由反射和广角地震数据得到的冲绳海槽最南端的地质构造

在冲绳海槽进行的天然地震实验期间,用海底地震仪记录到了两条反射剖面的数据。这两条剖面上均用3台海底地震仪,长度都约为65km,位于冲绳海槽轴线的西南部。对这些反射地震数据的处理反映了沉积单元的最新改变。两条剖面的广角地震数据的正演模拟揭示出有1～2km厚的沉积层上覆在声学基底之上,其特征是地震波速在3.2km/s～3.5km/s之间。只有一个剖面可以模拟地壳厚度,并确定为10km左右,向着南部的琉球岛弧方向增厚。使用重力模拟对两条剖面都进行了附加的约束,特别是对剖面1的深部构造进行了约束。     

西南冲绳海槽的微震活动性与断层作用

2003年12月,在冲绳海槽西南部布设了15台海底地震仪。在10天的被动地震实验中,记录定位到了超过3000次的微震。地震活动的特点表现为在所有仪器的附近始终不断地有小地震发生。除了一群地震位于西南冲绳海槽的南部外(群2),所有的地震活动基本上限制在西南冲绳海槽的中部。地震活动带在梨山断层北东-南西向的延伸带上突然中断。大多数地震沿东-西向正断层排列,显示了冲绳海槽当今活动正断层发生的位置以及它是如何解释冲绳海槽南北向扩张的。根据位于弧后火山痕迹区下方的深地震估计出的纵波速度谱,3～10Hz带宽内低频地震的出现证实了下地壳/上地幔岩浆房的存在。     

泰安地区近震波速及地壳厚度的测定

本文第一部分选取泰安台473型地震仪1985—1990年记录的70个地震资料,通过计算,得到泰安台附近的地壳厚度为H=36.5km,直达波的平均传播速度:V_P=6.18km/s、V_s=3.55km/s;反射波的传播速度:V_(P11)=6.45km/s、V_(S11)=3.79km/s;绕射波的传播速度:V_(Pn)=7.95km/s;平均虚波速度:V_φ=8.34km/s;平均波速比K=1.74。第二部分选取了泰安台基式地震仪有SP′震相记录的地震21个,求出了泰安台附近的地壳厚度为37km,并分析了SP′震相在泰安台的记录特征,初步得到SP′震相可观测范围为25°—60°。     

昌乐地区地壳厚度和介质参数的测定

本文选用了37个地震资料,得出昌乐地震台附近的平均地壳厚度为:H=37.3km,直达波的平均传播速度:(?)=6.20km/s,(?)=3.58km/s;反射波的传播速度 V_(p11)=6.39km/s,V_(s11)=3.74km/s;首波速度:V_(pn)=8.04km/s;该地区的平均波速比值:K=1.73,平均虚波速度:(?)=8.45km/s。根据昌乐地震台记录地震尾波衰减特点,估算了22个地震的平均 Q 值为371。并初步讨论了该区的介质状况。     

南海东北陆缘过渡性地壳的地震成像

根据2001年8月台湾和中国大陆合作开展的深部地震调查,给出了横跨南海(SCS)东北部被动大陆缘的地壳构造。将一条NW-SE向剖面上的48道地震反射数据和11台海底地震仪的反射和折射的垂直分量数据整合在一起,依次得到了沉积层上部(1.6~2.4km/s)、下部(2.5~2.9km/s)、压实层(3~4.5km/s)以及结晶地壳上部(4.5~5.5km/s)、中部(5.5~6.5km/s)和下部(6.5~7.5km/s)的成像。速度模型表明,压实沉积物的厚度(0.5~3km)和基底变化很大,这是由于南海海底扩张以后的岩浆入侵和火成岩活动导致的。更进一步从模型中识别出,在南海东北部边缘下陆坡之下的洋陆过渡带(OCT)的上/中地壳(7~10km厚)存在一些火山和火成岩,下地壳下面存在高速层(0~5km厚)。还得到了南海东北部陆缘洋陆过渡带的西北为薄陆壳、东南为厚洋壳的影像。但是这些过渡性地壳不能归类为洋陆过渡带,这是由于它们的地壳厚度、有限的火山、岩浆体和高速层所决定的。紧邻重力低区和从台西南海盆延伸而来的沉陷带的陆壳拉伸可能是欧亚板块向马尼拉海沟下插的结果,而厚洋壳的形成则是由于南海海底扩张之后洋壳中过度的火山活...     

南海西南次海盆北缘海底地震仪测线深部地壳结构研究

基于2009年和2011年采集的海底地震仪数据,辅以多道地震数据,对南海西南次海盆北缘的地壳结构进行了探索.利用二维射线追踪的反演方法建立测线上的模型.利用声学基底面的反射波,下地壳顶界面的反射波和莫霍面的反射波走时的反演勾绘了地层中的不连续界面,利用自声学基底面下的折射波和来自上地幔的首波来反演整条测线的P波速度结构...     

冰岛裂谷北部阿斯基亚火山之下岩浆运动引起的下地壳地震

裂谷中的下地壳层通常由于高温而呈韧性,火山岩浆活动会引发地震。冰鸟中大西洋裂谷的特点是热流高,大量岩浆聚集成高达25～30km厚的地壳,在上部8km内常发生地震。2006年7～8月在冰岛北部裂谷带阿斯基亚火山周围布设了20台地震仪进行观测,记录到位于脆韧性边界1700次震源深度为7～8km的上地壳地震;还记录到多数以震群形式发生在其他非震层的下地壳内和完全非震层的中地壳之下14～26km的100个M1〈1．5级小地震。在2007年7～8月的重复测量中,更是观测到2倍以上的下地壳地震事件。大地测量和重力数据显示,在阿斯基亚火山下存在熔岩流,当熔岩从岩浆房通过地壳流向阿斯基亚火山的过程中引发地震,也表明在活动裂谷带中岩浆在张开的岩脉中运移几米距离可引发爆裂。     

东海陆坡及相邻槽底天然气水合物的稳定域分析

利用实测的海底温度和海底热流资料对东海陆坡和冲绳海槽中轴以西的槽底地区的海底温度场和热流场进行了分析. 利用地震声纳浮标和OBS（Ocean Bottom Seismometer）资料将本研究区的地层划分为6层，自上而下地层的速度分别为1.8(1.8～2.2) km/s、2.2（2.0～2.5）km/s、2.8（2.7～3.2）km/s、3.4～3.6km/s、4.2（4.1～4.7）km/s、5.1km/s. 上部的1.8～2.2 km/s的速度层相当于第四纪的地层，2.8 km/s的速度层相当于上新世上部的地层，3.4～4.2 km/s的速度层相当于上新世下部的地层. 天然气水合物稳定域覆盖的面积从水深约500m的陆坡下缘到冲绳海槽的中轴部分约70000km2，相当于整个东海海域面积的十分之一. 稳定带的厚度从400m（研究区中部）到1100m（研究区北部和南部）不等. 适合水合物稳定赋存的地层主要是第四纪（1.8km/s、2.2km/s）和上新世的地层（2.8km/s）. 根据热流、构造活动性和稳定带的厚度分析，研究区北部和南部更适合天然气水合物的稳定赋存.     

华南连县─博罗─港口地带地壳结构及速度分布的爆炸地震探测结果

在华南连县-博罗-港口地区200多个观测点上取得700多道地震记录,并绘制成6张地震记录剖面图．经过分析处理,识别出下列波组：来自地壳浅层的P波组,地壳中各界面的反射组有：P_1,P_2,P_3和P_4,莫霍面的反射波组P_m,以及上地幔顶部的折射波组P_n．经分析解释得出初步结果：①通过P震相的处理,构制了测线下方浅层地壳结构和速度分布图,它与测线穿过的断裂构造带有较好的相关性。②该地区莫霍面的反射波组P_m清晰,求得地壳平均速度为6．25km／s左右．在清远至连县之间,地壳厚度为32-34km．博罗、惠东一带地壳厚度为30km,惠东至港口之间为29．5km,说明该地区莫霍面起伏不大．地壳厚度由北向南和由西向东有逐步变薄的趋势。③观测距离较长的地震剖面图上清晰地记录到上地幔顶部的P_n民震相,该震相从140km处开始以初动出现,能量强,可追踪到200km,求得的P_n速度分别为：港口-惠东-博罗一带为8.05km／s,博罗-从化-清远一带为8．06km／s,由西向南的大湾-清远-从化-博罗一带为8．13km／s,考虑到莫霍面的起伏因素,该区P_n速度值以取8.06km／s为宜。④得到该区地壳5层结构和速度分布模型,并结合该测区的地质、地震、地热和矿产分布等资料进行了初步讨论．     

海底地震仪远震记录接收函数反演——以南海西南次海盆为例

由于海底环境和海底地震仪(OBS)结构的特殊性,用OBS远震记录进行接收函数岩石圈反演研究因为存在一定的困难,所以还很少见.在深入分析问题的基础上,以国产I-4C型宽频带OBS在南海西南次海盆记录的天然地震为实例,我们将傅里叶变换和小波变换相结合以压制海底地震仪记录中的非平稳干扰,获得了信噪比较高、震相清晰的地震记录,进而成功开展了远震记录的岩石圈结构接收函数反演.主要结论是:(1)OBS接收函数的求取是可行的,关键是压制非平稳干扰.(2)西南次海盆的Moho面埋深为海底下10~12km(地壳厚6~8km),沉积物厚度为1~2km,浅部地壳存在低速区,与沉积物和海底扩张停止后的岩浆喷发产生的岩石碎屑和裂隙有关.(3)在扩张脊中央Moho面上方6~12km存在S波低速区,推测扩张中心可能存在下地壳熔融或岩浆房,在17~30km区间S波速度呈负梯度,我们认为扩张中心更深的地方存在热物质的供给.     

青藏高原Q值结构反演

利用中美合作在青藏高原布设的11台PASSCAL宽频带数字地震记录的瑞利面波资料,测定了青藏高原东部地区周期为10～130 s范围内的平均瑞利波相速度和衰减系数R；反演了该地区地壳、上地幔的平均S波速度结构和Q结构．结果表明，该地区平均Q值偏低，并在地壳中存在地震波强吸收层．地壳中的低Q层(Q=93～141)位于16～42 km的的范围内,它与S波低速层(21～51 km)基本一致.从地壳下部63 km后，Q值由114随深度逐渐低至上地幔180 km处的34.由地壳内低速层与低Q层相对应可以推测，在该深度范围内可能存在岩石的熔融或部分熔融现象.在反演的S波速度结构中，地壳的平均厚度为71 km，51 km处的下地壳存在一明显的速度界面,96～180 km处的低速层(4.26 km/s)可能与软流层相对应.      

华南连县─博罗─港口地带地壳结构及速度分布的爆炸地震探测结果

在华南连县-博罗-港口地区200多个观测点上取得700多道地震记录,并绘制成6张地震记录剖面图．经过分析处理,识别出下列波组：来自地壳浅层的P波组,地壳中各界面的反射组有：P_1,P_2,P_3和P_4,莫霍面的反射波组P_m,以及上地幔顶部的折射波组P_n．经分析解释得出初步结果：①通过P震相的处理,构制了测线下方浅层地壳结构和速度分布图,它与测线穿过的断裂构造带有较好的相关性。②该地区莫霍面的反射波组P_m清晰,求得地壳平均速度为6．25km／s左右．在清远至连县之间,地壳厚度为32-34km．博罗、惠东一带地壳厚度为30km,惠东至港口之间为29．5km,说明该地区莫霍面起伏不大．地壳厚度由北向南和由西向东有逐步变薄的趋势。③观测距离较长的地震剖面图上清晰地记录到上地幔顶部的P_n民震相,该震相从140km处开始以初动出现,能量强,可追踪到200km,求得的P_n速度分别为：港口-惠东-博罗一带为8.05km／s,博罗-从化-清远一带为8．06km／s,由西向南的大湾-清远-从化-博罗一带为8．13km／s,考虑到莫霍面的起伏因素,该区P_n速度值以取8.06km／s为宜。④得到...     

南海西北次海盆地壳结构：海底广角地震实验结果

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪（OBS）14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3（1in3=16.3871cm3）.结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21km减薄至下陆坡的14km,在西北次海盆为7.7km;莫霍面埋深从上陆坡的21km上升到海盆中央的11km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1（沉积层）增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.     

南海西沙石岛地震台下的地壳结构研究

为加强海上天然地震观测和岩石圈结构研究,我们在南海西沙群岛建立了石岛流动地震台,进行了为期一年多的观测试验.观测结果表明,虽然岛礁区的地震数据受热带气旋影响期间背景噪声较大,但仍能记录到MW 6级以上的地震.本文对具有清晰P波波形的远震记录进行了接收函数处理和计算模拟,得到台站下简单的地壳结构模型,其莫霍面深度为28 km,上地壳顶部有一层2 km厚的低速层,横波速度只有23 km/s,向下逐渐过渡到横波速度为38 km/s的下地壳.与已有的研究结果比较,发现石岛台与琼中台的地壳结构模型是西沙海槽剖面的自然延伸,西沙地块的地壳结构属减薄型陆壳,可与华南地块的正常陆壳对比.     

从西伯利亚长剖面得到的岩石圈研究结果

过去十年中,在西伯利亚得到的若干条长剖面显示了西伯利亚地台复杂的岩石圈构造。距离可达3000 km的三分量地震观测,使得有可能得到地壳中的P波和S波速度、上地幔的P波速度和Q值以及与反射波、折射波和转换波有关的地震界面,它们的深度可至400—700 km。地壳模型是典型的欧亚古地台模型,平均厚度为40 km,被分为三层,P波速度分别为6.2、6.5、7.0km/s,厚度均为10—15 km。莫霍界面的深度从古老的通古斯凹陷下方的40—50 km至年轻的Vilyui盆地下方变为35—40 km,最复杂的莫霍面结构位于西西伯利亚和西伯利亚地台之间的边界处。上地幔显示了P波速度模型强烈的不均匀性。在深度为80—100 km的上地幔的最上层,水平方向的不均匀性更大,在这里P波速度从年轻的西西伯利亚地台下方的8.0—8.2 km/s至西伯利亚克拉通某些部分的下方变为8.4—8.6 km/s。在对地震记录进行了计算处理以后,利用反射波研究了垂直方向精细的不均匀性。结果勾划出几个厚度为20—50Km的低速层,这些低速层同时还具有低Q值的特点。记录到了来自上地幔和下地幔之间过渡带的强波组。在这个区域,该过渡带的顶部是近乎水平的,其深度是400±25 km,过渡带底部的深度大约为700 km。     

黑林山地区的地震折射研究

1984年8月,在大陆深钻计划(KTB)场地勘探的测网内、德国西南的黑林山地区(Black Forest)进行了深地震测深试验。这些场地勘探的方法包括地震折射和地震反射。本文主要讨论沿一条长240km测线上地震折射的解释结果,该测线大致沿黑林山南北向的地貌轴、向南延伸到瑞士的磨拉石盆地内。根据可利用的地震折射资料,得出地壳和地幔顶部的一个详细的速度-深度模型。每一炮记录上都能观测到一个清晰的、速度为5.9km/s、来自基底的折射震相,其后是来自一个低速带顶部里面的反射震相。这个低速带在黑林山北中部地区下方是非常明显的,它的特征是速度值从6.2km/s降至5.4km/s,其分布范围大约在8—14km之间。向南,速度下降逐渐变缓。在黑林山南区中部下方,上地壳的优势速度约为6km/s。低速带下边界处开始出现的下地壳,在记录剖面上呈现出一种很复杂的响应。由于在震中距大约30—70km处、走时1.5—3.5 s之间(折合速度6.0km/s)出现了一些长的混响,所以不可能进行经典的震相对比。根据宽角和近角反射资料的综合解释,认为下地壳的特征是一些高、低速层交替的薄层叠加。这些叠层区的平均速度为6.7km/s。在震中距大于60km的区域,最明显的是来自25—26km深的莫霍里面的反射。     

阿德朗达克-西魁北克地震带地壳三维速度结构成像

根据在阿德朗达克-西魁北克地震带及其邻近地区的59台短周期数字地震仪记录的直达P波走时观测值,用地震层析成像方法反演了该地区地壳三维速度结构.结果表明,地壳上层（0-5km）在阿德朗达克穹隆山的中南部地区出现正速度异常;第二层（5-10km）及第三层（10-15km）的速度横向变化较小,介质相对比较均匀;第四层（15-25km）出现显著的速度异常,一个是位于地震带中部的正速度异常（+4％）,它与布格重力正异常一致;另一个是位于阿德朗达克穹隆山下的负速度异常（-4％）.结合已有的地质及地球物理资料进行对比,可以认为阿德朗达克是一个正在发展的穹隆上升山,但其热源前锋尚未到达地面的大陆热点.     

冲绳海槽中段火山岩系Sr和Nd同位素地球化学特征及其地质意义

冲绳海槽中段广泛发育基性至酸性火山岩岩石系列 .各类火山岩的平均Sr同位素87Sr/86Sr分别为 0 70 4749,0 70 5 0 6 2 ,0 70 8771,0 70 4840和 0 72 0 30 1;平均Nd同位素比值143 Nd/144 Nd分别为 0 5 12 82 0 ,0 5 12 6 73,0 5 12 413,0 5 12 72 9和0 5 12 0 34 .Sr,Nd同位素比值完全落在MORB岩浆和流纹质岩浆二端员混合的理论双曲线上 .推断冲绳海槽中段不同类型的火山岩是在海槽地壳形成和演化的不同阶段 ,MORB岩浆同化了早已存在的壳源物质而产生的流纹质部分熔体以不同比例与MORB混合而后喷发的产物 ,揭示了冲绳海槽正从大陆裂谷进入海底扩张阶段     

冲绳海槽海底结构的地球物理调查

冲绳海槽位于东中国海的东部,琉球群岛之西,NE—NEE弧形走向,是西太平洋内弧盆体系中一个典型的弧后盆地。据作者计算,冲绳海槽莫霍面深度在15—23公里深处,属过渡型地壳。海槽的南、北段,在地壳结构、海底热流和火山作用等方面都有差异。南段地壳薄不超过17公里,热流值高一般大于3HFU,火山作用显著,构造破坏和地形起伏都较大。严格说来,冲绳海槽的南段才是构造定义的海槽(即弧后盆     

中沙海域的广角与多道地震探测

由于浅滩和暗礁广布,中沙海域(环礁区)长期以来处在南海地震探测的空白区域.为了揭示该区域的地壳结构及地层-构造特征,进而全面刻画南海陆缘新生代伸展过程,我们首次在中沙及其邻近海域完成了1条广角地震测线OBS2017-2和4条多道地震测线的数据采集.对得到的海底地震仪(OBS)数据进行了格式转换、位置校正等初步处理,识别了来自地壳深部的震相并对中沙环礁地壳结构进行了正演模拟;对穿过中沙环礁的多道地震剖面进行了地层-构造解释,共划分出6套地层.OBS2017-2测线处理结果显示,其数据质量良好,深部震相清晰,且位于环礁内的台站震相延伸较长,可达100km以上.中沙环礁地壳性质为轻微减薄的坚硬大陆块体,厚度约为25km左右.多道地震剖面显示,环礁之上沉积层厚度较薄,除环礁西南部存在一条基底断裂——"排洪-美溪断裂"外,基本不存在其他构造-岩浆活动.而在环礁坡脚周缘,有广泛的岩浆侵入和喷出体的存在.中沙环礁上较薄的上地壳厚度和沉积特征指示了该区域可能在古新世时期经历的强烈暴露剥蚀作用.中沙海域最新开展的广角和多道地震探测填补了南海地质地球物理研究的空白,为解读该区的构造-沉积演化提供了数据基础.