地应力记录的数字化研究

本文论述了地应力数据进行数字化处理的技术思路及编程实现。首先分析地应力记录图纸,建立相应的数学模型;其次采用VB6.0语言开发了地应力数字化软件,并且对软件功能作了简单说明;最后结合一张地应力图纸处理例子进行了结果对比分析。     

新疆帕米尔东北侧地区现今地壳运动的GPS监测研究

通过加密帕米尔东北侧地区的GPS监测网并进行复测,结合周边地区的IGS站数据,计算得到了该地区40多个GPS点位运动速率,由此得到了该地区的现今地壳形变速率图及GPS基准站的时间序列。结果表明：各GPS站主要运动方向为北北西,基本上与天山褶皱带走向正交,即形成对天山的正向挤压。伽师附近及其西南区的运动形态与周邻测站有所不同,表明伽师地区的构造变形与近几年地震活动有某种关联。环塔里木盆地周边点在各区内的速率变化较小,方向也基本一致,说明塔里木盆地内部变形较小或基本不变形。     

利用区域双差层析成像方法研究川滇南部地壳结构特征

本文联合使用云南、四川和贵州地震台网的85个地震台站在2008年1月—2017年12月期间记录的49130个地震、317366个初至Pg震相绝对到时数据和2674110条高精度的相对到时数据,采用区域双差地震层析成像方法联合反演了川滇南部地壳三维P波速度结构和39621个地震的震源参数,探究了川滇南部中下地壳流和腾冲火山区岩浆囊的分布特征.研究结果表明：（1）川滇南部上地壳的速度异常特征与地表地形密切相关;（2）小江断裂带的中下地壳存在一条绵延近二百多公里的低速异常结构,最南端受到红河断裂带的阻挡而终止于断裂带南段北侧,这可能是川滇南部的一条中下地壳流,低速异常结构在红河断裂带南段转而向南东流动反映了红河断裂带可能为川滇菱形块体的西南边界;（3）红河断裂带各段速度异常存在明显的差异,重定位后的震源分布显示红河断裂带中段和南段虽然不如北段地震活动强烈,但地震震源深度分布较北段深;（4）腾冲火山区西侧和北侧下方10~20 km深度范围内存在的低速异常体推测为通过怒江断裂带形成的岩浆通道从中地壳涌入上地壳的岩浆囊,可能反映了自更新世延续至今的以橄榄玄武岩和安山岩为主要岩性的壳内岩浆活动,持续的岩浆活动为地表热活动提供了主要动力.     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区横波分裂变化特征

对2017年九寨沟M_S7.0地震序列的横波分裂的时空变化特征进行了分析.通过横波窗内S波质点运动图的分析,从九寨沟地震震源区各个地震台站的近震横波记录中提取了横波分裂的快波偏振方向和慢波延迟时间.观测结果显示,震源区各台站的上地壳各向异性在空间上存在分区特征,时间上有随时间的趋势性变化特征.空间上,位于震源区北部余震区内的3个台站中,发震断层东面的台站L5112和L5111只有一个突出的快波偏振优势方向（NNE向）,而西面的L6202台有两个快波偏振优势方向（除了NNE向,还有一个近EW向）,体现了余震区剧烈调整的地壳应力和构造复杂断裂的综合作用;余震区外的3个台站中,震源区东部靠近塔藏断裂（东）附近的JZG台的快波偏振优势方向为NW向,与塔藏断裂（东）的走向一致,南部的台站L5110和L5113的快波偏振优势方向为近EW向,与区域主压应力方向一致;余震区内各台站的平均慢波延迟时间大于余震区外各台站,反映了九寨沟地震孕育过程中余震区的应力积累强于其周边区域.时间上,快波偏振方向在主震后前期离散度较大,随着时间的推移,离散度在后期有逐渐变小的趋势;慢波延迟时间在主震后较大,但随着时间的推移,也表现出逐渐减小,趋于稳定.横波分裂随时间逐渐减小和趋于稳定的变化特征反映了九寨沟地震在孕震中积累的应力,随着主震和余震的发生而导致的应力释放和调整,应力大小和调整幅度逐渐减小,后期趋于稳定.     

用大地形变判定强震危险区的指标体系及河西地区垂直形变场演化

提出了表征地壳垂直形变场定量特征的地壳垂直运动准加速度及体积变化率两个新指标,利用甘肃河西地区７０年代以来的５期复测水准资料计算了地壳剪切变形率、扩张变形率、体积变化率、速率增量、准加速度等各项指标,并分析了这些指标与强震危险区判定的关系．系统地研究了该地区垂直形变场的演化过程．     

利用双差成像方法反演青藏高原东北缘及其邻区地壳速度结构

利用区域尺度双差层析成像方法,使用2009年1月至2017年2月的近震资料,对青藏高原东北缘及其邻区内记录到的地震事件进行震源位置和三维速度结构的联合反演.重新定位后震源空间位置得到明显改善,浅层的地震波速与地形和沉积层厚度对应较好,研究区地震主要发生在河西走廊过渡带的低泊松比区域.本文将研究区分为五个区域并分别对其层析成像结果进行了讨论,结果显示研究区不同地块之间地壳结构变化明显,地壳物质整体呈酸性,青藏高原东北缘地壳增厚可能主要发生在中下地壳.     

On the conditions of sheet injections and eruptions in stratovolcanoes

Nearly all eruptions in stratovolcanoes (composite volcanoes, central volcanoes) are supplied with magma through fractures. Consequently, a primary physical condition for an eruption to occur in a stratovolcano is that a magma-driven fracture is able to propagate to the surface. Magma-filled fractures, frozen or fluid, are referred to as sheet intrusions. More specifically, they are named dykes when subvertical, and inclined (or cone) sheets when inclined. Field observations indicate that most sheet intrusions do not reach the surface to feed eruptions but rather become arrested at various crustal depths. For this reason periods of volcanic unrest with sheet injections are much more common than volcanic eruptions. Whether a sheet intrusion becomes arrested or, alternatively, propagates to the surface depends primarily on the stress field in the stratovolcano. A stratovolcano normally consists of layers of contrasting mechanical properties, such as soft (low Youngs modulus) pyroclastic units and stiff (high Youngs modulus) lava flows. We present numerical models indicating that volcanoes composed of such layers commonly develop stress fields encouraging sheet and dyke arrest. The models indicate that a necessary condition for a sheet intrusion to reach the surface and feed a volcanic eruption is that the stress field along the sheet pathway becomes homogenised. We propose that much of the activity in a stratovolcano during a volcanic cycle encourages stress-field homogenisation. Field studies show that the sheet intrusions in individual stratovolcanoes have various dips: some are vertical dykes, others inclined sheets, and still others horizontal sills. Analytical models indicate that the dip of a sheet reaching the surface can have great effects on the magma transport during an eruption. This effect is normally greater for a flat volcano such as a collapse caldera than for a stratovolcano that forms a topographic high. We conclude that the shallower the dip of a sheet intrusion, the less will be its volumetric magma transport to the surface of a stratovolcano.Editorial responsibility: D Dingwell     

中国大陆地壳运动观测研究进展

本文利用国家重大科技基础设施“中国大陆构造环境监测网络”1972个站两期GNSS观测资料绘制2009—2011年中国大陆地壳运动图。 该图反映了2011东日本大地震同震形变对我国东部地壳运动及变形状态的巨大影响, 也反映2008汶川地震和2001昆仑山口西地震震后变形对青藏高原构造应力场的调整过程, 较为完整地展示印度板块挤压下青藏高原的变形状态。     

Magma traps: Part II,application

A model of the lithostatic control of the ascent of magma, described in Part I (this volume), is tested against data from the Upper Cretaceous-Lower Tertiary sedimentary and volcanic region of central West Greeland: the thickness of sedimentary rock; the thickness of the pillow breccias; the total thickness of the lava pile; the depth of the post volcanic paleosurface. The local development is largely determined by a single parameter, the proportion of crustal thinning, and requires a magma source at 75 km depth with differentiation at 11 km depth. The model is applied in outline to the development of continental and orogenic volcanism in New Zealand.     

共和──湟源地区近震波速及湟源地区地壳厚度的测定

本文选取湟源台５７３型地震仪在１９９０—１９９１年间记录的４９个共和地震和记录到ＰＮ震相的２５个地震资料，通过计算，得到共和——湟源之间直达波的平均传播速度为；Ｖ（ｐｇ）＝６．７６ｋｍ／ｓ、Ｖ（ｓｇ）＝３．８４ｋｍ／ｓ，湟源地区的地壳厚度为６１ｋｍ。     

青海湟水盆地地壳稳定性的动力学基础

通过对湟水盆地区域震源机制、断层水平运动方式、地层褶皱形态分别反映的现代、第四纪晚期、第三纪构造应力场的对比研究，同时分析1990年以来地震活动图象，得出汉水盆地地壳介质强度可分为三个不同的，为各区未来地震活动强度的预测以及地壳稳定性研究奠定了基础。     

改进的地壳速度结构遗传反演方法

遗传算法的收敛速度与模型参数初始搜索范围的划分精度有关.本文提出了在低精度的基础上开始迭代,在选代过程中逐步缩小搜索范围的改进措施.这种改进使得遗传算法的收敛速度和反演精度同时得到提高,并且又不增加模型空间的大小.一维地壳速度结构的反演计算结果表明方法是有效的.最后给出了实际应用中应采用的反演策略.     

几次中强地震前宁夏地倾斜异常特征

１９８９年以来,宁夏周边地区共发生５次Ｍｓ≥５．０地震,３次地震前宁夏地倾斜观测资料显示出明显异常。其中２次地震的异常演化过程比较完整。     

山西地区近期地壳形变活动特征

根据１９９１年大同—阳高２次中强地震后的水准复测资料，分析了地震前后山西地区的垂直形变场。结果表明，该区垂直形变场震前显示出前兆形变，震后有明显的调整。定点形变分析证实太原台连通管、水平摆震前相继出现异常。大同台短水准震前数年观测到幅值不大的变化。震后，对这２个台继续进行跟踪，结果表明，再次出现新情况，显示出新的特点     

川滇地区现今地壳形变及其与强震时空分布的相关性研究

本文通过分析80年代以来的川滇地区跨断层形变测量资料、区域垂直形变测量资料及部分大区域GPS测量资料，认为该时间域内川滇地区地壳形变处于相对弱状态，并直接导致了自1981年道孚6．9级地震后至今川滇地区6级以上地震基本上未沿主边界断裂展布，且具有准顺时针旋转迁移的分布特征。基于此，认为未来几年内川滇地区地震危险性预测研究的重点应是川滇地区中部。最后根据现今地壳形变测量资料和地震分布特征提出了川滇地区活动地块时段性划分的概念，并给出了初步的划分结果。     

从重力场识别与提取地壳变形带信息的方法研究

表面形貌识别是指用具体的参数表征表面各区段几何形态及属性并最终对不同类型的表面形貌进行识别,表面刻痕识别是其中的一种.以随机过程理论为基础的表面刻痕识别技术可以确切地识别表面形貌的各项特征,其各阶谱矩及统计不变量可以对表面的刻痕以及各向异性进行详细地刻画.区域重力场上的各向异性刻痕主要反映地壳线状变形带,它们常常是区域大地构造单元的边界.本文用重力场研究地壳变形带信息识别方法,将二阶谱矩、统计不变量等参数赋予一定的地质构造含义,并定义了脊形化系数、边界脊形化系数等,从而更详细地表征地壳变形带及大陆构造单元边界信息.理论模型与实际数据试验结果均表明,地壳变形带信息识别方法不但对重力场上地壳变形产生的线形刻痕进行了有效的刻画,而且提取出的刻痕信息,可为大陆构造单元划分提供客观依据.     

接收函数揭示的兴蒙造山带西南部的地壳结构特征

针对构造演化历史甚为复杂的兴蒙造山带的地壳结构探测较为有限的问题,本研究利用2016-2018年布设在兴蒙造山带西南部的第3期NECsaids地震台阵和固定地震台及NECESSArray的流动台数据,采用时间域最大熵谱反褶积方法提取到研究区的24027条高质量P波接收函数,进而采用H-κ和共转换点(CCP)叠加方法以及分层剥离转换震相分析地壳各向异性的方法来辨识研究区的地壳结构特征.分析表明:研究区地壳各向异性整体呈近NW向和近EW向,与区域速度场和板块绝对运动方向一致,表明现今地壳结构主要受控于太平洋板块构造域;大兴安岭-太行山重力梯级带是明显的地壳结构差异过渡区,其西侧地壳厚度明显高于东侧且呈降低趋势,而平均波速比则呈现东西两侧盆地较高的分布特征;局部地区的高波速比和不同的各向异性特征则显示受到新生代火山和断裂活动的改造作用,二连盆地的厚地壳和复杂的各向异性特征则展现出古亚洲洋闭合及蒙古-鄂霍茨克和古太平洋等多期构造作用的可能影响.     

A comment on the use of spectral characteristics of teleseismic body waves to evaluate fine crustal structure

An investigation of the crustal response in the time and frequency domains is presented to show that for models with similar crustal transit times of P and S waves, any important changes in the internal configuration of the crust such as layering, layer thickness and velocity contrast only influence the amplitudes of the transfer function ratio. Frequency positions of peaks and troughs remain unperturbed unless the total transit time of P and/or S waves through the crust are varied. This would imply that fine crustal structure derived from a matching of peak positions of observed spectral ratios with theoretical transfer function ratios, as is commonly practiced, is not very meaningful. This limitation in the application of the spectral ratio method for detailed crustal structure is demonstrated using two recent applications of this technique.     

基于GPS获得的中国大陆现今地壳运动速度场

利用国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”1999至2011年底的全部GPS观测资料,采用统一的数据处理策略和最新的地球物理模型,分别获取了中国大陆相对于全球ITRF2005参考框架和欧亚板块的现今地壳水平运动速度场。通过速度场分析,给出了中国大陆地壳运动的大背景和基本特征,为地震预测、地球动力学等相关学科的研究提供了基础资料。     

地应力地磁场与地震

通过地表重力异常和磁异常的对比，可以找到两者之间的一些因果关系。这种关系在整个地磁场与应力场的历史变化中又得到了进一步的验证。这种因果关系是：地球的初始磁场可能是由晶体的压电效应产生的，地磁场的变化反映了地球应力场的变化。