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。     

青藏高原东北缘海原-六盘山断裂带现今地壳应力环境的数值分析

海原-六盘山断裂是青藏高原东北缘的大型边界断裂带,是中国大陆典型的地震危险区。地壳构造加载特征的定量研究有助于分析区域孕震环境,参考青藏高原东北缘GPS形变和岩石圈精细结构等资料,本文建立海原-六盘山断裂带周缘的三维岩石圈分层模型,分析现今构造加载作用下区域地壳形变和应力演化特征。数值计算结果显示:青藏高原东北缘现今处于以北东-南西向的水平挤压为主导和北西-南东向的水平引张的变形特征。青藏高原东北缘中-下地壳流变性质影响上覆脆性地壳应力环境,中地壳较低粘滞系数对应的模型地壳应力计算值与研究区实际地壳应力场相近。海原断裂中-西段构造加载作用显著,具有相对较高的库仑应力积累和最大剪应力分布;而六盘山断裂周缘地壳应力和最大剪应力小于海原断裂带。构造应力积累的空间分布差异说明六盘山断裂具有较弱的构造孕震环境,而研究区走滑型断裂的孕震加载作用显著。尽管六盘山处于较低的应力状态,但仍不能轻易忽视其长期存在的强震空区所暗示的发震潜力。     

现阶段地壳构造分区及其成因的初步探讨

近年来获得的大量地球物理资料以及地球深部构造作用的动力学条件的初步研究结果,提供了从构造力学观点考虑深部地质特征,进行地壳构造研究的一种新的可能。据此,我们拟在本文内对现阶段地壳构造分区问题做初步的探讨。地壳构造的分区应由其组成成分、结构和形变分析入手,进而结合对构造作用影响的深度和广度以及构造运动过程的分析进行探讨。     

环渤海地区区域地壳稳定性分区与评价

以构造稳定性研究为主,配合介质稳定性和地面稳定性的研究,采用模糊数学评判方法,对环渤海地区区域地壳稳定性进行了探讨。以现今构造应力场、现今地壳垂直形变和水平形变资料为依据,综合分析探讨现今构造活动性和地震活动的规律,将本区地壳稳定性划分出相对稳定、相对基本稳定、相对较不稳定、相对不稳定四个等级。相对稳定区主要有辽东本溪—凤城等地,相对基本稳定区主要有辽宁阜新—抚顺—本溪—岫岩环形带等地,相对较不稳定区主要有河北昌黎一玉田一霸州一任丘一海兴等地,相对不稳定区主要有唐山—天津—沧州等地。评价分区结果与中国地震局用地震危险性分析概率方法所编著的地震烈度区划图、地震动区划图结果是一致的。     

福建地区流动定点形变异常与该地区中强地震(1992-1999,MS≥5.0)活动关系的初探

运用地壳形变的垂直变化趋势 ,对福建地区跨断层流动场地资料定点形变资料进行分析 ,提取断层带形变异常特征 ;并对福建及其沿海地区若干次中强地震进行研究 ,认为各断层带形变手段在福建及其沿海地区进行中短期或短期的震情预测是可行的。     

2009年度全国钻孔应力-应变台站观测资料评比会成功举办

2010年5月4日-9日,2009年度全国钻孔应力-应变台站观测资料评比会在上海市地震局佘山地震台顺利召开。会议由中国地震局地壳应力研究所钻孔应力-应变台网管理组主办,上海市地震局负责承办。全国形变学科管理组的有关领导、钻孔应力-应变台网管理组成员和全国各有关省、市、自治区地震局及台站代表出席了会议,代表们对全部参评的2009年度全国钻孔应力-应变台站观测资料进行了评比,并排出了所有参评测项的名次。     

粘弹性数值模拟龙门山断裂带应力积累及大震复发周期

2008年5月12日在低地形变速率的龙门山断裂带上突发汶川强震,引发人们对该地震孕震机制的思考。本文根据GPS观测资料确定边界条件,通过三维粘弹性数值模拟探讨了汶川地震的孕震机理,计算了该区域岩石圈的应力增加速率和积累过程,以及汶川地震同震应力变化与震后应力松弛,在此基础上估算了汶川8.0级大地震的复发周期。数值模拟结果表明:印度板块对欧亚板块的推挤造成青藏高原的物质东流,高原中、下地壳物质在龙门山断裂带处遭到相对坚硬的四川盆地的阻挡之后,部分中、下地壳物质在龙门山断裂带下堆积产生应力集中。两个重要因素为应力集中提供了重要控制作用:其一是青藏高原中、下地壳较低的粘滞系数与四川盆地中、下地壳较高的粘滞系数的差异,其二是从青藏高原到四川盆地的Moho面深度在龙门山断裂带的突变。低应变速率的龙门断裂带岩石圈在数千年时间尺度的应力积累过程中,脆性上地壳的应力随时间近乎线性增长,并且上地壳深部的应力增长率超过浅部,6000年内应力积累最大量达到-21.6MPa,应力增长速率为-0.0036MPa/a;而柔性的中、下地壳以及岩石圈上地幔的应力在增长一段时间之后趋于稳定。在空间上,龙门山断裂带受到的压应力从断层西南向北东方向逐渐减小,而剪应力从西南到北东方向逐渐增大,应力状态有利于地震发生时断层的破裂方式从西南的逆冲运动向北东的逆冲兼走滑运动的方式发展。通过应力积累与地震应力降的计算得到汶川8.0级大地震的复发周期约为5400年。     

九江瑞昌5·7级地震赣鄂定点形变分析

本文根据南昌台、黄梅台和麻城台的水管倾斜仪和伸缩仪的观测资料对此次地震前后地壳形变情况进行分析。     

Stress Accumulation of the Longmenshan Fault and Recurrence Interval of Wenchuan Earthquake Based on Viscoelasticity Simulation

2008年5月12日在低地形变速率的龙门山断裂带上突发汶川强震,引发人们对该地震孕震机制的思考.本文根据GPS观测资料确定边界条件,通过三维粘弹性数值模拟探讨了汶川地震的孕震机理,计算了该区域岩石圈的应力增加速率和积累过程,以及汶川地震同震应力变化与震后应力松弛,在此基础上估算了汶川8.0级大地震的复发周期.数值模拟结果表明:印度板块对欧亚板块的推挤造成青藏高原的物质东流,高原中、下地壳物质在龙门山断裂带处遭到相对坚硬的四川盆地的阻挡之后,部分中、下地壳物质在龙门山断裂带下堆积产生应力集中.两个重要因素为应力集中提供了重要控制作用:其一是青藏高原中、下地壳较低的粘滞系数与四川盆地中、下地壳较高的粘滞系数的差异,其二是从青藏高原到四川盆地的Moho面深度在龙门山断裂带的突变.低应变速率的龙门断裂带岩石圈在数千年时间尺度的应力积累过程中,脆性上地壳的应力随时间近乎线性增长,并且上地壳深部的应力增长率超过浅部,6000年内应力积累最大量达到-21.6MPa,应力增长速率为-0.0036MPa/a;而柔性的中、下地壳以及岩石圈上地幔的应力在增长一段时间之后趋于稳定.在空间上,龙门山断裂带受到的压应力从断层西南向北东方向逐渐减小,而剪应力从西南到北东方向逐渐增大,应力状态有利于地震发生时断层的破裂方式从西南的逆冲运动向北东的逆冲兼走滑运动的方式发展.通过应力积累与地震应力降的计算得到汶川8.0级大地震的复发周期约为5400年.     

利用地震波研究地壳内部应力状态的方法(综述)

地壳中的构造现象和地震的发生均为地壳内部应力作用的结果。研究地壳内部的应力场应力场状态、应力场随时间和空间的分布变化规律,以及地震在什么样的应力状态下发生是解决地震预报问题的关键问题。而了解地壳表层应力的形成和分布规律,应力的大小和变化特征,对于解决地质工程问题具有很重要的意义。目前研究地球内部应力及应力场的方法主要有以下四大类。 (1) 实地直接测定钻孔中的应力状态。 (2) 利用地球物理观测获得的地震学、重力学及地热学资料推断地球内部的应力状态。 (3) 利用地质学方法,推断产生现代构造运动的应力场。 (4) 在实验室研究地壳内部岩石的脆破裂,高温高压下物质的流动规律,岩组测压技     

日本京都大学地球物理系田中丰先生来我所讲学及访问

日本京都大学地球物理系田中丰先生应我所及国家地震局第一地形变监测中心邀请．定于5月17日至5月26日到天津及北京访问．北京访问结束后还将去上海、厦门等地访问．他在我所的学术报告题目是：1．低地震活动区地壳应力随深度的分布；2．消减带的地壳运动模式及构造应力场．     

地壳结构对GRACE估算中国大陆地表垂直负荷形变的影响

根据重力卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)估算固体地表垂直负荷形变时通常采用的PREM(Preliminary Reference Earth Model)地球模型不能较好地反映中国大陆特别是青藏高原巨厚的地壳结构。基于考虑中国大陆区域地壳结构的地球模型计算了新的负荷勒夫数,探讨了地壳结构差异对GRACE卫星RL05观测数据估算中国大陆地表垂直负荷形变的影响。结果表明,区域地壳结构差异对GRACE估算中国大陆地表负荷形变的影响较为明显,90阶垂直位移负荷勒夫数的相对差异接近11%;前90阶垂直负荷形变差异的极值出现在青藏高原东南部,最大相对差异达到10%左右,均方根相对差异为4%。建议利用GRACE卫星RL05数据估算中国大陆地表垂直负荷形变时,应该使用更加趋于真实的区域地壳结构替代PREM模型的相应部分。     

苏南地区几条北西向断裂的显微构造及组构的研究

地壳各部分发生的一切形变都是地应力作用的结果。在构造应力作用下,组成地壳的岩石矿物也必然发生形变,从而形成各种显微构造形迹并产生相应的规律变化,这种变化表现在矿物形体方位和晶格方位上的定向排列——优选方位。石英是对应力作用最敏感的矿物之一。本文通过对苏南地区的虞山、沙山和西京山等三条北西向断裂所产生的构造岩的研究,阐述了石英的一系列显微构造形迹:波状消光、变形     

全球定位系统GPS技术及其在地球动力学方面的应用

本文简述了GPS测量技术 ,重点介绍了福建地壳形变GPS观测网利用GPS定位技术在地壳形变监测方面及其在地球动力学方面的应用 ,并取得了有重要意义的科学成果。     

信阳地震台DSQ水管仪主要干扰因素跟踪研究

DSQ水管仪通过记录山洞台基的垂直位移来反映地壳形变变化,选取本台DSQ水管仪2017年整年连续、可靠的定点形变观测数据,总结时段内影响DSQ水管仪观测资料的主要干扰因素,在形态上主要表现为大幅度阶跃变化,主要从自然因素、仪器本身状态、人为干扰等三个方面进行具体分析,并进行干扰因素总结,为长期稳定观测累积有效经验,为有效利用数据提供基础,有利于异常跟踪分析工作的切实进行。     

北淮阳及其邻接区地壳稳定性研究

运用多学科、多技术相结合的研究方法,从现今构造应力场特征、现代地壳形变特征、主干断裂构造以及区域断裂活动性分析、新构造运动、地震活动、数值模拟等方面入手,对北淮阳及其邻接区地壳稳定性进行了全面而系统的研究,指出本区地震活动受走滑活动断裂控制,中、强地震集中于区内东南部和西北部NW向与NE向断裂交汇处;第四纪无大规模差异升降运动;数值模拟等综合分析表明,信阳地区的区域构造稳定性高,现代地壳形变量小,应力平缓,地震活动少且弱。     

中上扬子石炭系某些宏观地质信息分析

本语文以某些大胆设想、结合当代地学科学前沿研究,分析了发育于早石炭世的玄武质火山岩和热液活动时空分布特征和已有的古地磁资料相印证,论述地壳热膨胀与沉积基底地的关系;通过沉积物厚度获取的沉积速率时分布,探讨了沉积基底形变程度和性质,认为全球海平面变化、地壳热膨胀引起地壳微型扩张中上扬子在石炭纪纬度的迁移等是控制沉积古地理的主要因素,并以此对中上扬子石灰纪进行沉积古地理宏观演化分析。     

昆仑山大地震震后形变反映的地壳岩石流变特性

2001年昆仑山地震是我国近50年来最大的地震。用3种模型对震后中国地震局跨断层布设的4个GPS站点记录到显著的震后形变进行了模拟研究。结果表明：单纯的上地壳10 km为滞弹性的模型不能解释震后形变的幅度;30 km的弹性上地壳覆盖在 40 km 的柔性下地壳上的松弛模型可以解释变形速率指数衰减的主要特征;而两个模型的结合不但能解释整 体指数衰减的特征,而且还能更好地拟合震后最初几周的较高形变速率。结果表明,在昆仑山断层两侧存在着流变性质的 差异。     

从丽江7.0级地震前的地壳形变探讨地震短临前兆特征

本文讨论了“拉疏隆起－压缩凹陷”－不稳定孕震体特性和形成机理,通过对丽江７．０级地震前滇西地区的地壳形变资料,进一步证实本区有强震发生及发震的地点;讨论了孕震体由“僵硬闭锁”到“不同步加速”,“分离反向”“不均匀掀斜”再度“停滞平衡”甚至“颤抖”等多态不稳变化,是地壳形变的短临地震前兆特征;     

声发射预报地震的岩体力学分析

岩体受压破坏是由于岩体内裂纹扩展及新的宏观裂纹产生不断积累的结果,大规模岩体受压破坏前会发生局部岩体的先前断裂破坏。裂纹起裂、快速扩展和止裂会产生声发射现象,局部岩体断裂破坏会产生强烈的声发射现象,通过对岩体声发射的监测分析可以预报受压岩体破坏的时间。因此,通过对地壳岩体声发射的监测分析,可以进行地震的短期和临震预报。通过对岩体受压应力分布规律的分析,得出通过监测地壳浅部地应力和地形变预报地震是没有实际意义的结论。