范围的中、下地壳低速带主要出现在研究区的北部,而在四川盆地和研究区南部则普遍缺失。鲁甸地震所在地震带的上地壳表现为高速异常,中、下地壳范围内存在2个显著的壳内低速带。鲁甸地震主震及其多数余震分布在高速的上地壳之中。与之不同,景谷地震序列及其所在思茅-普洱地震带下方没有显著的壳内低速带的出现,但其上地壳则表现为S波低速异常,该上地壳低速异常可能与地壳强烈破碎及断层/微裂隙中的流体有关。     

1906年新疆玛纳斯大震区的多层次逆冲构造与深部结构

通过对天山北麓 190 6年玛纳斯 7 7级地震区的浅层地震探测资料、石油地震反射剖面、二维电性结构剖面、深地震反射剖面的研究 ,发现玛纳斯地震区多层次活动构造系统的根带 ,它通过脆 -韧转换带与天山活动构造块体内上地壳中的低速、高导层连为一体。低速、高导层可能是天山地壳内正在活动的韧性剪切带 ,而齐古逆断裂 -褶皱带下的脆 -韧转换带是连接深部活动韧性剪切带与地壳浅部脆性破裂的枢纽 ,也是现今孕育和发生大地震的重要构造部位。 190 6年玛纳斯地震发生在脆韧转换带的底部 ,地震区的活动逆断裂和褶皱只是部分记录了深部韧性剪切带活动的信息     

中国南北地震带岩石层壳-幔组合结构特征及其构造效应a

根据前人和作者最新深部地球物理研究成果,在计算机上完成了中国南北地震带11岩石层壳-幔结构比值R分布图的编绘;并根据该图研究了南北地震带的岩石层壳-幔组合结构特征及其与地震活动、大地热流分布、壳内高导低速层分布之间的联系;对地震活动等构造效应问题进行了讨论．      

低频前驱波传播机理的研究现状

本文从低频前驱波传播的理论与实验等方面对其传播机理的研究现状进行了简要概述。断裂预扩展、过热液体暴沸、粘滑地震前的预滑等均可能产生低频前驱波;微破裂集结、均匀和非均匀断层滑动失稳成核、声透射等实验均证实了岩石在大破裂前确实能够产生一种长周期、小振幅的低频事件;低速断层、壳内低速层、承压含水层、水体大连通性好的灰岩含水层、大气中的声波导层有利于低频前驱波传播。     

华北地区8级大震的深部构造特征及地震成因的探讨c

在地震地质、航磁反演及人工地震测深工作的基础上，阐明了华北地区8级大震的3个深部构造特征，即地震发生在深部超壳断裂的上部，地震发生在强度较大的构造块体的边缘，震源区深部存在低速、低密及高导层构造．同时对地震成因进行了探讨，讨论了构造运动和壳内爆炸两种地震成因的可能．      

壳内部分熔融低速层及其研究意义

实验岩石学,岩石地球物理学,地质学及理论分析均表明,至少在具有高热流值的区段部分熔融作用可能是造成壳内低速带的主要原因,我们将由部分熔融作用所形成的壳内低速层称之为壳内部分熔融低速层,它是许多深部地质作用的发源和汇聚地,并影响和制约着地球物理场特征,因此,研究了壳内部分熔融低速带的形成及其地质意义无颖将深化人们对深部地质作用发生和发展过程的认识。     

新疆天山及邻区地壳上地幔三维速度图象

利用地震层析成像法建立起天山和邻近区域的地壳上地幔三维速度图象, 结果表明:(1)北天山和天山中部地区为隆起的高速地区, 吐鲁番盆地、库车拗陷、柯坪断块、喀什拗陷和准噶尔盆地南缘构成了天山北南两侧的山前低速区。伊犁盆地和西昆仑是壳内稳定的高速块体, 巴楚隆起一直延伸到地壳的底部。沿天山主峰和西昆仑公格尔一带, 莫霍面形成五大低速区；(2)北天山和准噶尔西部岩石圈厚度较大, 具有高速特性, 在其顶部80km左右可能存在较流物质。天山南部岩石圈的性质不明显, 喀什地区位置120-280km之间存在的低速锥形体估计与地幔软流物质的上涌有关；(3)速度结构与地震活动的确存在着一定的联系, 特别是上地壳低速区与下地壳高速区之间的梯度带往往与强震的分布有关, 有可能成为中强地震的孕育场所；(4)天山南北缘的地震多发地带是壳内介质结构极不均匀的地区, 也是深大断裂较为发育的区域, 在外力的作用下很容易产生破裂或层间滑动而引发地震。      

我国西南地区现代重力构造运动与震源深度及震中展布的关系

在重力作用下,青藏高原地壳内具有庞大的剩余位能量与强大的水平应力体系,使之成为构造运动与地震活动的能量库及动力源。地处青藏高原东南边缘的我国西南地区,不能不受它的深刻影响。 在重力导致的壳内水平力系作用下,壳内10—20公里深外应存在岩石延性较强、水平流展的层位,可称之为地壳物质重力优势扩展层。西南地区震源深度主要分布在壳内10—20公里深处,显示出地震活动与该层物质水平运动的密切关系。 如将重力引起的高原壳内物质运动类比于夹持于两个相向挤压的平面之间的粘性体运动,则按给定边界条件,求出双调和方程~4=0的解,可以得知,壳内物质水平流动的强度以高原边缘为最强,水平应力也以高原边缘为最大,西南地区强震主要分布在青藏高原边缘,可能与上述现象有关。 西南地区地震活动与现代重力构造运动的上述关系表明,重力是区内内构造运动与地震活动不可忽视的力源。