河北省南部及邻区的地壳深部构造与地震

本文利用区域布格重力异常图(1:100万)和地质构造资料来研究河北省南部及其相邻地区的地壳深部构造特征,并讨论其与强震发生的关系。方法主要是运用三维重力正演计算,层层消除地壳浅部对布格重力异常的影响,得出一系列剩余重力异常和剩余深部重力异常,再根据异常图形的变换,探讨一些活动断裂和构造由浅到深的变化趋势。还用三维重力反演计算,求出了全区莫霍界面的深度,得到了全区的地壳厚度图,进而分析强震区的深部构造背景,这些对地震地质和烈度区划是有意义的。     

宜川—泰安重力剖面的均衡重力异常与地震活动的关系

宜川—泰安重力剖面穿越了太行—吕梁隆起、华北裂陷、鲁西隆起等地质构造单元,剖面及其附近地区构造活动强烈.依据布格重力异常特征可分为太行山以西的布格重力异常与地形高程"同步型"的变化特征、太行山以东的布格重力异常与地形高程"镜像型"的变化特征,布格异常转换带位于太行山重力梯级带的东缘,反映了大地质构造单元有着不同的深部构造背景.均衡重力异常特征与新构造运动有着良好的一致性,即正异常区对应吕梁山、太行山以及鲁西等隆起地区,负异常区对应临汾、华北断陷盆地.通过对理论均衡地壳厚度与实际地壳厚度进行对比分析发现,在均衡重力状态异常转换带及其附近地区均对应于莫氏界面上隆、上地幔热物质向地壳侵入和运移,由于其在趋于均衡的过程中必然伴随着地壳的差异运动,因此构造活动强烈而产生深大断裂,表现为地震的频繁活动,这些地区应该是地震监测以及震害防御需要重点关注的地区.     

青藏高原东部玛多-沙马地区的重力场与深部构造

根据青藏高原东部玛多-沙马（下察隅）重力剖面的重力数据资料，对该地区的重力场和深部地壳构造特征作了分析研究，提出青藏高原东部的布格重力异常是高原边缘高，内部低，地壳厚度是边缘薄，内部厚，平均地壳厚度为60km左右，在察隅-沙马地区，为负均衡异常区，因此，该地区是属于地壳上升的地区，此项结果，填补了察隅-沙马地区的均衡重力异常的空白。     

云南地区的地壳厚度及重力均衡补偿作用(英文)

本文以重力资料为主,参照人工地震测深资料计算云南地区的地壳厚度,分析了本地区地壳厚度分布轮廓及其特征、根据爱黎的均衡理论,计算出本地区的重力均衡地壳厚度,讨论了重力均衡补偿作用。又根据二者的差异及地壳厚度与人工地震测深结果的对比,研究了地壳上地幔的横向不均匀性。并对深部构造、重力均衡补偿作用与地震的关系进行了探讨。     

龙门山断裂系及邻区地壳重力均衡效应与汶川地震

龙门山断裂系位于松潘-甘孜山地与成都盆地平原之间,地形高差达3500±500 m.根据重力资料给出四川中西部成都盆地、龙门山、邛崃山区、松潘等川西山地(102°E～105°E,30°N～33°N)的地壳厚度(Moho界面深度)分布.为了探究汶川大地震孕育与发生的原因,将其与据艾里(Airy)大陆均衡理论给出的理论均衡地壳厚度进行对比分析,以探讨该地区的地壳均衡状态.研究结果表明:龙门山断裂带系及以西地区深部地壳是处于很不均衡的状态.为了深化认识重力均衡与大地震的相关性,尚需对该地区深部结构与地壳重力均衡效应作精细研究.同时,本文上述研究结果亦有益于震后确定城镇布局和为不同类型建筑物重建选址方面提供深部要素.     

六盘山地区地壳重力均衡与隆升机制研究

2014年8月跨越六盘山东麓断裂带,在长度约为200公里的剖面上展开了流动重力/GPS联合剖面观测.观测结果表明,测线东端的布格重力异常约为-190 m Gal(10~(-5)ms~(-2)),西端则为-250 m Gal左右.在假设地壳均一的前提下,基于Airy均衡模型,利用布格重力异常和GPS观测数据,分别计算了测线所在剖面的莫霍面深度与均衡面深度,发现六盘山地区处于正均衡异常状态.使用布格重力异常数据反演六盘山地区的地壳密度结构,并据此地壳分层结构,计算了六盘山地区均衡面与莫霍面深度,对比显示该区域亦处于均衡正异常状态.为了确定青藏高原东北缘岩石圈有效弹性厚度和六盘山隆升机制,我们利用EMG2008自由空气异常和SRTM V18.1 DEM数据,使用自由空气重力异常导纳方法,研究了以六盘山地区为中心的青藏高原东北缘岩石圈有效弹性厚度(Te)和加载机制,发现六盘山地区的Te为5 km,岩石圈加载主要来自于地表,占总加载的95%.最后,对比六盘山地区Airy均衡异常与弹性板均衡异常,发现六盘山东麓断层处地壳承载梯度值最大,表明该断裂带吸收了较多的应变能.     

蒙古及周边地区重力异常和地壳不均匀体分布

基于全球EGM2008自由空气重力异常模型,本文计算了蒙古及周边地区的布格重力异常和AiryHeiskanen均衡重力异常.在此基础上,本文采用Crust 1.0地壳模型为参考,通过重力正演方法,对蒙古及周边地区不同深度地壳密度结构模型的重力异常进行了计算,并对得到的正演布格重力异常与实际重力异常进行了对比和分析.研究结果表明:蒙古西部杭爱山地区与阿尔泰山地区的构造变形差异性明显,现今均衡重力异常中杭爱山周边没有明显的均衡异常高值区,而阿尔泰山地区西南方向存在均衡重力异常高值分布,分析与新构造运动密切相关;Crust 1.0模型给出的壳幔横向密度不均匀体分布对于计算Moho面起伏引起的重力异常作用明显;Crust 1.0给出的地壳内界面变形可以反映深大活动断裂的深部构造变形.研究结果对于认识蒙古东西部构造特征差异,以及现今西部活动断裂的地球物理场特征具有参考意义,也可以为进一步应用Crust 1.0模型为参考开展三维密度结构反演提供一定帮助.     

2017年12月19日海城M4.4地震重力变化及机理研究

利用辽宁地区2013-2018年流动重力观测资料,分析研究2017年12月海城M4.4震前重力空间演化特征及变化机理。研究表明:(1)辽中南地区重力场异常变化与海城M4.4地震具有一定的时空对应性;(2)一年半的累积变化显示震中东北部呈正变化,西南部呈负变化,并伴有重力变化高梯度带,最大幅差达70μGal。邻期变化显示,震前半年出现大范围正负反转变化和四象限特征,幅值在40μGal左右;(3)0值线控制海岫地区并出现转折,海城河断裂附近出现差异的重力变化;(4)结合海岫地区地质构造背景,认为该次地震事件所反映出的重力变化可能是辽中南地区地壳构造运动和地壳深部物质迁移共同所致。     

华北断块区均衡重力异常、构造特征及地震活动

均衡重力异常是地壳均衡状态的标志,地壳均衡状态与构造特征及地震活动密切相关。文中基于高阶地球重力场模型EGM2008自由空气异常,采用高精度数字地形模型(DEM)ASTER GDEM 2009和ETOPO1分别作为陆地和海底地形数据,通过基于DEM的严密地形-均衡改正方法计算得到华北断块区5'×5'网格分辨率的Airy均衡重力异常。根据计算结果讨论了华北断块区均衡重力异常分布特征,并探讨了区内均衡重力异常与构造特征、地震活动的关系。结果表明,华北断块区均衡重力异常空间分布极不均匀,表现出明显的断块差异性;区内均衡重力异常大小主要受新构造运动控制,是地壳表层物质密度横向变化和深部构造差异共同作用的结果,构造运动对均衡重力异常的显著影响说明华北断块区地壳均衡调整尚未完成;华北断块区地震活动和均衡重力异常之间有一定的联系,地震活动在显著的均衡重力异常高值区或低值区周围及正负均衡重力异常区过渡部位分布较为集中。     

青藏高原东北缘重力异常多尺度横向构造分析

本文研究了青藏高原东北缘地区布格重力异常特征,采用优化滤波法和归一化总水平梯度垂直导数法对研究区重力异常进行多尺度分离和横向构造分析.分离出的多尺度重力异常特征表明:1) 青藏高原东北缘地区大致以东经106°线为界,有一条醒目的重力异常梯级带,即贺兰山-六盘山-川滇南北构造带的北段,其东西两侧布格重力异常特征在形态和走向上截然不同,意味着两侧密度结构和构造特征存在明显差异. 2) 鄂尔多斯地块内部定边以北,重力异常高带走向由北东向转为近南北向,推测定边附近存在一个密度或构造界面,其两侧物质组成和构造特征具有差异,对比大尺度重力异常和中尺度重力异常,表明异常特征的这种差异主要是由上地幔深部结构引起的. 3) 青藏高原东北部各块体深部边界位置与地表构造分布不同,反映出该区构造复杂,深浅构造差异大. 4) 由于印度-欧亚板块碰撞及随后印度板块持续向北的挤压作用,造成青藏高原东北缘中、下地壳物质在巨大的北东向推挤力和鄂尔多斯刚性块体阻挡的共同作用下,沿着相对软弱的秦岭造山带方向蠕动.依据多尺度重力异常及其横向构造特征,综合推断出研究区内五条断裂带,即秦岭地轴北缘断裂带、海原-六盘山断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带和青铜峡-固原断裂带,并分析了它们在地壳深部的可能展布特征.     

开原-赤峰断裂两侧地震序列活动的差异

讨论了开原-峰断裂两侧地震序列活动的差异问题，认为在地震趋势预测研究中应该将辽宁南部和开原-赤峰断裂以北地区分开考虑更为合适，海城和岫岩应用前震序列进行主震预测的经验不能适用于东北北部地区。     

中国东北地区远震S波走时层析成像研究

利用中国东北流动和固定台网的234个宽频带地震仪在2009年6月-2011年5月所记录的远震波形数据,采用波形相关方法拾取了10301个有效的S震相相对走时残差数据,进一步采用两种射线走时层析成像的方法,反演获取了研究区下方深达800 km的S波速度结构,不同射线走时层析成像方法的结果对本区的S波速度异常结构起到一定的约束作用.S波成像结果与我们先前开展的P波成像研究结果整体相似：在长白山下方发现有一个高速异常结构,这可能就是俯冲到欧亚大陆板块下方的太平洋板块,由于板块的部分下沉,使得板块的形状并没有呈现出明显的板片状.长白山、阿尔山、五大连池火山下方都有低速异常体,长白山和阿尔山下的低速异常向下延伸至地幔转换带附近,可能与其上部的火山形成有关.五大连池火山下方的低速异常向下延伸至200 km左右,不同埋深的低速异常结构可能意味着五大连池与长白山和阿尔山有着不同的成因.松辽盆地呈现以高速异常为主导、高低速异常混合分布的特性,暗示松辽盆地岩石圈地幔可能遭受了改造与破坏,可能有岩石圈拆沉的过程,盆地南部下方的低速异常与长白山和阿尔山下的低速异常有连通性,可能是下地幔热物质上涌的一个通道.S波和P波相似的成像结果从另一个角度展示了中国东北地区的上地幔速度异常结构,对我们认识此区的地下结构提供了重要的约束.     

中国东北地区远震P波走时层析成像研究

利用中国东北流动和固定台网的234个宽频带地震仪记录的远震波形数据,采用波形相关方法拾取了57251个有效相对走时残差数据,进一步采用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)层析成像的方法,反演获取了研究区下方深达800 km的P波速度结构.结果显示:在长白山下方发现有一个高速异常结构,这可能就是俯冲到欧亚大陆板块下方的太平洋板块,由于板块的部分下沉,使得板块的形状并没有呈现出明显的板片状.长白山、阿尔山、五大连池火山下方都有低速异常体,长白山和阿尔山下的低速异常向下延伸至地幔转换带,可能与其上部的火山形成有关.五大连池火山下方的低速异常向下延伸至200 km左右,不同埋深的低速异常结构可能意味着五大连池与长白山和阿尔山有着不同的成因.松辽盆地呈现以高速异常为主导高低速异常混合分布的特性,暗示松辽盆地可能有岩石圈拆沉的过程,盆地南部下方的低速异常与长白山和阿尔山下的低速异常有连通性,可能是下地幔热物质上涌的一个通道.     

大别造山带东段重力异常多尺度分解及其构造意义

文中通过多源数据融合、模型构建、数据试验、二维离散小波变换和功率谱分析等方法获取了大别造山带东段深、浅部场源布格异常及其场源似深度,并结合地壳结构、地质构造、岩石圈有效弹性厚度和地震活动等资料,讨论了地壳深、浅部的结构特征及地震活动构造背景。结果表明,低频布格异常显示大别造山带东段与华北地块间深部构造缝合带在东部应位于青山-晓天断裂前缘,在落儿岭-土地岭断裂和商城-麻城断裂之间向N偏移至梅山-龙河口断裂之下,造山带南侧与扬子地块间深部构造缝合带位于襄樊-广济断裂以北约20km,造山带东侧与扬子地块间的深部构造转换带位于郯庐断裂带之下,造山带东段腹地显著的低频布格异常低值表明对应部位的莫霍面存在明显下凹,造山带内部的布格异常高梯度带表明其深部结构不完整;高频布格异常揭示肥中断裂、六安-合肥断裂、肥西-韩摆渡断裂和郯庐断裂带等主要断裂对地壳中上部密度结构的影响明显,落儿岭-土地岭断裂对地壳中上部密度结构的影响范围向N延伸至肥西-韩摆渡断裂前缘。结合地震活动资料进一步分析认为,大别造山带东段与华北地块在青山-晓天断裂前缘附近接触和相互作用,且大别造山带东段地壳深、浅部结构均不完整,不利于应力积累,趋向于在断裂交错的脆弱部位频繁释放应力,是霍山地区小地震活动频繁的主要原因。     

地震活动显著增强指标算法研究

根据华北地区1970年以来地震目录和历史地震文献资料，对地震活动显著增强异常指标进行归纳、总结和实验，对照《中国震例（1966-2012）》中中国东部地区发生的1975年2月4日辽宁海城7.4级、1976年7月28日河北唐山7.8级等典型地震进行震例回溯检验，明确该项指标的计算规则，设计计算机自动化程序，在短时间内对指定区域进行地震活动显著增强异常指标的扫描计算，为开展测震学异常判定及预测指标提取等工作提供参考依据。     

辽东地区和海城地震区的地热观测

1980年至1984年间,在辽东地区和海城地震区,我们利用地质、冶金和化工部门的一批勘探钻孔,观测了这些井孔不同深度的温度,由此获得它们沿深度方向的温度梯度.同时,从这些观测孔取得岩样,在实验室中测定它们的热导率,从而得到每个钻孔的热流值.我们一共得到23口钻孔的热流数据,其中包括海城地震区的两个热流观测孔.这些热流值可粗略地给出海城地震区和辽东地区的热结构.结果表明,平行郯庐断裂的辽阳——熊岳北东条带具有相对高的热流值,平均热流为8.2910-2J/m2s(2.0cal/cm2s).这个条带恰好是下辽河盆地和辽东山地的交界,它与重力异常梯度带显示的北东向上地幔隆起带一致.海城地震区的平均热流值达9.2210-2J/m2s(2.2 cal/cm2s),又是高热流值条带上热流最高的区域.比较海城地震区已知的其它地球物理资料后,给出了该地区地球物理资料的综合解释剖面.我们推测,海城地震区下,地壳中的低速层是由于上地幔物质的大规模侵入产生的.高温和低速意味着该层具有塑性力学性质.海城地震震源区恰好位于这样一个塑性状态的介质层上部.这个结果对于研究海城地震和其它板内地震的形成过程无疑是有意义的.我们试图强调,对于地震研究而言,热流观测是地球物理观测中不可缺少的组成部分.地热资料      

南京地区地球物理场与地震构造稳定性

岩石圈的不均衡状态是地球物理场存在差异的原因,对区域地球物理场进行分析,可以了解岩石圈的不均衡及其构造活动的背景.本文在对南京地区地震地质环境分析的基础上,通过重力异常、地热场、深部速度结构、天然地震层析成像等地球物理资料进行系统分析,研究它们与本区地震构造稳定性的关系;分析研究地震活动,从现今地壳运动速度场与地壳形变...     

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     

东北地区重力均衡异常特征的初步研究

本文利用地面实测重力资料和地形高程资料,采用普拉特-海福特(Pratt-ttayford)重力均衡理论模型,取1°×1°方格网,通过使用现成改正表格查取改正值与个别计算点用理论公式计算作校核的方法,计算了我国东北地区75个计算点的均衡重力异常值;并对局部第四系覆盖较厚地区作了第四系密度改正;在此基础上,构制了我国东北N39°—49°,E121°—131°大部分地区的均衡重力异常图;结合区域布格重力异常和区域空间重力异常特征以及莫霍界面的起伏特点作了对比分析和讨论     

Geothermal observations in east Liaoning and haicheng seismic area

We have obtained altogether heat flux data of 23 drill holes including 2 observational holes of thermal flow in the Haicheng seismic area. These data show roughly thermal structure of the crust in eastern Liaoning and in the Haicheng seismic area. The results indicate that there is higher value of heat flow in the belt north by east from Liaoyang to Xiongyue, the average thermal flux being 8.29× 10⁻²J/m²·s (2.0 hfu). The average thermal fulx in the Haicheng seismic area is 9.22×10²J/m²·s (2.2 hfu). Comparing with other known geophysical data of the Haicheng seismic area, we give a geophysical section of comprehensive interpretation. We suppose the low-velocity layer in the lower crust of the Haicheng seismic area is a result from intrusion of large-scale uper mantle substance. High temperature and low velocity mean that the layer has the nature of plastic mechanics. The focal region of the Haicheng earthquake is situated right in the upper part of that plastic layer. Obviously, this result is significant for studying the seismogenic process of the Haicheng earthquake and other intra-plate earthquakes. We attempt to emphasize that observation of heat flow is necessary for earthquake study. Gu Haoding did the actual writing.