利用地震矩张量与GPS资料推算中国大陆现今地壳运动能量分布特征

在一次地震轮回时间段内,对于某个相对统一和完整的体系,应变能的积累与释放基本等量.地震资料得到的地壳变形场是现今地壳应变能已得到释放后的一种表现,而GPS资料得到的地壳变形场中则既包含地壳应变能量的释放量,也包含积累量.结合中同大陆及其邻区的地质构造与活动地块分布特点,将研究区划分为32个独立的分区.在此基础之上,利用地震和GPS资料分别计算得到了两组单位体积能量积累率,并对其进行了比较分析.研究表明,本次地震轮回中大多数区域的地壳应变能量已基本释放完毕,我国境内只有青藏北部、川滇、昆仑、阿尔金等儿个地区的地壳应变能量积累偏高,仍具有发生较强地震的可能性,是今后地震预测研究应该重点关注的地区.     

青藏高原下地壳热变形和管道流研究

本文应用地球三维成像方法和现代物理学的理论,来说明青藏高原下地壳管道流形成的原因和条件。根据区域重力资料提取的地壳三维密度成像的信息,进一步探讨了青藏高原地壳低密度扰动带反映的地质构造。应用地壳三维密度图像,分析了青藏高原下地壳为什么会形成管道流的原因,圈定了下地壳管道流所在位置。通过连续介质物理学的理论分析了热变形带如何引起下地壳管道流的机制,给出通过密度扰动计算了下地壳热应变率的方程式。结果表明,青藏高原下地壳管道流的热应变幅度大约为15.5mm~3/a。按照方程式和下地壳的密度扰动数据计算了青藏高原下地壳热应变幅度分布图。图中正热应变幅度代表热膨胀,负热应变幅度代表冷收缩;下地壳管道流随应变率从高向低流动。下地壳岩石热应变率最高处指示下地壳管道流的源头,位于喀拉昆仑断裂东侧与雅鲁藏布至班公—怒江缝合带的连接区段,和雅鲁藏布缝合带北侧的拉孜—林芝段。从喀拉昆仑断裂东侧源头的下地壳管道流主要流向北东和北西两个方向。从雅鲁藏布缝合带北侧源头的下地壳管道流主要流向北东到理塘—雅江和滇北地区,然后又分为南北两个方向分流。下地壳管道流位置或可向上挤出到中地壳,引起青藏高原重力不均衡和山脉隆升。同时,三维密度成像的结果支持下地壳流牙膏式向上挤出的蠕动模式。     

大陆中部地壳应变局部化与应变弱化

大陆岩石圈流变学研究是构造地质学学科发展的必然,也是发展板块构造理论、探索大陆板块内部变形与动力学演化的核心问题。大陆中部地壳是大陆岩石圈中一个具有特殊性的圈层,其主要成分以花岗质岩石为代表,位于岩石脆-韧性转变域。在中部地壳层次上,岩石既具有脆性变形特点,又具有韧性变形属性,而且常常表现出多种流变强度。研究成果显示,中部地壳岩石流变具有许多特殊性:1)应变局部化是中部地壳流动最为典型表现形式;2)存在大陆地壳多震层:多震与强震,显示出中部地壳既弱又强的流变学属性;3)液/岩反应强烈,流体相直接影响着岩石的流变性;4)在许多地区存在有地球物理异常体(低速高导体)。大陆中部地壳应变局部化是板块相互作用过程中地壳层次上应变积累与集中的重要表现。在宏观尺度、中小型尺度和微观尺度上都有着重要的构造特点。地壳岩石的应变弱化,是诱发应变局部化的主要机制。多种形式的水致弱化(包括液压致裂、反应弱化、水解弱化等)与结构弱化(包括细粒化、晶格取向、成分分带性等)对于应变局部化具有重要的贡献。大陆地壳岩石流变学、中部地壳弱化与应变局部化研究,是未来岩石圈流变学研究的重要方向。     

晋中盆地构造变形与地裂缝活动GPS监测分析

基于“数字地震网络工程”2007~2010年GPS监测数据,获取了晋中盆地现今地壳形变特征,并进一步利用椭球面块体应变模型研究了晋中盆地现今地壳应变场特征,据此分析了其与地质灾害发生的内在关系,揭示了盆地内地质灾害多发的成因.研究结果表明:晋中盆地现今地壳整体朝南东向运动,在盆地中部清徐—太谷区域表现出明显的拉张运动;晋中盆地现今地壳应变场整体以NW-SE向拉张为主,其中清徐—太谷、介休是应变高值区也是地震、地裂缝灾害多发区,最大主张应变量达1.8×10-6/a,且区域拉张应变方向与地裂缝呈近似垂直关系,进一步证实了晋中盆地地裂缝的强构造属性.     

韧性剪切带与金矿的关系

韧性剪切带一般认为是在地壳深部普遍存在的具强烈塑性流变和剪切应变的高应变带,有人称之为韧性断层。韧性剪切带的演变贯穿于地质作用的全过程,并且自始至终地显示在地壳变形各阶段,对于深入揭示地壳变形规律及机制,对地壳变形的认识提供了重要信息,这是研究韧性剪切带的主要理论意义。近些年来,人们在找矿实践中不断发现韧性剪切带对     

北京西山的深部韧性滑脱剪切带

通过对中朝板块北缘的北京西山地区的变形相和“a”型褶皱、箭鞘褶皱、拉伸线理、布丁等微形构造的研究,通过对该区石英、白云母、方解石、透闪石等矿物塑性变形及旋转应变的研究,通过对岩石组构、变形、变质作用及有限应变的分析,认为在北京西山存在一条以震旦系下马岭组为主滑脱面的地壳深层韧性滑脱剪切带,变形机制为简单剪切,运动方向自东往西。北京西山这一高应变构造带的发现为研究北京西山以至整个地台区地壳深部构造形式及动力学问题提供了重要信息。     

闽南区域地壳稳定性分区及其特征

通过一系列区域地壳稳定性背景资料的分析，以地壳结构、深断裂、活动断裂、第四纪升降速率、大地热流值、布格异常梯度、地壳应变能量、地震最大震级、基本烈度等综合指标，将闽南区域的地壳稳定性，自西而东划分为稳定区、基本稳定区和次稳定区。     

新疆觉罗塔格韧性变形带应变结构及其动力学意义

应变结构(Strain texture)指韧性变形带岩石应变行为和与其所导致的变形带地壳应变效应之间的相互关系。      

云南高黎贡山典型斜长角闪岩地震波速、各向异性及其晶格优选定向的研究

斜长角闪岩和角闪岩相变质岩石是大陆中—下地、岛弧深部地壳以及俯冲大洋地壳中最重要的组成岩石之一,查明目前地壳中斜长角闪岩的体积含量、空间分布及其应变状态对于深入研究大陆地壳的形成与演化过程极其重要.笔者等实验测量了云南高黎贡韧性剪切带典型变形斜长角闪岩7个关键性方向上的地震(P和S波)波速随静水围压(0～600 MPa)的变化规律,并利用电子背散射衍射(EBSD)技术测定了主要造岩矿物角闪石、斜长石和石英的品格优选方位,查清斜长角闪岩中地震波速各向异性与剪切波分裂的成因,确定斜长角闪岩中有限应变椭球与波速椭球的对应关系,为今后利用原地地震波速的各向异性调查地壳深部区域构造应变场提供必要的实验和理论基础.     

韧性剪切带研究现状及发展趋势

韧性剪切带(ducitile shear zone)又称韧性断层,它是一种呈带状展布的发育在地壳一定深度下的高应变带,是地表脆性断层向地壳深部延伸部分,与地表脆性断裂组成断裂的双层结构模式。      

造山带的网结状构造样式

网结状构造样式是造山带地壳结构的一个重要特征,表现为线状强应变带与夹持其间的透镜状弱应变域规律组合格式。这种网结状型式在几何学上具有尺度不变性,并具三维特征,理论分析和实际观察指出,这种网结状构造样式,是在应变软化作用及变形分解作用控制下递进发育而成的,而造山带地壳结构的不均一性、组成造山带岩石的流变学特征以及变形物理环境,又是控制应变软化及变形分解作用的主要因素。     

秦岭造山带根部地壳结构及流变学演化

在地质和地球物理资料基础上，运用物理学观点，研究和分析了秦岭造山带根部－大别前寒武纪变质地体的三维结构及流变学演化历史，通过现代及中－新元古代时期地壳流变学剖面的构筑，强调地壳流变学分层性及变质变形分解作用对中下地壳结构及地球动力学演化的控制作用，线状强应变带与透镜状弱应变域的规律组合，是秦岭造山带及其根部地壳结构的基本样式，并具尺度不变性，将古老中下地壳近３Ｇａ的流变学演化历史划分为７个阶段。它     

亚洲中东部岩石圈下层网络状塑性流动与应变场

在板块边缘驱动力的挤压作用下,岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）塑性流动网络的共轭角随着变形的增大而由初始的直角变为钝角,因此,可根据共轭角的增量推测应变的大小,并给出该层的应变场,亚洲中东部所含3个塑性流动网络系统的研究表明,岩石圈下层的应变场控制或影响着上部地壳的构造变形和地形起伏,表现在应变“凸锋~”与地形凸峰之间的相互对应以及“稳定”块体的低应变效应和应变的波动传播,网络共轭角推测应变的方法为认识板内应变场和构造变形提供了新的途径。     

关于深部地质研究的几个问题(续)

三、岩石圈的研究目的和意义是什么?答:岩石圈的研究是一项基础研究,其主要目的在于:查明地壳的结构和构造,了解地壳的成因和演化.岩石圈的研究可分成以下课题:岩石圈结构与物理地质;地壳的应力状态;应变积累和释放;隆起和下沉;岩石圈板块的运动和内部变形,以及岩浆的生成、侵入和喷出.由于大陆上每一次构造活动均留下了它本身的痕迹,因此造成多次重叠的褶皱、断裂和块状构造.那么利用大洋地壳和上地幔     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应———构造矿震     

石英显微变形机制及流变学特征研究进展

石英是组成地壳的主要矿物之一,其物理性质与地壳的变形行为及流变学属性密切相关,因此石英的显微变形机制及流变学特征研究意义重大。随着石英显微变形机制及流变学属性实验学研究的深入,我们对石英在地壳变形过程中重要作用的认识也随之提升。本文从石英结构入手,对升温过程中石英主滑移系的转换进行了总结,并且升温过程中显微变形机制也发生了改变,对流变学内涵也不同,所以分述了石英的主要变形机制,及其流变学参数;由于应变局部化为地壳变形的研究热点,并且石英对应变局部化具有一定的指示意义,所以本文对石英在应变局部化过程中的表现进行了深入讨论。考虑到地壳变形的研究过程中,石英不常作为单矿物发生变形,所以本文对多相矿物的变形表现也进行了讨论。最后我们将简单介绍一些现今主流的石英显微变形机制的研究手段。     

GPS观测与数值模拟揭示的滇西北地区地壳形变特征及主要断层运动变化

滇西北地区地质构造复杂,强震孕育背景显著.本文利用滇西北地区不同期次(1999～2007期、2013～2018期)GPS观测数据解算地壳应变率场,分析地壳应变率场的动态演化特征.以不同期次GPS观测数据作为边界约束,利用二维有限元接触计算,模拟给出滇西北主要断裂带运动学特征与应力积累速率的变化;并结合汶川、芦山等历史强震和近场跨断层观测等资料,探讨滇西北地区地壳变形特征及其变形机理.结果表明:滇西北地区现今地壳变形特征表现为近东西向的拉张和近南北向的挤压,同时还叠加了南西—北东向的剪切变形,地壳应变率场在不同时段经历了动态调整,但最大主压应变方向在两个时段未发生改变,为NNW向.汶川地震前,滇西北地区主要断裂带的运动速率、运动性质与现有地质、形变结果较为一致;汶川、芦山等地震后,部分断裂带的运动性质与受力状态发生变化,本文分析认为与汶川等远场强震及断裂带近场中强震的发生有关,这些地震对滇西北地区局部应力场产生一定的影响,是部分断层运动性质发生变化的原因之一.     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应－构造矿震。     

羌塘盆地岩石有限应变及地壳缩短分析

地处青藏高原腹地的羌塘盆地构造以EW向褶皱和逆(冲)断层及NW向、NE向平移断层为主,偶见NW向、NE向褶皱和近SN向正断层。盆地自印支期以来长期处于SN向强烈挤压,其岩石应变特征显示SN向缩短,EW向伸展,并具继承性、递进性应变,及由盆地周边造山带向盆地腹部岩石应变强度递减的趋势。盆地自印支运动以来SN向地壳缩短具递减性,地壳缩短率分别为上三叠统为38%、侏罗系为24%-26.3%,第三系为17.47%-19.2%。     

倾斜形变观测技术发展综述

地壳应力应变观测在地震预报及构造应力场分析中占据重要地位。地壳形变观测应包括水平形变、垂直形变和倾斜形变观测。本文着重介绍了基于地倾斜测量的倾斜仪的研究现状与进展,探讨了钻孔倾斜仪的应用前景。