辽东地区和海城地震区的地热观测

1980年至1984年间,在辽东地区和海城地震区,我们利用地质、冶金和化工部门的一批勘探钻孔,观测了这些井孔不同深度的温度,由此获得它们沿深度方向的温度梯度.同时,从这些观测孔取得岩样,在实验室中测定它们的热导率,从而得到每个钻孔的热流值.我们一共得到23口钻孔的热流数据,其中包括海城地震区的两个热流观测孔.这些热流值可粗略地给出海城地震区和辽东地区的热结构.结果表明,平行郯庐断裂的辽阳——熊岳北东条带具有相对高的热流值,平均热流为8.2910-2J/m2s(2.0cal/cm2s).这个条带恰好是下辽河盆地和辽东山地的交界,它与重力异常梯度带显示的北东向上地幔隆起带一致.海城地震区的平均热流值达9.2210-2J/m2s(2.2 cal/cm2s),又是高热流值条带上热流最高的区域.比较海城地震区已知的其它地球物理资料后,给出了该地区地球物理资料的综合解释剖面.我们推测,海城地震区下,地壳中的低速层是由于上地幔物质的大规模侵入产生的.高温和低速意味着该层具有塑性力学性质.海城地震震源区恰好位于这样一个塑性状态的介质层上部.这个结果对于研究海城地震和其它板内地震的形成过程无疑是有意义的.我们试图强调,对于地震研究而言,热流观测是地球物理观测中不可缺少的组成部分.地热资料      

辽东地区和海城地震区的地热观测

1980年至1984年间,在辽东地区和海城地震区,我们利用地质,冶金和化工部门的一批勘探钻孔,观测了这些井孔不同深度的温度,获得了它们沿深度方向的温度梯度,同时,由这些观测孔取得岩样,在实验室中测定它们的岩石热导率,从而得到每个钻孔的热流值这些热流值可粗略地给出海城地震区和辽东地区的热结构。结果表明:平行郯庐断裂的辽阳一熊岳北东条带具有相对高的热流值,平均热流为2.0微卡每平方厘米秒,这个条带恰好是下辽河盆地和辽东山地的交界,它与重力异常梯度带显示的北东向上地慢降起带一致。海城地震区的平均热流值达2.3微卡每平方厘米秒,又是高热流值条带上最高的区域。比较海城地震区已知的其它地球物理资料后,给出了该地区地球物理资料的综合解释剖面。我们推测,海城地震区下地壳中的低速层是由于上地慢物质的大规模侵入产生的。高温和低速意味着该层具有塑性力学性质,海城地震震源区恰好位于这样一个塑性状态的介质层上部。     

中国辽南地区地壳与上地幔介质的横向不均匀性与海城7.3级地震s

近几年来,在辽南地区开展深部地球物理探测的基础上,通过对深地震测深、大地电磁测深、重力、航磁、大地热流等综合地球物理资料对辽南地区地壳与上地幔介质进行不同物性的正、反演计算与研究,获得了辽南地区地壳与上地幔介质的速度结构、电性结构、密度结构和温度结构,揭示了该区介质的横向不均匀性及其重要特征.发现在海城地震区一带,存在壳内低速、高导、低密度、高热流等一系列重大地球物理异常,在空间上与震源区存在相当好的一致关系,对分析大震的震源物理过程提供了重要实际依据.      

中国辽南地区地壳与上地幔介质的横向不均匀性与海城7.3级地震

近几年来,在辽南地区开展深部地球物理探测的基础上,通过对深地震测深、大地电磁测深、重力、航磁、大地热流等综合地球物理资料对辽南地区地壳与上地幔介质进行不同物性的正、反演计算与研究,获得了辽南地区地壳与上地幔介质的速度结构、电性结构、密度结构和温度结构,揭示了该区介质的横向不均匀性及其重要特征.发现在海城地震区一带,存在壳内低速、高导、低密度、高热流等一系列重大地球物理异常,在空间上与震源区存在相当好的一致关系,对分析大震的震源物理过程提供了重要实际依据.     

京津唐渤和周围地区地壳上地幔电性结构及其与地震活动性的关系

京津唐渤及其周围地区是我国的强烈地震活动区之一。自1976年以来,我们在该区开展大地电磁测深工作,完成了近30个测点。所得结果表明,本区壳内存在高导层,与地震方法确定的壳内低速层一致。平原内上地幔高导层埋深50-80公里,山区大于100公里,与地震方法确定的上地幔低速层基本一致,同时与大地热流测量、居里等温面计算和对新生代玄武岩地球化学研究结果基本吻合。本区绝大多数地震位于壳内高导层之上,强烈地震主要发生在上地幔高导层隆起的边缘。最后讨论了本区强震活动与壳内和上地幔高导层的关系。     

闾阳—海城—东沟剖面地壳与上地幔速度结构特征与地震

通过对闾阳——海城——东沟深地震测深剖面二维非均匀地壳速度结构的计算与研究,获得了该剖面地壳与上地幔速度结构纵横向不均匀性分布特征,发现横向不均匀性最明显的部位位于海城地震区一带,在此还发现了壳内低速层,这些重要地球物理现象对研究海城7.3级地震发生的力源过程提供了重要依据。     

海城地震区地壳深部似三维空间结构特征与地震

本文根据对海城地震区三条深地震测深剖面资料的综合解释,获得了该震区似三维空间内的地壳与上地幔分层构造与速度分布特征.特别有意义的是:确定了壳内低速层及局部上地幔隆起的似三维分布形态,进而探讨了它们与地震的相关性.     

内蒙古东乌珠穆沁旗至辽宁东沟地学断面综合地球物理特征

综合地球物理探测与研究是地学断面的重要内容和基本依据,本断面的综合地球物理研究表明:这里的地壳可分为上、中、下三层,在某些部位中层地壳可进一步分为两层,其上层在断面东南端的辽河断陷东侧及燕山台褶带的义县、朝阳地区呈现为低速层;地壳厚度在断面东南端薄,为31—35km,而在西北端厚,达38—40km;辽河裂谷东侧存在壳内高导层,整个断面上地幔高导层发育,在辽河断陷及朝阳、义县地区反映为上地幔隆起区,在西拉木伦河一带出现落差达50km左右的台阶;确认析木断裂、郯—庐断裂北段、朝阳—北票断裂、赤峰—开原断裂和西拉木伦河等断裂为壳幔深断裂;发现海城地区、朝阳—北票地区及西拉木伦河地区为地壳与上地幔结构异常区,这里也正是地震较活跃的地区。     

山西断陷带地热特征与地震活动性

山西断陷带是我国著名的地震活动带之一,其地震活动频繁,强度大,震源浅,破坏性严重。山西断陷带地热场特征:各断陷盆地内部大地热流值或地温梯度值都比较高,吕梁山隆起区和太岳山丘陵区则比较低。提出清徐、临汾、蒲县、柳林四个地区的地壳、上地幔热结构,分别计算沉积岩层、花岗岩质层和玄武岩质层底部的温度和热流值。采用逐步逼近法计算浮山—临汾—蒲县剖面二维岩石圈地温结构。并用断陷盆地内的临汾、吕梁山隆起区的柳林、太岳山隆起区的沁源地区的大地热流值推导其岩石圈厚度和底部温度。地热异常影响着地震的孕育和发生,重点探讨了地球内热与地震孕育和发生的内在联系。     

中国南北地震带岩石层壳-幔组合结构特征及其构造效应a

根据前人和作者最新深部地球物理研究成果,在计算机上完成了中国南北地震带11岩石层壳-幔结构比值R分布图的编绘;并根据该图研究了南北地震带的岩石层壳-幔组合结构特征及其与地震活动、大地热流分布、壳内高导低速层分布之间的联系;对地震活动等构造效应问题进行了讨论．      

华北盆地边缘及邻区地壳S波速度结构及其地震孕育机制

利用分布在华北盆地及其周边(113°E—121°E,34°N—41°N)72个固定地震台站记录到的2009年和2010年远震地震波形记录,提取多频段P波接收函数,反演了台站下方的S波速度结构,并结合该区域1970—2016年的地震目录分析了反演结果.华北盆地周缘及邻区中下地壳普遍存在低速异常,首都圈地区Moho深度约在33 km左右,台站下方在4~10 km的深度范围内一般都存在2~5 km厚的高速层,紧随高速层之下又出现了2~6 km厚的相对低速层;在太行山隆起向华北盆地的过渡区,地壳结构较为复杂,Moho面深度变化较大,自西向东深度变浅,且太行山隆起区内明显存在壳内低速层,而接近华北盆地处的地壳内存在轻微的速度扰动异常(即低速层);鲁西隆起地区Moho深度在31~34 km之间,在大地热流高值区地壳高低速异常明显.基于华北盆地周缘地区地震在地壳高低速层均有分布,而分布在低速层内的地震事件相对较多,比较符合曾融生等(1991)提出的"双层破裂震源模型",即地幔热物质上侵导致了中下地壳的低速软弱层形成,并在软弱层处产生了附加的水平剪切力,进而其破裂诱发地震,同时将部分应力传递给上覆高速硬包体,为高速异常体内地震的触发积累能量.华北盆地周缘低速异常体的分布是该区域地震频发的重要诱因.     

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震震区地壳结构特征与孕震背景

本文基于"中国地震科学台阵探测——南北地震带南段"密集布设的流动地震台阵和川滇区域数字测震台网等共计634个台站所记录的观测资料,先采用地震体波层析成像(TOMO3D)方法反演获得川滇区域的地壳速度结构特征,在此基础上,重点剖析云南漾濞Ms6.4地震震区及周边的三维P波速度结构;再采用三维视密度反演方法,获得漾濞震区壳内视密度的横向变化特征,最后综合分析漾濞Ms6.4地震震区地壳结构特征与地震活动关系、深部孕震背景等科学问题.研究结果表明:漾濞震区P波速度结构与视密度展布特征在深度和分区特征上均具有较好的联系和可比性,震区三维速度结构和视密度反演结果均表现出明显的横向不均匀分布特征,漾濞Ms6.4地震位于高低异常值的过渡带附近,震区南、北两侧速度结构和视密度分布特征各异,综合说明了震区地壳物质存在显著的横向差异.漾濞Ms6.4地震序列集中分布在主震的SE侧,并沿着NW-SE向呈条带状与维西—乔后断裂近似平行展布,长约20 km,主震震源深度为8.6 km,序列震源深度优势分布层位在5～15 km,漾濞Ms6.4地震序列处于高低速异常过渡带附近,震区壳内介质结构的非均匀分布是控制漾濞地震及其序列展布形态的深部构造因素.我们的研究结果还揭示了漾濞Ms6.4地震震区北侧洱源附近存在地壳尺度的低速、低密度异常这一最显著特征,该结果与该部位地表温泉较发育、大地热流值显著偏高等地热分布高度一致,这些均暗示着漾濞地震机制除了与青藏高原东缘深部物质SE向逃逸有关外,可能还与来自上地幔的热异常和深部过程密切相关.     

角闪岩脱水特性与壳内低速层的不均一性

引言华北地壳呈现3层结构,在地壳中部存在一个以低波速与电性低阻(高导)而与上、下壳层截然有别的特征层。这一不连续展布的壳内低速(高导)层也较广泛的分布于中国西北与西南以及世界上许多地区。地球科学家对这一低速层的成因提出了诸如矿物脱水、相变等多种解释与假说,Mitehell等(1971)的实验证明,在一定温压条件下,含水矿物的脱水并储存于壳内,形成一个潮湿层位并具有高电导率和低     

环渤海地区的地震层析成像与地壳上地幔结构

利用环渤海地区的天然地震P波到时资料,采用纬度和经度方向分别为05°×06°的网格划分,反演了该地区地壳上地幔的三维P波速度结构.初步结果表明,环渤海地区地壳上地幔的速度结构具有明显的横向不均匀性：京津唐地区地壳中上部的速度异常反映了浅表层的地质构造特征,造山带和隆起区对应于高速异常,坳陷区和沉积盆地对应于低速异常;地壳下部出现大规模的低速异常与华北地区广泛存在的高导层相对应,估计与壳内的滑脱层和局部熔融、岩浆活动有关;莫霍面附近的速度异常反映了地壳厚度的变化及壳幔边界附近热状态的差异;上地幔顶部大范围的低速异常可能是上地幔软流层热物质大规模上涌所致.     

辽宁南部的大地热流及岩石圈热结构

本文论述了辽南地区地温分布和热流分布的特征。在热流值、岩石导热率及放射性生热率等数据基础上计算出深部温度。经分析岩石圈热结构后发现,辽东块隆区和下辽河断陷盆地间地温场存在明显的横向不均匀性。并求得下辽河盆地岩石圈深度74km,辽东区岩石圈深度约127km,两者之间的过渡区约深88km。最后,在分析了海城地震发生的原因后提出“热—水—震”的观点。     

辽河裂谷的深部构造与裂谷活动的侧向迁移

对横穿辽河裂谷的闾阳－海城－东沟剖面的深部地震探测、重力测量、大地电磁测深、大地热流测量资料做了进一步分析,发现辽河裂谷地带壳幔间具有多个薄层过渡的特征,与东西两侧的辽东台隆和燕山台褶带明显不同。壳幔过渡带的薄层结构、速度结构、温度结构以及壳内低速层和软流圈顶面构造特点表明辽河裂谷的构造演化过程自西向东侧向迁移,当前上地幔物质运动的前锋不在裂谷之下,而是向东移至金州地震带附近的析木一带,深部物质运动是辽河裂谷形成及其活动性侧向迁移的主要动力学因素     

中朝地台东北缘地区的地震层析成像

根据中朝地台东北缘地区 (东经 1 1 7°0 0′— 1 2 6°0 0′ ,北纬 36°0 0′— 44°0 0′) 1 980— 1 997年的 380 0 0余条P波走时数据 ,利用正交投影法重建了该区地壳和上地幔的三维速度结构 .通过分析及同人工地震测深剖面的详细对比 ,证明了成像结果的可靠性 .结果表明 :中朝地台东北缘地区地壳上地幔介质存在显著的横向不均匀性 ,直至 1 2 0km深度处依然明显 ;地壳上部的速度图像清楚地反映了不同岩石单元的分布与该区不同性质的基岩分布基本吻合 ;从上、中地壳的速度图像中发现了研究区存在海城、朝阳、义县、丹东南、唐山等几个低速异常区(即速度逆反层区 ) ,其中海城、唐山、朝阳等地区的壳内低速层已由深地震测深资料所证实 ;研究区陆地发生的几次强震均发生于壳内低速层上方的高速脆性介质内 ,而渤海发生的强震 ,此现象不明显 ,但都发生于横向介质速度显著突变的位置 ;在地壳不同深度上发现了普兰店至山海关横跨渤海的北西向低速异常带 ;地震层析二维速度图像与深地震测深资料的对比表明 ,研究区利用地震层析成像技术 ,在一定条件下可以获得与人工地震测深相似的效果     

海城7.3级地震极震区断层气体的初步研究

本文依据海城7.3级地震原有地震地表破裂带分布资料,选择地表破裂带最发育的孤山—岔沟—水泉—土台子一带,布设21条垂直于该带的测线,进行氡气探测,经探槽验证和对比观测,分析认为氡浓度高值异常是由北西西向断裂引起的,海城极震区内断续存在北西西向断裂带.     

辽宁义县—内蒙古东乌珠穆沁旗剖面深部电性研究

本文给出了沿辽宁义县—内蒙古东乌珠穆沁旗大地电磁测深剖面的电性结构。研究结果表明,沿该剖面壳内和上地幔高导层的埋藏深度与温度场有着良好的对应关系,即壳内、上地幔高导层埋深愈浅,其热流值愈高,反之就越低。大地电磁测深结果还表明,辽西隆起区继承了辽南地区上地幔高导层起伏形态。本文还从电性结构特征探讨了西拉木伦河断裂带可能是西伯利亚板块和中国板块的缝合线     

冬眠蛇出洞事件(EHSCH)与地震关系的研究

本文对海城地震前辽南地区和1976年1—2月山西临汾地区的 EHSCH 的生态特点,及其原因进行了比较和分析。山西临汾地区的 EHSCH 是由局部地区气温升高直接引起的冬眠蛇自然出洞,即是非震兆现象。海城地震前的 EHSCH 是在地温变化背景下,由含硫地气等前兆因素强迫冬眠蛇出洞,即与主震有关的前兆现象。虽然海城地震前25天内的40cm 地温变化与 EHSCH 之间具有显著的线性相关,即地温变化为冬眠蛇暂时苏醒提供了必要的温度条件,但是只有临震前几天内的地温持续升温过程,可能是与主震有关的地温异常。