江苏及邻区地震重新定位和构造特征分析

本文将双差定位和遗传算法定位两种方法相结合,对江苏及邻区1980～2005年的地震进行重新定位研究.重新定位后大大改善了原地震定位的精度,地震在空间上更加集中分布在某些区域,地震震源深度分布结果更加合理.江苏及邻区地震主要发生在上地壳和中地壳;研究区不同构造单元的震源深度统计分析表明,下扬子断块江苏段、冀鲁断块和豫皖断块的地震震源深度特点相似,在10～11 km、15～17 km深处存在二个明显的地震优势分布,推测分别在上地壳底面和中地壳;在25 km深处也存在一小的地震优势分布面,但地震频次较低.大别山地区地震的震源深度与下扬子断块、冀鲁断块和豫皖断块内的地震震源深度存在明显的差异,主要差异为大别山地区10 km以上的浅源地震十分发育,在6～7 km的深处有一地震优势分布,该深度附近地震波速度可能较高,而在10 km以下差异不大.     

1906年沙湾8.0级地震震源区附近地层速度的反演结果——石油地震勘探资料在地震研究中的应用

本文利用穿透1906年沙湾8.0级地震震源区及其附近地区的8条石油人工地震反射剖面资料,对大震震源附近地区进行了分层速度反演,并分别计算了部分地层的层速度,对大震震源附近地区浅层速度分布特征作了较为深入的探讨。所得结果表明,大震震源附近地区的浅部地壳速度明显低于其外围地区。     

安徽及邻区地震震源深度分布特征研究

选择安徽及邻区观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析不同空间范围内的震源深度分布特征,初步讨论了震源深度与地质构造,地壳结构的关系。结果表明:安徽及邻区平均震源深度10 km左右。中小地震震源深度在空间分布是不均匀的,大体上从西到东,从南到北逐渐增加,深度优势分布为5～15 km。其中霍山地区震源深度优势分布为5～10 km。总体上,安徽及邻区地震多发生在5～20 km地壳的中上部,为浅源地震。     

川滇地区中小震重新定位与速度结构的联合反演研究

通过震源与速度结构联合反演, 利用2000年4月至2006年3月云南和四川区域地震台网给出的P波初至走时资料, 确定了川滇地区的三维速度结构, 同时获得了川滇地区6642次中小地震的重新定位结果。 结果表明: ① 川滇地区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显, 地震震级越大, 震源深度越深, 但震源下界不超过25 km; ② 在瑞丽-龙陵、 丽江-小金河以及龙门山等断裂带以西地区, 震源深度偏浅, 大多在15 km以上, 15 km深度以下地震稀少; ③ 川滇地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景, 震源大多分布于正、 负异常过渡区的速度相对较高一侧, 而其下方主要为低速异常分布。     

利用速度结构与震源参数联合反演算法研究天津及邻近地区小震重定位特征

利用2002年1月至2008年12月天津地震台网产出的初至P波走时资料,通过震源与速度结构联合反演算法,计算出天津及邻近地区三维P波速度结构的优化模型,同时获得1 738次中小地震的重新定位结果.结果表明,天津及邻近地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景,主要分布在高低速度过渡带;天津及邻近地区中小地震震源深度重新定位后更集中分布在10-15 km深度范围内.     

唐山及周边地区中小地震重定位及其构造特征

采用双差定位法对唐山及周边地区2009年1月至2015年10月发生的4 115个中小地震进行了重新定位,改进了初始定位精度,得到了更加准确的3 466个地震事件的震源位置信息,并对比分析了重定位后的地震与活动断裂的关系。结果显示:(1)研究区内地震主要集中在华北平原北部,并且以研究区东部的唐山震源区最为集中,从水平方向来看,小震事件更加集中于断裂带附近,呈现出较好的条带状分布特征,从地震震源深度来看,地震主要集中分布在5~15km深度范围内,且不同地震带区的小震震源深度分布特征存在差异;(2)张渤地震带小震主要发生在中上地壳,而渤海海域地震带的小震发震层为上地壳;(3)张渤地震带的小震震源深度由西向东呈现出逐渐变浅的趋势,且唐山断裂带东侧存在一个NE走向、倾角较陡的小震活动带。     

岱海断陷带地区地震重新定位研究

采用双差定位,对岱海断陷带及周边地区2008-2013年地震事件进行重新定位及震源深度研究。重新定位后地震在空间分布上更加集中,部分地震有向构造带趋近的变化,较多地震呈簇集状出现于多条断裂的交汇部位,西南段地震较活跃,不同部位地震数目有明显差异,构造活动存在分段特征,震源密集地区的分布走向明显,可以推测,岱海断陷带西南端存在东西走向和东南走向的发震构造。震源深度结果表明,地震震源深度集中在5-15 km,均值为7 km。岱海断陷带西南段地震震源深度大于东北段,反映地壳厚度不均匀。     

岱海断陷带地区地震重新定位研究

采用双差定位,对岱海断陷带及周边地区2008—2013年地震事件进行重新定位及震源深度研究。重新定位后地震在空间分布上更加集中,部分地震有向构造带趋近的变化,较多地震呈簇集状出现于多条断裂的交汇部位,西南段地震较活跃,不同部位地震数目有明显差异,构造活动存在分段特征,震源密集地区的分布走向明显,可以推测,岱海断陷带西南端存在东西走向和东南走向的发震构造。震源深度结果表明,地震震源深度集中在5—15km,均值为7km。岱海断陷带西南段地震震源深度大于东北段,反映地壳厚度不均匀。     

甘肃及邻近地区的地壳厚度

前言甘肃及邻近地区的震源大多分布于地壳中,为了了解震源在地壳深部的形成过程,研究有效的地震予报方法,要求弄清楚地壳的内部结构。60年代前后曾融生等用人工地震法,对甘肃及青海小部分地区的地壳进行过探测,得出柴达木盆地及甘肃部分地区的地壳厚度为50—53公里,并指出该地区地壳中存在高速夹层[1,2]。1974年滕吉文等又对柴达木盆地提出     

云南地区强震前震源深度的时空展布

通过对云南地区1986年以来强震前中小地震的震源深度及时空特点的研究分析,找出震源深度的变化特性,深度异常与大震之间的关系。分析结果表明,强震发生的时间集中在震源深度首次出现15km的180天以内,而且深度异常形成的条带常沿断裂带分布,强震的震中区主要位于异常条带上或异常条带的延长线上。     

苏鲁地区剪切波速度结构研究及与地震关系探讨

利用S波纯波形拟合法以及T函数法反演了苏鲁地区壳幔剪切波速度结构,并利用长周期P波T函数反演得到了连云港和莱阳台下方800km深度的速度结构。结果显示:(1)苏鲁地区大部分台站地壳表层及上地壳浅部速度偏高,分别对应高压、超高压物质和古老基底出露地区;(2)沿郯庐断裂带分布的台站均显示明显低速层,并具有北浅南深的特点;(3)连云港和莱阳台超深度反演结果显示两台均在150km深度下出现高速层,反映扬子板块的俯冲深度为100km以下,俯冲板片厚度在100km以上;板片拆离下沉深度甚至达到300km或者更深;(4)地震深度分布与低速层关系密切,沿郯庐断裂和烟台—五莲断裂的中小地震震源深度都比较深,有的甚至达到地壳的底部,反映这两条断裂目前切割深度都比较大,而且地幔物质相对比较活跃。     

Thermal state, rheology and seismicity in the pannonian basin, Hungary

On the basis of data on crustal structure and terrestrial heat flow, a 3-D geothermal model for the lithosphere in the Pannonian basin, Hungary, has been calculated. This model, together with information on crustal composition, laboratory data on rock friction, and certain assumptions about fluid conditions and strain-rate levels within the lithosphere, has been used to construct a rheological model of the area.The results obtained show a layered rheological structure where an aseismic part of the crust is “sandwiched” between an upper and a lower seismogenic crustal layers. According to the proposed rheological model, seismic activity in the upper crust may be expected down to depths of 10–12 km, which is confirmed well by the observed depth distribution of seismicity. The model also predicts a lower crustal seismogenic layer down to 20–22 km. Because of infrequent occurrences of deep earthquakes and/or a generally small number of reliable hypocenter depth determinations in the study area, this seismogenic zone is less constrained by observations.The depth of the different rheologic horizons within the crust is governed mainly by thermal conditions. The lower boundary of both seismogenic layers appears isothermal. Brittle-ductile transition in the upper crust coincides with the ˜200 °C isotherm, while in the lower crust it coincides with the ˜ 375 °C isotherm. The lowermost crust and the upper mantle beneath Hungary show ductile behavior, thus the possibility of siesmic activity at these horizons can be excluded.     

三维黏弹性数值模拟华北盆地地震空间分布与构造应力积累关系

华北盆地为我国板内地震多发区域,历史以来相继发生多次破坏性大地震.前人地震勘探与震源定位结果揭示了华北地震的空间分布特征:横向上,华北地震基本发生在地壳的薄弱地带(Moho面上隆),或者地壳厚度的急剧变化带;纵向上,华北地震在地壳一定深度范围内呈现成层分布特征;主震一般在上地壳底部9~15 km深度范围,余震多发生在大约深5~25 km的上地壳与中地壳范围内,在中地壳下层与下地壳中仅有少量或者鲜见有余震发生.为研究解释华北盆地地震空间分布的以上特征,本文建立了华北盆地岩石圈三维黏弹性有限元模型.震源机制和GPS反映华北盆地处于NNE最大主压应力方向挤压,因此对模型边界施以恒定的位移速率边界条件;数值模拟华北岩石圈各层位在数百年以上长期匀速构造挤压作用下的应力积累特征,分析了华北地震空间分布与构造应力积累速率的关系,探讨了地壳结构与地壳分层流变性质对地壳应力积累的影响.计算结果表明,Moho面的隆起与地壳各层位岩石介质的黏滞系数是华北盆地地震孕育的重要因素.华北盆地在构造挤压的持续作用下,Moho面隆起处产生明显应力集中现象.该区域应力在长时期的积累过程中,在脆性的上地壳与中地壳上层,应力表现近于线性增长趋势,上地壳底部较其它深度有最大的应力增长率,其主震可以在应力积累至岩石破裂强度时发生;在脆、韧性转换的中地壳下层,应力增长速率次之,华北地震的大部分余震可能在该层位为主震所触发;而在柔性的下地壳应力增长近于指数形式,稳定状态之后其应力增长速率近于零,而鲜有地震发生.地壳各层位的应力增长率差异与地震成层分布的现象揭示了华北地壳的分层流变性质:脆性(上地壳)-较弱脆性(中地壳上层)-较弱韧性(中地壳下层)-较强韧性(下地壳)-韧性(岩石圈上地幔)的分层流变结构.     

Topography of the Seismic Velocity Discontinuities beneath the Chugoku and Shikoku Districts,Southwest Japan

The first P-arrival-time data from 513 local earthquakes were analyzed to study lateral variation of the depth to the Conrad and Moho discontinuities beneath the Chugoku and Shikoku districts, southwest Japan, as well as to determine earthquake hypocenters and P-wave station corrections. The depth to the discontinuity was estimated by minimizing the travel-time residuals of more than 8700 first P arrivals observed at 55 seismic stations. The Conrad and Moho discontinuities are located within depth ranges of 15–25 km and 30–40 km, respectively. The Moho is deeper under the mountain area than under the Seto Inland Sea area, and especially deep under the Pacific Coast of the Shikoku district and the mountain area in the Chugoku district. The depth variation of the Moho is quite similar to the Bouguer gravity anomaly distribution and the lateral variations of the P-wave velocity. The deep Moho under the southern Shikoku is located at the portion in which the continental Moho under the island arc meets the oceanic Moho that is the boundary interface between the oceanic crust and the Philippine Sea (PHS) plate dipping toward the back arc. Although there are high mountains in the northern and middle Shikoku, the Moho is not so deep because subduction of the PHS plate prevents the Moho from getting deep, while the Moho is deep due to isostatic balance under the mountain area in the Chugoku district. In addition, we indicated the possibility that the upper boundary of the oceanic crust just above the high-velocity PHS plate is in contact with the deep Moho under the western Chugoku. The contact of the Moho with the oceanic crust can explain the markedly negative gravity anomaly observed in the western Chugoku and the later phase that appears just after the first P arrival from local earthquakes.     

Shear Wave Velocity Structure of the Sinai Peninsula from Rayleigh Wave Analysis

The lithospheric structure of the Sinai Peninsula is shown by means of nine shear velocity profiles for depths ranging from zero to 50 km, determined from the Rayleigh wave analysis. The traces of 30 earthquakes, which occurred from 1992 to 1999 in and around the study area, have been used to obtain Rayleigh wave dispersion. These earthquakes were registered by a broadband station located in Egypt (KEG station). The dispersion curves were obtained for periods between 3 and 40 s, by digital filtering with a combination of MFT and TVF filtering techniques. After that, all seismic events were grouped in source zones to obtain a dispersion curve for each source-station path. These dispersion curves were inverted according to generalized inversion theory, to obtain shear wave velocity models for each source-station path, which is the main goal of this study. The shear velocity structure obtained for the Sinai Peninsula is shown through the shear velocity distributions with depth. These results agree well with the geology and other geophysical results, previously obtained from seismic and gravity data. The obtained velocity models suggest the existence of lateral and vertical heterogeneity. The shear velocity increases generally with depth for all paths analyzed in the study area. Nevertheless, in some paths a small low velocity channel in the upper or lower crust occurs. Along these profiles, it is found that the crustal structure of the Sinai Peninsula consists of three principal layers: upper crust with a sedimentary layer and lower crust. The upper crust has a sedimentary cover of 2 km thick with an average S-velocity of 2.53 km/s. This upper crust has a variable thickness ranging from 12 to 18 km, with S-wave velocity ranging from 3.24 to 3.69 km/s. The Moho discontinuity is located at a depth of 30 km, which is reflected by a sharp increase in the S-velocity values that jump from 3.70–4.12 to 4.33–4.61 km/s.     

对日本俯冲带与IBM俯冲带俯冲特征的地球物理研究:来自重力与震源分布数据的启示

日本俯冲带与IBM俯冲带位于太平洋板块、菲律宾海板块和欧亚板块三者的交汇地带,是典型的"俯冲工厂"地区,具有重要的研究意义.本文利用震源分布资料与卫星重力数据对日本俯冲带与IBM俯冲带进行了研究.通过空间重力异常反映了俯冲带地区的区域构造形态,在此基础上基于艾利模式计算了均衡异常以反映地壳均衡特征.利用震源分布资料,分别从垂直俯冲带走向与沿俯冲带走向划定了横截剖面(cross-sections)进行了地震提取,讨论了俯冲带地区的Wadati-Benioff带形态特征,并借助于俯冲带地震等深线图直观描述了俯冲带的俯冲形态.在日本俯冲带与伊豆—小笠原俯冲带各选取了一条典型剖面进行了重力2.5D反演,研究了俯冲带地区的壳幔结构特征.研究结果表明,九州—帕劳海脊与IBM岛弧在均衡异常上存在差异,前者已逐渐趋向于地壳均衡.IBM的Wadati-Benioff带存在明显的南北差异,反映出伊豆—小笠原俯冲板片停留在了660km转换带中,而马里亚纳俯冲板片很可能垂直穿过了这一转换带,造成这种南北差异的原因与板块相对运动、岩石圈黏性和年龄差异以及俯冲板片的重力效应等因素有关.在IBM的中部和南部存在板片撕裂现象.日本俯冲带的俯冲洋壳密度随俯冲深度变化较小,洋幔存在一定程度的蛇纹岩化,地幔楔蛇纹岩化作用不典型,海沟处有一范围较小的含水畸变带;伊豆—小笠原俯冲带俯冲洋壳密度随深度增大而明显增大,洋幔蛇纹岩化程度较日本俯冲带低,地幔楔蛇纹岩化作用强烈,板块交汇处存在明显的蛇纹岩底辟.日本俯冲带与IBM俯冲带一线自北向南板片俯冲变陡,两侧板块耦合度降低,与俯冲带两侧的板块运动速率差异有关.     

新丰江库区上地壳三维细结构层析成像

在新丰江库区布设一个范围约50 km×40 km、由50个地震临时台站组成的观测台阵,接收来自不同方位的人工震源产生的莫霍界面反射波;台阵中的20个台站和5个区域固定台还对2009年3月至2010年5月发生在库区的地方震进行了观测.本文联合利用人工地震莫霍面反射波走时和天然地震直达波走时,采用连续模型反演技术重建了库区上地壳P波、S波慢度扰动和V_p/V_s扰动分布图像.研究结果表明:新丰江库区东、西部地区上地壳结构存在明显的差异.库区东部地区构造复杂,多条断裂在该区呈交叉状分布.北西向的石角-新港-白田断裂带在库区段内具有复杂的岩性和构造特征,该断裂带在新港至双塘一线可能延伸至地下8 km左右;近北东向的断裂带切割地壳较深.峡谷区及大坝以东附近地区存在上、下贯通的波速比高值区,尤其是大坝以西的深水峡谷区,存在一条顺河走向的陡倾角断层裂隙带,为库水渗透提供了良好通道.库区西部地区为相对稳定构造区,完整坚硬的花岗岩体透水性能较差,受库水渗透影响很小.新丰江水库诱发地震的形成与深部构造环境密切相关.峡谷区及大坝以东附近地区上地壳介质性质呈现明显的横向不均匀性,微震分布在介质物性结构的特定部位,"软"、"硬"交错的介质环境是倾滑正断层型微小震产生的可能原因.     

我国几个大地震地区地壳与上地幔顶部结构关系的初步分析

本文根据我国境内及邻近地区地壳结构的分布特征,特别是近年来我国发生的几个大地震所处的深部地壳构造背景,讨论了地震孕育与发生的可能构造模式。结果表明,近代地震活动地带均为地壳厚度急剧变化的地带和地壳构造的转折交汇部位。在深部构造上又为上地幔顶部局部的隆起地区及邻近隆起地带的边缘或斜坡上。此外,地震发生的深部部位与重力场、磁力场的高梯度变化以及地壳中的低电阻层、低速层和高速层的分布密切相关。这种与地震有关的深部构造背景与地球物理场特征,是今后地震预报和地震成因研究必须十分重视的。     

上海地区地壳精细结构的综合地球物理探测研究

通过在上海地区开展深、浅地震反射、地震宽角反射/折射、高分辨地震折射和大地电磁测深等联合剖面探测, 获得了该地区近地表至Moho面的精细速度结构、电性结构和深浅构造关系.结果表明, 该地区地壳可划分为上、中、下三个组成部分.其中,上地壳厚为12～14 km,波速为57～59 km/s;中地壳厚度约为10 km,波速为59～62 km/s;下地壳厚为10～11 km, 波速为62～63 km/s,Moho面深度约为32 km.剖面浅部地质构造复杂,共解释出12条特征明显的断裂.其中,除3条断裂错断结晶基底（G界面）并向下延伸至上地壳底界面外,其他断裂均在深度3～5 km以上终止或收敛于G界面之上.此外,仅在剖面西侧基底下部约13～15 km埋深处发现一厚度在2 km左右的壳内高导层.所以,在综合各方面资料后分析认为,在剖面经过地区不存在发生大地震的深部构造条件,近地表所存在的活动断层是未来产生对该区有影响地震的震源区.     

Three-dimensional numerical thermal and rheological modelling in the central Fennoscandian Shield

A three-dimensional model for the central Fennoscandian Shield was constructed for analysing the thermal, the rheological and the structural conditions in the lithosphere. The mesh covers a rectangular area in the southern Finland with horizontal dimensions of 500 km × 400 km and a depth extent of 100 km. Structural boundaries are derived from the several deep seismic soundings carried out in the area. Constructed model is first used in the calculation of the thermal and the rheological models and secondly in analysing the stress and the deformational conditions with the obtained rheology. Thermal and structural models are solved with the finite element method. The calculated surface HFD is between 40 and 48 mW m⁻² in the Proterozoic southern part and below 40 mW m⁻² in the older and northern Archaean part of the model. The calculated rheological strength shows a layered structure with two individual rheologically weak layers in the crust and strong layer in the upper part of the lower crust. The minimum brittle–ductile transition (BDT) depth is around 10 km in the southern part of the model while in the north and north-eastern parts the BDT depth is around 45–50 km. Comparison with the focal depth data shows that as most of the earthquakes occur no deeper than the depth of 10 km are they located in the brittle regime. Resulting stress conditions and possible regions of deformation after the model is subjected to pressure of 50 MPa reveals that the stress field is quite uniformly distributed in different crustal layers and that the elastic parameters control more the state of the stress than the applied rheological structure. In the upper crust, the stress intensity has values between 42 and 45 MPa whereas in the middle crust the values are around 50 MPa. Comparison of the 3-D model with earlier 2-D models shows that some differences in the results are to be expected.