南海高分辨率岩石圈有效弹性厚度及其影响因素分析

南海构造环境复杂，海盆内海山规模不一，为了探究南海岩石圈强度的影响因素及其与海山演化的联系，本文利用Parker Oldenburg法计算得到地壳密度分布并结合基于小波变换的导纳法计算南海岩石圈有效弹性厚度(简称T e)，提高了计算结果的准确度和分辨率。南海大洋岩石圈T e整体较小，分布在0~16 km范围内。南海T e与居里点深度和热流点相关性高，说明岩石圈强度受温度结构影响强烈，海山T e值与海山加载时岩石圈年龄未表现出相关性，表明岩浆活动等热异常会削弱岩石圈强度。     

基于小波多尺度分析的奇性指数：一种新地震属性

传统的地震解释主要是观测地震振幅及相位的变化，但是地震振幅也会掩盖地下介质中真实的地质情况.在许多情况下，重要的地质信息可能是通过与振幅特征无关的奇异性参数来传递的.本文提出奇异性指数，即Hlder指数α（又被称为Lipschitz指数），可以作为一种新的地震属性，它能够准确反映数据中的奇点的位置和奇异性强度.Hlder指数α是对某一点上或某一点周围很小的范围内的奇异性强度的度量，大的α值表示低的奇异性（或高的正则性）.研究表明α可以作为一种自然的能够精确刻画地层边界的地震属性.本文根据这一思想，对合成和实测的地震数据进行了小波基础上的多尺度分析研究，结果表明由本文的算法得到的α提高了对地层边界划分的能力，而这些地层界面在传统的地震振幅显示则不明显.     

地铁列车振动作用下交叠隧道的三维动力响应

通过数值计算方法研究了地铁列车振动荷载作用下,由左右平行隧道过渡到上下平行隧道情形下的三维弹性动力响应。建议了三维情形下列车动力荷载的施加方式,对隧道结构变形特征以及振动加速度响应特征进行研究。计算表明,在拱底中央位置处,模型中部断面的位移峰值比起始段的位移峰值有一定减小,而其加速度峰值则变化不大;双列列车交会动载作用下的位移峰值比单行动载作用下的位移峰值要大,而相应的峰值加速度则出现得要早。     

日本南海海槽斜坡盆地重力流沉积特征及其对俯冲构造的响应

南海海槽是全球大地震发生频率最高的地区之一,该地区增生楔上斜坡盆地内的重力流沉积记录了多分支断层及大地震活动历史.利用国际综合大洋钻探计划(IODP)314-316航次岩心-地震-综合测井资料,在详细分析南海海槽增生楔上斜坡盆地内重力流沉积特征基础上,阐明了其对多分支断层和大地震活动的响应机制.研究结果表明,南海海槽增生楔上斜坡盆地内依次充填了楔形块体流、峡谷和表层块体流沉积:楔形块体流形成于多分支断层活动早期,表现出北厚南薄的楔形特征,反映了多分支断层的持续活动的特征,沉积物中富含的粗颗粒泥质角砾岩反映了早期多分支断层剧烈活动的特征;峡谷系统由密集峡谷,大型块体流和轴向峡谷组成,主要受到多分支断层耦合造成斜坡变陡、区域地层孔隙流体压力增大和盆地不均衡抬升的影响;表层块体流位于盆地顶部,由多期次弱振幅块体流叠加组成,现今海底表面表现为大量“马蹄形”的垮塌地形,这些相对短期内广泛分布的块体流应该是由地震引起的地表震动触发的.斜坡盆地内重力流沉积特征反映了多分支断层活动历史以及大地震的发生过程:即1.95~1.55 Ma,多分支断层形成初期活动剧烈,逆冲活动造成了断层上盘沉积物垮塌,楔形块体流沉积在斜坡盆地底部;1.55~1.07 Ma,多分支断层西部耦合,导致斜坡盆地出现东高西低的构造格局以及盆地西部区域楔体和断层处能量的集聚;1.07 Ma至今,断层处能量间断释放,引发多次大地震.      

中国东部及邻近海域磁异常数据所揭示的深部构造

通过对中国东部及邻近海域磁异常数据的化极和上延处理,全面分析了不同构造块体和区域深大断裂的磁异常特征和空间展布,并在此基础上,通过计算化极后的磁异常数据的径向平均振幅谱,反演计算出区域居里等温面的深度分布．研究发现磁异常的化极和上延处理有效地增强了区域构造带（大别造山带、郯庐断裂、钓鱼岛隆起等）的边界特征．计算得到的居里等温面深度在19．6～48．9km之间,平均深约31．7km,下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地的居里等温面明显较深,最深可达35km左右,而其周围区域的居里等温面深约25km,表明了下扬子地区的苏北盆地和南黄海盆地在构造演化以及基底岩性和结构上的独特性．从区域上看,沉积盆地（苏北盆地、南黄海盆地、东海陆架盆地）的居里等温面一般较深,而周围隆起区（钓鱼岛隆起、浙闽隆起）的居里等温面一般较浅．在火山活动区（琉球岛弧、济州岛周围）以及沿江绍断裂海域部分居里等温面隆升非常明显,表明来自深部强烈的岩浆或其他地热活动．     

华北地区地震活动与地壳热结构关系研究

本文应用双差定位法对2009—2015年华北地区发生的地震进行了重新定位, 共得到6225次地震的精确定位结果. 结果显示, 重定位后的小震更加集中分布于断裂附近, 震源深度多为5—15 km. 利用基于三维分形磁化模型的中心点法获得了华北地区的居里点深度并计算了磁性层的平均地温梯度, 进而利用随温度变化的热导率一维稳态热传导方程获得了华北地区的地壳温度结构． 结果显示: ① 除张渤地震带中东部地区以外, 大多数地震均发生在地温梯度较小的地方; ② 1966年邢台M_S7.2地震和1976年唐山M_S7.8地震均发生在地温梯度较小的地方, 二者发生的温度约为200℃—300℃; ③ 大多数M≥2.0地震发生的温度为100℃—500℃, M≥4.0地震发生的温度多为200℃—400℃． 这些温度与实验室地壳岩石脆-塑性变形过渡区的温度测量值相当, 表明华北地区的地震多发生在地壳脆-塑性变形过渡区．      

设定琉球海沟发生罕遇地震评估我国东南沿海地区的海啸风险

根据构造相似条件分析,琉球海沟与日本海沟、智利海沟、印尼巽他海沟一样具备发生9级罕遇超巨大地震的可能。在对近几年来全球发生的超巨大地震参数及构造对比分析的基础上,设定琉球海沟9.0级地震参数,并将其引发的海啸进行数值模拟研究。结果表明,该地震可引发初始波高为8m的海啸,台湾东北部半小时后遭受10m以上海啸,3~4小时左右传至浙南、闽北沿岸,近岸各处波高在1~2m;5小时左右传至浙北、粤北沿岸,浙江近岸各处波高在2m左右,广东沿海、台湾海峡由于台湾岛的正面阻挡,海啸波高低于50cm;8小时后靠近上海海岸线,最大波高约1m。海啸的上岸高度与海岸附近的海深和海岸线的形态密切相关,我国东南海域地形变化复杂、海湾众多,对海啸波有放大作用,模拟结果可能比实际海啸偏小。我国沿海地区分布着不少已建和在建的核电厂,在核电设计时未考虑海啸,一旦发生这种罕遇地震海啸则影响不可忽视,尤其是若与风暴潮、天文大潮叠加则可能出现严重后果。由于核电安全要求万无一失,故须制订有效预警和应对措施。     

青藏高原东缘地震活动与居里点深度之间的相关性

本文选取不同的地壳速度分区模型,应用双差定位法对2008—2017年发生在青藏高原东缘的地震进行了重新定位,共得到4921个精确定位结果.重定位后的地震更加集中分布于龙门山断裂带、鲜水河断裂以及四川盆地南缘,震源深度多为5~20 km.根据NGDC-720地磁场模型计算了青藏高原东缘的三分量磁异常及其梯度张量,重定位后的大多数地震位于负磁异常区域以及四川盆地西南缘的强-弱磁异常边界.基于三维分形磁化模型获得了青藏高原东缘的居里点深度,并计算了磁性层的平均地温梯度,进而利用一维稳态热传导方程获得了其地壳温度结构.结果显示青藏高原东缘大多数地震均发生在居里点深度较大、地温梯度较低的区域.大多数M≥2.0地震震源区温度为100~500℃,M≥4.0地震震源区温度多为200~400℃.2008年汶川M_S8.0、2013岷县M_S6.6、2014年鲁甸M_S6.5以及2017九寨沟M_S7.0地震震源区温度均为300℃左右,而2013年芦山M_S7.0地震震源区温度接近约400℃,更多地受控于龙门山断裂带与鲜水河断裂交汇处的局部构造应力场异常.     

日本南海海槽俯冲增生楔前缘的构造变形特征

对增生楔不同压力—温度条件下的构造变形、流体活动、沉积特征、岩石物性和化学组成等多方面的直接观测,可以帮助分析俯冲带地震的蕴育和发生的环境与机理。通过参加IODP的日本南海海槽发震带研究项目(NanTroSEIZE)第一阶段316航次所收集到的大量第一手数据和资料,分别在4个站位上(C0004,C0006,C0007,C0008)对日本南海海槽增生楔前缘岩芯尺度上的构造变形进行了详细分析,并且讨论了岩芯尺度上的构造变形与增生楔中大尺度的非序列分支逆冲断层和前缘逆冲断层的构造变形之间的关系。发现逆冲变形不是只在大尺度的逆冲断层面上进行,而是弥散分布在主逆冲断层面、次级逆冲断层面以及断层面之间的更小的尺度上。小尺度构造的倾向与大尺度断层的倾向有较好的一致性,表明它们是在相同的应力场下所形成的。在增生楔浅部高角度的正断层比较发育,显示张性应力场特征,同时所获得的岩芯尺度上的地层倾角较大并倾向与反射地震以及区域地质分析结果非常吻合,而在深部,特别是在大尺度逆冲断层发育带附近,各种类型的断层、滑移变形带、节理等非常普遍,同时层理与劈理的产状的复杂变化更多地受控于复杂的逆冲断层带的作用。     

东海深部地层时深转换关系的分段优化拟合

在将钻井垂直地震剖面(VSP)数据的时深拟合公式应用于深部地层的时深转换时,拟合深度与计算的层速度常常不够准确。本文首先利用多项式和幂函数给出了东海陆架盆地中部某凹陷41口钻井VSP数据的时深拟合公式,并用双程旅行时(TWT)最深达8 s的三维地震速度体数据与多道地震剖面对拟合公式在深部地层的适用性进行分析。在TWT为8 s时,速度体数据表明41口钻井位置的平均深度为18 140 m,平均层速度为6 208 m/s,二次多项式的平均拟合深度较之偏高9.2%,计算的层速度偏高36.2%,幂函数则分别偏低28.9%与35.6%,拟合效果都不理想。对此,本文采用通过识别VSP数据的增速拐点并对增速拐点前的VSP数据进行二次多项式拟合,对增速拐点后的VSP数据进行幂函数拟合的分段拟合模型,将TWT为8 s时的平均拟合深度和层速度的误差降到3.3%与4.7%。地震剖面显示研究区莫霍面深度约为TWT=11 s,分段拟合模型在TWT=11 s的平均拟合深度为27 516 m,层速度为7 334 m/s,更接近前人研究成果,表明该模型能显著提高深部地层时深转换的精度。