北京黄庄—高丽营断层,八宝山断层中段活动性综合研究

在黄庄－高丽营断层及八宝山断层中段布设了监测断层活动性的水淮、短边测距、重力、地磁等的共点同步观测网，分析了各观测量的时空分布及相互关系。研究认为，黄庄－高丽营断层处于应变能积累的闭锁状态；八宝山断层处于蠕动或旷动的状态；应用形变及重磁手段共点同步综合监测断层活动性，可以获得断层活动的微动态的丰富信息。     

北京黄庄-高丽营断层、八宝山断层现今活动追踪研究

综合分析了控制黄庄—高丽营断层、八宝山断层活动性的形变、重力及地磁资料，认为断层的活动以永定河断层与良乡断层之间最为显著；其活动与强震的发生密切相关；断层所在地段是地震活动引起应力场变化的敏感地区。是大同及张北地震后应力转移集中的地区。转移集中的部分应力可能以断层蠕动的形式得到缓慢释放。     

北京房山花岗闪长岩体及其附近现今应力状态分析

由本区实测原地应力资料分析认为,总体呈北东走向的八宝山、黄庄-高丽营断裂带总体活动性质为顺时针扭动。断裂带不同地段的实测应力状态各具的特征,不同于京津唐地区实测主压应力的主导方向。运用弹性理论的应力叠加原理计算出断层附近的附加应力状态,则显示了总体呈北东走向的断裂带存在张性反扭活动分量,大灰厂和牛口峪地段断层也存在同样特征。认为自唐山大震后,本区应力状态仍处于调整阶段。测得的较深部位的应力状态也似乎受到了构造活动的影响     

Relation of deformation behavior with precipitation and groundwater of the Babaoshan fault in Beijing

Introduction The surface of the Earth is the main location where the fluid strongly interacts with solid, and where the atmosphere, hydrosphere, biosphere, and lithosphere strongly interact. Obviously, fault zones as the channels of fluid (water) flow are the focus area of this strong interaction. Earth-quakes, as the products of tectonic activity, occurred near or on the fault zones, can be regarded as one of the results of this strong interaction. Bolt (1999) pointed out that if there were …     

离散时变重力数据的可视化、指标量定义与解释

针对流动重力观测获得的数据成果特点,提出一种基于流动重力段差变化的时变重力数据可视化方法,并定义了两个指标量G值和C值,用以评价区域性重力场变化的显著性程度.在此基础上,应用该方法处理和分析了首都圈地区的流动重力数据.结果表明:与传统采用等值线方式来刻画时变重力场特征不同,该方法更能突出发生变化的重力测点位置、测量误差及其变化的显著性程度,可为研究与地震孕育、发生过程有关的重力场变化提供更多的定量依据.      

八宝山断层的变形行为与降雨及地下水的关系

利用北京丰台大灰厂观测台站1970——2003年的长期综合观测资料,系统分析了降雨和地下水对北京八宝山断层变形行为的影响. 研究结果表明:当降雨量持续稳定周期性变化,则断层孔隙压也呈稳定周期性变化,断层变形行为也表现出明显的规则周期性变化;当降雨量明显偏低或偏离正常周期性变化,则断层孔隙压周期性消失,断层的变形行为方式也发生改变. 降雨通过改变断层带孔隙压力的变化而影响着八宝山断层的变形行为. 结合该断层已有研究结果,认为降雨和地下水有可能通过改变断层变形行为方式而影响着区域构造应力/应变场的调整. 这一结果将对研究地球浅部流体与固体相互作用提供直接的观测证据.      

鲜水河断裂带北段GPS测量及其运动特征

鲜水河GPS监测网由18个沿鲜水河断裂带分布的点组成．1991年对该网进行了首次观测,1996和2000年进行了两期整网复测．本利用该网199l和2000年的二期GPS观测资料结合川西地区20世纪70年代以来的常规大地测量资料,计算给出了这一强震活动带现今运动图像：由测区的北西虾拉沱测点到南东的乾宁测点水平位移速率逐渐增大,而断层两盘的相对运动不明显．表明利用短边GPS测量可有效监视活动断裂带两侧一定区域的地壳运动．对比有形变测量资料以来川西地区6级以上地震分布的特点,认为可根据鲜水河断裂带断层两盘的相对运动和跨越断层的地壳整体运动的强弱这两种运动图像来研究区域强震的活动特征．     

邵武-河源断裂带中段重磁、垂直形变场特征及其与地震的关系

综合利用流动重磁和流动跨断层短水准复测资料, 分析了邵武-河源断裂带中段重磁场和地壳形变场的时空强变化特征.结果表明:地磁场的变化与监测区的地震活动有较好的对应关系,在震源区附近会出现重力场变化的异常梯度带;断裂两盘垂直形变受区域断裂控制,其差异性变化有指示局部地区孕震活动的作用.     

依据地热井资料探讨北京八宝山断裂北段的基本特点

根据地热井的地层资料,绘制了横穿八宝山断裂带北段的地质剖面图,对八宝山断裂带的深部构造特点进行了探讨,并对几个地热钻孔的地层进行了横向对比。研究结果显示:剖面中存在众多倾角不同、规模不一且相互错断的逆断层,反映出八宝山断裂受逆冲作用非常强烈,同时具有多期性;剖面中存在两条较大的断层,一条是八宝山断裂带的主断层,另一条是雾迷山组小断块被顶托至上部后所形成的次断层,在八宝山一带,次断层的上盘被推覆至主断层线之上将其掩盖,地表仅显示一条断层,即平常所说的八宝山断层,由此可见这并非八宝山断裂带的主断层,在研究及监测中应注意加以区分。此外,根据钻孔地层厚度资料估算,本段主断层倾角约为40°,最大切割深度约为5 000 m。根据地层切割与沉积关系,认为八宝山断裂带最终形成于中生代晚期。      

中强地震前地磁极化异常特征及其与后续地震的关系

基于国家地磁台网中心的地磁秒采样数据,采用地磁垂直强度极化法,计算了 2019年1月1日至2020年7月31日全国各地磁台站的极化值,对2019年中国大陆西部(110°E以西)极化异常进行了分析,研究了 2020年于田Ms6.4等中强地震前地磁极化异常变化特征及其与后续地震的关系.研究发现:①地磁极化异常具有空间成组特...     

地震地磁场野外观测同步控制系统研制与应用

针对地震地磁野外观测的需求,开发研制了一种基于无线网络的野外同步观测系统。该系统主要由接口单元、采集控制(CPU)单元、无线单元、传输网络、计算机控制中心等组成。该系统操作简单,实用性强,具有远程唤醒及休眠、校时等服务功能,也可应用到地磁台阵的数据传输与同步工作中。     

巴颜喀拉地块东部及邻区重力均衡与岩石圈有效弹性厚度

基于SIO(Scripps Institute of Oceanography)最新全球重力和高程模型,计算了巴颜喀拉地块东部及邻区的布格重力异常、均衡重力异常、岩石圈有效弹性厚度及荷载比.结合大地热流、地震速度结构、地震活动和断裂构造分布等,分析了地壳均衡状态和岩石圈有效弹性厚度、地质构造单元间的差异及与地震活动的相关性特征.研究结果表明,该区域布格重力变化范围约为-500～0mGal(1mGal=10~(-5)m·s~(-2),下同),在巴颜喀拉块体东部区域形成弧形重力梯度带,近年来的中强地震活动频发于该梯度带不同部位,应与其应力依次释放有关;均衡重力异常结果表明,其变化范围约为-80～+100mGal,且大部分区域处于±20mGal以内的被认为处于重力均衡的状态,重力非均衡(正或负)多出现于块体边界带附近,地震多发生在靠近块体边界的均衡重力异常(正或负,主要为正)区域内;巴颜喀拉地块东部及邻区岩石圈有效弹性厚度(T_e)为10～65km,不同构造单元之间T_e空间分布差异明显,较低的T_e值出现在龙门山构造带附近,T_e值为20km左右,岩石圈荷载加载比为0.5～0.8,表明现今的岩石圈挠曲状态主要由莫霍面加载形成.进一步分析表明,巴颜喀拉地块东部挤压增生与横向流动同时发生,是造成该区域地震发生与重力均衡异常高值重合、岩石圈有效弹性厚度和大地热流值较低的主要原因.本文获得的地壳均衡特征及岩石圈有效弹性强度结果,加深了对巴颜喀拉东部及邻区岩石圈构造演化过程的认识.     

V. A. Troitskaya: the Founder of the Russian School of Geomagnetic Pulsations

A thorough investigation of short-period oscillations in the Earth’s magnetic field as a fundamental natural process of the magnetospheric plasma began in Russia after V.A. Troitskaya established two oscillatory regimes in the geomagnetic field, namely, the regimes of continuous (Pc) and irregular pulsations (Pi). For studying these pulsations, 19 stations recording the telluric currents were installed during the International Geophysical Year (IGY, 1957–1959) on Troitskaya’s initiative. One of these stations was the Borok station. Subsequently, Borok has become the basic site for investigating geomagnetic pulsations and the main center for studying the short-period pulsations (SPPs) in the Earth’s magnetic field. This is the Borok scientific station where the key fundamental regularities of different types of geomagnetic pulsations were established. Troitskaya led and actively participated these works. Troitskaya organized and conducted the first complex geomagnetic observations in the world at the conjugate points Sogra (Arkhangelsk region, Russia) and Kerguelen (Indian Ocean). These studies were initially tested at the Borok observatory, where it was established that the wave packets of Pc1 geomagnetic pulsations are alternately observed in the northern and southern hemispheres in contrast to the other pulsation types which simultaneously occur in both hemispheres. The studies carried out at Borok promoted the establishment of a new direction in geophysics—diagnostics of the state of the magnetosphere based on the ground observations of geomagnetic pulsations. The analysis of simultaneous observations of the geomagnetic pulsations at polar latitudes of the Arctic and Antarctic was also for the first time conducted at the Borok observatory. This analysis revealed the main characteristics of wave phenomena at the geomagnetic poles and in the vicinity of the projection of the dayside polar cusp. Thus, for the first time in the world, Troitskaya and her Borok colleagues established the key patterns of the oscillatory regimes in the geomagnetic field of the Earth. This laid the basis for the further experimental and theoretical investigations which have shown that SPPs play a leading role in the dynamics of the magnetospheric plasma. In this paper we also list of 60 of Troitskaya’s main publications.     

地磁台站勘选数据处理系统设计

为实现地磁台站场地勘选指标的快速计算和勘选报告的在线保存与查询,提高地磁台站勘选数据处理效率,降低人工处理数据错误率,在现有地磁数据处理软件功能的基础上设计开发地磁台站勘选数据处理系统,以提高勘选的工作效率。     

紫荆关活动断裂构造磁效应的实验观测研究

为研究紫荆关活动断裂的构造效应,在怀来的土木－石河地区布设了由９条测线,５２８个测点与６个临时台组成的观测网,开展了精神地磁观测。分析研究结果表明,实验区中磁场分布的不均匀性与东西则地磁日变幅的差异是紫荆关活动断裂构造磁效应的明显反映。     

SAR arc occurrence frequency during cycle 23 of solar activity

The occurrence frequency of SAR arcs during 1997–2006 has been analyzed based on the photometric observations at the Yakutsk meridian (Maimaga station, corrected geomagnetic coordinates: 57° N, 200° E). SAR arcs appeared in 114 cases (～500 h) during ～370 nights of observations (～3170 h). The occurrence frequency of SAR arcs increases to 27% during the growth phase of solar activity and has a clearly defined maximum ～36% at a decline of cycle 23. The SAR arc registration frequency corresponds to the variations in geomagnetic activity in this solar cycle. The dates, UT, and geomagnetic latitudes of photometric observations are presented for 1997–2006.     

基于地热钻孔资料探讨北京黄庄-高丽营断裂的构造活动特征

根据地热深井的地层资料,绘制了横穿黄庄-高丽营断裂带的地质剖面图,对断裂带的深部构造特点进行了探讨。结合已有研究成果分析,发现黄庄-高丽营断裂曾经至少有过4次正、逆构造转换,具有反复震荡性。认为断裂的成因是区域板块开裂,后由于板块间的水平运动方向多次转变,形成拉张与挤压的反复转变,不断产生上盘的下降及逆冲运动,而呈现出构造活动的反复震荡特征,分析认为其断裂形成时代约在1.6～1.4亿年间的晚侏罗世(J_3)。后来岩体的活动产生局部挤压和抬升,使得南、北两端上盘活动受限,产生掀斜抬升现象;而中段断块的活动自由度相对更大,根据水准监测当前中段上盘平均每年下降3 mm左右。结合构造特征及历史地震结果分析,认为应当注重对断裂带两侧板块的水平运移状况加以监测。     

地磁低点时间与经度的相关性分析

地磁低点时间在空间分布上的主要特征是随着经度变化而变化。为了求出这种变化关系的解析式,首先使用国家地磁台网的数据计算甘肃省近三年13个地磁台站的低点时间序列和低点时间的期望,并绘制了低点时间序列的频次分布图和概率密度曲线;然后对低点时间与台站经度的关系做线性回归,并指出这个线性回归方程应无限趋近于“格林尼治时间-经度”关系式。文章第一次提出台站经度与地磁Z分量低点时间的关系式,并提出它的趋近方程。各台站低点时间的期望就是地磁低点时间的正常背景值,它是判定地磁低点时间异常与否的参考标准。本文的工作完善和发展了丁鉴海先生的地磁低点位移法。     

八宝山断裂带形变分析与探讨

八宝山断裂带上布设有７处形变跨断怪台点,多年来,这些台点形变资料所显示的断层活动性质差异很大,有的互相矛盾,近几年又出现了大的量级变化,是构造活动的加强还是局部环境因素的干扰,众说不一,已有的研究结果认为是干扰所致,通过进一步的实地考察,将多台点资料与地质调查结果进行综合分析,认为八宝山断裂带观测到的形变变化的主要部分属断层构造活动所致,并非局部干扰所致,不同台点异常变化的不一致性是局部地质构造复     

北京平原区断裂构造重力异常识别研究

区域重力异常蕴含丰富的断裂构造特征信息.采用小波多尺度分解、归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)和剖面2.5D重力异常反演方法对北京平原区高精度区域重力资料进行了处理,获得了主要断裂构造平面位置、长度、规模、汇交关系及深浅延伸特征,分析了利用重力异常识别断裂的效果.结果表明:(1)北京平原区NE向断裂平面延展长度大、连续性强,NW向断裂分段性明显,连续性弱,但NW向断裂对NE向断裂有切割改造迹象.近EW或SN向断裂分布较为局限.(2)主控断裂平面和垂向延伸特征差异明显,顺义断裂、孙河断裂、永定河断裂等为盖层断裂;南口断裂、孙河断裂西段、二十里长山断裂和张喜庄断裂为基底断裂;黄庄—高丽营断裂南段、南苑—通县断裂、礼贤断裂、夏垫断裂和皮各庄断裂东段为地壳断裂.(3)利用NVDR_THDR峰值异常带的连续性、幅值、宽度及错切关系可有效识别断裂的平面展布特征,通过小波变换获得的不同深度等效层异常结合2.5D剖面反演可有效研究断裂在基岩内部的深浅延伸情况,但重力异常的垂向分辨能力弱,断裂在新生界内部延伸特征需结合其他地质资料进一步分析.