郯庐断裂带南段重力异常及不同深度的横向构造特征

为研究郯庐断裂带南段及周边构造的深部特征、空间展布、交切关系,文中利用小波多尺度分析方法对该地区的布格重力场进行场源分离,剖析不同深度下的地壳横向构造;同时采用Parker变密度模型对莫霍面深度进行反演分析。研究表明,郯庐断裂带南段表现为NNE走向的大型重力区域场梯度条带,切割深度达岩石圈地幔,其两侧密度结构及构造特征差异明显。沉积层及上地壳密度结构复杂,郯庐带东支2条断裂形成线性异常纵贯区域;而西支2条断裂线性异常较弱,截切EW向的重力异常体断续延展。中、下地壳密度结构简单,断裂带形成宽缓的低异常条带,反映了白垩纪—古近纪伸展环境下造成的地堑式构造。西支2条主干断裂纵穿合肥市,沿肥东凹陷西缘向S延伸,由于舒城以南的高密度圈闭体遮挡,尖灭于舒城县一带;而肥中、六安—合肥、肥西—韩摆渡EW向的深大断裂交切于西支,未延伸至东支。该区近代小震多发生于断裂构造所对应的重力高、低异常转化带之间,尤其是断裂之间的交会处与郯庐构造带内部,郯庐断裂带南段为历史强震空区段,考虑到断裂带莫霍面陡变及与多条深大断裂交切等深部环境,中强震危险性不容忽视。     

中国大陆区域重力场的基本特征

中国大陆1°×1°空间重力异常和布格重力异常大体以东经104°线为界分为东、西绝然不同的两部分,东部异常变化平缓,线性异常的走向以北北东向为主,西部异常变化急剧,线性异常的走向以北西西向为主,进而还可分成异常特征明显不同的东部、中部、新疆、青藏四大区。文章初步讨论了中国大陆区域重力场与大地构造,地壳均衡和地震活动的关系,认为中国东部线性异常主要反映了北北东向新华夏构造体系,中国西部线性异常主要反映了北西西向西域构造体系,布格重力异常梯度带大都对应断块间的断裂带;布格重力异常和地形高程基本上呈负相关, 中国大陆地壳在大范围内基本处于均衡状态;地震大都发生在重力梯度带上     

昌马——古浪活断层深部构造特征和地震活动的关系

昌马-古浪断裂带位于青藏高原北缘的多种地球物理场的同步变异带上。如布格重力异常梯级带,莫霍面陡变带、高磁异常梯级带和居里面陡坡带上。在磁场上表现为一条北西西向,断续分布的串珠状异常带。经化极上延20公里后,断裂带仍有显示,而且相对位置没有发生变化,说明该断裂产状很陡,切割很深。沿断裂带有基性、超基性岩体分布,昌马-古浪断裂带是一条超壳断裂带。断裂带被深部的北东向断裂切割成四段,北东向断裂是一组张扭性断层,可视为昌马-古浪断裂带上的障碍体,它控制了强震破裂带的传播和地震活动性。昌马-古浪断裂的活动是受深部构造控制的。     

中国新疆天山博阿断裂晚第四纪右旋走滑运动特征

利用遥感资料 ,通过野外实地考察并结合气候地貌事件的分析 ,对斜切北天山、长逾70 0km的博阿断裂 (博罗科努 -阿齐克库都克断裂 )的右旋走滑运动进行了定量研究。该断裂分为西部NW向断裂和东部NWW向断裂。西部NW向断裂长近 2 5 0km ,向西北延伸进入哈萨克斯坦 ,右旋走滑速率可达 5mm/a ;由 4～ 5个断裂段组成 ,其上发育 3～ 4条古地震或历史地震形变带 ,显示具有发生 7.5级地震的能力。东部NWW向断裂右旋走滑速率 1～ 1.4mm/a ;其上发现小规模古地震形变带 ,显示具备发生 7级左右地震的能力。该断裂与山前的逆冲推覆构造之间构成典型的挤压区应变分配形式 ,即在斜向挤压作用下 ,变形分配为山前的逆冲推覆构造和山内的走滑断裂     

青藏高原东北缘重力异常多尺度横向构造分析

本文研究了青藏高原东北缘地区布格重力异常特征,采用优化滤波法和归一化总水平梯度垂直导数法对研究区重力异常进行多尺度分离和横向构造分析.分离出的多尺度重力异常特征表明:1) 青藏高原东北缘地区大致以东经106°线为界,有一条醒目的重力异常梯级带,即贺兰山-六盘山-川滇南北构造带的北段,其东西两侧布格重力异常特征在形态和走向上截然不同,意味着两侧密度结构和构造特征存在明显差异. 2) 鄂尔多斯地块内部定边以北,重力异常高带走向由北东向转为近南北向,推测定边附近存在一个密度或构造界面,其两侧物质组成和构造特征具有差异,对比大尺度重力异常和中尺度重力异常,表明异常特征的这种差异主要是由上地幔深部结构引起的. 3) 青藏高原东北部各块体深部边界位置与地表构造分布不同,反映出该区构造复杂,深浅构造差异大. 4) 由于印度-欧亚板块碰撞及随后印度板块持续向北的挤压作用,造成青藏高原东北缘中、下地壳物质在巨大的北东向推挤力和鄂尔多斯刚性块体阻挡的共同作用下,沿着相对软弱的秦岭造山带方向蠕动.依据多尺度重力异常及其横向构造特征,综合推断出研究区内五条断裂带,即秦岭地轴北缘断裂带、海原-六盘山断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带和青铜峡-固原断裂带,并分析了它们在地壳深部的可能展布特征.     

兰州地区活动构造的基本特征

兰州地区发育了NWW向和NWW向2组主导性活动构造带。大致以河口为界，东部地区主要为NWW向的马衔山－兴隆山左旋逆走滑活动断裂系，其新活动明显，是区内的主要控震断裂，1125年兰州7级地震就发生在其中的马衔山北缘断裂带的西端。河口以西为拉脊山北缘断裂和庄浪河断裂等1组NWW向的弧形逆冲断褶带，变形方式以断裂扩展褶皱为主，其新活动可能导致了138年金城－陇西63／4级地震、1440年永登61／4级地震和1995年永登5.8级地震的发生。兰州市区所在的兰州盆地则夹持在上述2组活动构造之间，其内同样发育了NWW向和NWW向的次级断裂，如刘家堡断裂、金城关断裂、雷坛河断裂及深沟桥断裂等，其上具有孕育和发生中强震的构造条件。     

黄海中央断裂带的地球物理证据及其与边缘海演化的关系

根据黄海及周边地区的布格重力资料，通过解析延拓、目标场提取、任意水平方向 导数计算、离散小波变换等处理，得到各种有关断裂的信息.经过与地震层析成像结果和地 质资料的综合分析，认为黄海中央断裂带是一组“X”型交叉断裂而不仅仅是一条NW向延 伸的断裂，并提出了有关的地球物理证据.经分析认为：黄海中央断裂带的存在是造成黄海 东西两侧在地球物理场面貌、断裂分布特点与规模上有较大差异的原因之一.由于该断裂带 的存在，致使郯庐断裂带的右旋活动所产生的应力对黄海东西两侧的影响不一致，因而产生 了黄海西部重力异常等值线凌乱、密集、断裂密布但规模相对东部较小的现象.认为黄海中 央断裂带受扬子块体向中朝块体嵌入过程的影响，形成一组近SN向为锐角的“X”断裂带 ，但该断裂带具有明显多期活动的迹象，不仅与特提斯体制下块体碰撞、俯冲作用有关，也 与后期太平洋板块向欧亚板块的聚敛、俯冲作用有关.     

重力水平梯度及其在地震重力前兆中的研究初探

首先根据水平无限长圆柱形地质体的理论重力异常,在频率域使用余弦变换法,通过位场变换计算了水平方向的重力梯度,并与理论重力梯度做比较,发现余弦变换法计算得到的水平重力梯度是可靠的。其次,使用频率域中的余弦变换法计算了2010年9月至2012年10月芦山地震前的累积重力水平梯度,并求得沿龙门山断裂带走向和垂向的重力水平梯度。结果表明:沿断裂带走向和垂向的重力梯度能够以明显的条带状更好地显现出重力在断裂两侧的相对变化,并且芦山震中位于重力梯度高值区的中间地带;重力水平总梯度变化显示,在理县—芦山一带、康定—石棉一带为重力梯度高值区,且高值区位置及走向与区域断裂构造基本重合,并在理县、康定以及石棉附近重力水平梯度值为极值区。     

江淮地区布格重力异常与中强地震发生的构造环境分析

通过对布格重力异常等值线的离散化、梯度计算和粗化处理，生成江淮地区布格重力异常梯度分级图。布格重力异常高梯度区与中强地震的空间分布有很好的一致性，与低梯度分布区的弱地震活动性形成鲜明的对比。同时，布格重力异常高梯度区的分布具有线性展布特点，可以划分出两组布格重力异常梯级带，一组走向北东，另一组走向北西西。同方向的条带具有相互平行、间距近似相等的特点，不同方向的构造带相互交切，形成一幅网络状图象。沿着这些梯级带存在断裂构造，它们在晚第三纪至第四纪早期有过构造运动，但晚更新世以来活动不明显。在江淮地区，布格重力异常梯级带、晚第三纪至早第四纪活动断裂和中强地震在空间有比较明显的对应关系。因此，在现今构造活动不太强烈的地区，布格重力异常梯级带可以认为是划分中强地震潜在震源区的一个重要标志。     

汶川MW7.9地震周边地区布格重力异常与岩石圈垂向构造应力场

前人研究给出, 龙门山断裂带中南段地壳均衡异常显著, 具有发生7级以上大地震的深部动力背景。 2016年6月, 我们围绕该均衡异常显著区域开展重力/GNSS加密观测, 提高了该地区布格重力异常和地壳均衡异常场的空间分辨率。 依据上述观测结果与前期同类观测数据, 反演了汶川M_W7.9地震周边地区地壳密度构造。 结果显示, 龙门山断裂带是地壳密度变化的高梯度带, 其东侧地壳较薄, 但其西部明显变厚, 上、 中、 下地壳变化趋势均呈现上述特征; 研究区东侧的莫霍面深度为35~40 km, 西侧为60~65 km。 此外, 利用重力/GNSS联合观测数据计算了汶川M_W7.9地震震中区周边地区岩石圈承载的垂向构造应力场, 结果表明, 汶川M_W7.9地震震中区北部、 宁强、 峨眉山周边地区蓄积了-30 MPa至-40 MPa的负向构造应力, 龙门山断裂带中南段蓄积了约40 MPa的正向构造应力, 区域最大垂向构造应力分布在龙门山断裂带中南段, 临近芦山M_W6.6地震。 统计结果表明, 地震多发生在垂向构造应力高梯度带附近, 或垂向构造应力的高值区域。     

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.     

青藏高原东北隅似三联点构造特征

在大陆内部,对于一定尺度的构造块体,似三联点构造是一种普通的构造形式。由于大陆内部块体旋转的普遍性,似三联点构造可形成顺旋型和逆旋型两种构造型式。     

应用布格重力异常研究郯庐断裂构造

使用布格重力资料对郯庐断裂带的中段部分（沂沭断裂带）进行了研究. 结果表明, 郯庐断裂带莫霍面及地壳内界面均发生错断,断裂带两侧地壳各界面起伏平缓. 该结果与前人的郯庐断裂带是切穿地壳的深大断裂的认识相一致. 在郯庐断裂带两侧,地壳结构明显不同,西侧沉积层较薄,平均在5 km以下;东侧多数在6 km以上;在断裂带中央沉积物最薄,大约为3～4 km. 断裂带东侧莫霍面埋深浅,大约为33～34 km;西侧莫霍面埋深明显增加,达到36～38 km．反映了莫霍面深度在断裂带附近整体是向西增加的. 郯庐断裂带在重力场分布中则表现为一条宽度较大的线性布格重力异常梯度带.      

Bouguer gravity study of middle section of Tanlu fault

Although Tanlu fault is one of the most important tectonic fault zones and active earthquake belts in eastern China, little is known about its deep structure. In this study, we use the existing Bouguer gravity data to study the middle section of the Tanlu fault zone, which is also known as the Yishu fault zone. Our gravity inversion results indicate that the Moho has an abrupt offset in depth at the Tanlu fault zone and it has a relatively smooth variation away from the fault zone. The crustal structures on both sides are different from each other. Sediment is thin on the west side with an average thickness of less than 5 km, while it is as thick as 6 km on the east side. The thinnest sediment （3-4 km） is at the fault zone. Moho depth increases from 33 to 34 km on east side and from 36 to 38 km on west side. Tanlu fault zone is shown as a wide zone of linear gradient in the Bouguer gravity anomaly.     

鲁西隆起重磁异常特征及其构造活动性分析

通过对鲁西隆起区重磁资料的分析和反演计算,研究了沂沭断裂带、齐河—广饶断裂带、聊城—兰考断裂带、丰沛断裂带以及地块内部断裂的重磁异常、莫霍面和居里面深度特征,并讨论了鲁西隆起的地质构造特征和构造活动性.结果显示:鲁西隆起基底广泛出露,沉积层主要分布在由断裂下降盘控制的凹陷内,区内断裂深度达20 km以上,其中蒙山断裂深入至上地幔,控制了蒙山金伯利岩型金刚石矿的产出;鲁西隆起区莫霍面深度为30—35 km,整体呈向西开口的箕形,地块中部地壳厚度较厚,除西侧地壳呈阶梯状增厚外隆起地块四周地壳逐渐减薄;居里面深度介于20—33 km之间,中部地区较深,为整体稳定的地块,断裂带分布位置对应于居里面梯度带;地震活动主要集中于断裂带与莫霍面梯度带交会区以及断裂带上的居里面突变区.      

燕山地区北西向和北西西向断裂构造基本特征初步探讨

本文根据近年来多次野外考察所积累的实际材料,总结了燕山地区北西向断裂构造基本特征。文章结合地质构造、地震和地球物理资料的分析,论证了基底北西西向断裂构造带的空间展布、形成发展、活动方式及其与地震活动的关系。提出北西西向断裂构造带属于地壳断裂范畴,既控制了断块构造的发育,又控制了现代地震活动。北西向断裂构造密集成带和雁列式展布是北西西向断裂构造带在沉积盖层的一种表现。同时认为,北西西向断裂构造带的活动方式是与断块构造相对运动密切关联。中、新生代以来,其活动方式除了表现差异运动外,还具有剪切活动的性质,并约在晚白垩世—早第三纪剪切活动方式有明显地转变     

2017年四川九寨沟MS7.0地震前区域重力场变化

利用南北地震带2014-2017年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发生的关系.结果表明：①区域重力场异常变化与北西西向塔藏断裂和南北向岷江断裂带在空间上关系密切,反映了沿控震断裂在2013-2017年期间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动.②九寨沟地震前,测区内出现了大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿塔藏断裂带形成了重力变化高梯度带,其中,甘肃玛曲、迭部、青海河南蒙古族自治县、四川若尔盖、九寨沟一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映九寨沟地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③九寨沟地震震中位于重力差异运动剧烈的鞍部等值线附近,与断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线上,这一观测事实进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.     

黄骅坳陷横向构造转换带与基底三分结构的重磁证据

黄骅坳陷盆地结构及构造单元展布受深断裂及盆地基底的控制与影响,利用重磁异常可以较大范围地揭示出控制盆地构造格局的深断裂及基底结构特征.本文综合考虑研究区盆地基底的宏观磁性差异以及存在的剩磁影响,采用对磁化方向依赖性小的磁异常模量数据,研究了黄骅盆地区域横向构造转换带的展布与磁性基底结构.识别出五条NW向与优势构造走向高角度相交的区域横向构造转换带和两条呈“T” 型展布的隐伏深断裂;研究区基底具有三分性结构特征,隐伏深断裂可能为三分基底的拼合线;基底结构差异及区域横向构造转换带共同控制了黄骅盆地“南北分区,东西分带”的宏观构造格局及沉积构造单元的展布.     

我国海洋地学编图现状、计划与主要进展

我国海洋地质地球物理工作起步晚,整体调查程度较低,进一步加强我国海洋地学编图显得十分必要.我国实施的"海洋地质保障工程",将分"中国海陆"、"中国海及邻域"和"中国各海区"三个层次来进行地学编图.第一层次编制了空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常图、地震层析成像图、莫霍面深度图、地质图、大地构造格架图和大地构造格架演化图等8种图件.编图反映出中国海陆重力异常是"线性异常带纵横交错,块状异常区坐落其间"、重力梯级带主要为块体结合带;陆地磁力异常大致正负磁异常相间分布,海域北部为沟-弧-盆相关异常、南部磁条带异常;莫霍面总体特征为"东西分带,南北分块";地震层析成像反映出中国东部和西部岩石层厚度的差异以及上地幔软流层的分布特点;大地构造格架和演化图再现了块体体制向板块体制的转换过程.本次编图强调地球深部结构的变化对表层构造的关联,重视地球物理资料与地质构造的结合,以深-浅层结合来划分中国大地构造格架.已有成果表明,中国海陆大地构造格局可以用"块体构造学说"来描述.     

南北构造带及邻域地壳、岩石层速度结构特征研究

本文利用重力数据采用Parker-Oldenburg方法反演了南北构造带及邻域地区的地壳厚度,同时采用体波地震层析成像方法反演了研究区的地壳至上地幔的三维速度结构.根据计算结果对研究区的地壳及岩石层结构进行了探讨,力图揭示南北构造带及邻域地壳、岩石层变形特征,并且对青藏高原边缘活动带壳幔构造演化的深部成因、研究区的上地幔流变性及其动力学意义进行了相应的讨论.通过分析研究表明南北构造带地区为地壳厚度剧变区,西侧为地壳增厚区,东侧的鄂尔多斯、四川盆地为地壳稳定区,而再向东为地壳逐渐减薄区.中国岩石层减薄与增厚的边界基本被限定在大兴安岭—太行山—秦岭—大巴山—武陵山一带,这也是东部陆缘带和中部扬子、鄂尔多斯克拉通地区深部构造边界的分界线,其两侧不仅浅层地质构造存在较大的差异,上地幔深部的物性状态和热活动也明显不同,这说明研究区的岩石层和软流层结构以及深部物质的分布存在横向非均匀性.中部地区和青藏高原深部构造边界的分界线位于东经100°—102°左右.