滇西地区地壳速度结构及其构造意义

使用2011年8月至2012年8月在南北地震带南段布设的密集流动地震台站记录的波形数据,采用绝对定位方法对滇西地区的1593个地震进行了初步定位,应用近震走时层析成像方法获得了滇西地区三维地壳P波速度结构。研究结果表明,攀枝花附近的高速异常从地表可一直延伸至中地壳,并在中下地壳深度与滇西北地区的高速异常形成大范围的高速块体。这一高速异常体对青藏高原物质向南逃逸起到一定的阻挡作用,可能是导致川滇活动块体北部次级块体快速抬升的重要因素。位于印度板块与欧亚板块俯冲边界的腾冲、保山地块在下地壳表现为明显的大范围低速异常,推测该低速异常与印度板块东向俯冲引起的地幔热物质上涌有关。金沙江-红河断裂带是川滇块体重要的南部边界,红河断裂带中段的弥渡至红河一带具有高速的地壳结构以及较弱的地震活动性,可能表明该区现阶段处于闭锁状态,是未来需要重点监测的地段之一。     

青藏高原及周边现今构造变形的运动学

青藏高原现今构造变形的定量化研究是理解其动力过程的基础 ,近年来高速发展的GPS(全球定位系统 )技术为测量大尺度现今构造变形提供了最有效的手段。我们利用青藏高原及周边的5 5 3个GPS观测数据给出了其现今构造变形的速度场 ,表明印度和欧亚板块之间的相对运动主要被青藏高原周边的地壳缩短和内部的走滑剪切所调整吸收。其中 ,喜马拉雅山系吸收了青藏高原总缩短量的 4 4%～ 5 3% ,北部的阿尔金山、祁连山和柴达木盆地吸收了 1 5 %～ 1 7% ,高原内部吸收了 32 %～4 1 %。青藏高原的“向东挤出”实际上是地壳物质的向东流动而不是刚性地块的挤出。这一地壳物质流动带在高原西部以地表张性正断层和共轭剪切走滑断层为特征 ,到高原中东部转换为巨型的弧形走滑断裂带 ,再到高原东北缘转换为地壳缩短和绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转。青藏高原的大尺度现今构造变形以连续变形为特     

川滇地区现代地壳运动速度场和活动块体模型研究

通过分析中国地壳运动观测网络的GPS数据得到川滇地区地壳水平运动速度场 ,由此划分活动块体并分析其运动特征。结果表明 :相对欧亚板块 ,滇中、雅江和中甸次级块体的顺时针转动速率分别为 0 37°± 0 16°/Ma ,0 84°± 0 39°/Ma和 0 90°± 0 39°/Ma ,造成块体间跨木里弧形断裂带约 3mm/a的SN向挤压、丽江 -大理断裂带约 4mm/a的EW向拉张和理塘断裂带约 6mm/a的近EW向拉张。鲜水河断裂带左旋走滑速率 8～ 10mm/a ,安宁河 -则木河 -小江断裂带左旋走滑 5～6mm/a。龙门山断裂带没有明显的地壳消减 ,而断裂带西北约 15 0km处有一形变速度阶跃带 ,右旋走滑速率 4～ 5mm/a。阶跃带两侧的岷山块体和阿坝地区逆时针转动速率分别为 0 13°± 0 0 8°/Ma和0 5 3°± 0 19°/Ma。鲜水河 -小江断裂带以南、以西地区 ,青藏高原物质的E向挤出和重力滑塌造成川滇块体东移 ,在东部相对稳定的华南地块的阻挡下 ,川滇块体沿鲜水河 -小江断裂带由东转向南运动 ,从而引起川滇块体内部各次级块体的顺时针转动     

渤海湾西南缘及其邻近地区地壳结构特征

利用2011年8月在渤海湾的探测剖面资料及其周缘地震测深剖面的结果,对渤海湾探测剖面的数据资料进行一、二维处理,计算和综合解释研究,获得了渤海湾西南缘及其邻近地区二维地壳速度结构和构造的基本特征、断层的空间展布特征和深浅部地质构造环境等.研究结果表明,沿剖面具有明显的层状结构,不同区域的地壳速度结构在纵向和横向上均具有明显的非均匀性.基底厚度由渤海湾附近向SW方向逐渐减薄,在220km桩号下方G界面的埋深为7.4km.中间层厚度变化较大,变化幅度达4.0kr.莫霍面由沿海向SW方向逐渐加深,变化幅度为2.0kr左右.     

塑性流动网络控制下川滇菱形块体及邻区构造应力场与地震构造

川滇地区位于中东亚塑性流动网络系统东南部 ,研究区内岩石圈下层含右向网带 6条和左向网带 16条 ,受其控制在多震层内形成相应的地震带。多震层和岩石圈下层的构造应力场在总趋势上基本一致 ,进一步证明了下层网状流动对上层的控制。沿网带以不同交角展布的发震断裂组成地震构造带 ,其中多数右向地震构造带已发育成熟 (视成熟度Λ≥ 0 .8) ,而左向带除大理 -通海和腾冲 -景洪两带接近成熟外 ,多数的Λ值显著小于 0 .8。“川滇菱形块体”因塑性流动网络的存在和块体边界的变迁 ,其现今构造和动力学涵义有待探讨     

青藏及邻区新生代火山活动及构造演化

青藏高原是现今地球动力学和地质演化研究的一个热点。该区火山活动受中 -新生代以来高原深部地球物理 -化学反应的控制 ,是多种因素相互作用所表现的形式和结果。本区既有富钾质的 (主导 ) ,也有富钠质的火山岩 (次要 ) ;既有喷发熔岩流 (主导 ) ,也有一些浅源上侵的次火山岩体 ;火山活动发育在古近纪、新近纪与第四纪 ,而最强烈的发生在中新世期间。本区钠质和钾质两类火山岩在形成环境和时代上有很大的差异 :前者一般发育在古新世—始新世 (6 0～ 4 0MaBP) ,而后者主要形成在渐新世—中新世 (30～ 10MaBP) ;存在着钠质—钾质—酸性次火山岩的演化过程 ;大体上可划分为西羌塘、北羌塘、可可西里、中昆仑、西昆仑等 5个火山岩省。本文对比了青藏高原及邻区甘肃礼县和云南三岩区 (金沙江北段、腾冲和滇东南地区 )新生代火山岩的岩石组合、同位素年代学以及地球化学特征 ,大量的证据表明 ,这些火山岩形成在原始地幔、或“壳 -幔过渡带”或陆壳基底等源区。在实际考察和综合研究的基础上 ,探讨了岩石圈的区域构造特征及其与高原隆升的关系等     

南海及邻域现代构造应力场与近代地壳运动及地壳稳定性研究

本文根据有限元法反演了南海及邻域现代构造应力场的基本特征,着重讨论了应力场与地震活动、火山活动、活动断裂和地壳升降运动等的相关性,并根据最大剪应力的数值将本区划分为极不稳定区(≥1.8×10~7Pa)、不稳定区(1.2×10~7Pa-1.8×10~7Pa)、次稳定区(6×10~6Pa-1.2×10~7Pa)和稳定区(<6×10~6Pa)等4个大区域的地壳稳定性分区。     

利用地形变观测量求解地壳水平应变场的方法

在前人工作基础上,初步研究建立了利用多种地形变资料联合求解地壳应变连续分布的方法途径和数学模型。包括利用多种地形变观测资料整体解算测区分单元的应变张量的最小二乘平差模型,以及借助最小二乘配置进行应变空间连续分布估计的方法,并给出了对临潼水平形变网监测资料的试算结果。     

GPS初步揭示的渭河盆地及边邻地区地壳水平运动特征h

利用中国地壳运动观测网络工程1999~2002年渭河盆地及邻近地区GPS观测资料，以及陕西省地震局2001~2002年的GPS观测资料，研究了渭河盆地及周邻地区地壳运动速度场. 结果表明, 渭河盆地及邻区的运动速率有明显的北东向条带状变化特征，鄂尔多斯块体南缘呈整体不连续性逆时针旋转运动，相对鄂尔多斯块体内部的榆林测点，平均速率约为5.7 mm/a；渭河盆地中部的彬县——西安——蓝田一线，两侧存在一个显著的左旋剪切带，其北部区域与铜川——泾阳——临潼——渭南小震频发区有较好的对应关系.      

利用活断层资料模拟中国大陆及其邻区晚第四纪地壳变形场

活动构造是现今大陆地壳变形的重要反映。文中对发育于中国大陆及其邻区的活断层资料进行了系统的收集和分析整理 ,并结合活断层定量研究对主要活断层做出了较为粗略的分类。在此基础上 ,借助改进的Haines方法 (即双三次样条函数 ) ,根据中国大陆及其邻区的主要活断层资料 ,推算得出将地壳变形看作连续变形情况下的中国大陆现今地壳变形的应变率场和速度场模型。模型与现今GPS观测结果可以较好地吻合。文中还针对模型计算结果对中国大陆各区的运动矢量变化特征进行了分析 ,并通过与GPS观测结果的比较 ,定量估算出次级断裂在地壳变形中所产生的影响     

南海及邻域现代构造应力场的数值模拟

将南海及邻域的现代构造应力问题视为弹性板的平面应力问题,用有限元法对现代构造应力场进行计算。以海沟俯冲带为主要边界,全区离散成1130个单元和612个节点。根据各单元的地壳厚度、P波速度、密度以及泊松比将区内地壳分成5种类型。考虑了4种外力作用方式,这些外力分别反映了印澳板块和菲律宾海板块对研究区的作用力大小和方向。将计算得出的最大主压应力方向与震源机制解的P轴方向进行比较,选择一种和后者符合最好的边界条件和计算结果作为可取模式,并分析了南海及邻域现代构造应力场的分布格局。     

平极长期漂移与地球平均下地幔黏性估计

利用9个国际纬度观测站的平纬长期变化序列,重新讨论并估计了平极的长期漂移,得到漂移的平均速率为(3.356“±0.142”)×l0-3/a,方向为西经78.7°±2.5°.进一步基于最新的ICE-4G冰期后地壳反弹模型,采用地球上8个冰盖的冰融参数,估计了理论的平极长期漂移方向为西经74.8°.由观测的平极长期漂移速率为约束,基于1066B地球模型,估计得到地球平均下地幔的黏性为vLM=(0.5-1.7)×1022Pa.s,表明vLM应具有近1022Pa.s量级,并认为地球平极的长期漂移很可能是由最近的21000年以来冰期后的地壳反弹所致.     

平极长期漂移与地球平均下地幔黏性估计

利用9个国际纬度观测站的平纬长期变化序列,重新讨论并估计了平极的长期漂移,得到漂移的平均速率为(3.356“±0.142”)×l0-3/a,方向为西经78.7°±2.5°.进一步基于最新的ICE-4G冰期后地壳反弹模型,采用地球上8个冰盖的冰融参数,估计了理论的平极长期漂移方向为西经74.8°.由观测的平极长期漂移速率为约束,基于1066B地球模型,估计得到地球平均下地幔的黏性为vLM=(0.5-1.7)×1022Pa^.s,表明vLM应具有近1022Pa^.s量级,并认为地球平极的长期漂移很可能是由最近的21000年以来冰期后的地壳反弹所致.     

JOINT INVERSION OF SURFACE WAVE DISPERSION AND RECEIVER FUNCTIONS FOR CRUSTAL AND UPPERMOST MANTLE STRUCTURE BENEATH CHINESE TIENSHAN AND ITS ADJACENT AREAS

The Tienshan orogenic belt is one of the most active intracontinental orogenic belts in the world. Studying the deep crust-mantle structure in this area is of great significance for understanding the deep dynamics of the Tienshan orogen. The distribution of fixed seismic stations in the Tianshan orogenic belt is sparse. The low resolution of the existing tomographic results in the Tienshan orogenic belt has affected the in-depth understanding of the deep dynamics of the Tienshan orogenic belt. In this paper, the observation data of 52 mobile seismic stations in the Xinjiang Seismic Network and the 11 new seismic stations in the Tienshan area for one-year observations are used. The seismic ambient noise tomography method is used to obtain the Rayleigh surface wave velocity distribution image in the range of 10~50s beneath the Chinese Tienshan and its adjacent areas (41°~48° N, 79°~91° E). The joint inversion of surface wave and receiver function reveals the S-wave velocity structure of the crust and uppermost mantle and the crustal thickness below the station beneath the Chinese Tienshan area(41°~46° N, 79°~91° E). The use of observation data from mobile stations and new fixed seismic stations has improved the resolution of surface wave phase velocity imaging and S-wave velocity structure models in the study area.
The results show that there are many obvious low-velocity layers in the crust near the basin-bearing zone in the northern Tienshan Mountains and the southern Tienshan Mountains. There are significant differences in the structural characteristics and distribution range of the low-velocity zone in the northern margin and the southern margin. Combining previous research results on artificial seismic profiles, receiver function profiles, teleseismic tomography, and continental subduction simulation experiments, it is speculated that the subduction of the Tarim Basin and the Junggar Basin to the Tienshan orogenic belt mainly occurs in the middle of the Chinese Tienshan orogenic belt, and the subduction of the southern margin of the Tienshan Mountains is larger than that of the northern margin, and the subduction of the eastern crust is not obvious or in the early subduction stage. There are many low-velocity layers in the inner crust of the Tienshan orogenic belt, and most of them correspond to the strong uplifting areas that are currently occurring. The thickness of the crust below the Tienshan orogenic belt is between 55km and 63km. The thickness of the crust(about 63km)is the largest near the BLT seismic station in the Bazhou region of Xinjiang. The average crustal thickness of the Tarim Basin is about 45km, and that of the Junggar Basin is 47km. The S-wave velocity structure obtained in this study can provide a new deep basis for the study of the segmentation of the Tienshan orogenic belt and the difference of the basin-mountain coupling type.     

基于多种GPS数据研究福建及其邻近海域1994-1997年地壳水平运动

为研究中国大陆东南部的边缘海动力学,基于中国大陆和福建区域的ＧＰＳ观测网 以及环绕中国大陆的ＩＧＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧＰＳ Ｓｅｒｖｉｃｅ）跟踪站在１９９４—１９９７年间的测量数据, 建立块体运动和块内变形两种力学模型,研究了福建及其邻近海域现今地壳水平运动速度场 和应变率场．结果表明：无论在中国大陆还是在中国大陆周边框架内,或相对于台湾而言,福 建及其邻近海域均整体地向着东南或东偏南方向,即指向海洋的方向作水平运动．运动平均 速率为１１．２±３．０ｍｍ／ａ（福建网）或１４．０±４．０ｍｍ／ａ（全国网）．然而在福建区域内还存在着 一种由海洋指向大陆内部的北西向运动,其运动平均速率为 ３．０± ２．６ｍｍ／ ａ．区域应变率场 主压应变方位为ＮＷ（ＮＷＷ）－ＳＥ（ＳＥＥ）．印度板块对欧亚板块的碰撞通过中国大陆内部各 块体间的侧向传递和菲律宾海板块对台湾（欧亚大陆东南沿）的仰冲与挤压,同时作用到福建 及其邻近海域。此种联合作用现今仍在继续进行中,前者的影响比后者更强烈,但前者形成的 速率场均匀,而后者不均匀。     

GEOMORPHIC FEATURES OF THE HEIHE RIVER DRAINAGE BASIN IN WESTERN QILIAN SHAN-HEXI CORRIDOR AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS

Using quantitative geomorphic factors for regional active tectonic evolution is becoming more and more popular. Qilian Mountains-Hexi Corridor which locates in the northern edge of Qinghai-Tibet plateau is the most leading edge of the plateau's northward extension. The uplift rate of all segments and the intensity of influence from tectonic activity are the important evidences to understand the uplift and extension of the plateau. Heihe River Basin is located at the northern piedmont of the western segment of Qilian Mountains, the development of the rivers is influenced by the tectonic activity of the Qilian Mountains, and the unique river morphology is important carriers of the regional tectonic uplift. Geomorphologic indexes such as hypsometric integral, geomorphologic comentropy and river longitudinal profiles were extracted by GIS tools with free access to the Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)DEMs, and according to the different expression of the geomorphological indexes in the Heihe River Basin, we divided the drainage basin into two parts and further compared them to each other. Recent studies reveal that obvious differences exist in the landscape factors(hypsometric integral, geomorphology entropy and river profiles)in the east and west part of the Heihe Basin. The structural intensity of the west part is stronger than that of the east, for example, in areas above the main planation surface on the western part, the average HI value is 0.337 8, and on the eastern part the HI value is 0.355. Accordingly, areas under the main planation surface are just on the contrary, indicating different structural strength on both sides. Similar phenomenon exists in the whole drainage basins. Furthermore, by comparing the fitting river profiles with the real river profiles, differential uplift is derived, which indicates a difference between west and east(with 754m on the western part and 219m on the east). Comprehensive comparison and analysis show that the lithologic factors and precipitation conditions are less influencing on the geomorphic factors of the study area, and the tectonic activities, indicated by field investigation and GPS inversion, are the most important element for geomorphic evolution and development. The variation of the geomorphologic indexes indicates different tectonic strength derived from regional structures of the Qilian Shan.     

新疆伽师及周围构造应力场区域特征探讨

在利用伽师及周围58次中强地震震源机制解对这一地区的构造应力场进行分析的基础上,结合系统聚类和应力场反演计算结果,对不同时期、不同区域应力场的变化特征进行了分析。该区域地震以走滑错动为主,柯坪块体逆冲作用更为明显。区域最大主压应力方向近SN,但不同构造背景下的主压应力方向存在着较明显的差异。乌恰-喀什地区P轴基本近SN向,但存在着由NW—SN—NE的随时间变化的过程;柯坪块体内部长期以来受较为一致的NW-SE向压应力作用;伽师震区P轴方向为NE-SW。1996年区域应力场方向开始发生明显的变化,P轴方位向NE偏转,倾角增大。结果表现出不同构造环境下应力场分布格局的特征或变化     

基于多种GPS数据研究福建及其邻近海域1994-1997年地壳水平运动

为研究中国大陆东南部的边缘海动力学,基于中国大陆和福建区域的ＧＰＳ观测网 以及环绕中国大陆的ＩＧＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧＰＳ Ｓｅｒｖｉｃｅ）跟踪站在１９９４—１９９７年间的测量数据, 建立块体运动和块内变形两种力学模型,研究了福建及其邻近海域现今地壳水平运动速度场 和应变率场．结果表明：无论在中国大陆还是在中国大陆周边框架内,或相对于台湾而言,福 建及其邻近海域均整体地向着东南或东偏南方向,即指向海洋的方向作水平运动．运动平均 速率为１１．２±３．０ｍｍ／ａ（福建网）或１４．０±４．０ｍｍ／ａ（全国网）．然而在福建区域内还存在着 一种由海洋指向大陆内部的北西向运动,其运动平均速率为 ３．０± ２．６ｍｍ／ ａ．区域应变率场 主压应变方位为ＮＷ（ＮＷＷ）－ＳＥ（ＳＥＥ）．印度板块对欧亚板块的碰撞通过中国大陆内部各 块体间的侧向传递和菲律宾海板块对台湾（欧亚大陆东南沿）的仰冲与挤压,同时作用到福建 及其邻近海域。此种联合作用现今仍在继续进行中,前者的影响比后者更强烈,但前者形成的 速率场均匀,而后者不均匀。     

福州盆地及其周围地区地壳深部结构与构造的初步研究

1986—1988年,福建省地震局在福州盆地及其周围地区完成了五条地震测深剖面:宁德—永春剖面;洪懒—宁德剖面;莲峰—福州（尚干）剖面;南平—永泰—平潭非纵剖面;并在宁德—古田—嵩口首次试验扇形剖面观测系统,结果表明,扇形剖面对确定断裂是有效的. 根据对地震波走时的正、反演计算,用理论地震图和射线追踪方法进一步修改和完善,得到了福州盆地及其周围地区地壳深部为高、低速相间的速度分布特征.地壳介质速度为6.40km/s,在中地壳普遍发育一层速度为5.80—5.90 km/s、厚度约5.0 km的低速层.Moho面深度30—33 km,福州盆地为一Moho面隆起区,隆起幅度达3.0 km.北西向断裂发育,其中,闽江断裂在纵剖面和扇形剖面均有明显的反映,并切割到Moho面2.0—3.0 km. 反射波谱频方法计算得到福州盆地地壳Q值仅120—150,比邻近地区明显偏低,中地壳低速层Q值为40—80,是一典型的低速—高导—低Q（高衰减）结构层,此层上界面埋深14—15 km,与居里面埋深较一致.这些结果为福州地区的地热资源远景预测和开发提供了地壳深部结构和某些地球物理场背景.     

中国及邻区震源机制解的分区特征

利用《中国大陆地壳应力环境基础数据库》收录的中国及邻区2660个地震震源机制解资料(数据截止到2003年底),在分析中国及邻区震源机制解及其分布特征的基础上,重点分析探讨了中国境内6级以上地震的震源机制解的分区特征:东北-华北应力区震源机制解水平最大主应力的优势分布方位为近EW向和NEE向,震源机制解类型相对较为单一,以走滑型为主。华南应力区水平最大主应力的优势分布方位为NW-SE向,震源机制解类型主要是逆断型和走滑型。新疆应力区水平最大主应力的优势分布方位为近SN向,类型也主要是逆断型和走滑型。在青藏高原南部应力区,震源机制解水平最大主应力方位的分布相对比较集中,优势方位为近SN向,类型基本上只有走滑型和正断型2类。而在青藏高原北部及北东边缘应力区,水平最大主应力方位变化较大,震源机制解类型以走滑型为主,同时还有一定数量的正断型和逆断型震源机制解