Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses

Studying seismic wave propagation across rock masses and the induced ground motion is an important topic, which receives considerable attention in design and construction of underground cavern/tunnel constructions and mining activities. The current study investigates wave propagation across a rock mass with one fault and the induced ground motion using a recursive approach. The rocks beside the fault are assumed as viscoelastic media with seismic quality factors, Q_p and Q_s. Two kinds of interactions between stress waves and a discontinuity and between stress waves and a free surface are analyzed, respectively. As the result of the wave superposition, the mathematical expressions for induced ground vibration are deduced. The proposed approach is then compared with the existing analysis for special cases. Finally, parametric studies are carried out, which includes the influences of fault stiffness, incident angle, and frequency of incident waves on the peak particle velocities of the ground motions.     

基于深度域地震成像的中沙海槽盆地东北部结构构造研究

文章基于叠前深度偏移地震成像分析, 结合前人重磁反演等地球物理资料成果, 对中沙海槽盆地东北部结构构造进行探索研究。研究表明: 中沙海槽盆地东北部发育新生代地层, 厚度在1500~2500m之间, 地层层速度为1500~ 3500m·s^-1, 不存在中生界沉积层, 盆地基底为海山或前寒武系基岩及岩浆岩隆起。中沙海槽盆地新生代陆源海相烃源岩丰富, 盆地新生界地层厚度大, 盆地凹陷、断裂发育, 具有一定的油气勘探潜力。     

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

昆仑山8.1级地震前中国大陆的构造应变背景

利用“网络工程”1998～2001年累积的1181个测站的GPS重复观测资料，采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场，用大地坐标在椭球面上计算各类应变场，详细分析了2001年昆仑山8．1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧)，鲜水河—安宁河断裂带次之。分析表明，昆仑山8．1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区，第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。     

浙西北江山─绍兴断裂带构造演化特征

江山—绍兴断裂带是中国南方最重要的构造带之一。它是江南陆块与华夏陆块神功运动形成的碰撞拼贴带。它表现出明显的多期变形、构造叠加的特征：神功运动形成近东西向平卧褶皱；印支运动沿断裂带有向北西强烈的推覆挤压。断裂带不同时期的活动反映了不同特征的构造环境，形成不同的构造变形特征，并对两侧的地质历史具有明显的控制作用。     

北秦岭晋宁期中酸性侵入岩带地球化学特征与构造环境

北秦岭侵入岩带中的中酸性侵入岩主要形成于晋宁旋回的中晚期阶段。主要岩石类型包括辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩、花岗岩和钾长花岗岩。岩石化学、稀土元素和微量元素地球化学研究证明,这些岩石主要形成于B型俯冲和碰撞造山的构造环境中,而钾长花岗岩形成于后造山的伸展阶段。据此,该侵入岩带揭示了北秦岭褶皱带在晋宁旋回中晚期阶段的演化过程。     

超基性岩中含铜、钴块状硫化物矿床——德尔尼铜矿成因新认识

长期以来对德尔尼铜矿的成因存在着不同认识。从矿石组成和结构、构造来看,应属典型的块状硫化物矿石,矿床亦应属于含铜黄铁矿型矿床。但从其地质产状来看又与一般的黄铁矿型矿床大不相同,与一般的岩浆熔离铜镍硫化物矿床也有较多差异。这就是本矿床类型独特之处。近年来通过工作又取得一些新资料,特别是超基性岩和矿石的同位素年龄数据。本文在综合新老资料基础上,提出新看法,认为该矿床形成于上地幔,再就位于地壳浅部。其成因类型暂定为:“深部熔离—构造侵位矿床”。鉴于本矿床与一般块状硫化物矿床相比有其独特性,建议命名为“德尔尼型”。     

南海北缘北东东向构造活动性研究

从地形地貌特征、重磁地球物理场、深部构造与断裂构造以及地震活动、震源机制等多方面论述北东东向构造是南海北缘的主要活动构造。对于长期以来认为新华夏系北东向构造是该区主要活动构造的观点来说，这是一种新的学术思想。     

Synthetic SH seismograms in a laterally varying medium by the discrete wavenumber method

Summary. We present a new method to calculate the SH wavefield produced by a seismic source in a half-space with an irregular buried interface. The diffracting interface is represented by a distribution of body forces. The Green's functions needed to solve the boundary conditions are evaluated using the discrete wavenumber method. Our approach relies on the introduction of a periodicity in the source-medium configuration and on the discretization of the interface at regular spacing. The technique developed is applicable to boundaries of arbitrary shapes and is valid at all frequencies. Some examples of calculation in simple configurations are presented showing the capabilities of the method.     

中国大陆科学钻探先导孔零偏VSP资料解释

用六级三分量检波器在中国大陆科学钻探先导孔中实施了零偏VSP测量.数据处理结果表明,中国大陆科学钻探孔区超高压变质岩石的地震波速度主要介于4500～7000m/s之间,显著高于一般的沉积岩地区,而且随深度变化不明显.声波测井速度系统地稍低于VSP层速度,可能是由于井壁处岩石的完整性受到破坏而造成的.地震波速度与岩石密度和岩性存在明确的对应关系,榴辉岩的密度和地震波速度均显著高于片麻岩类岩石;由榴辉岩退变生成的斜长角闪岩类岩石,其密度和地震波速度均呈现出较大的变化,主要与其退变质程度有关;超基性岩中的裂隙系统导致其密度和地震波速度大幅度下降.由于榴辉岩与其他岩石类型之间存在较大的波阻抗差异,因此用零偏VSP资料标定该区地震波的地质层位是有效的.关于地震波反射的原因,通过综合研究地震波(包括反射纵波、上行转换横波、井筒波)的特征、岩石速度和密度分布以及井径变化,认为主要是岩性分界面、韧性剪切带和断裂(带),但还有一些因素尚待进一步研究.