地震面波与重力联合成像分析苏拉威西周缘壳幔热-流变学结构

苏拉威西岛位于苏拉威西海、班达海之间,是研究海陆耦合、俯冲后撤等地球动力学问题的重要地区.本文利用这一地区24台宽频带地震台站记录的地震面波和背景噪声数据中提取出的面波频散数据和来自卫星的重力异常数据,开展了地震面波与重力联合层析成像反演,获得了苏拉威西周缘地区深至240 km深度的三维V_S速度模型.基于三维波速模型,本文利用热-流变学方法,计算了该区岩石圈底界的热流变学边界层厚度、黏性变化特征,结果表明：(1)苏拉威西岛岩石圈流变边界层东南厚、西北薄,这可能导致新生代苏拉威西岛在陆壳碎块位移与重组过程中,岛东支的东部北向速率最大,岛北支西部北向速率次之;(2)北苏拉威西海沟俯冲后撤板片上覆地壳对应S波波速低值异常区,可能代表了富含流体的软弱板片,推测苏拉威西俯冲带是一个慢速俯冲带,且后撤过程不连续.     

华南陆缘高热流区的壳幔温度结构与动力学背景

华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来,在太平洋板块西向俯冲,地幔热对流活动共同作用下,该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上,本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数,计算了壳-幔温度结构,分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带,地壳10 km以浅温度达200℃以上,居里点温度475℃,莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热,花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源,但地壳总体温度不高,为"冷壳热幔"型热结构.地幔中,90 km深度,温度950~1250℃;120 km深度,温度1050~1400℃;150 km深度,温度1200~1450℃;220 km深度,温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间,西深东浅.岩石圈内,地幔应力场为挤压-伸展相间格局;岩石圈之下,地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为,晚中生代以来,太平洋板块的西向俯冲,导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动,在175~85Ma期间,上地幔物质向上流动,形成不同的岩浆活动高峰期.同时,岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响,含水量高,黏度小,在地幔流切向应力场作用下,岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件,但除地表浅层外,地壳整体温度不高,岩石圈构造稳定.     

珍贝—黄岩海山链热-重力均衡动态调节机制

珍贝—黄岩海山链作为我国南海的残留扩张中心, 对其研究具有重要的科学意义. 本文运用均衡学方法, 通过重力异常数据反演了过珍贝—黄岩海山链剖面的地壳界面变化, 同时计算了岩石圈热结构状态, 在此基础上建立了珍贝—黄岩海山链的岩石圈地温结构模型. 通过均衡分析方法, 对剖面上测点的海底地形数据进行了热均衡和重力均衡分析, 得到了热均衡和重力均衡形变量. 结果表明, 在珍贝—黄岩海山链高热流区域, 热均衡作用可以产生最大约0.55 km的形变, 其重力均衡形变范围为0.77—1.89 km. 热均衡通过改变海底地形和地壳物质密度不断作用于重力均衡, 重力又反过来作用于热均衡, 形成了热均衡-重力均衡动态调节机制.      

南海西缘走滑带中南段的热模拟研究

南海西缘以走滑断裂系统为特色,是南海各陆缘中结构构造最复杂、研究程度相对欠缺的海陆构造边界。针对南海西缘走滑带的热效应研究程度低、而该走滑带又对周缘含油气盆地的形成和演化意义重大的现状,对西缘走滑带中南段进行了热模拟研究。通过模拟软件Comsol计算西缘走滑带中南段在距今约30Ma时间尺度下因走滑摩擦生热而产生的温度和热流,结果表明,中南段越东-万安断裂在距今30Ma时间尺度下、70km深度范围内,由于走滑摩擦而产生的最高温度约为434℃,产生的最大热流约为55mW/m~2,而南段卢帕尔断裂在相同的时间尺度和深度范围内,由于走滑摩擦而产生的最高温度约为300℃,产生的最大热流约为40mW/m~2,与实测结果相比,误差控制在15%以内。该热模拟研究结果为研究西缘走滑带周缘新生代盆地中烃源岩的热史及成熟史提供了基础理论依据,对走滑带周缘盆地的油气勘探潜力评价具有一定意义。     

新沂台前兆异常与射阳4.4级地震的关系及其预测、跟踪分析的研究

本文总结了射阳M_S 4.4地震前新沂台地电阻率、短水准资料的变化,认为:①在震前,新沂台地电阻率、短水准资料存在较为明显的地震异常;②前兆异常变化与预测地震的发震时刻、震级对应性较强。通过数据跟踪,认为造成预测地点错误的主要原因,是震前对地电阻率的对比分析结果认识不足以及对新沂台地电阻率N45°E向资料变化认识不足或错误。如能再结合测震学参数等资料进行综合分析,预测地点可能更为准确。     

江宁台井下地电阻率变化初步分析

江宁台附近地铁可能对地电阻率观测的干扰较大，通过提取江宁台井下地电阻率夜间数据来分析其变化并探讨机理。结果表明：①江宁台井下地电阻率具备一定地表浅层抑制干扰能力，主要干扰源为地铁；②夜间1~3时数据突跳与地铁不定期维护有关；③井下地电阻率观测NS（AB=1000m）和NS（AB=200m）2018年10月开始出现快速下降变化后，江宁台周围地震强度明显增强，认为该变化与S340公路金属护栏无关；④井下地电阻率长趋势下降变化与周围深井水位变化一致，反映了周围区域应力调整的变化；⑤井下地电阻率观测EW（AB=200m）在安徽无为M_L 4.1地震前出现的"U"型变化与新建S340公路无关；⑥江宁台井下地电阻率共观测到5次"U"型变化，认为与地震有关的可能性较大。     

基于土地利用的县域主体功能区划分研究——以湖南省北湖区为例

在城镇化进程加快、区域土地结构急剧变动的背景下,以土地利用为研究对象,从资源环境承载力、现有开发强度和发展潜力三方面,选取13个指标构建主体功能区划分指标体系,运用熵值法、多目标线性加权函数法等数理方法对县域主体功能区进行分区研究。以湖南省北湖区为例,进行了实证研究,划分为优化开发区、重点开发区、适度开发区、限制开发区、禁止开发区五类主体功能区,并结合当地实际,提出了各功能分区土地利用的主导方向与建设策略。     

鲁西隆起重磁异常特征及其构造活动性分析

通过对鲁西隆起区重磁资料的分析和反演计算,研究了沂沭断裂带、齐河—广饶断裂带、聊城—兰考断裂带、丰沛断裂带以及地块内部断裂的重磁异常、莫霍面和居里面深度特征,并讨论了鲁西隆起的地质构造特征和构造活动性.结果显示:鲁西隆起基底广泛出露,沉积层主要分布在由断裂下降盘控制的凹陷内,区内断裂深度达20 km以上,其中蒙山断裂深入至上地幔,控制了蒙山金伯利岩型金刚石矿的产出;鲁西隆起区莫霍面深度为30—35 km,整体呈向西开口的箕形,地块中部地壳厚度较厚,除西侧地壳呈阶梯状增厚外隆起地块四周地壳逐渐减薄;居里面深度介于20—33 km之间,中部地区较深,为整体稳定的地块,断裂带分布位置对应于居里面梯度带;地震活动主要集中于断裂带与莫霍面梯度带交会区以及断裂带上的居里面突变区.      

苏拉威西岛北部左旋走滑与俯冲后撤的动力学分析

苏拉威西岛北部属于马鲁古海板块,其主体是北苏拉威西海沟俯冲带与帕卢-科洛左旋走滑断裂所围限的岛北支和岛东支。大约5 Ma前,苏拉群岛沿Sorong断层与苏拉威西岛东支碰撞,导致北苏拉威西海沟俯冲后撤,引起了岛北支顺时针旋转约20°～25°,同时,西侧的帕卢-科洛断层发生了约4 cm/a的左旋走滑。本文利用综合地球物理方法,计算了该区三维温度、速度、黏性特征,认为：苏拉威西岛北部在左旋走滑、俯冲后撤过程中,地壳以脆性变形为主,但由于北苏拉威西海沟俯冲带在地壳内形成南向倾斜的软弱层,Moho面和地形“镜像”区域内形成脆、韧变形共存的组合。地幔变形为韧性变形,深度约100 km的上地幔低速流变层是地幔韧性变形的主控层位。在周边板块边界不断移动的动力学背景中,苏拉威西岛北部在地壳尺度以收缩-伸展变形为主,在岩石圈尺度以旋转变形为主。     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区。为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构。结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60℃·km-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市凹陷地壳地温梯度高于平均值,是地热地质条件较好的构造分区。咸阳、西安之下,上地幔存在向南下倾的高温带,咸阳北侧约175 km深度是一个温度大于1500℃的高温区;其上,莫霍面、居里面上隆,形成高温基底,加热沉积地层中的地下水。富平、渭南之间,上地幔存在“下沉”低温区,低温区北、南两侧约175 km深度分别对应温度大于1450℃的高温区;高温区之上,莫霍面、居里面上隆,形成聚热中心,为地表地热资源提供稳定热源条件。总体上,关中盆地新生代潜水受莫霍面、居里面上隆带入的地幔热量传导加热,热物质随莫霍面、居里面向上抬升,是盆地中、低温地热田的深部热源。上地幔流变边界层控制研究区重要的构造活动,此边界层受周缘构造带不同动力作用,在重力均衡调整过程中,导致深大断裂活动,进而引起地壳深、浅部水体沿断裂带热对流,形成带状分布热泉。