页岩气勘查进入中国地质界视野

中科院地质与地球物理研究所青藏高原研究室深部物理场与动力学学科组研究员白登海等人,在东喜马拉雅构造结及周围地区实施了连续6年的大地电磁观测,获得了青藏高原东部岩石圈电性结构的初步认识。最新观测结果发现,在青藏高原存在两条巨大的中下地壳低阻异常带,通过理论计算认为是2条中下地壳的弱物质流。     

中国西部地壳垂直运动引起的重力场空间变化特征

结合中国西部区域的数字高程数据以及地壳垂直运动速率数据,计算中国西部地区地壳垂直运动引起的重力场变化的分布,并与卫星重力观测结果进行对比。研究表明：中国西部区域的重力场变化与地壳垂直运动速率场变化有很强的相关性,青藏高原以南的喜马拉雅山脉地壳上升运动速率最大,其引起的重力变化为正的最大值;准噶尔盆地地壳下沉运动速率最大,其引起的重力变化为负的最大值;塔里木盆地及柴达木盆地地壳下沉运动速率相对较小,相应地引起的重力变化值相对较小。     

用GPS资料分析青藏高原现今应变率场

基于中国大陆构造环境监测网络的GPS观测资料,获取青藏高原及周边地区地壳水平运动速度场以及应变率场。结果表明,青藏高原及周边地区10 a尺度应变率场分布的整体特征与该地区长期地质构造背景和地震活动具有继承性,主应变、剪应变以及面膨胀率的分布特征与高原边缘和天山地区的地壳缩短、藏中南地壳的东西向伸展以及高原内部走滑断裂的构造活动一致。     

应用GPS观测研究青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系，同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5h和25h的主应力和最大剪应力进行了计算分析。结果表明，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等，在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7．0～8．5级强震的断裂附近，并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征。     

巴东地区现今构造应力场分析

利用P波初动方法对巴东地区2009~2016年发生的M>2.0地震进行震源机制解计算,进而应用网格搜索法获得该地区地壳应力状态。结果表明,巴东地区反演所得的S1轴方向为108°~109°,S3轴方向为263°~264°,揭示了该区域现今地壳运动主要受到西部印度板块和青藏高原构造作用影响,外加区域地壳内部存在低速层或速度转折界面,导致研究区构造应力场总体上以NW-SE向的挤压运动为主。     

2022年门源6.9级地震的GPS形变特征

利用1999～2021年的GPS观测资料研究2022年门源6.9级地震震中附近区域的地壳形变特征。速度场在祁连山-海原地震带两侧呈现出明显的“南大北小”特性。发震断层速度剖面结果显示,断层两侧挤压速率为3.1 mm/a,走滑速率为3.9 mm/a,这与走滑为主的震源机制解一致。门源地震位于主应变率场和面膨胀率场高值区向低值区过渡的梯度带上,发生在最大剪应变率场和应变率第二张量不变量高值区边缘地区。同震库仑应力触发了大部分的余震,对冷龙岭断裂到海原断裂的地区有一定的应力加载作用。综合地壳形变特征和库仑应力等分析结果认为,冷龙岭断裂到海原断裂地区的地震危险性有所提高。     

应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.     

利用加密GNSS数据和震源机制解分析川滇块体南部现今地壳活动特性

利用多源项目获得的补充加密GNSS观测资料计算研究区高空间分辨率的GNSS水平运动速度场和应变率场,采用地震波形资料,通过CAP方法求解震源机制解,在此基础上使用阻尼区域应力反演方法分析川滇地块区域构造应力场的空间分布特征。结合主要断裂的活动特性,综合分析川滇地区的地壳形变特征。结果表明：1）块体浅部的最大主压应力与地表的最大主压应变率由SSE向转变为近SN向,呈现出较好的一致性,GNSS观测至少可反映20 km以内的地壳形变;2）川滇块体南部的东向滑移和顺时针旋转,可能受青藏高原推挤、华南块体阻挡及印度板块与欧亚板块之间北向运动速率自西向东递减而形成的右旋剪切拖拽作用的顺时针力偶的综合影响;3）川滇块体在综合力偶作用下SE向挤出和顺时针旋转的同时,受到走滑逆冲断裂带的吸收转换,使得青藏高原物质SE向挤出有限。     

InSAR约束下2001年昆仑山MS 8.1地震震后粘弹性松弛效应

根据2001年昆仑山MS8.1地震震后2~6 a的InSAR形变场,采用震后粘弹性松弛模型进行模拟,使用半解析平面分层模型研究青藏高原昆仑山地震震区流变结构。Maxwell半空间粘弹性应力松弛模型模拟结果表明,最优的弹性上地壳厚度为15~20 km,莫霍面深度为70 km,该地区下地壳有效粘滞系数在（1~2.5）×1019 Pas之间,上地幔有效粘滞系数在（1~6.3）×1019 Pas之间。该结果与青藏高原玛尼震区的震后粘弹性松弛反演结果基本一致。     

利用地震矩张量反演地壳运动水平速度场的理论和方法

根据地震矩张量反演地壳水平形变速度包括两个主要步骤：（１）由震源机制解计算地壳的平均应变率；（２）由应变率求速度场。文中对反演的理论与方法作了详细论述，并讨论了速度场内的相对大地转动和线性结构的整体转动以及速度场的误差椭圆的计算方法     

Origin of the regional stress field along the Liquine-Ofqui Fault Zone （LOFZ）, Southern Chilean Andes by means of FE Simulation

The Liquine-Ofqui Fault Zone （LOFZ） of southern Chilean Andes is one of the largest active strike-slip fault zones. There is an ongoing debate regarding the origin of the stress field along the LOFZ due to its complex geometry. This paper represents a study of the origins of the LOFZ regional stress field. Stress fields are calculated by finite element （FE） analysis. The two possible stress origins, i.e., oblique plate convergence and ridge collision/indenter tectonics of Chile ridge against Peru-Chile trench, have been emphasized in the present study. Three types of boundary conditions for the three particular models have been applied to calculate stress fields. Models are assumed to be elastic and plane stress condition. Modeling results are presented in terms of four parameters, i. e., orientation of maximum horizontal stress （σHmax）, displacement vector, strain distribution, and maximum shear stress （ τmax ） contour line within the model. The results of the first model with oblique plate convergence show inconsistency between the geometric shape of the LOFZ and the distribution of the four parameters. Although more realistic results are obtained from the second model with normal ridge collision, there are few coincident in the LOFZ geometry and regional stress field. The third model with normal and oblique ridge collision is reasonable in understanding the origin of stress field and geometrical condition in the lithosphere of the LOFZ.     

地史中构造应力场更替与中国地壳演化

本文在建立了两类应力场的理论后,对地史中的应力场进行了划分,它们包括显生宙三个界的六个应力场,隐生宙四个界的八个应力场。每个界,下部为正应力场,上部都为负应力场。据此,编排出了亚洲构造演化自然系谱图和中国地壳演化表。     

用断层擦痕解析断层应力场的方法及计算机处理

断层面上的断层擦痕与形成断层的主应力有一定的空间几何关系 ,据断层的产状、性质 ,断层面上断层擦痕方位 ,可以定量解析断层应力场。通过编制计算机程序 ,使数据处理自动完成。经计算机处理后得出桂林市西侧的灵川—永福断裂带的应力场有 3期或幕。     

地壳块体应力场动力学演变过程仿真的初步研究

运用三维非线性动态有限元方法,研究华北地壳块体对渤海、黄海潮汐水位变化的动态响应,得出该块体中各力学量随时间演变的数值结果以及动态、直观的三维仿真映象,并以此探索计算力学与地学综合研究的途径.从仿真模拟结果可以看出:华北地区近期发生的几次较大地震均在应力较大或应力变化剧烈的地点.由于海洋动态载荷的量级小,计算结果的应力绝对值也很小,因此,这种吻合表明较小的动态载荷下的动态响应揭示了孕震构造的特征,显示了应力集中的地点.     

土工格室加固风积沙路基不同深度动力响应试验研究

风积沙路基的处理一直是沙漠公路建设面临的难题, 土工格室加固方法可为沙漠公路建设提供一条新路径, 结合S21线(乌鲁木齐-阿勒泰)沙漠公路路基现场试验, 研究不同路基深度动力响应特征, 对土工格室加固风积沙性能探究具有重要的价值及意义。结果表明: ①测试车速对路基不同深度处动应力、动加速度和动速度的时程曲线波动性影响较大, 且提高车速时, 动速度峰值、动加速度峰值和动应力峰值都出现了明显的增加; ②随着路基层深度的不断增加, 动速度幅值、动加速度幅值和动应力幅值均呈现出逐渐衰减的趋势, 其中在土工格室加固风积沙层衰减幅度最大; ③沿路基横断面水平方向上, 动速度幅值、动加速度幅值和动应力幅值均呈指数型衰减的趋势, 距振动源水平距离为5 m时, 其幅值衰减至10%左右, 可将此水平范围作为工程设计参考值。      

瑞雷面波在灌浆加固路基检测中的应用

瑞雷面波在灌浆加固路基检测中 ,既可利用面波波速等值线断面发现可能存在的软弱部位 ,在三维空间上宏观评价灌浆加固效果 ,还可结合少量动力触探 ,间接计算路基承载力。文章从工程实例出发 ,着重探讨了实际工程应用中路基加固效果的宏观评价及触探击数与波速回归分析中的抽样问题     

多维动态地理空间框架数据的构建

地理基础框架数据是数字化地理空间基础框架的重要组成部分。迄今为止 ,人们一直是按照平面图或铺盖数据模型 ,将具有鲜明的多维、动态特征的现实空间世界抽象为二维、静态目标 ,生产、提供和使用二维 (或 2 .5维 )的地理基础框架数据。该地理基础框架数据在表达或反映三维实体及其时空变化方面有着很大的局限性 ,不能满足国家信息化的应用需求。本文就数字化地理空间基础框架的狭义和广义概念、国内外地理空间框架数据的发展过程、地理空间框架数据的三维、多尺度、时态和动态问题进行了初步的分析 ,并提出了构建多维、动态地理空间框架数据的建议 ,加强对多维动态空间数据模型的理论研究 ,开展多维动态地理空间框架数据的建设工程 ,开拓多维动态地理空间框架数据的应用领域。     

丹江口水库及其邻区地壳应力场的基本特征

利用赤平极射投影等资料，计算了丹江水库及邻区的主应力方向，结果表明：主压应力为北东东向，主张应力为北北西向，现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致；晚第三纪以来，该区地壳应力场相对稳定。     

青藏高原东南缘地幔对流与发震层应力场耦合关系分析

利用EGM2008重力模型的11~36阶球谐系数计算青藏高原东南缘岩石圈底面地幔对流应力场,收集整理青藏高原东南缘2000年至今的1 131个震源机制解数据,采用区域应力张量阻尼反演法得到该区芦山地震前和现今的发震层应力场,进一步分析2种应力场的相关性,探讨不同区域的力学耦合情况与强震发生的关系。结果表明：1)青藏高原东南缘大部分位于耦合与解耦的中间地带,耦合区域基本按块体分布,东侧华南块体强耦合,西北部藏北块体、巴颜喀拉块体和西南部滇西南块体部分耦合,解耦主要发生在松潘-甘孜块体附近,以龙门山断裂带连接强耦合的华南块体;2)分析孕震原因,提出青藏高原东南缘地幔对流应力场与发震层应力场耦合程度强弱交界处为地震危险性较高的区域,从现今耦合关系来看,龙门山断裂带仍处于耦合强度变化梯度非常大的区域,具备孕震储能条件,地震危险性较高。其他危险区域大致有：岷江断裂带附近、鲜水河-安宁河-则木河断裂带附近、红河断裂带及南汀河断裂带附近。     

清江隔河岩水库区地壳应力场的基本特征

根据震旦一二叠纪地层中构造变形的实际观测及卫星影象解译资料,计算了清江隔河岩水库区新生代以来区域应力场的主应力方向。结果表明：主压应力为北东东向,主张应力为北北西向,现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致。晚第三纪以来,该区构造应力场相对稳定和统一。