山西地堑系新生代共轭破裂与应力场、应变能密度分布

山西地堑系是我国一条重要的地震带,尤其是临汾地区曾于1303年和1695年先后发生了8.0级和7.5级地震。长期以来地震学者对这条地震带给予了高度重视。地震发生受地壳中构造格架和应力场的共同制约。山西地堑系的活动断裂多数在中生代形成,新生代应力场作用于这些破裂,形成了新的共轭破裂。共轭破裂的活动,控制了山西地堑系新生代断陷盆地的形成演化以及地震的分布。本文先讨论山西地堑系新生代共轭破裂的展布;然后计算形成这些共轭破裂的区域应力以及该区的应力场和应变能密度。二、山西地堑系的共轭破裂山西地堑系是由一系列左阶雁列的北东东向和北北东向的断陷盆地以及控制盆地边界的活动断裂组成的近南北向右旋剪切带。这些盆地边界的活动断裂,控制着盆地新生界分     

南海共轭大陆边缘地壳结构及其类型特征

为了分析南海共轭大陆边缘的地壳结构,在收集南海地区多次海底地震仪探测、海陆地震联测以及重、磁探测等成果资料的基础上,首先构建了南海北部陆缘3条由东向西横贯海陆的深部地壳结构剖面图,并以中地壳低速层和下地壳高速体的分布特征为基础,推测滨海断裂带可能为华南正常陆壳与南海减薄陆壳的分界断裂;以地壳减薄程度和下地壳高速层的尖灭...     

1976年龙陵—潞西7.3、7.4级地震的共轭破裂及其极限主应力

一、引言共轭破裂构造由相互交叉的两组断裂组成,在地壳岩石中十分常见。李四光称其为“棋盘格式构造”;张文佑称其为“X”型构造系,并做出共轭破裂构造形成的实验;丁国瑜认为,我国广大区域普遍存在现今正在活动的北东和北西方向共轭的地壳破裂网络图像:张四昌对我国11次强震共轭破裂构造特征进行了总结,认为主震前后出现与主     

玉树地震序列重新定位及其地震构造研究

对玉树地震序列自2010年4月11日至9月15日由台网记录到的1 832个地震采用双差地震定位法进行重新定位,获得了1 670个地震重新定位的震源参数。重新定位后的震源深度主要分布在15 km以内。重新定位后的Ms 7.1级主震发生在无地表破裂段,余震活动向两侧破裂扩展。余震沿地表破裂带基本呈线性分布,剖面上显示为近垂直的结构面,在北西端无地表破裂出露处,出现近垂直于断裂方向较宽的北东向地震密集带。震源机制解显示的主压应力方向斜交地表破裂带,地表破裂与震源破裂都表现为纯左旋走滑的错动性质,而在北西端主压应力方向偏转为近垂直于断裂带的方向,此处较宽的北东向地震密集带可能由近东西与南北两个方向的共轭破裂所组成。余震的后期活动与发展并不局限于主震形成的破裂带内,更多的受局部应力调整被触发而产生新的破裂。     

全球地震震源深度统计分析 与地震层分布

地震数据可以反演地球内部的构造信息,能够查明地球内部层圈结构及地震发生的机制,对揭示地球结构,进行地震预测及防震减灾具有重要意义。与此同时,对地震数据的统计分析可以获得地壳变形及其深度层次的相关信息。本文利用美国地质调查局（USGS）记录的1900～2018年近3 000 000条全球地震数据进行分析,立足地震震源计算方法,排除不确定性数据,使用震源深度频次分析及高斯分解得到地震层和地震集中区深度的推定。以国际地震中心（ISC）的1970～2016年近2 000 000条数据及中国国家地震科学数据共享中心2009～2018年近300 000条数据进行比较。结果显示,地球标准椭球体深度10 km左右普遍存在一个全球性的地震集中区,与地壳中脆韧性过渡带一致。其上的地壳是全球绝大多数地震发震的深度范围,推定其为地震层;与此同时,局限在洋壳俯冲带中,约35 km处出现了另一个地震集中区,认为是地球岩石圈深度内不容忽视的界面。研究表明,在地球表层（40 km以内）,层圈结构对地震有较大的控制作用;而对有洋壳俯冲区域的地震三维结构图成图显示有“贝尼奥夫带”形态,表明俯冲机制能将具有弹性力学性质的刚性块体带至地球较深部,并孕育中、深源地震。因此,地震震源分布可以指示地震层,即刚性块体,在岩石圈中的分布,地震震源深度集中区是岩石圈和中、上地幔最主要的变形和能量释放区。     

地震水文地质学

地震水文地质学是地震流体地质学的重要组成部分,地震流体地质学是地震水文地质学的重要推广,因为与地震紧密相关的不只是地下水,还有地下气体、石油等其他地下流体。鉴于流体地质学这一术语还不够普及,姑且用地震水文地质学作为学科名称。 在地震发生的深度内,尤其是在地壳内,固体与流体并存,其间存在着力学和物理化学方面的相互作用和动态平衡。在固体地壳受力、变形、破裂过程中,通过岩、土、水、气间的能量传递、物质交换和信息变换,地下流体的某些物理参数和化学组分会有灵敏的反应。地壳深部信息还能比较迅速地通过地下流体传递到浅部来。     

P波作用下跨断层隧道轴线地震响应分析

基于近场波动有限元方法并结合黏弹性人工边界条件,针对3D断层场地,通过求解等效二维场地地震响应,从而获得3D场地地震动输入的自由场响应,并将自由场响应转化为3D模型边界面上的等效节点力,从而建立含断层3D场地P波入射的倾斜输入方法。自由场算例验证所提方法具有较好精度,进而基于建立的输入方法,开展了跨断层隧道地震响应的数值模拟研究。数值模拟结果表明:在P波作用下,隧道跨断层部位处于拉、压、剪切的复杂受力状态,且断层处的隧道衬砌地震响应明显大于其他部位的地震响应;围岩的力学性质与断层的力学性质相差越大,断层处衬砌的地震响应放大越明显;断层处衬砌地震响应随断层深度的增加而增加。另外,跨断层隧道的地震响应受P波入射角度的影响较大,随P波入射角度的增加,断层处隧道衬砌的轴力、弯矩先增加后减小,而剪力具有逐渐减小的规律。     

利用地震波研究地壳内部应力状态的方法(综述)

地壳中的构造现象和地震的发生均为地壳内部应力作用的结果。研究地壳内部的应力场应力场状态、应力场随时间和空间的分布变化规律,以及地震在什么样的应力状态下发生是解决地震预报问题的关键问题。而了解地壳表层应力的形成和分布规律,应力的大小和变化特征,对于解决地质工程问题具有很重要的意义。目前研究地球内部应力及应力场的方法主要有以下四大类。 (1) 实地直接测定钻孔中的应力状态。 (2) 利用地球物理观测获得的地震学、重力学及地热学资料推断地球内部的应力状态。 (3) 利用地质学方法,推断产生现代构造运动的应力场。 (4) 在实验室研究地壳内部岩石的脆破裂,高温高压下物质的流动规律,岩组测压技     

台湾地区近期7级以上大地震前的中强地震条带现象

本文分析了台湾地区近期 5 5级以上地震的时空图象 ,发现台湾地区从 93年开始5 5级以上地震逐渐形成一条中强地震共轭条带 ,其中主条带长仅 30 0公里左右。强震条带形成后 ,1 999年 9月 2 1日在主条带的西南段 1 /3处条带的西侧边缘南投发生了7 6级地震。南投地震后 ,5 5级以上地震条带仍然存在 ,2 0 0 2年 3月 31日在共轭条带交汇处附近苏沃海外发生了 7 5级地震。在共轭条带内相隔两年半时间里发生两次 7级以上地震实属罕见     

上部地壳岩石流动与显微构造演化--天然与实验岩石变形证据

岩石流动性和变形显微构造的发育直接受温度、压力、应变速率和流体相等制约 ,致使在不同地壳层次岩石的流动性表现出很大的差异。对上部地壳环境条件下天然和实验变形岩石的显微构造分析揭示出一系列具有不同特点以及由不同的成核、扩展和联合方式形成的破裂与微破裂型式的存在。讨论了在上部地壳环境中 ,温度与围压的变化对岩石破裂的影响 ,并阐述了高压破裂与低压破裂及其力学、流变学和显微构造特点 ,提出高压破裂对应于天然变形环境下出现的剪切 (挤压 )破裂 ,而碎裂岩带是典型的天然低压破裂 ,其低压环境的出现可以是浅部低围压或深部高流体压力所致。流体相的存在不仅可以引起石英 ,也可以引起方解石类碳酸盐岩矿物的水解弱化 ,并进而导致岩石流动机制的转变。岩石变形及流体等因素所致的岩石粒度变化 ,则从另一个方面影响着上部地壳岩石流动性的变化。从变形环境考虑 ,随着深度的加大 ,温度和压力升高 ,导致岩石由脆性向韧性转变 ;转变域内岩石的变形是一个复杂过程 ,是多种不同脆性和晶质塑性机制的综合。     

亚洲中东部岩石圈下层网络状塑性流动与应变场

在板块边缘驱动力的挤压作用下,岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）塑性流动网络的共轭角随着变形的增大而由初始的直角变为钝角,因此,可根据共轭角的增量推测应变的大小,并给出该层的应变场,亚洲中东部所含3个塑性流动网络系统的研究表明,岩石圈下层的应变场控制或影响着上部地壳的构造变形和地形起伏,表现在应变“凸锋~”与地形凸峰之间的相互对应以及“稳定”块体的低应变效应和应变的波动传播,网络共轭角推测应变的方法为认识板内应变场和构造变形提供了新的途径。     

地层错动引起的上覆饱和黏土层变形特性的离心试验研究

地震断层错动会引起上覆土层变形,从而造成断层附近的建筑结构、管线产生附加的变形和内力引起破坏。通过一个土工离心机试验分析上覆饱和黏土层在4步连续断层错动作用下的静力响应行为。着重分析断层错动引起的地层变形的范围、不均匀沉降区的分布特点、剪切裂缝在土层传播路径及地表开裂的位置等工程上重点关注的问题。得到以下几点认识：(1) 基岩断层错动引起的地层变形范围基本上不受基岩错动量大小的影响。(2) 断层错动引起地层的不均匀沉降区基本呈三角形分布,其地表宽度约为1倍左右的土层厚度。(3) 基岩错动引起的主剪切裂缝基本沿竖直方向向上传播,其传播距离取决于基岩错动量及土体的破坏应变。(4) 基岩断层错动在主剪区的下盘一侧边缘会产生张拉裂缝,且产生张拉裂缝所需基岩错动量远小于产生剪切裂缝所需的错动量。     

阿拉善断块层间滑动断裂和推覆构造

1982—1983年,作者对阿拉善断块进行了地质调查和研究。本文是在二年调查和研究的基础上,对断裂构造所提出的部分认识。阿拉善断块位于中国北部鄂尔多斯断块和塔里木断块之间,大部属于内蒙古自治区和阿拉善盟所辖。东界为贺兰山西麓的亚洲中部经向断裂带,北界在德斯特乌拉和阿尔格林台一线,西南界为河西走廊北部的 NW 向断裂带。阿拉善断块上出露的最老地层为太古代的阿拉善群，由超镁铁质岩、基性火山岩和沉积碎屑岩组成。     

汶川-映秀MS8.0地震的介质破裂与深部物质运移的动力机制

2008年5月22日14时28分在龙门山造山带发生了震惊世界的汶川—映秀MS8.0大地震。这次大地震形成了迄今为止在三维空间分布最为复杂、在水平方向(NE)延伸最长的逆冲型破裂带。笔者分析和讨论了大地震发生后在地表引发的破裂现象和震源深处与其周边地域介质在受力作用下的破裂与"破裂链"的逐步形成和辐射效应。基于该大地震"孕育"、发生和发展的深部介质和构造环境与深层动力过程的研究提出:汶川—映秀8.0级地震的发震断层是龙门山断裂系地表以不同角度西倾的3条断裂带向深部汇聚,青藏高原东北缘松潘—甘孜地域下地壳与上地幔盖层物质向东南减薄,在受到四川盆地"刚性"壳、幔介质阻隔下而沿龙门山断裂系抬升,二者在震源深处,即(15±5)km处强烈碰撞而形成的一条NE向的深部汇聚断裂带。汇聚断裂带即为MS8.0地震和一系列余震的发震断裂带,而不是简单地、形式地将地表的某一条或某两条断裂带视为发震断裂带,因为震源是一个体积。大地震发生后的地表破裂、次生灾害等,即浅层过程的调查和分析对恢复生产、重建家园有着重要意义。显然,在地表和深井中若能长期进行破裂效应的观测,以捕捉地震强烈活动地区震源深处介质与结构发生的初始微破裂和其形成"破裂链...     

亚洲中东部岩石圈塑性流动网络与构造应力场

:板块边缘驱动作用主要通过岩石圈下层的网络状塑性流动实现其向板内的远程传递 ,并控制上层的构造变形。相应地造成构造应力场的的多层分布格局 ,主要包括下层 (含下地壳和岩石圈地幔 )、多震层 (属于上部地壳 )和浅层 (浅表地壳 )应力场。这些层中最大压应力方向可分别采用塑性流动网络共轭角平分线、震源机制解和井孔应力测量等方法加以确定。根据对亚洲中—东部下层与多震层应力场的对比表明 ,大部分地区二者的应力方向基本一致 ,表明了下层对上层的控制 ,这对了解板内应力场的一般趋势与格架提供了基础。靠近驱动边界的局部地段 ,由于上部地壳直接的传递作用 ,往往导致上、下层应力方向的显著偏差 ,有可能成为进一步了解深浅层联系和差异的一种方法     

A new hydrogeochemical and geotectonical interpretation of the Lake Nyos disaster in Cameroon

Conclusion The gas eruption in Lake Nyos allows solely a deep inorganic origin of the CO₂, and CO₂ ascent along intersecting ruptures to be considered. Enormous gas volumes can be liberated from ascension paths with voids in the deep sections of the Earth's crust rather than from the water-dissolved phase (a lake) on the Earth's surface. In this case, rupture activity rather than volcanic activity should be involved. Similarly to volcanic activity, other events are also associated with open ruptures in the Earth's crust. No interrelations exist between the single phenomena. One of them consists in the ascent of CO₂ with no relation to magma. Earthquakes, too, are associated with ruptures. Even a very slight tremor of the Earth's crust can contribute to the liberation of deepseated compressed CO₂. However, disturbing the equilibrium of the water-column pressure and the compressed gas can result in an eruption even with no external impetus, e. g. an earthquake.     

What can the dihedral angle of conjugate-faults tell us?

Deformation within the upper crust (elastico-frictional regime) is largely accommodated by fractures and conjugate faults. The Coulomb fracture criterion leads us to expect that the average dihedral angle of conjugate-fault sets is expected to be ∼60°. Experiments, however, reveal a significant amount of scatter from this 60° average. The confining pressure under which these rocks are deformed is a contributing factor to this scatter.The Canyon Range syncline, Sevier fold-thrust belt (USA) and the Jebel Bani, Anti-Atlas fold-belt (Morocco) both folded under different depths, within the elastico-frictional regime, by cataclastic flow. Conjugate-fault sets assisted deformation by cataclastic flow. The Canyon Range syncline and the Jebel Bani are used here as natural examples to test the relationship between the dihedral angle of conjugate-faults and confining pressure. Variations is confining pressure are modeled by the difference in depth of deformation and position within the folds.Results from this study show that the dihedral angle increases with an increase in depth and within the hinge regions of folds, where space problems commonly occur. Moreover, the shortening directions based on the acute bisectors of conjugate-faults may not be accurately determined if the dihedral angles are unusually large or small, leading to incorrect kinematic analyses.     

THE ORIGIN OF DOUBLE HIGH CONDUCTIVITY LAYERS IN THE CRUST OF SOUTHERN TIBET AND ITS GEODYNAMIC CONSEQUENCE

THE ORIGIN OF DOUBLE HIGH CONDUCTIVITY LAYERS IN THE CRUST OF SOUTHERN TIBET AND ITS GEODYNAMIC CONSEQUENCE     

秦岭-大别山壳幔岩石高温高压下的电性特征

首次报导了秦岭-大别山壳幔岩石高温高压下电导率的测定结果。该区中上地壳主要代表岩石(角闪岩、绢云母石英片岩、千枚岩等)在10^-25km的温压条件下,含水矿物出现脱水会引起电导率值升高,认为这是该区出现高导层体的主要原因;中下地壳代表性岩石(片麻岩、麻粒岩、榴辉岩等)由于石英从α相向β相转变,会导致电导率值(σ)下降。在下地壳的温压条件下电导率值一般为10^-2到10^-3S·m^-1;上地幔的代表性岩石由于组成矿物较为基性,电导率值比下地壳高,从0.1到1S·m^-1。     

The 20 May 2016 Petermann Ranges earthquake: centroid location,magnitude and focal mechanism from full waveform modelling

Ground velocity records of the 20 May 2016 Petermann Ranges earthquake are used to calculate its centroid-moment-tensor in the 3?D heterogeneous Earth model AuSREM. The global-centroid-moment-tensor reported a depth of 12?km, which is the shallowest allowed depth in the algorithm. Solutions from other global and local agencies indicate that the event occurred within the top 12?km of the crust, but the locations vary laterally by up to 100?km. We perform a centroid-moment-tensor inversion through a spatiotemporal grid search in 3?D allowing for time shifts around the origin time. Our 3?D grid encompasses the locations of all proposed global solutions. The inversion produces an ensemble of solutions that constrain the depth, lateral location of the centroid, and strike, dip and rake of the fault. The centroid location stands out with a clear peak in the correlation between real and synthetic data for a depth of 1?km at longitude 129.8° and latitude –25.6°. A collection of acceptable solutions at this centroid location, produced by different time shifts, constrain the fault strike to be 304?±?4° or 138?±?1°. The two nodal planes have dip angles of 64?±?5° and 26?±?4° and rake angles of 96?±?2° and 77?±?5°, respectively. The southwest-dipping nodal plane with the dip angle of 64° could be seen as part of a near vertical splay fault system at the end of the Woodroffe Thrust. The other nodal plane could be interpreted as a conjugate fault rupturing perpendicular to the splay structure. We speculate that the latter is more likely, since the hypocentres reported by several agencies, including the Geoscience Australia, as well as the majority of aftershocks are all located to the northeast of our preferred centroid location. Our best estimate for the moment magnitude of this event is 5.9. The optimum centroid is located on the 20?km surface rupture caused by the earthquake. Given the estimated magnitude, the long surface rupture requires only ～4?km of rupture down dip, which is in agreement with the shallow centroid depth we obtained.