岩石圈下部的速度结构

我们分析了中国华北平原以及沙特阿拉伯深地震测深的记录,发现Pn可以连续追踪到500公里以上,中间并无间断现象,而且在接收距离350—500公里之间,Pn后面有一到两个很强的续至震相,它们的速度与Pn相似,而能量比Pn更强。经与沉积层中薄层的野外实验结果以及室内超声波模型实验的结果相比较,我们得到这样的结论:岩石圈下部存在一至数个高速薄层,其厚度不超过一公里。地幔顶部物质的正常速度可能比薄层略低。岩石圈中薄层的存在对于岩石圈的演化过程具有重要的意义。     

川西藏东地区的地壳P波速度结构

位于川西藏东地区的巴塘(竹巴龙)至四川资中深地震测深剖面,跨越松潘甘孜褶皱系,龙门山构造带和扬子准地台。本文根据沿测线爆破的记录截面图中各震相走时资料,结合相关的振幅信息,确定剖面二维P波地壳速度结构模型,分析川西高原和四川盆地的地壳上地幔结构的主要差异,并讨论测线上主要断裂带的深部特征,扬子地台与青藏高原的深部构造关系以及强烈地震发生的深部构造环境。     

菏泽地区地壳结构特征与地震

本文利用菏泽～长治剖面东段和襄城～章丘剖面中段深地震测深资料进行二维计算与分析解释。结果显示菏泽地区地壳速度结构在横向上、纵向上具有明显的差异。莫氏界面起伏变化大,在菏泽附近其埋深约35km。统计结果显示本区地震多发生在中上地壳,表示它与深地壳结构特征十分密切。     

华北地区上地幔速度结构

本文选用了北京台网记录的来自不同方位并通过华北地区的140个地震,使用平滑法和dT/d△法,得到P波慢度曲线;采取走时和慢度结合使用的方法,得到走时曲线;从Gerver-Markushevich公式出发,导出一个易于计算的简捷形式,并由此反演初始速度模型;通过模型理论走时曲线的计算,选出与实测数据符合得较好的模型。平均模型中,低速层出现的深度较浅,约60公里;在360—420公里和660—680公里深处,存在两个速度急剧增加的梯度层;500公里处可能还有一个较小的梯度层。华北的东南和西南方向上,相当于660公里梯度层的深度的差异还较为显著。     

中国内蒙古高原及周边地带岩石圈三维速度结构

我国内蒙古高原和其周边地域地壳与上地幔的专门研究尚属空白，然而全区又为第四纪以来的沙漠所覆盖，地表地质构造亦不十分清晰。本文利用了一种测量面波频散信号的新技术；即适配滤波频时分析和改进的分格随机反演理论与方法从混合路径中提取了４°×４°的计１８个网络中每一个网格单元的纯路径频散，并依据频散反演出该区地表与上地幔的剪切波三维速度结构。结果表明：１．该区地壳为成层结构，Ｍｏｈｏ界面埋深平均为３７±３ｋｍ，并向东减薄，断裂分布与构造迹线在深部均有显示，并存在着一系列北北东向，近北东向和北西向的断裂，且断抵上地幔顶部。２．上地幔亦为成层结构，地幔低速层平均埋深为８５±１０ｋｍ，南部地区则较深，地幔低速层速度均偏低。３．该区地幔盖层似一＂楔板，体向北插入。４．沙漠地带与造山地带相比不论是地壳厚度，还是地幔低速层埋深，前者均比后者浅约±５ｋｍ，该区有着良好的油气前景。     

华北地区上地幔速度结构

本文选用了北京台网记录的来自不同方位并通过华北地区的140个地震,使用平滑法和dT/d△法,得到P波慢度曲线;采取走时和慢度结合使用的方法,得到走时曲线;从Gerver-Markushevich公式出发,导出一个易于计算的简捷形式,并由此反演初始速度模型;通过模型理论走时曲线的计算,选出与实测数据符合得较好的模型。平均模型中,低速层出现的深度较浅,约60公里;在360-420公里和660-680公里深处,存在两个速度急剧增加的梯度层;500公里处可能还有一个较小的梯度层。华北的东南和西南方向上,相当于660公里梯度层的深度的差异还较为显著。     

青藏高原P波速度层析成像与岩石圈结构

利用中国西部地震台网的数据,通过体波层析成像反演了青藏高原及邻域的三维P波速度结构.根据地壳和上地幔的速度变化和构造特征,重点讨论了下地壳流动、地幔上涌、岩石圈减薄以及与藏北新生代火山岩和藏南裂谷系的关系等问题.分析表明,青藏高原中、下地壳平均速度偏低,低速区主要分布在拉萨和羌塘块体内部,随着深度的增加逐渐扩大到松潘—甘孜块体.上述低速区之间多被高速带分隔,暗示地壳中、下部的韧性变形被限制在特定的区域,不太适于产生贯穿整个青藏高原的大规模横向流动.此外,地幔上涌也并非普遍发生于整个青藏高原,而是集中在羌塘、松潘—甘孜以及喜马拉雅东构造结附近,导致上述区域的岩石圈地幔较薄,并且伴生火山活动和岩浆作用.此外,由于印度大陆岩石圈在向北俯冲,板片下沉过程中引起地幔上涌,热流物质有可能上升进入地壳,这一作用对藏北新生代火山岩和藏南裂谷系的形成以及中、下地壳的韧性变形产生了明显的影响.

     

岩石圈结构与大陆动力学

对1999年7月第22届IUGG大会以后的4年期内，中国地球物理研究在岩石圈结构和大陆动力学方面的主要进展作了简要评述．这些研究进展主要表现在以下几个方面:区域性岩石圈物性结构的研究，利用深地震测深剖面对地壳、上地幔速度结构的勘查，利用GPS观测研究大陆内部的现今运动和变形，青藏高原动力学研究，大别——苏鲁超高压变质带的地球物理勘查及动力学机理研究，沉积盆地的地球物理勘查及演化过程研究，以及板块动力学研究, 等等．      

宽频带远震体波波形反演方法与青藏高原岩石圈速度结构研究

本文系统地研究了宽频带远震体波波形反演的理论与方法 ,发展了较频率域除法运算稳定、精度高、分辨好的 ,从远震 P波波形中提取接收函数的时间域反褶积方法 ;并利用青藏高原中美合作研究计划获得的准确可靠的PASSCAL宽频带数字化远震波形数据 ,得到了可信的台站接收函数 ,反演了青藏高原的岩石圈速度结构 ,获得了对深部构造的新认识 ,为揭示青藏高原的动力学演化过程、建立大陆动力学理论提供了可靠的地球物理证据。主要工作简述如下 :(1 )系统回顾了用天然地震研究地壳上地幔构造的两种主要方法 :即体波走时反演方法和体波波形模拟方…     

南北地震带岩石圈S波速度结构面波层析成像

本文利用天然地震面波记录和层析成像方法,研究了南北地震带及邻近区域的岩石圈S波速度结构和各向异性特征.结果表明南北地震带的东边界不但是地壳厚度剧变带,也是地壳速度的显著分界.其西侧中下地壳的S波速度显著低于东侧,强震大多发生在低速区内部和边界.青藏高原东缘中下地壳速度显著低于正常大陆地壳,在松潘甘孜地块和川滇地块西部大约25～45 km深度存在壳内低速层;这些低速特征与高原主体的低速区相连,有利于下地壳物质的侧向流动.地壳的各向异性图像与下地壳流动模式相符,即下地壳物质绕喜马拉雅东构造结运动,东向的运动遇到扬子坚硬地壳阻挡而变为向南和向北东的运动.面波层析成像结果支持青藏高原地壳运动的下地壳流动模型.南北地震带的岩石圈厚度与其东侧的扬子和鄂尔多斯地块相似但速度较低.川滇西部地块上地幔顶部(莫霍面至88 km左右)异常低速;松潘甘孜地块上地幔盖层中有低速夹层(约90～130 km深度).岩石圈上地幔的速度分布图像与地壳显著不同,在高原主体与川滇之间存在北北东向高速带,可能会阻挡地幔物质的东向运动.上地幔各向异性较弱且与地壳的分布图像显然不同.因此青藏高原岩石圈地幔的构造运动具有与地壳不同的模式,软弱的下地壳提供了壳幔运动解耦的条件.     

汕头－吕宋岛岩石圈速度结构与震源构造──台湾浅滩7．3级地震构造之一

汕头－吕宋岛岩石圈速度结构剖面，划分出华南陆缘古生代陆壳、陆架区晚古生代－中生代陆壳、陆坡带中生代－早第三纪过渡壳、新生代南海海盆洋壳及吕宋岛中生代－新生代岛弧陆壳与东吕宋海槽洋壳等地壳构造组分，并确定了上述地壳构造之间的边界断裂构造及其性质。结合地震震源分布及机制，初步确定了华南陆架盆岭构造带北、南两侧地震构造的控震构造与发震构造性质及其震源力学特征；１）指出１９９４年９月１６日台湾浅滩７．３级地震属于板缘壳幔地震及造成一千公里有感范围的原因；２）马尼拉海沟的海底地堑构造与南海海盆岩石圈地幔上隆是马尼拉海沟俯冲带震源显示正断层性质的原因，且为被动的或转换俯冲带；３）东吕宋海槽仍属于菲律宾海俯冲带性质；吕宋岛东西两侧俯冲带岩石圈板片震源深度的准三层分布，可能表明俯冲带岩石圈板片存在相应的低速滑移层。     

扬子板块北缘壳（慢）岩石圈结构与古生代盆地

“七·五”计划期间,在扬子板块北缘地带所作地震测深(DSS)和大地电磁测深(MTS)成果揭示了该地带壳(慢)岩石圈结构,提供了分析古生代盆地形成演化的深部地质依据。本文据深部地球物理资料探讨古生代盆地的深部地质结构与其所处大地构造背景之内涵。早古生代扬子板块北缘秦巴地区为被动边缘型盆地,江南大别区为陆内裂谷;晚古生代,秦岭大巴地区为前陆盆地,江南大别地区为陆表海盆。     

岩石圈下层塑性流动网带的剪切热效应

基于“网状塑性流动”大陆动力学模型和中国大陆大地热流的分布特征,文中针对网带黏性剪切热效应的平衡态,通过热力学能量方程的求解,导出网带温度异常方程等关系式,并通过与网带热流正异常的拟合分析,确定了相关的参数值。研究表明,塑性流动网带黏性剪切热的产生为温度的正异常提供了热源,并通过热传导扩展网带的影响范围,形成相应的热异常网带。作为对中东亚塑性流动网络系统平均状况的估计,网带的热异常宽度与地震带所显示的网带视宽度一致,约为65km;剪切网带的宽度为44km,约为网带热异常宽度的23;网带中线处的温度正异常约为210K,剪切网带边界处的温度正异常约为67K,至热异常带边缘处降低为零,其起伏形态与网带大地热流正异常“凸峰”相一致。文中为岩石圈下层塑性流动网络的存在及其对大地热流正异常分布的控制提供了理论依据     

华北地区岩石圈热结构的研究

利用两种1°×1°平均大地热流资料,由观测资料和居里面反演得到的4种地壳岩石生热率模型,计算了华北地区(105°E-124°E,30°N-41°N)岩石圈的热结构. 定量的比较了各种模型的计算结果,选定了最佳模型. 莫霍面的温度大约在450-750℃之间变化,岩石圈底部深度在60-180 km变化,并发现大的构造断裂与热岩石圈底部的隆起相对应,MS＞6.5的地震大都发生在热岩石圈底部隆起区附近和莫霍面温度的高值区.     

华北地区岩石圈热结构的研究

利用两种1°×1°平均大地热流资料,由观测资料和居里面反演得到的4种地壳岩石生热率模型,计算了华北地区(105°E-124°E,30°N-41°N)岩石圈的热结构. 定量的比较了各种模型的计算结果,选定了最佳模型. 莫霍面的温度大约在450-750℃之间变化,岩石圈底部深度在60-180 km变化,并发现大的构造断裂与热岩石圈底部的隆起相对应,MS＞6.5的地震大都发生在热岩石圈底部隆起区附近和莫霍面温度的高值区.     

青藏高原地区瑞利波群速度和地壳构造

本文用单台多重滤波方法测定了经过青藏高原地区瑞利波群速度频散曲线。所得基阶瑞利波的观测周期为5.0-56.0秒,速度标准偏差为0.08-0.15公里/秒,一阶瑞利波的观测周期范围为10-16秒,速度标准偏差为0.05-0.13公里/秒。利用广义线性反演方法对频散曲线进行反演,可得出一个由五层构成的地震横波速度地壳模型。在27-40公里之间存在低速层,其横波速度为3.29公里/秒,比上一层低0.21公里/秒。     

青藏高原地区瑞利波群速度和地壳构造

本文用单台多重滤波方法测定了经过青藏高原地区瑞利波群速度频散曲线。所得基阶瑞利波的观测周期为5.0—56.0秒,速度标准偏差为0.08—0.15公里/秒,一阶瑞利波的观测周期范围为10—16秒,速度标准偏差为0.05—0.13公里/秒。利用广义线性反演方法对频散曲线进行反演,可得出一个由五层构成的地震横波速度地壳模型。在27—40公里之间存在低速层,其横波速度为3.29公里/秒,比上一层低0.21公里/秒。     

用地震资料测定岩石层的三维速度结构

本文发展了一种利用远震P波资料反演岩石层三维速度结构的新模型与方法;并将射线追踪方法引进上述模型与方法中。这种模型和方法同样可用于利用近震资料同时反演介质结构与震源参数。 数值实验结果表明,上述模型和方法是可行的。     

用地震资料测定岩石层的三维速度结构

本文发展了一种利用远震P波资料反演岩石层三维速度结构的新模型与方法;并将射线追踪方法引进上述模型与方法中。这种模型和方法同样可用于利用近震资料同时反演介质结构与震源参数。 数值实验结果表明,上述模型和方法是可行的。