南北地震带北段地壳上地幔电性结构及有关资料问题的讨论

根据南北地震带北段６ 条东西向和２ 条南北向剖面的大地电磁测深结果,对该区域的地壳上地幔电性结构进行了较全面的分析．对资料中存在的一些问题进行了讨论     

青藏高原东缘川滇构造区深部电性结构特征

本文对位于青藏高原东缘川滇构造区的贡山一绥江大地电磁测深(MT)剖面数据进行反演,获得沿剖面的深部电性结构,为研究喜马拉雅东构造结、川滇菱形地块与华南地块的构造变形特征、壳幔耦合关系、地块间接触关系以及相互作用等问题,提供电性结构的依据.研究发现:(1)电性结构揭示澜沧江断裂带和小金河断裂带为深大断裂带,控制着研究区的深部结构特征和形变机制;(2)澜沧江断裂带和金沙江断裂带之间的高阻体,可能是扬子古地块的残留部分;小金河断裂带和安宁河断裂带之间的高阻体,则是峨眉山大火山省喷发形成的冕宁一越西杂岩带;(3)在滇西地块、川滇地块和大凉山地块均存在低阻层,它们的介质属性有所不同,滇西地块下的低阻层"疑似"高热状态的岩浆囊,主要由缅甸弧向东俯冲运动引起的,中上地壳的高热状态使地块的活动性增强;川滇地块内部的壳内低阻层的成因为:理塘断裂带和小金河断裂带之间的地表低阻层由破碎带充水所致,而金沙江断裂带和理塘断裂带之间的中地壳低阻层可能是由局部熔融物质或含盐流体导致的,其为壳内物质运移的通道.从而在地下物质发生大规模走滑运动的过程中起到引导作用;川滇地块东部和大凉山地块西部的壳内低阻层可能与地慢物质的上涌有关;马边断裂带附近的低阻体可能与破碎带变宽和破碎带内的流体有关.     

中国南北地震带北段地壳和上地幔的电性特征

本文介绍了在我国南北地震带北段地区进行大地电磁测深所得到的一些非常初步的结果,主要是这一地区内的地壳和上地幔的电性特征以及震区和非震区的电性差异。     

中国南北地震带北段地壳和上地幔的电性特征

本文介绍了在我国南北地震带北段地区进行大地电磁测深所得到的一些非常初步的结果,主要是这一地区内的地壳和上地幔的电性特征以及震区和非震区的电性差异。     

鲜水河断裂带南段深部电性结构特征研究

通过对新都桥—小金剖面的大地电磁测深及重磁实测资料研究,结合区域地质资料,对鲜水河断裂带南段及邻区深部构造、壳内高导层、电性结构与历史地震的关系进行了研究.结果表明：（1）鲜水河断裂带深浅表现出不同特征,浅部是以地壳脆性-剪切带为主的断裂系统,深部是以走滑型-壳幔韧性剪切带为主的断裂系统,断裂呈花状形态,深部到达上地幔;（2）在丹巴构造带及鲜水河断裂带的中下地壳,广泛发育壳内高导层,其分布具有不均匀性,且与断裂带构造活动有关;（3）在鲜水河断裂带的走滑剪切作用下,上地壳物质发生原地重熔产生花岗岩浆是折多山花岗岩形成的主要机制;（4）鲜水河断裂带地震发生机理与塑性软弱层密切相关,受塑性软弱层拖拽作用,应力区集中在高阻体脆性介质内部靠近断层一侧,使得岩石破碎而发生地震.

     

海拉尔盆地中-上地壳电性结构特征研究

本文通过对横穿海拉尔盆地的一条长约222km的北西—南东向大地电磁测深剖面数据的定性分析及二维定量反演解释,首次获得了海拉尔盆地高精度大范围的电性结构图.海拉尔盆地中-上地壳电性结构纵向上具有典型的分层特性,总体可分为四层,即低阻层-高阻层-低阻层-高阻层,而横向上又具有分块特点.海拉尔盆地边缘及内部分布的众多断裂将盆地划分为隆起与坳陷相间的格局,并发现盆地内部坳陷区也存在有小规模凸起,每一构造单元内部电性结构各具特点.海拉尔盆地中-上地壳低阻层底面最深达28km,通常在6~16km之间,但厚度变化不大,在4~10km之间,且隆起区与坳陷区底面埋深差别较大.据电性结构模型推测出两条新断裂F8和F9,且断裂F9规模较大,为基底断裂.中-上地壳的低阻层可能在一定程度上控制着海拉尔盆地内油气田的分布格局.     

云南南部地区深部电性结构特征研究

在云南南部地区布设了一条孟连—罗平的北东向大地电磁测深剖面,以开展该地区的深部电性结构探测和孕震环境探查.沿该剖面进行了114个大地电磁测深点的观测,经过对观测资料的远参考Robust处理、定性分析和二维反演,得到了沿该剖面地壳、上地幔电性结构模型,从模型的电性结构特征进一步探讨了剖面穿过的3个地震区的深部地震孕育环境.研究结果表明：沿剖面的地壳上地幔电性结构反映出与区域地质构造资料基本一致的构造特征;该区的三个强震带地球深部都存在壳内低阻体,地震发生在电阻率梯度带上;断裂带的两侧块体介质的电阻率差异是强震活动带重要的深部背景.     

基于深部电性结构特征的2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震孕震环境探讨

2013年7月22日甘肃岷县漳县交界处发生MS6.6地震后,横跨西秦岭造山带和地震区沿NE方向的剖面进行了45个大地电磁测点的观测。使用远参考和"Robust"技术以及相位张量分解技术处理数据,采用NLCG 2维反演方法,获得的深部电性结构图像揭示:西秦岭造山带自地表至深度约20km存在东北和西南浅、中部深的倒"梯形"高电阻体,在高阻体之下为低电阻层,高、低电阻层相互契合;西秦岭造山带西南侧的松潘-甘孜地块(北部)在深度约20km存在西南深、东北浅的中下地壳低阻层,其东北侧的陇西盆地具有稳定的成层性结构,显示出西秦岭造山带正处于松潘-甘孜地块向北挤压和陇西盆地向南的阻挡挤压作用中。东昆仑断裂带(塔藏段)错断了松潘-甘孜地块中下地壳低阻层,迭部-白龙江断裂和光盖山-迭山断裂带延伸深度不大,在深部归并于东昆仑断裂带(塔藏段),东昆仑断裂带(塔藏段)内部结构和介质的低阻特性是东昆仑断裂带在塔藏段水平滑动速率逐渐减小、垂向运动逐渐增强的深层原因。西秦岭北缘断裂为陡立的大型电性边界带,延伸深度穿过莫霍面;临潭-宕昌断裂带表现为具有一定宽度的低阻带,延伸深度归并到中下地壳低阻层中。2013年甘肃岷县漳县6.6级地震震源区处于倒"梯形"高阻体的西秦岭造山带的核部,即位于高低电阻体接触区,同时发生在低阻破碎带的临潭-宕昌断裂带附近。松潘-甘孜地块从SW向NE推挤、东北侧陇西盆地阻挡的相互作用是2013年岷县漳县MS6.6地震发生的动力学原因,岷县漳县地震震源区特殊的高低阻介质属性和接触关系是该次地震发生的内部因素。     

郯庐断裂带中段(沂沭断裂带)电性结构研究与孕震环境

穿过郯庐断裂带中段（沂沭断裂带,36°N）所做的大地电磁测深（MT）剖面长约150km.使用Robust技术和远参考道大地电磁方法处理观测数据.通过分析视电阻率、阻抗相位、Swift二维偏离度和区域走向,定性确定测区的电性结构.二维反演解释中选择非线性共轭梯度（NLCG）方法,使用TE、TM两种模式资料联合反演,沿剖面的二维电性结构显示：自西向东,鲁西隆起、郯庐断裂带、胶莱坳陷及鲁东隆起4个电性区块分别对应,鲁东和鲁西隆起区为高阻,郯庐断裂带电性结构复杂,高、低阻相间,胶莱坳陷为低阻（高导）区.沿MT剖面附近曾发生3个地震,其震源区处在电性变化剧烈部位,并在震源区附近存在高导体.     

青藏高原东北缘海原弧形构造区地壳电性结构探测研究

对青藏高原东北缘海原弧形构造区（105deg;～107deg;E，36deg;～37.5deg;N）的5条大地电磁测深剖面进行处理分析和二维反演，得到研究区内东西宽约160 km、深约60 km范围的地壳电性细结构. 结果表明: 研究区呈现南西——北东的带状分布特征. 由南西——北东可分为6个电性区块，依次为西吉盆地(Ⅰ)、西、 南华山隆起(Ⅱ)、兴仁堡-海原盆地(Ⅲ)、中卫-清水河盆地(Ⅳ)、中宁-红寺堡盆地(Ⅴ)和鄂尔多斯西缘带(Ⅵ). 各区块在平面上呈北西撒开、 南东收缩的ldquo;扫帚状rdquo;形态；弧形构造区弧顶附近构造完整、规模大，自弧顶向北西、南东两端构造规模逐渐减小. 地表到深度10 km左右，西、南华山隆起和鄂尔多斯西缘带呈高阻特性，西吉、兴仁堡-海原、中卫——清水河和中宁-红寺堡4个盆地的电阻率较低且呈盆地凹陷形状. 其中兴仁堡-海原盆地电性基底最深，显示为南西深北东浅的ldquo;簸箕状rdquo;起伏形态. 研究区发育不连续的壳内低阻带，与该区中、强震活动密切相关. 1920年海原大震区存在明显的电性结构差异，震区南西侧和上部区域为相对高阻，北东侧和下部区域为相对低阻.      

南北地震带中段地震构造遥感解译

南北地震带中段断裂在遥感影像上具有明显的线性构造特征, 本中研究区域为东昆仑断裂带与龙门山断裂带的交接区, 该区断裂从遥感影像上分析主要有NW向、 NE向、 SN向三组, 包围着岷山隆起近似成三角形。 交接区内构造复杂, 曾发生1879年武都8级地震、 1933年叠溪7.5级地震、 1976年松潘7.2级地震等强震。 通过遥感资料对该区断裂进行构造解译, 确定该区构造活动型式及地震构造特征。     

南北地震带北段近年地壳水平运动

采用中国地震局陆态网络数据,解算并对比南北地震带北段速度场、速度投影、基线时间序列。对比发现：①各点速度矢量呈顺时针旋转;②相对于鄂尔多斯块体,2011-2015年银川地堑各站（银川、盐池、中卫、海原等）沿NNW方向扩张;③祁连断裂表现为左旋剪切和逆冲挤压,2013年起闭锁加强;海原断裂表现为稳定的左旋和逆冲,2013年起剪切加速;六盘山断裂表现为持续并放缓的逆冲和较弱的右旋;西秦岭北缘断裂带西段呈高速且放缓的逆冲以及高速但低应变累积的左旋,东段保持高速稳定的左旋和持续逆冲。     

南北构造带岩石圈结构与地震的研究

南北构造带是中国大陆东西部大地构造的主要分界,也是大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.2008年汶川MS8.0地震发生后,在南北构造带及周边地区进行了大量的野外科学考察、深部地球物理探测和流动地震观测,在岩石圈结构与构造、强震发生的深部构造环境和动力学过程等方面获得了重要的进展.本文综述近年来发表的一批研究成果,包括岩石圈结构的深部地球物理探测和成像,地震层析成像,地震各向异性和壳幔变形,与近期发生的强烈地震相关研究,以及与大陆动力学有关的研究等.自2000年以来,我国建成了具有1000多个地震台站的国家和区域地震台网.它们在实时为地震监测服务的同时,其产出的海量数据还提供用于地球科学研究.一批作者在国内外发表了研究成果,大大提高了对南北构造带的认识.我们虽然取得许多共识性的重要成果,但是也存在一些问题,发现不同作者的结论是相互矛盾的.其原因之一可能是,现有台网的数据成像分辨率和精度仍不足以识别在地壳深处的细节,例如在孕震尺度概念下的地震危险区.加强流动地震观测,提高台站分布的密度,取得高可信度的目标模型是解决问题的重要方面.近年来"中国地震科学台阵观测"计划在南北构造带上实施的大型流动台阵观测,结合固定地震台网的资料,加上高分辨率深部地球物理探测,以获得高可信度的地壳上地幔三维精细结构及物性成像,是提高地震科学和大陆动力学研究水平的一个有效途径.     

冈底斯成矿带东段的电性结构特征研究

冈底斯成矿带为我国著名的成矿区域,其东段存在一系列规模较大的矿床.为了研究冈底斯成矿带东段的电性结构特征,对覆盖主要矿集区的大地电磁测深数据进行全面的处理分析,通过二维与三维反演的综合对比得到了可靠的电性结构模型.结合其他地质与地球物理资料,对电性结构模型进行分析得到冈底斯成矿带东段的矿床分布规律：矿床主要分布在地壳浅表的电性分界面附近;中地壳高导体可能通过上地壳隐伏的南-北向断裂控制着与地壳伸展作用有关的矿床;南-北向张性构造与东-西向逆冲-推覆构造的交汇部位可能是冈底斯成矿带东段重要的成矿区域;下地壳可能受到软流圈物质上涌的影响发生部分熔融,从而与中地壳的高导体共同影响地壳浅部的成矿作用.

     

Crustal velocity,density structure,and seismogenic environment in the southern segment of the North-South Seismic Belt,China

The southern segment of the North-South Seismic Belt in China is a critical region for earthquake preparedness and risk reduction efforts. However, limited by the low density of seismic stations and the use of single-parameter physical structural models, the deep tectonic features and seismogenic environment in this area remain controversial. Thus, a comprehensive analysis based on high-resolution crustal structures and multiple physical parameters is required. In this study, we applied the ambient noise tomography method to obtain the three-dimensional (3D) crustal S-wave velocity structure using continuous waveform data from 112 permanent stations and 350 densely distributed temporary stations in the southern segment of the North-South Seismic Belt. Then, we obtained the high-resolution 3D density structure through wavenumber-domain 3D gravity imaging constrained by the velocity structure. The low-velocity and low-density anomalies in the upper crust of the study area were mainly distributed in the Sichuan Basin and around Dali and Simao, while the high-velocity and high-density anomalies were primarily distributed in the Panxi region, corresponding to the surface geological features. Two prominent low-velocity and low-density anomalies were observed in the middle and lower crust: one to the west of the Songpan-Garzê block and Sichuan-Yunnan diamond-shaped block, and the other near the Anninghe-Xiaojiang fault. Combined with the spatial distribution of seismic events in the study area, we found that previous earthquakes predominantly occurred in the transition zones between high and low anomaly regions and in the low-velocity and low-density zones in the upper crust. In contrast, moderate-to-strong earthquakes mainly occurred within the transition zones between high and low anomaly regions and close to the high-velocity and high-density regions, often with low-velocity and low-density layers below their hypocenters. Fluids play a critical role in the seismogenic process by reducing fault strength and destabilizing the stress state, which may be a triggering factor for earthquakes in the study area. Additionally, the upwelling of molten materials from the mantle may lead to energy accumulation and stress concentration, providing an important seismogenic background for moderate-to-strong earthquakes in this area.     

青藏高原东北缘合作—大井剖面地壳电性结构研究

青藏高原东北缘合作—大井剖面的大地电磁探测结果表明,该区域的电性结构呈明显的纵向分层、横向分块的特点,中下地壳普遍存在高导层.青藏高原东北缘西秦岭北缘断裂带、北祁连南缘断裂带、北祁连北缘断裂带(海原断裂带)及龙首山南缘断裂带等区域性断裂带在电性结构模型中均表现为电性梯度带或低阻异常带.电性结构的横向分区与构造上的地块划分有明显的一致性,各个地块的电性结构存在明显差异.西秦岭北缘断裂带作是一个大型的板块边界,但板块结合带附近没有明显逆冲或俯冲痕迹,可能主要以左旋走滑为主.北祁连地块向北仰冲与阿拉善地块向南俯冲边界可能不是海原断裂带,而是龙首山南缘断裂带.西秦岭造山带内的壳内高导层与青藏高原内部存在的高导层具有可对比性,可能是由于部分熔融与含盐水流体共同作用的结果.中祁连地块内的高导层可能是含盐水流体引起的.而北祁连与河西走廊过渡带内的高导层则可能是板块俯冲或仰冲的构造运动痕迹,也可能是由含盐水流体引起的.     

张渤地震带及邻区近震体波成像及孕震环境分析

针对张渤地震带深部孕震构造环境和地幔岩浆对地壳底侵作用的问题, 本文充分收集了华北地区区域数字地震台网176个固定台站记录到的观测数据, 应用近震体波层析成像方法, 获得了华北地区地壳的P波三维速度结构和V_P/V_S波速比.依据V_P/V_S波速比能反映岩石物理性质和流变学特征的特性, 并结合人工地震测深剖面、大地电磁测深、地球化学等成果, 讨论了张渤地震带的孕震环境和动力学机制等问题.研究结果显示:张渤地震带强震位于高低速异常分界线附近或偏向高速体一侧, 震源体下方均存在广泛的低速异常分布, 据此推测这些低速异常的存在可能与流体有关, 同时也揭示出张渤地震带地震主要分布在上地壳, 从震源深度分布及地壳物性结构分析上地壳具有发震的构造背景, 也有发震的物性基础, 是一个易震层和多震层.张渤地震带地壳内部在20 km下方存在偏高的波速比特征, 这些可能反映了在该区域内中、上地壳幔源物质的侵入和热状态的岩体在横向上的变化, 可能是地幔岩浆长期底侵作用的结果.由于深部幔源物质的侵入, 使得地壳深部流体的供给量增加, 在地壳发震层下长期存在的流体会影响断裂带的结构, 降低断裂带的强度, 使区域应力场发生变化从而导致断裂带上应力的集中, 进而引发地震发生.

     

时间-震级可预报模式在南北地震带分段危险性评估中的应用

为了定量评估南北地震带不同段落的长期地震危险性,引入了时间－震级可预报模式。在详细地震复发行为的基础上,沿南北地震带划分了３９个震源区。利用其中２７个震源的多轮回复发资料初步建立起时间－震级可预报统计模型。计算结果表明,不同震源的地震复发表现出较好的时间可预报行为以及相对较弱的震级可预报行为。以时间可预报模型为基础,对所有震源区未来地震的复发概率进行了估算,同时,用震级可预报模型对未来地震的震级作     

南北地震带定点形变前兆异常指标初建

基于《中国震例》及其他相关的内部震例资料、 研究报告及文献资料, 对南北地震带地震前的定点形变异常整体特征进行了研究分析。 结果表明: 异常项数随震级升高而增大, 但不同地震间差异较大。 异常的最长持续时间和最大分布范围随震级增大而增大, 但对于6.0~7.9级地震异常在震区附近出现“围空”现象。 研究区内异常主要以趋势转折和破年变为主, 其次为大幅突变、 大幅波动、 潮汐因子异常。 各类异常的时空特征对地震的震级、 时间和地点具有不同的指示作用。 震前400天至200天的范围内异常数量会出现快速增加现象, 对于6级以上地震还发现在震前200天以内出现异常数量的显著减少现象。 另外, 发现存在一些定点形变异常敏感台站, 可能与区域构造及应力应变积累位置有关。     

大别山超高压变质带深部电性结构及其动力学意义初步研究

通过在大别造山带东部横穿超高压变质带的一条NNE向剖面大地电磁测深资料的分析解释,获得了关于沿剖面的地壳上地幔二维电性结构,显示北淮阳与大别地块是电性差异显著的构造单元,它们之间的界面与晓天—磨子潭断裂对应;晓天—磨子潭断裂倾向北,在中上地壳层位出现错动解耦现象;从地表向深处可划分出4个主要电性层：地表风化层、中上地壳高阻层、壳内相对高导层以及上地幔层;大别地块内中、上地壳层位以高阻层为主,与高压-超高压变质岩分布区对应,高阻层最厚处在岳西—英山之间;在大别地块内,推测存在燕山期花岗质岩浆活动的通道,它们造成了超高压变质岩的进一步抬升,同时影响了大别地块内存在的壳内相对高导层的分布,壳内相对高导层在层位上相差较大.