华北强震区地震测深研究

介绍了华北地区的海原、张北、唐山-滦县、邢台、临汾、菏泽、大同-阳高、三河-平谷、延庆-怀来等强震区的地震测深研究成果,分析了强震区的主要深部构造背景。研究表明,地壳深部断裂、中下地壳低速层、速度结构的差异、泊松比和岩性的不同、复杂的壳幔过渡带、滑脱构造等构造特征与华北地区强震形成和发生有较为密切的关系。     

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利用断层围陷波资料研究汶川M_S8.0地震构造特征

利用汶川地震区不同地段的断层围陷波记录,分析了该地震断层的分段性特征。对断层北东段的关庄测线分析研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约160~180m,地下破碎带的中间与地表破裂的位置对应,并且地下破碎带在断层的两盘边缘较均匀地分布,反映了北东段的断层倾角较陡,近似直立断层。对断层南西段的虹口测线研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约180~200m,地下破碎带主要分布在地表断层陡坎上盘所对应的地壳内,反映了南西段断层倾角比北东段断层倾角小。本文的研究结果可以为汶川8.0级地震的构造背景研究提供依据。     

从青藏高原航磁资料分析尼泊尔8.1级地震构造背景

利用小波分析处理青藏高原航磁资料,得到多尺度的航磁异常分布图。一阶小波结果反映地壳浅部的构造特征,在第Ⅰ和第Ⅱ缝合带位置,存在多条明显的北西西向弧形构造,由正负相间的磁异常带组成;在格尔木附近第Ⅳ缝合带位置存在近东西向的负磁异常条带。三阶小波结果反映地壳深部的构造特征,在约84°～91°E存在明显的近南北向的负磁异常条带,是研究区主要的深部构造特征。尼泊尔8.1级地震和3次7级强余震发生在近南北向的负磁异常条带的南端。该位置是近东西向的喜马拉雅构造带和近南北向的深部负磁异常条带的交汇部位。总体来说,青藏高原航磁资料揭示的浅部构造为多条近东西走向的带状构造,而深部构造是以近南北走向为主要特征,复杂的立交构造交汇部位是发生尼泊尔8.1级大地震的深部构造背景。     

壳幔过渡带的复杂性特征及其动力学意义

不同构造单元的地震测深资料Pm波形的复杂性有明显的差异,这种差异与深部构造特征有密切的联系。利用波的瞬时特性和波列长度,给出一种地震波形复杂性系数的计算方法。古老稳定的地块的Moho复杂性系数小,反映一级间断面的特征;反之对于活动性强烈地块,Moho复杂性系数大,反映壳幔过渡带的特征。处理了穿过青藏高原东北缘的一条地震测深剖面,并对结果进行了动力学意义的解释。     

由诸城-宜川人工地震剖面反演结果看太行山两侧岩石圈结构的差异

利用诸城-宜川人工地震折射/宽角反射剖面的资料,得到了华北克拉通南部岩石圈二维速度结构.结果表明,太行山东西两侧岩石圈结构存在着巨大的差异.东侧较薄,为70～80km;西侧较厚,为85～120km.在太行山重力梯度带附近,岩石圈厚度出现了约30km的突变.岩石圈地幔和下地壳介质的P波速度值东侧较低,西侧较高.东侧的中下地壳内存在不同尺度的低速体,西侧则尚未发现.这些差异表明,太行山重力梯度带也是一条岩石圈厚度突变带和岩石成分分隔带.根据Pm波的波形特点,推测东部地区的莫霍面不再是一个尖锐的间断面,而是一个复杂的过渡带.初步分析认为,上地幔物质的热机械-化学侵蚀作用是引起太行山东侧岩石圈减薄和破坏的主要机制,太平洋板块俯冲是改变华北克拉通岩石圈地幔性质的重要动力学因素.     

南北构造带中段地壳结构研究

南北构造带一直是地学界关注的焦点,它是第四纪地壳构造变动十分强烈的地震活动带、地质灾害多发带;也是地壳厚度和重力异常的陡变带,它在东亚大陆动力学研究中占有十分重要的地位。从地震活动性来看,该带有史以来曾发生过多次8级以上大震,是中国大陆地区地震活动水平最高的一个地震带。     

张北地震区壳幔边界复杂性特征及其构造意义

利用地震波复杂性系数和频谱分析方法，处理了穿过张北地震区的一条地震测深剖面的PmP波形资料，获得了该震区以及相邻区域的壳幔边界复杂性特征. 结果表明，震中区的下方为壳幔边界复杂性的差异部位，北侧为复杂性系数小的内蒙地轴，南侧为复杂性系数大的怀安盆地. 频谱分析表明，在震区的两侧有不同的谱形态. 该震区中新生代以来有过多期岩浆活动并且地表有火山口. 从张北地震区的中上地壳速度成像可以看出，火山口周围壳内有低速体分布，并且有向地壳深部延伸的低速带. 推测壳幔边界复杂性的差异带可能是中新生代深部岩浆活动和上侵的边沿地带，南侧复杂性系数大的区域为深部岩浆活动区，北侧复杂性系数小的区域为壳幔构造稳定区.壳幔边界复杂性的差异为强震的孕育提供了深部环境.      

利用爆炸震源资料获得三分量旋转地震动

三分量旋转地震动是目前地球物理研究重点之一.利用爆炸震源的平动地震仪观测资料,通过间接计算获得三分量旋转地震动.利用了3炮500 kg炸药的观测资料,3个爆炸点到观测台阵的距离分别是1.8、2.8和8.9 km,计算得到了台阵相对于这3个爆炸点的旋转地震动,其最大峰值旋转角速度分别是41.65、21.98和0.29 μrads/s,与国际同行的旋转地震动结果量级接近.地震动峰值随震中距的衰减是地震工程中关注的问题.提取出三分量的旋转角速度峰值,利用指数函数对三分量的峰值进行拟合,初步得到三分量的旋转地震动角速度峰值随震中距的衰减关系.衰减曲线的主要特征是,1~3 km旋转角速度能量迅速衰减,大于5 km以后衰减逐渐减慢,随着震中距增大曲线的变化越来越趋于平缓.      

旋转地震学及其进展北大核心CSCD

在经典力学中,刚体运动需要用3个平移分量和3个旋转分量来描述。而传统地震学只观测平移运动,缺少对3个旋转分量的测量。旋转地震学是全面研究由地震、爆破和环境振动引起的地面旋转运动的一个新兴学科。