断层失稳错动热场前兆模式：雁列断层的实验研究

在实验室使用红外热像仪和接触式测温仪同步观测记录了压性和张性雁列断层失稳错动前后的热场变化过程.从实验记录中发现，在断层失稳引起温度场和热红外辐射亮温温度场上升之前，在两断层段之间的岩桥区发生降温变化.断层带开始升温发生在失稳前2～3 s内，岩桥区的降温却发生在失稳前约20s，这两个超前时间长度相差近一个量级.此类热场先降后升变化过程在雁列构造变形中有一定的普遍性，可能作为雁列断层失稳错动的热场前兆模式.根据实验观测结果，详细描述了上述热场变化的时间过程及其空间分布特征，分析了产生此种失稳前兆模式的机制，显著异常出现的条件及有利观测部位，讨论了它在地震前兆探索等研究中的意义.     

关于2021年5月滇西漾濞MS6.4地震序列特征及成因的初步研究

2021年5月21日21时48分在滇西苍山西麓漾濞地区发生M_S6.4 （M_W6.1）强震,相关地震活动表现为一个典型的前震?主震?余震序列。本研究分别就该地震序列的构造背景、M1.0以上地震的双差定位、主要地震的矩张量反演和破裂传播方向、应力场反演及断层滑动趋势以及潮汐作用等方面进行了初步分析。矩张量反演结果表明,矩心深度为6.0 km。根据断层破裂传播方向分析结果及精定位余震分布判定,主震震源断层产状为走向137°,倾角75°,滑动角?167°,破裂沿南东向单侧扩展,右旋走滑含正断层分量。漾濞地震序列发生在红河断裂带北段延伸方向上的乔后—巍山断裂附近,但主震震源断层及主要余震的分布在走向和位置上均明显偏离已知的乔后—巍山断裂。地震序列受一个发育程度不高、含多级雁列构造的北西向为主、北东向为次的共轭走滑断层系统（本文称为“漾濞断层”）所控制,整体上沿北西向断层展布,主震与部分强余震为北西向断层活动所致,但中强前震和多数余震为北东向断层活动所致。中强震的断层破裂均为单侧扩展,北西向断层主要表现为南东向破裂扩展,而北东向断层沿两个方向破裂扩展,相邻地震还存在往返破裂现象。对截至5月23日所发生的M＞4.0前震和余震进行了全矩张量反演。利用漾濞地震震中15 km范围内20多个M_W＞3.4余震的比较可靠的震源机制解反演了该区的应力场,结果显示:主应力形状比φ＝（σ₂－σ₃）/（σ₁－σ₃）为0.46±0.17;最大主应力轴的方位角为188.0°±9.0°,倾伏角为12.4°±7.0°;中间主应力轴近直立,倾伏角为72.1°±11.3°;最小主应力轴的方位角为280.3°±7.0°,倾伏角为10.4°±12.0°。本文还对理论潮汐应变及应力进行了分析,结果表明,该地震序列受潮汐调制作用十分明显。5月18日18时及19日20时开始的两组前震群的首个主要地震以及5月21日晚发生的主震均发生在潮汐体应变和库仑应力的峰值附近,余震活动也与潮汐有明显的相关性。综合主要地震震源机制解、前震及余震分布、潮汐调制特征、基于应力场反演的断层滑动趋势分析以及滇西北地区以往类似地震活动研究结果,本文初步推断:漾濞地震受深部流体作用的影响明显,5月18日18时开始的第一次前震活动高潮从北西向断层的一个拉张性断层阶区开始,最大前震的震源断层为北东向断层,随后向北西方向迁移;19日20时开始的第二次前震活动高潮集中在主震震源附近。这些地震的触发及深部流体作用共同促进了北西向断层的活动,但主震的发生受深部流体作用为主。      

Origin of magnetite in oxidized CV chondrites: in situ measurement of oxygen isotope compositions of Allende magnetite and olivine

Magnetite in the oxidized CV chondrite Allende mainly occurs as spherical nodules in porphyritic-olivine (PO) chondrules, where it is associated with Ni-rich metal and/or sulfides. To help constrain the origin of the magnetite, we measured oxygen isotopic compositions of magnetite and coexisting olivine grains in PO chondrules of Allende by an in situ ion microprobe technique. Five magnetite nodules form a relatively tight cluster in oxygen isotopic composition with delta 18O values from -4.8 to -7.1% and delta 17O values from -2.9 to -6.3%. Seven coexisting olivine grains have oxygen isotopic compositions from -0.9 to -6.3% in delta 18O and from -4.6 to -7.9% in delta 17O. The delta 17O values of the magnetite and coexisting olivine do not overlap; they range from -0.4 to -2.6%, and from -4.0 to -5.7%, respectively. Thus, the magnetite is not in isotopic equilibrium with the olivine in PO chondrules, implying that it formed after the chondrule formation. The delta 17O of the magnetite is somewhat more negative than estimates for the ambient solar nebula gas. We infer that the magnetite formed on the parent asteroid by oxidation of metal by H2O which had previously experienced minor O isotope exchange with fine-grained silicates.     

利用远震研究四川盆地及其周缘瑞利面波相速度和方位各向异性

基于四川盆地及周边的245个宽频带台站2010年9月—2014年9月期间的远震记录,提取双台路径瑞利面波相速度频散资料,反演得到四川盆地20～120s的高分辨率瑞利面波相速度及各向异性空间分布.在丰富区域地球物理基础数据的同时,结合已有研究成果对地壳上地幔变形耦合进行探讨,结果表明短周期(20～30s)的相速度分布与四川盆地的地质构造特征相吻合,作为川滇地块、松潘—甘孜地块和四川盆地之间的边界——龙门山断裂带和鲜水河断裂带对上述三个地块上地壳的速度结构具有明显的控制作用;松潘—甘孜地块,特别是川滇地块中下地壳普遍表现为明显的低速异常,表明中下地壳相对软弱;而四川盆地的中下地壳整体呈现相对高速,表明四川盆地具有相对坚硬的中下地壳.研究区域东南角接近北扬子地块与南扬子地块的缝合部位,呈现高速异常.四川盆地南部和东南邻区不同周期均具有较强的各向异性,且快波方向较为一致,反映这些地区不同深度变形耦合较好.四川盆地西部、北部及东北部邻区,不同周期的各向异性快波方向变化较大,不同深度变形耦合较差.这些特征与绕喜马拉雅东构造结的物质流动被扬子地块的高速地壳阻挡的宏观认识基本一致.     

标本非均匀性对岩石变形声发射时空分布的影响及其地震学意义

基于一组实验结果,讨论了岩石标本的非均匀性（预存微裂纹和宏观裂纹）对声发射 时空分布的影响. 对比分析表明,预存微裂纹的存在使得破裂成核前声发射率快速增加、 b值表现出一种短期异常现象,即在下降背景上出现起伏,从而增加了破裂时间的可预报 性. 宏观结构（节理、层面等）的存在对声发射率和b值的影响与微裂纹相同,而且宏 观结构对声发射的空间分布具有控制作用,声发射丛集的宏观构造通常控制着未来的主破裂 . 这意味着宏观构造的存在使得主破裂的时间和位置预报成为可能.      

2008年汶川地震前震源区的异常应力状态

我们收集了紫坪铺水库区域台网记录到的2004年8月16日至2008年5月12日汶川地震前发生在震中区及附近区域的486个小震震源机制资料,运用碎裂分析法对这些震源机制数据进行分析,获得了汶川地震前3年多时间内震源区应力水平随时间的演化过程.结果显示,强震发生前震源及附近区域约在2007年6月发生了应力突变,出现了2个应力异常高值区,其形成过程同时伴随着龙门山中央断裂的应力水平降低,最终强震发生在高应力区和低应力区之间的应力梯度带上.汶川地震前应力状态的演化过程,类似于实验研究中出现的非均匀断层失稳前的地震成核现象,符合地震成核的宏观表现.巴颜喀拉块体的南边界-鲜水河断裂的短基线测量也显示出,在同一时间段鲜水河断裂南段由左旋滑动转为异常的右旋错动,反映了汶川强震前整个巴颜喀拉块体有向东加速运动的异常过程.     

白云母对岩盐断层带摩擦速度依赖性影响的实验研究

为更好地理解层状硅酸盐对断层强度、滑动速度依赖性及地震活动特征的影响,利用双轴摩擦实验对含白云母岩盐断层带在干燥及含水条件下摩擦的速度依赖性进行了实验研究,并观测了摩擦滑动过程中的声发射,分析了断层带的微观结构.实验结果表明,干燥条件下含白云母岩盐断层带在0.1 ～ 100μm/s的速度范围内表现为黏滑和速度弱化,增大σ2会使断层带从速度弱化向速度强化转化,速度依赖性转换出现在0.1 μm/s,其中断层滑动表现为稳滑或应力释放时间较长的黏滑事件;含水条件下含白云母岩盐断层带在0.05 ～0.01μm/s的速度范围内表现为速度强化,0.1 ～10μm/s的速度范围内表现为速度弱化,50～100μm/s的速度范围内又转换为速度强化行为.含白云母岩盐断层带在干燥条件下一次黏滑伴随一个或一丛声发射事件,而在含水条件下与稳滑相对应,滑动过程中并未记录到声发射事件.显微结构观察表明,速度弱化域的主要变形机制是岩盐颗粒的脆性破裂和局部化的滑动;干燥条件下,速度强化域的主要变形机制是岩盐颗粒的均匀破裂;含水条件下2个速度强化域对应不同的微观机制,高速域的速度强化受控于岩盐颗粒在白云母相互连结形成的网状结构上的滑动及其均匀碎裂作用,而低速域的速度强化还受岩盐的压溶作用控制.通过与岩盐断层带摩擦实验结果对比可知,白云母的存在对于燥岩盐断层带摩擦滑动方式和速度依赖性没有显著影响,而在含水条件下白云母的存在使得岩盐断层带滑动趋于稳定.实验结果为分析含层状硅酸盐断层的强度和稳定性提供了依据.此外,在速度依赖性转换域上观察到的应力缓慢释放的现象进一步证实了在岩盐断层带摩擦滑动过程中观察到的现象,这对慢地震机制研究具有参考意义.     

多核处理器环境下遥感数据处理的并行与串行算法的性能比较

卫星遥感能够提供(准)实时地面信息,在地震研究中的应用越来越广泛.MODIS是搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的重要的“图谱合一”光学遥感观测仪器.由于MODIS数据具有多频段、高分辨率、高时效性、应用广泛等特点,使得MODIS数据对地球科学的综合研究和对陆表、生物圈、固态地球、大气和海洋的长期观测有着重要意义,在自然灾害的监测和分析研究领域也有着广泛的应用.     

模拟断层泥摩擦滑动速度依赖性转换的实验研究

基于岩石摩擦的速率-状态摩擦定律,速度弱化是断层失稳的必要条件,速度弱化向速度强化的转换控制着断层从不稳定滑动向稳定滑动的转换.因此,断层摩擦滑动的速度依赖性转换涉及断层带上地震活动特征、地震成核深度以及慢地震机制等重要问题.     

重锤激发技术在表层调查中的应用

通过对重锤激发的原理、激发能量、采集的同步性等问题的研究以及野外试验,对重锤激发小折射资料的稳定性和可靠性进行了分析,结果表明,激发能量与重锤质量及提升高度成正比,但重锤质量的提高会限制提升高度;足够的重锤质量可保证初至起跳干脆,质量大的重锤初至均好于质量较轻重锤,且大质量重锤可适应的最大偏移距也较大;仪器的稳定性取决于仪器延迟与震板耦合,采用预振可有效提高震板与地表的耦合效果;重锤震源相对炸药来说能量稍弱,但对初至拾取影响较小,解释上百米厚度的表层其误差也仅有几米.重锤作为表层调查中高效的激发设备,已在吐哈探区得到验证.在表层厚度不大于100m的地区,使用重锤震源不仅可降低成本,而且可以彻底摆脱对炸药的依赖,降低安全和环境污染风险.