地壳介质各向异性弹性本构关系讨论

论述了地壳介质中存在的各类向异性及其弹性本构关系,推导了应变能变换公式、ＥＤＡ薄层各向异性弹性常数及非对称面上ＥＤＡ构成的单斜对称弹性常数的计算公式;讨论了几种各向异性对称系统的本征方程并给出了弹性波的角散表达式,最后选取合理的参数对波的角散现象作了数值模拟。     

地壳介质弹性、电性各向异性理论及对地震过程的联合解释

本文共分 1 0章 :第 1章为引论 ;第 2～ 6章为基础理论 ;第 7～ 1 0章为应用研究。主要研究内容可分为 5个方面。1 )第 1章引论部分综述了地壳介质各向异性现象和分类 ,从发展沿革、理论方法及成果、存在的问题等几个方面分别论述了地壳介质弹性各向异性和电性各向异性。在此基础上提出了本文的研究思路和主题 :将地震学中的S波分裂法与电法中的大地电磁测深法联合起来解释地震过程中的各向异性动态特征与发震应力场的关系。围绕这个主题设定了 2个核心 :一是建立地壳介质电性各向异性微观模型 ;二是基于 EDA(广泛扩容各向异性 )裂隙模型…     

电磁勘探中各向异性研究现状和展望

电各向异性广泛存在于自然界中,已成为电磁勘探资料解释中不可忽视的因素.特别是在一些沉积岩地区,由于层理发育导致地下介质电阻率随电流方向发生变化,表现出很强的各向异性导电性.此时,利用各向同性模型进行电磁数据解释将引起很大的误差.本文回顾了电磁勘探中电各向异性研究的历史,简要介绍电各向异性成因、数值模拟中的数学描述及电各向异性介质中电磁场正反演模拟方法等研究现状,总结电各向异性在大地电磁、可控源电磁、航空电磁和感应测井等方面的最新研究进展及未来的挑战.随着多维电磁数据采集及正反演模拟技术的进步和计算能力的提高,给电各向异性信息提取和应用带来了新的契机.电各向异性研究将在矿产资源勘查、油气存储与运移特征分析、地下水和地热、环境工程地质调查、大地构造及地质灾害预测等方面发挥积极作用.

     

各向异性介质中地震波速度分析的研究现状

速度分析是地震数据处理和解释中的重要环的，基于各向同性假设的传统速度分析技术已取得了很大成功，但当应用广泛存在各向异性效应的实际资料时会带来误差以及其它附加效应，进而导致错误的解释。本文介绍了传统速度分析方法的局限性及近些年来各向异性介质中的速度分析了研究成果和存在的问题。     

地壳介质各向异性电性本构关系讨论

讨论了地壳介质中常见的两类电性各向异性。推导了长波长条件下薄中向异性电导率张量;提出了一种新的电导率物理模型并由此推导了与ＥＤＡ裂隙相适应的各向异性电导率张量。从直流电法和大地电磁测深法的角度分别讨论了这两种电性各向异性所显现的地表视电阻率、阻抗和电位特征。     

基于各向异性介质模型讨论地电阻率各向异性变化

讨论了均匀方位各向异性介质模型,运用电阻率变化的视各向异性与真各向异性的理论关系。研究了20个强震近震中区31个地电台的视电阻率变化各向异性与主应力的关系发现:与主压应力方位正交的测向(包括近于正交的测向)月速率变化幅度大于平行主压应力方位测向(包括近于平行的测向)的变化幅度;视各向异性变化与地震震级、震中距等均有一定的关系。     

地壳介质各向异性研究状况,存在问题及进一步研究思路

引言近２０多年来对地球的观测和研究表明地壳介质呈现强烈各向异性。研究地球介质尤其是地壳的各向异性特征,对自然资源开发和地震前兆场演化规律认识都有十分重要的意义。但同时也应看到,地壳介质各向异性研究的各种方法和理论是建立在简化的物理或数学模型上的,因此...     

首都圈东南部地区地壳介质各向异性

基于首都圈地震台网2002——2005年的区域地震波形数据,采用剪切波分裂系统分析方法（SAM）, 计算得到首都圈东南部地区(38.5deg;N——39.85deg;N,115.5deg;E——118.5deg;E)24个台站的剪切波分裂参数. 结果表明,首都圈东南部地区快剪切波平均偏振方向与区域最大主压应力方向相近,与华北地区GPS主压应变测量结果一致;但首都圈东南部盆地地区的剪切波分裂观测结果与首都圈西北部的隆起——盆地构造结合区的观测结果不同. 这说明了不同的构造对观测结果具有一定的影响. 研究还表明,台站附近的断层分布状态对观测结果影响很大,复杂的断层分布会加剧剪切波分裂测量结果的离散程度. 本研究区域南部台站与北部台站的快剪切波偏振方向存在较大差异,这可能与该区南北部的构造及应力环境存在较大差异有关.       

怀来、 延庆及其周边地区地壳 介质各向异性研究

提出了利用人工爆破P波走时反演地壳介质方位各向异性参数的方法. 在假定介质是弱各向异性介质的情况下, 使用扰动理论得到了线性化的反演公式, 其中待反演的弱各向异性参数是P波走时的线性函数. 如果在反演公式中参考走时取相同震中距接收点的P波平均走时, 那么所获得的弱各向异性参数与参考介质速度的选取无关. 反演得到的弱各向异性参数可以看作是不同震中距和不同深度范围内介质的等效弱各向异性参数. 等效弱各向异性参数在一定程度上反映了不同深度范围内水平方向相速度随方位的变化. 这种变化可能是不同时期构造应力作用的结果. 2007年中国地震局在首都圈怀来地区实施了一次大吨位人工爆破实验, 以爆破点为中心, 布设了高密度的地震观测台网和台阵. 台站相对于爆破点具有360°的全方位覆盖, 所得到的地震记录数据为研究怀来、 延庆地区地壳介质P波方位各向异性提供了必要条件. 我们通过走时反演获得了与水平方位相关的弱各向异性参数, 并对弱各向异性参数进行坐标变换, 得到了能够直观描述岩石弱各向异性的具有水平对称轴的横向各向同性介质, 给出了对应的3个独立弱各向异性参数及其对称轴方位, 讨论了介质各向异性与构造应力场的关系. 结果表明该地区地壳介质存在明显的方位各向异性, 其最大值约为4.6%.     

弹性介质各向异性研究沿革、现状与问题

各向异性介质中地震波的传播研究是当今地震学研究领域中的前沿课题之一,同时也是地震学中难题之一.由于地下岩石的各向异性主要表现在:地震波速度随传播方向发生变化;不同类型体波间相互耦合;横渡发生分裂:面波速度频散依赖于传播方向等.薄互层与裂隙定向分布等产生视各向异性,放在石油地震勘探、地震预测和岩石层物理与动力学研究中有极大潜力和应用前景,并受到广泛重视.为此,本文较为详尽地讨论了弹性介质中地震波各向异性研究的沿革,简述了国内外现今取得的主要研究成果以及目前尚存在的和有待解决的一些主要问题.最后对我国在各向异性介质中地震波动、检测和应用等研究提出了一些看法.     

高温高压实验弹性波速研究及其地球动力学意义

本文在收集，整理国内外有关高温高压实验岩石，矿物弹性波速研究资料的基础上，对高温高压实验弹性波速研究的目的，内容进行了概述，并对国内外这一领域研究的历史，现状及有关实验技术方法进行了综述，其中重点介绍了我国在高温高压岩石波速研究方面的进展及所取得的成就，并对高温高压弹性波速研究的地球动力学意义进行了讨论。     

豫北及其外围地区地壳上地幔结构研究

利用菏泽～长治和郑州～济南深地震测深剖面资料，进行了一维、二维射线追踪走时拟合与合成地震图计算，获得了该区地壳上地幔速度结构。结果表明，地壳上地幔速度结构在纵向和横向上具有明显的不均一性。浅部断裂较发育，对应其地壳深部界面和速度等值线起伏变化较明显。在华北坳陷区南部上地幔隆起的背景上存在两个局部凸起，凸起最高处与浅部的东濮凹陷、汤阴地堑基本对应，Ｍ面埋深分别约３１ｋｍ和３４ｋｍ     

用天然地震探测青藏高原中部地壳、上地幔结构

从西藏南部的定日、嘎拉至青海铜铁山的天然地震探测剖面,实际路线长约２０００ｋｍ,布设了约１１０台便携地震仪,记录了数百次远震和近震事件,采用多种方法进行了资料处理与解释．依据ＳＫＳ,ＰＫＳ,ｐｓ等横波分裂特征计算的青藏高原中部上地幔的地震各向异性表明：研究区各构造单元内的地震各向异性有明显变化,发现上地幔各向异性快速波的偏振方向与造山带的走向不完全一致．在雅江缝合线、崩错－嘉黎、唐古拉山口、昆仑山口几条断裂带处南、北各向异性出现显著的差异,而金沙江缝合线和班公－怒江缝合线的南、北则没有明显的各向异性变化．由Ｐ波走时残差,利用层析技术反演了４００ｋｍ深度内的速度图像,可以看出近地表１００ｋｍ范围内速度的不均匀变化与地表划分的构造单元很吻合,进一步佐证了青藏高原是由不同时期的微板块拼合而成的认识．在青藏高原中部１５０ｋｍ深度以下发现了多处低速区．在金沙江缝合带下方约２００ｋｍ深度处有一长２５０ｋｍ以上、延伸１５０ｋｍ的低速体,推测可能是一地幔柱．利用ＰＳ转换波划分的界面,显示出青藏高原北部具有低速层和高速层交替出现的地壳结构．     

用天然地震探测青藏高原中部地壳、上地幔结构

从西藏南部的定日、嘎拉至青海铜铁山的天然地震探测剖面，实际路线长约２０００ｋｍ，布设了约１１０台便携地震仪，记录了数百次远震和近震事件，采用多种方法进行了资料处理与解释．依据ＳＫＳ，ＰＫＳ，ｐｓ等横波分裂特征计算的青藏高原中部上地幔的地震各向异性表明：研究区各构造单元内的地震各向异性有明显变化，发现上地幔各向异性快速波的偏振方向与造山带的走向不完全一致．在雅江缝合线、崩错－嘉黎、唐古拉山口、昆仑山口几条断裂带处南、北各向异性出现显著的差异，而金沙江缝合线和班公－怒江缝合线的南、北则没有明显的各向异性变化．由Ｐ波走时残差，利用层析技术反演了４００ｋｍ深度内的速度图像，可以看出近地表１００ｋｍ范围内速度的不均匀变化与地表划分的构造单元很吻合，进一步佐证了青藏高原是由不同时期的微板块拼合而成的认识．在青藏高原中部１５０ｋｍ深度以下发现了多处低速区．在金沙江缝合带下方约２００ｋｍ深度处有一长２５０ｋｍ以上、延伸１５０ｋｍ的低速体，推测可能是一地幔柱．利用ＰＳ转换波划分的界面，显示出青藏高原北部具有低速层和高速层交替出现的地壳结构．     

渡口及其邻近地区地壳浅层结构的研究

为了研究攀枝花—西昌构造带的地壳与上地幔顶部结构,在西起丽江东至者海全长350km的测线上进行了爆炸地震探测。本文利用所取得的六条地震记录剖面的Pg波组,研究测线下方地壳浅层结构。采用层状垂直梯度和横向不均匀模型,用理论走时和射线追踪方法来拟合实测Pg走时资料。得到深度为10km范围的地壳浅层结构和速度分布。 结果表明,该区地表P波速度以渡口至华坪一带为最高,达6.00km/s。向东西两侧逐步减小,东至者海为5.20km/s,西至丽江降为3.50km/s。局部地段因构造影响速度值有些起伏。从浅层结构和速度分布可见,该区存在箐河—程海、绿汁江、安宁河和甘洛—小江等深断裂带,并向地壳深部延伸。等速度线图表明,该区上地壳中有一高速岩体存在。攀枝花钒、钛、铁矿的富集以及其他热液型矿床的分布很可能与此有关。     

渡口及其邻近地区地壳浅层结构的研究

为了研究攀枝花-西昌构造带的地壳与上地幔顶部结构,在西起丽江东至者海全长350km的测线上进行了爆炸地震探测。本文利用所取得的六条地震记录剖面的P_g波组,研究测线下方地壳浅层结构。采用层状垂直梯度和横向不均匀模型,用理论走时和射线追踪方法来拟合实测P_g走时资料。得到深度为10km范围的地壳浅层结构和速度分布。 结果表明,该区地表P波速度以渡口至华坪一带为最高,达6.00km/s。向东西两侧逐步减小,东至者海为5.20km/s,西至丽江降为3.50km/s。局部地段因构造影响速度值有些起伏。从浅层结构和速度分布可见,该区存在箐河-程海、绿汁江、安宁河和甘洛-小江等深断裂带,并向地壳深部延伸。等速度线图表明,该区上地壳中有一高速岩体存在。攀枝花钒、钛、铁矿的富集以及其他热液型矿床的分布很可能与此有关。     

岳阳地区地震活动性研究

本文系统地研究了岳阳及其邻区300公里范围内的地震活动特征，包括历史和现代地震的时空分布，应变积累释放以及地震活动周期的数值分析等，并利用四种方法对未来50－100年内的地震趋势进行了预测。     

山西地堑系强震的活动规律和危险区段的研究

山西地堑系是我国著名的历史强震活动带之一。作者系统地分析了山西地堑系历史强震的重复和迁移现象、M≥7级地震前中强地震的活动特征、蠕变曲线的线性分段性,并根据近期地震活动的特点,判断了现今地震活动暂态和未来地震活动性;最后,在现有的形变测量资料、历史地震和古地震研究成果的基础上,确定了山西地堑系内可能发生强震的危险区段     

青海东部及邻区强震前地震活动特征参数Wq值的研究

利用1980～2007年以来,青海省东部及邻区（34°～40°N,96°～104°E）ML≥2．3级地震资料进行特征参数耽值的空间扫描。结果表明,在该区域内发生的9次6．0级以上地震中有6次震前7—28个月在震中周围出现叻值异常区,并且大部分地震前的异常区存在异常出现一异常区面积扩大一面积收缩一发震的变化过程,为地震的中短期预报提供了判定依据。