大陆下地壳研究进展评述

近十年来许多国家开展了陆壳深部(地震反射、深部钻探、高压捕虏体、下地壳剖面等方面)的研究.其成果表明,不同构造区的地震反射特征存在差异;显生宙地区普遍存在层纹状强反射性下地壳,其成因与造山带演化晚期的伸展作用有关.以上发现导致对大陆莫霍面及中地壳界面的重新评价.显生宙地区的下地壳广泛发生板底垫托作用,它们代表麻粒岩相变质事件,对于造山带向克拉通方向的转化具有重要意义.     

中国海城地震区地壳与上地幔构造特征的研究

研究表明,海城地震区地壳与上地幔构造特征可以归纳为如下四点:1.震区所处的辽南地区,其地壳是由高速与低速相间的成层介质组成,地壳与上地幔结构不论纵向和横向都是不均匀的,且被深大断裂切割为若干块体;2.本区地壳按其界面分布特征可分为上层地壳、中层地壳和下层地壳;3.本区地壳介质在纵向及横向上均存在明显的不均一性;4.海城地震震源区位于耿庄——海城上地幔局部隆起东侧的中层地壳上部。     

中国西北地区新构造运动特征及地壳稳定性分析

在分析我国西北地区大地构造背景的基础上,笔者结合前人的研究成果,对区内新构造期以来地壳差异升降、断层活动、地震活动和GPS观测结果等进行了综合研究,认为阿尔金山、祁连山、天山等地区作为古板块边界或陆内造山带发生了大规模的陆内碰撞和造山作用.这些地区断层活动和地震活动频繁,显示其所处位置的地壳相对不稳定;而在古板块内部,地震、断层等活动较弱,地壳相对稳定.根据地壳稳定性分析,将研究区划分为地壳相对稳定区、相对不稳定区和过渡区,为核废处置库选址提供参考依据.     

深部地震反射剖面与大陆地壳的生长

深部地震反射剖面提供了以横向和垂向增生方式生长的显生宙地壳类型与大小的证据。对横穿会聚带剖面的解释,证明大陆壳受到大洋岩石圈碎片的构造板底垫托作用。横穿伸展带的剖面提供了地壳的岩浆板底垫托作用的证据。除了对活动区的研究以外,西欧、北美、澳大利亚大部分地区的深部反射剖面,显示下地壳具有强反射性,并且其地震特征不同于上地壳和上地幔。在许多地区的下部都发现层状构造,而这些地区属于不同的地壳类型,基底年龄从太古代到新生代;层状构造的年龄常常明显小于出露上地壳的构造或变质年龄。仅通过对上地壳的测量而估计出的地壳生长曲线,可能低估了显生宙地壳的增长,同样可能高估了平均地壳年龄。     

京津地区区域地壳稳定性评价

京津地区是首都北京和天津所在地,随着区内工程建设规模的日益扩大及经济建设的快速发展,区域地壳稳定与否已成为城市发展的重要制约因素之一。通过对研究区区域地质背景、新构造活动、现今地壳形变、地震、现今构造应力场、岩土体工程地质特征、地质灾害特征以及外动力地质作用等研究分析,利用模糊数学方法,照地壳相对稳定、相对较稳定、相对较不稳定和相对不稳定４个等级,对京津地区地壳稳定性进行了综合评价。     

珠江三角洲地壳稳定性分区及其特征

分析研究珠江三角洲地区的新构造运动、活动断裂、地壳厚度、地壳沉降、地热分布、地震活动等资料，其呈现出比较明显的空间分异。认为珠江三角洲区域稳定性划分为稳定区和次稳定区，区域地壳稳定性活动程度中等，次稳定区主体在地质构造区划上属于珠江三角洲断陷区及三角洲沿海区域，次稳定区范围之外的相对隆起地带为稳定区。     

壳内低速层与地震活动关系

本文根据华北、扬子地台、青藏高原等地区的速度结构、介质特征、地震活动分布等特征,认为地壳中的低速层是在地壳中的弱化层,它与壳内低阻或高导层相对应,在地质构造上反映中地壳大型层间韧性剪切带,与地震活动的层状分布深度范围相对应,粘滑机制是壳内地震活动非常重要的机制,反映了岩石变形呈脆韧性过渡状态。     

长江经济带地区活动构造与区域地壳稳定性基本特征

基于长江经济带地区活动断裂资料的收集整理和总结,结合新的遥感解译与地表调查结果,初步归纳了该区的活动构造基本特征,梳理出直接或间接威胁重要城市群、国家级新区和区域重要交通过江通道地壳稳定性的主要活动断裂及应对建议或对策,并进一步重点指出长江中下游成都-上海沿江地区的32条重要活动断裂带及其穿越或影响到的主要城市群和重大工程。在活动断裂梳理结果基础上,总结提出长江经济带西部的强烈地壳变形与地震活动主要由印度板块与欧亚板块碰撞作用下在青藏高原东南缘地区形成的“川滇弧形旋扭活动构造体系”所控制,而中-东部地区属于印度板块与西太平洋板块共同作用下区域性挤压-剪切变形导致的具有共轭走滑断裂系统特征的“棋盘格子式”活动构造体系格局,其中需要特别关注7条典型活动断裂带的活动性及其对城市群地壳稳定性的影响。根据区域的活动构造体系、活动断裂与历史地震活动性等特点,初步归纳了该区的未来地震危险性问题及应重点关注的潜在强震危险区段,指出了典型的区域古地震地质遗迹特征及开展古地震调查研究的重要性。同时,依据长江经济带地区初步的区域地壳稳定性评价结果,认为次不稳定区和不稳定区主要集中在西部地区,而中-东部地区以次稳定区与相对稳定区为主,仅郯庐断裂带及其周边存在较明显的次不稳定区。最后,指出了长江经济带活动构造与区域地壳稳定性调查评价工作在活动断裂地质调查研究和城市活断层鉴别与地震危险性评价中面临的主要问题与挑战。      

青藏高原地区地壳—上地幔结构与巨厚地壳的形成

基于在青藏高原地区所进行的地壳与上地幔的爆炸地震探测资料;雅鲁藏布江以南和以北两条近东西向纵剖面(长约1000km左右),近南北向纵剖面(长约1200km左右),通过计算与分析,给出了青藏高原地区地壳与上地幔结构、速度分布的综合立体剖面图,发现地壳中存在著两个低速层,雅鲁藏布江是一条近于陡立的略向南倾的深大断裂带。地壳结构不论在纵向与横向都是不均匀的,最后探讨了大陆板块碰撞与巨厚地壳的形成。     

辽宁西部地区地壳结构及其稳定性的初步研究

本文利用现有各种地球物理资料、地震地质资料,探讨了重磁场特征、地壳结构、活动断裂与地震的关系,进而总结出地震震中在地壳介质中的空间分布规律。在此基础上建立了地壳稳定性评价分级指标,并对本区的地壳稳定性进行了评价。     

发扬李四光地震预报的科学思想

李四光教授关于地震地质工作中地震预报方面的重要观点和思想主要包括:地应力变化与地震密切相关;地震活动带中也存在相对安全的地区(“安全岛”理论);地震地质调查是地震预报的基础;地震是可以预测的,地应力的变化过程是地震预报的关键.他的“安全岛”理论及地震预报思想至今仍有着十分重要的理论意义和现实意义.     

卫星重力测量的应用进展

介绍了CHAMP、GRACE和GOCE三颗重力卫星,评述了卫星重力数据在恢复地球重力场模型,测定陆地水储量变化,研究大地水准面变化、弹性厚度、地壳厚度,地震前后重力场的变化、地壳运动等方面的应用,以及一系列卓有成效的研究成果,认为卫星重力探测技术相对传统的重力测量具有得天独厚的优势,将会有更大的应用空间。     

龙门山多层分层拆离地壳结构:新构造变形与深部构造证据

2008年5.12汶川地震发生后,对于龙门山地壳结构及其与汶川地震的成生联系成为构造地质学研究极为关注的科学问题。然而,现有的多种龙门山地壳结构模式在综合解释表层构造变形及深部构造时与调查和探测资料均有不符。利用前人地球物理探测成果,结合穿过龙门山主要发震构造单元彭灌杂岩及雪隆包岩体的综合构造剖面,将地表构造与深部地壳探测资料结合进行了综合解释,认为龙门山逆冲构造带中的多重冲断推覆构造由约10 km深处的拆离断层分隔,因而应该只是浅层次构造变形的组合样式;在中、下地壳韧性流壳层的主导下,扬子地块基底被动?入并形成多层拆离的韧性流变构造组合。5.12汶川地震及余震是由于以彭灌杂岩和雪隆包岩体为代表的刚性体,在上部韧性流壳层前端的持续推挤作用下,发生破裂而形成的。     

Crustal structure of the Kaapvaal craton and its significance for early crustal evolution

High-quality seismic data obtained from a dense broadband array near Kimberley, South Africa, exhibit crustal reverberations of remarkable clarity that provide well-resolved constraints on the structure of the lowermost crust and Moho. Receiver function analysis of Moho conversions and crustal multiples beneath the Kimberley array shows that the crust is 35 km thick with an average Poisson's ratio of 0.25. The density contrast across the Moho is 15%, indicating a crustal density about 2.86 gm/cc just above the Moho, appropriate for felsic to intermediate rock compositions. Analysis of waveform broadening of the crustal reverberation phases suggests that the Moho transition can be no more than 0.5 km thick and the total variation in crustal thickness over the 2400 km² footprint of the array no more than 1 km. Waveform and travel time analysis of a large earthquake triggered by deep gold mining operations (the Welkom mine event) some 200 km away from the array yield an average crustal thickness of 35 km along the propagation path between the Kimberley array and the event. P- and S-wave velocities for the lowermost crust are modeled to be 6.75 and 3.90 km/s, respectively, with uppermost mantle velocities of 8.2 and 4.79 km/s, respectively. Seismograms from the Welkom event exhibit theoretically predicted but rarely observed crustal reverberation phases that involve reflection or conversion at the Moho. Correlation between observed and synthetic waveforms and phase amplitudes of the Moho reverberations suggests that the crust along the propagation path between source and receiver is highly uniform in both thickness and average seismic velocity and that the Moho transition zone is everywhere less than about 2 km thick. While the extremely flat Moho, sharp transition zone and low crustal densities beneath the region of study may date from the time of crustal formation, a more geologically plausible interpretation involves extensive crustal melting and ductile flow during the major craton-wide Ventersdorp tectonomagmatic event near the end of Archean time.     

原位地应力测量与实时监测在地震预报研究中的作用和意义

当2013年4月20日四川芦山Ms 7.0级大地震发生时,中国科学家已不再像2008年汶川Ms 8.0大地震发生时那样茫然和不知所措。其根本原因在于,2008年汶川大地震发生后,龙门山地区开展了大量的科学研究工作,已超前初步认知龙门山断裂带西南端具有潜在地震危险性,特别是原位地应力测量和实时监测已发现绝对地应力大小高值异常和相对地应力大小临震异常变化。论文简要介绍了地震预报国际主流观点与认识,梳理了地应力在地震预报研究中的作用和认识,探讨了2004 Parkfield earthquake钻孔应变监测结果给予的启示,详细介绍了原位地应力测量与实时监测在地震预报研究中应用的实践与探索。实践证明:地震预报是值得探索和研究的,原位地应力测量与实时监测是地震预报的有效方法之一。      

厦门-金门大桥地区地震地质稳定性与桥线选择之研究

厦门-金门大桥桥址地处闽东南沿海断隆带和泉州-汕头地震带南段,濒临台湾海峡,具有独特的地震地质构造环境。为了保障跨海大桥的长期安全性,无疑应对桥址地区的地震地质稳定性进行必要的研究,以期为工程设计提供科学依据。 本文依据近30多年来,对该地区地质构造调查、陆海地球物理探测、地壳形变观测、地震活动性、地壳动力学和工程场地特征等资料进行了比较系统研究,结果表明该区断块构造自晚第四纪以来,呈间歇性上升运动,速率约1-2.3毫米/年,史今地震能量释放速率为(2.737-7.999)×107焦耳/公里2/年。现代地壳水平运动的速度矢量指向南东东,速度值为9-13毫米/年。从震源机制揭示,区域现代构造应力场主压应力轴(P轴)为SE125°,仰角2-8°,引张轴(T轴)为SW215°,仰角2-10°,中间轴(N轴)近垂直。这导致台湾动力触角对闽东南沿海产生强烈的推挤作用。形成潜在震源区。历史上在漳州和金门海外曾发生过61/4至61/2级地震,但桥区内未有破坏性地震(Ms≥43/4级)发生,表明厦门-金门地区构造稳定性介于泉州与南澳岛海外Ms≥7.0级地震的不稳定区之间,为相对较稳定区,适宜建跨海大桥。从地形地貌、工程地质条件显示,桥场地区由花岗岩、变质岩形成的丘陵、红土台地和第四系海陆交互相沉积层所组成。依据场地不同特点与     

地震预测:从芦山地震到大陆地震

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性断层释放。在地震孕育过程中通常会伴生跨年度干旱和异常降雨,构成热灾害链。近5年内青藏高原东部连续发生汶川、玉树、芦山大地震,形成于从亚东流经羊八井、安多、玉树并分支流向汶川和芦山—康定的下地壳"热河"的仰冲式和侧冲式撞击作用。从2008年9月以来连续发表5篇论文,根据地壳热构造和热灾害链的时空结构对芦山地震的三要素进行了长期和中期预测。2008年9月预测从2013年开始可能发生大地震,2012年9月将鲜水河—安宁河—小江异常热流构造带5年内将发生多个7级地震的首个大震锁定在芦山或西昌。芦山地震只释放了亚东—羊八井—安多—玉树—鲜水河—安宁河—小江"热河"剩余热能中的一小部分,在西昌—会理—昭通地区、道孚—康定地区、通海—石屏地区近5年内很可能发生4个7级左右的地震。此外,华北典型的热灾害链结构表明震情严峻,环渤海地区近3年内很可能发生大地震。从地震热流体撞击机理与地震异常之间的关联性出发,提出了动态立体监测及短临预测地震的思路和方法。     

泛亚铁路滇西大理至瑞丽沿线主要活动断裂与地震地质特征

根据最新的遥感影像解译和地表调查成果,分析总结了拟建的云南大理至瑞丽铁路沿线区域最新的地表变形特征、主要活动断裂带的几何分布与运动学特征。结果显示,影响该区地壳稳定性的活动断裂带主要有10条,从东到西包括：点苍山东麓断裂、云龙-永平断裂带、保山断裂带、蒲缥-施甸断裂、太平-罗明坝断裂、镇安断裂带、龙新共轭断裂系、黄连河共轭断裂系、龙川江断裂和畹町断裂带,其中晚第四纪期间活动性最显著、对工程场地稳定性影响最大的是：点苍山东麓断裂带、保山盆地西缘断裂带、蒲缥-施甸断裂、畹町断裂带等。同时,通过整理分析近代强震资料发现,仅根据历史强震资料所揭示的高地震烈度区是不全面的,结合最新的活动断裂调查成果,对大瑞铁路沿线区域的地震烈度分区进行重新划分后,认为大瑞铁路工程场地区从东到西至少存在：大理-弥渡、保山、蒲缥-施甸、镇安-荆竹坪和瑞丽-畹町5个大于等于区级的高地震烈度区,需要在铁路工程建设的抗震设防时给予重点关注。     

SOURCE RADIATION AND RESPONSES OF WAVE PROPAGATION

Recordings of seismic waves propagating from earthquake source to a station at the earth's surface are a system response function.The convolution operator in time domain can be simplified as a multiplication operator in frequency domain.We discuss in frequency domain the separation of source,path and site effects for global scaling of earthquake source radiation.Also discussed are source scaling model,faulting mechanism,and the H/V inversion problems with crustal and near surface structures.Gross features of apparent source spectra appear to be not much region-dependent although there may be difference between tectonic styles within a region of tectonic mixture for which we need further study as data accumulate.Vertical spectra may be a better approach to approximate source radiation,as it has less crustal amplification effects than horizontal spectra.The H/V ratio is evidently a comprehensive indicator of amplification effects from near surface to deep structure.This gives it potential as an inversion tool to deduce site crustal structure.