隐爆角砾岩——古地震的一种成因标志SCIEI北大核心CSCD

全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性,并标志着古地震的一种形成机制。隐爆角砾岩具有特殊的角砾形状和构造。地震地质资料表明大地震产生的地表破裂带没有肉眼可观测到的断层位移。材料聚集应变能估算值表明岩石聚集的应变能不足以产生大地震。携带高能量的地核-地幔流体不仅为自己逸散提供了能量,而且为产生地震提供了充足的能量。深部流体以运移-聚集-爆炸-运移-聚集-爆炸的循环方式向地表逃逸,在地球内部不同深度产生了不同震级的地震。因此,超高压流体隐爆应该是地震形成的主要机制。地震隐爆成因机制不仅能够更好地解释各种天然地震(中深源地震、震群、慢地震和非双力偶性地震等)以及全球地震、火山和地热带的空间吻合,而且能够解释隐爆角砾岩及其伴生矿的形成。     

地震成因综述

本文从地质、地球物理、地球化学和能量等方面分析了地震的成因。源于地核地幔的流体携带大量热能,为岩浆起源、地震形成和地热田提供了充足的能量,然而岩石聚集的应变能不足以产生中等以上的地震。大地震(M≥6.0)绝大部分分布在海沟、火山岛弧和大陆裂谷带等拉张性构造带,如环太平洋海沟、东印度洋海沟、大洋中脊、非洲裂谷、地中海-黑海-里海-波斯湾、欧亚大陆中部的伊塞克湖-阿拉湖-乌布苏湖-库苏古尔湖-贝加尔湖裂谷。流体在地球深部物质运动、地壳运动、地震和火山活动中扮演着重要作用。全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性。深部流体向上运移、向地表逃逸的过程中发生爆炸,在地球内部产生了不同震级和震源深度的地震。因此,隐爆应该是产生地震的主要机制。地震成因的隐爆模型不仅能够更好地解释不连续、各向异性的非弹性介质中发生的各类地震,譬如中深源震、震群、慢地震和非双力偶性地震等,而且能够更好地诠释全球地震、火山和地热带在空间上的吻合以及隐爆角砾岩型矿藏的形成。     

岩浆泡破裂引发地震的模式——以吉林松原2013年地震群为例

2013年10月31日,吉林省松原前郭尔罗斯蒙古族自治县（44.60°N,124.18°E）发生震级为5.5级地震,此后的40 d内发生了700多次地震,其中5级以上地震5次。松原地区近年来地震活动频繁,2014年1月以来又发生4级以上地震9次、5级以上地震1次,震中处于松辽盆地油气田开采区,地震活动序列十分特殊。为了揭示松原地震的发震机制与发震模式,研究深部地质过程与地震的关系,根据此次实测的通过震中25 km长的大地电磁测深剖面,结合地热梯度、He同位素比值（³He/⁴He）、CO₂碳同位素、地震序列等资料的综合分析,发现震中地区存在两个位于不同深度的低阻体,地震发生与地幔深部岩浆活动有关;据此提出了一种新的地震发生模式——岩浆泡破裂发震模式,描述了来自地幔的基性岩浆通过向上侵入、在脆-韧性转换带附近聚集形成岩浆泡、岩浆泡破裂及岩浆泡上覆岩层中聚集能量引发岩层破裂产生地震的过程,并使来自地幔的无机成因的CO₂气在储层中形成CO₂气藏。该模式可以解释许多发生在大陆内部地震和深源地震的发生机制。     

Mechanism analysis of hazards caused by the interaction between groundwater and geo-environment

Groundwater is as an important geological agent. Moving groundwater may change the geological environment and cause geological hazards. Therefore, the interaction between groundwater and geo-environment has attracted increasing attention of hydrogeologists, geotechnical engineers and environmental geologists. In general, three main types of interaction between groundwater and the geological environment are identified in this paper, with several special processes for each one. These types include physical interaction, with processes of lubrication, softening or weakening and strengthening of bound water, chemical interaction with processes of ion exchange, dissolution, hydration, hydrolysis, corrosion and oxidation-reduction, and mechanical interaction with processes of hydrostatic pressure and hydrodynamic pressure. The interactions between groundwater and the geological environment can affect the deformability and strength of rock or soil masses. The geological process, engineering activity and heat can change the geo-stress field, recharge, throughflow and discharge conditions of groundwater. The consequence of interactions between groundwater flow and geo-stress changes the geological environment. Meanwhile, the interaction processes can induce geological hazards, such as reservoir-induced earthquakes, landslides, flooding of mines, ground engineering hazards, instability of dams, the collapse of cavities in carbonate and evaporate rocks, land subsidence and earthquakes.     

青藏铁路西大滩-拉萨地段活动构造、地质灾害及其工程评价

本文是作者在1975~1977年间青藏铁路(格尔木-那曲地段)沿线水文地质、工程地质调查所获资料基础上,参考了后期他人在该区段研究的成果撰写而成。文中主要涉及活动构造、地质灾害及工程评价三大部分,其中特别是活动构造部分,除了所表现的一般标志外,重点探讨了活动构造与现代地震和古地震的关系、活动构造带与地震构造带的对应关系、活动断裂的活动年龄及其活动速率、活动断裂与地震地表破裂以及主要地震构造带中的地震活动周期等诸多方面的问题,并结合铁路沿线地质灾害类型,在综合分析基础上,首次较系统地将铁路沿线工程地质评价划分为:①良好的;②一般的;③不良好的和④极不良好的等四大类型工程地质地段,从而为现今青藏铁路建设进一步详查和评价提供了重要依据。      

帕米尔弧形构造带的构造过程与地貌特征

帕米尔弧形构造带是印度-欧亚板块碰撞变形最强烈的地区之一,是研究构造过程、地貌演化以及气候变化及其相互作用的理想场所。本文基于前人的研究成果,对帕米尔弧形构造带新生代构造单元、地貌特征和动力学演化模型进行了总结归纳,包括:主要构造单元的活动起止时间、活动量及活动速率;帕米尔弧形构造带现今的地貌特征(水系和冰川的分布);帕米尔弧形构造带6种主要的地球动力学演化模型的主要样式、优点及限制。论文提出了帕米尔弧形构造带晚新生代构造研究的三个重要的科学问题:精细厘定构造带内部的不同断裂带运动学特征和相互关系;深部地质过程与浅部响应相结合,探讨构造带形成的深部地质过程控制;将构造过程、气候特征与地貌演化作为一个耦合系统开展研究。     

南水北调西线工程地质灾害初步研究

南水北调西线工程位于新构造活动强烈的青藏高原东北部，采用深埋长隧洞方案经巴颜喀拉山输水入黄河，工程区的主要地质灾害包括活动断层和地震、冻土冻害、高地应力及岩爆、地温异常、库区库坡变形等。其中，活动断层及地震是调水工程区的主要地质灾害，对主要地质灾害的特征和破坏形式进行了探讨，并提出了有关治理措施。     

Evaluation of deep crustal earthquakes in northern Germany – Possible tectonic causes

We present new evidence for seven deep crustal, intraplate earthquakes in northern Germany, a region regarded as an area of low seismicity. From 2000 to 2018, seven earthquakes with magnitudes of M_L 1.3–3.1, were detected at depths of 17.0–31.4 km. By placing the earthquake hypocentres in a geological three‐dimensional model, we can correlate two of the earthquakes with the Thor Suture, a major fault zone in this area. Five of the earthquakes group in the lower crust near the Moho, which implies that parts of the lower crust and the crust/mantle boundary in northern Germany act as a structural discontinuity on which deformation localizes. Numerical simulation implies that stress changes due to glacial isostatic adjustment most likely triggered these deep crustal earthquakes.     

“四深”微生物的地质作用——从气候环境变化到生态灾难

“四深”微生物是指深海、深地、深空和深时环境的微生物,特别是细菌、古菌、真菌、病毒等。人们对“四深”微生物的了解非常有限,是亟待突破的地球生物学前沿领域。“四深”微生物的研究对理解地球生命起源、界定生物圈的边界条件、促进地球科学与生命科学以及行星科学之间的交叉融合具有不可替代性的贡献。随着我国深海、深空、深地等重大工程计划的推进,一系列与“四深”微生物有关的前沿科学问题不断提出,包括地质微生物与气候环境的相互作用、地质微生物的生物安全与生态安全、地质微生物参与的隐匿地质过程等。特别是,“四深”环境活性氧自由基对微生物的影响、地质病毒对生物演化和地质过程的影响等前沿领域都亟待突破。活性氧自由基能对生物分子、细胞、组织和器官,乃至整个生物圈的演化以及微生物地质作用都产生重要影响。病毒引发了现代和近代诸多全球性疫情爆发,地质病毒则可能对生物的背景灭绝和大灭绝以及一些地质过程产生影响。     

“四深”微生物的地质作用：从气候环境变化到生态灾难

“四深”微生物是指深海、深地、深空和深时环境的微生物,特别是细菌、古菌、真菌、病毒等。人们对“四深”微生物的了解非常有限,是亟待突破的地球生物学前沿领域。“四深”微生物的研究对理解地球生命起源、界定生物圈的边界条件、促进地球科学与生命科学以及行星科学之间的交叉融合具有不可替代性的贡献。随着我国深海、深空、深地等重大工程计划的推进,一系列与“四深”微生物有关的前沿科学问题不断提出,包括地质微生物与气候环境的相互作用、地质微生物的生物安全与生态安全、地质微生物参与的隐匿地质过程等。特别是,“四深”环境活性氧自由基对微生物的影响、地质病毒对生物演化和地质过程的影响等前沿领域都亟待突破。活性氧自由基能对生物分子、细胞、组织和器官,乃至整个生物圈的演化以及微生物地质作用都产生重要影响。病毒引发了现代和近代诸多全球性疫情爆发,地质病毒则可能对生物的背景灭绝和大灭绝以及一些地质过程产生影响。     

高放废物地质处置系统核素迁移模型研究

高放废物地质处置系统核素迁移研究是高放废物安全处理和处置的重要内容。从整个系统的角度出发,把高放废物地质处置系统核素迁移过程分为三种模式:工程屏障中的释放—扩散模型;地质屏障中的对流—弥散模型和在生物圈中的分区传递模型。在分区传递模型中利用转移系数描述核素在各分区之间的迁移。通过对每种模型核素迁移机理的分析得出概化模型,并给出了相应的数学描述。     

河北强震发生的地震地质条件与构造模式

地壳表层构造和深部构造互相制约是控制河北地区许多强震发生的必要地质条件。由此地质条件,在水平与垂直两个相互叠加的应力场作用下,使河北地区发生许多强震。这个构造-应力场模式,对华北地区许多强震的发生可能具有普遍意义。     

Tectonic position,geological manifestations of sources,and aftershock processes for a series of strong earthquakes of 2016–2017 in central Italy

Based on seismological, geodynamic, and seismotectonic data on a series of strong earthquakes which occurred in 2016–2017 in central Italy, the tectonic positions and geological manifestations of these events are determined. The aftershock processes of these earthquakes are studied. It is found that epicentral clouds of mainshocks and aftershocks almost overlapped each other, so these earthquake sources in aggregate can be classified as a high-magnitude earthquake swarm.     

环境地球物理学:新概念(英文)

环境地球物理学是勘探地球物理学新科学和新应用分支。环境地球物理定义为用仪器对以各种物理场形式出现的物质和能量进行测量进而对环境进行多重目的监控。环境地球物理再细分为灾害、防护及医学环境地球物理。对环境物理异常及其天然和人工源进行了整理、分类。文中说明了地质生态目标和过程的静态和动态物理地质模型系统 ,以及多元建模原则。环境地球物理场的变化可作为地质环境演变部分或全部丧失其稳定性乃至被破坏的明显标志 ,且意义重大。灾害事件 (地震、滑坡、海震等 )的预报被证明是可能的。这些灾祸是各种技术因素或触发地质过程的结果 ,它们发展潜隐而发生突然 ,正如缓发生态地质炸弹一样。     

利用地震资料和天文周期分析的方法开展中期地震预报

地震是一种复杂的自然现象,其成因及发展的物理过程,目前尚在探索之中。地震预报在世界上还是一个尚未解决的难题。但是,地震预报并不是不可能的。地震既然是一种自然现象,必然有其特定的规律。     

Main features of the fluid regime during the development of earthquake foci

The features of a fluid regime in the focus of an earthquake are considered. During the development of the focus, the fluid regime in its zone depends on the internal movement of fluids and their entry from outside. The main inflow of fluids and the increase in their pressure occur due to ascending filtration through subvertical conductive faults. Fluids may also flow from surface segments, which causes the majority of induced earthquakes. The close relationships between the mechanism of natural earthquakes and the fluids coming from the deep high-pressure zones point to the genetic similarity of degassing and seismicity of the tectonosphere.     

高温高压装置研制和技术创新的发展现状与趋势

现代化的高温高压实验装置与表征技术是研究地球深部物质的赋存状态、属性及效应的关键手段. 近20年,国内很多科研单位先后建立了高水平高温高压实验平台,具有覆盖地表至地心温压环境的各类装置以及多种可进行原位/非原位观测的技术,在高压矿物物理、实验岩石学和地球化学等领域取得重要进展. 装置和技术的创新发展是当前我国“三深一系统（深地深海深空、地球系统科学）”科技战略领域中基础理论创新的驱动力之一.简要综述了高温高压装置研制、技术发展和面临的主要挑战,在此基础上展望了未来的发展方向.      

On the problem of destructive Iranian earthquakes and their causative faults

This article is devoted to evaluating destructive earthquakes (magnitude >6) of Iran and determining properties of their source parameters. First of all, a database of documented earthquakes has been prepared via reliable references and causative faults of each event have been determined. Then, geometric parameters of each fault have been presented completely. Critical parameters such as Maximum Credible Rupture, MCR, and Maximum Credible Earthquake, MCE, have been compiled based on the geometrical parameters of the earthquake faults. The calculated parameters have been compared to the maximum earthquake and the surface rupture which have been recorded for the earthquake faults. Also, the distance between the epicenter of documented earthquake events and their causative faults has been calculated (the distance was less than 20 km for 90% of the data). Then, the distance between destructive earthquakes (with the magnitude more than 6) and the nearest active fault has been calculated. If the estimated distance is less than 20 km and the mechanism of the active fault and the event are reported the same, the active fault will be introduced as a probable causative fault of that earthquake. In the process, all of the available geological, tectonic, seismotectonic maps, aerial geophysical data as well as remote sensing images have been evaluated. Based on the quality and importance of earthquake data, the events have been classified into three categories: (1) the earthquakes which have their causative faults documented, (2) the events with magnitude higher than 7, and (3) the events with the magnitude between 6 and 7. For each category, related maps and tables have been compiled and presented. Some important faults and events have been also described throughout the paper. As mentioned in this paper, these faults are likely to be in high seismic regions with potential for large-magnitude events as they are long, deep and bound sectors of the margins characterized by different deformation and coupling rates on the plate interface.     

地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成

地球深部物质与能量的交换和深层动力过程这一科学问题的提出,乃是近年来地球科学发展与逐步向量化“进军”的必然,它是探索一系列地学前沿课题的基础。地球表面所见到的一系列地球物理场异常,地质构造格局,地球化学组分变异,无一不受到地球内部物质与能量的交换和深层动力过程的制约。如地球圈层的形成与演化,大陆伸展与裂谷,资源与能源等,均为深部物质运移和物理学、化学效应及地质构造耦合的产物。本文讨论了金属矿产资源与地壳、地幔结构及深部物质运移的动力学响应。通过几个典型矿床和其形成要素分析了成矿作用的深层动力过程。文中主要讨论了五个方面的问题:第一,金属矿产资源成矿和分布与地壳、地幔结构及深部物质运移和成矿带。第二,金的形成与深层过程。第三,金属矿床的形成、演化和分布与深部物质及能量的交换。第四,地幔热柱与成矿作用。第五,地球内部深层动力过程与流体运移和必须深化研究的几个问题。     

深源地震机理的回顾:现状与问题

深源地震(deep earthquakes)对于研究地球内部结构及板块的运动、动力学机制等起着重要的作用。从和达清夫首次发现深源地震至今80多年的时间里深源地震得到了广泛关注,获得大批高质量的成果。但是,其成因机制至今仍然是未解之谜。目前,大家广泛接受以脱水脆裂为中源地震的成因机制,反裂隙断层为深源地震的成因机制。剪切失稳等机制也能对中源与深源地震的成因做出较好的解释,但仍需进一步的实验研究。中国东北珲春等地区位于环太平洋地震带上,也是中国唯一存在的深源地震带。对地表地质构造、矿物岩石物理学、深部探测和高温高压实验及数值模拟分析的综合研究是解决深源地震机制问题的有效途径。加强中国东北深源地震机理与西太平洋板块俯冲的研究,对进一步认识我国东部大地构造格局演化有着重要的深部背景意义。