海原弧形构造区地壳三维精细速度结构成像

利用海原弧形构造区及周围区域地震台网1970—2015年期间记录的天然地震到时数据,采用双差地震层析成像方法对构造区地壳三维速度结构与地震震源位置进行联合反演,获得了高分辨率的三维V_P、V_S以及V_P/V_S模型,分析讨论了速度、波速比分布与强震发生以及断裂等之间的关系.结果显示：研究区域内地震主要沿断裂呈弧状展布,速度在横向分布上具有较大的差异,波速比变化范围为1.60~1.80,平均值约为1.70.大型断裂诸如海原—六盘山断裂带、青铜峡—固原断裂带等位于高速与低速的过渡带,断裂两侧地震波速差异较大.研究区内历史强震多处于高低速过渡区域,海原强震下方下地壳存在低速、高导薄弱层（25~30 km深度）,推测原因主要为流体作用所致.依据相对较低的速度与波速比分布推测研究区地壳主要组成成分为酸性的长英质.速度剖面显示地壳可分为上、下两层,上、下地壳厚度变化由西南向东北逐渐减薄,减薄幅度相近;结合前人研究结果推测构造区地壳增厚模式可能主要为上、下地壳共同增厚.

     

利用双差层析成像方法反演青藏高原东南缘地壳速度结构

本文利用云南及周边区域地震台网2010—2016年记录到的近震资料,采用双差层析成像方法进行地震重定位并获得了青藏高原东南缘的三维地壳速度结构。结果显示:重定位后的震源位置精度得到明显提高,震源主要分布于20 km深度以上的中上地壳;地震分布与速度结构存在一定的相关性,大多数地震发生在中上地壳的低速异常区内以及高、低速异常区域之间;研究区上地壳速度结构存在明显的横向不均匀性,其速度异常与地表地形及地质特征密切相关;中下地壳分布着两条主要的低速带,一条沿着安宁河断裂、小江断裂分布在川滇菱形地块的东侧;另一条主要分布在川西北次级地块内,并穿过丽江断裂向南延伸,推测这两条低速带可能是青藏高原中下地壳物质向南逃逸的两条通道。      

山西高原北部地壳上地幔地震波速结构与深部构造

对自河北文安经山西大同至内蒙古岱海的宽角反射／折射地震剖面资料进行了详细的研究。结果表明，地壳厚度由太行山山前地带的３６．０ｋｍ向山西高原增厚至４４．０ｋｍ。在太行山山前基底断裂、紫荆关断裂的下方和大同盆地的东侧存在着延伸至莫霍面的断裂带；太行山隆起区上地幔顶部的速度偏高，太行山山前地带和大同震区上地壳的下部有强烈的速度反转，大同地震与这里的异常的壳幔构造有关，太行山山前地带存在着发生潜在地震的深部构造条件     

利用双差成像方法反演青藏高原东北缘及其邻区地壳速度结构

利用区域尺度双差层析成像方法,使用2009年1月至2017年2月的近震资料,对青藏高原东北缘及其邻区内记录到的地震事件进行震源位置和三维速度结构的联合反演.重新定位后震源空间位置得到明显改善,浅层的地震波速与地形和沉积层厚度对应较好,研究区地震主要发生在河西走廊过渡带的低泊松比区域.本文将研究区分为五个区域并分别对其层析成像结果进行了讨论,结果显示研究区不同地块之间地壳结构变化明显,地壳物质整体呈酸性,青藏高原东北缘地壳增厚可能主要发生在中下地壳.

     

华北地区地壳P波和S波速度结构的双差层析成像

基于华北地区(37°N—42°N,113.5°E—118.5°E)133个固定地震台站收集到的P波和S波震相数据,利用双差层析成像法反演了该地区地壳三维速度结构并对所用地震进行了重定位.结果显示:地震走时残差均方根的平均值由重定位前的0.265 s下降至0.008 s;重定位后的震源主要分布于6—16 km深度范围内;...     

滇西地区地壳速度结构及其构造意义

使用2011年8月至2012年8月在南北地震带南段布设的密集流动地震台站记录的波形数据,采用绝对定位方法对滇西地区的1593个地震进行了初步定位,应用近震走时层析成像方法获得了滇西地区三维地壳P波速度结构。研究结果表明,攀枝花附近的高速异常从地表可一直延伸至中地壳,并在中下地壳深度与滇西北地区的高速异常形成大范围的高速块体。这一高速异常体对青藏高原物质向南逃逸起到一定的阻挡作用,可能是导致川滇活动块体北部次级块体快速抬升的重要因素。位于印度板块与欧亚板块俯冲边界的腾冲、保山地块在下地壳表现为明显的大范围低速异常,推测该低速异常与印度板块东向俯冲引起的地幔热物质上涌有关。金沙江-红河断裂带是川滇块体重要的南部边界,红河断裂带中段的弥渡至红河一带具有高速的地壳结构以及较弱的地震活动性,可能表明该区现阶段处于闭锁状态,是未来需要重点监测的地段之一。     

上海及周边地区地壳精细速度结构体波双差成像

利用江浙沪区域地震台网53个台站在1983-2015年间记录的1595个中小地震事件,筛选出54248个直达P、S震相,采用双差层析成像方法,同时获得了下扬子地区三维地壳P、S波速度结构和地震精定位结果,然后对该区地震活动与速度结构分布的关系进行了研究.检测版测试显示,除边缘区域外,0.5.大小网格可以对研究区内部进行较好的分辨.速度结构分布图像结果显示研究区西部陆域和东北部海域的中下地壳存在明显的低速层.此处也是历史上多次强震活跃的地方,如1984如东近海M6.2、6.1地震,1979溧阳M6.0,1996长江口外M 6.1地震.综合分析认为,下扬子地区强震活动区域与该区中上地壳速度结构异常体分布相关,强震发生在高速区与低速区交界处.     

1695年山西临汾地震发震构造的新地质证据

长期以来,人们对1695年临汾地震做了大量工作,并绘制出等震线及地震遗迹分布图。然而,涉及这次大震地表破裂的研究,由于该地区大幅度的人工后期改造而进展甚少。最近,作者应临汾地震区划任务需要,在罗云山山前,临汾市周围及涝河、洰河一带进行了细致的野外调查,对临汾市西北角郭家庄新开挖的探槽群作了实测剖面,在市东南12公里的南乔村发现了新的北西西向断裂(图1),并初步确定它们共同构成一条     

华北北部地区地壳三维P波速度结构的双差地震层析成像

利用区域固定台站和华北科学探测台阵记录的10 461个近震事件的183 909个Pg波绝对走时和495 753个相对走时数据,采用双差地震层析成像获得华北北部(37.5°～41.5°N,111.5°～119.5°E)范围内的地壳三维P波速度结构模型。结果表明:研究区内各主要构造单元具有明显不同的速度结构特征,速度异常的走向与区域构造的走向一致,浅层速度图像很好地反映了地表地质和岩性的变化;重定位后的大部分地震集中在0～20km的深度上,主要位于低速区的内部或高速和低速区的交界部位;三河—平谷和唐山地震震源区中、下地壳的低速异常可能是流体的显示。结合前人成果和本文模型所揭示的深、浅结构,我们认为太平洋板块在中国东部之下的俯冲和滞留引起板块脱水、软流圈物质上涌等一系列过程,软流圈热物质到达上地幔顶部并沿超壳断裂上侵进入地壳,致使上地幔顶部和下地壳中的含水矿物发生脱水作用产生流体,流体继续上移造成中、上地壳发震层的弱化,从而导致大地震的发生。因此华北北部地区的强震活动,以及地壳结构的非均匀性应是与太平洋板块俯冲、滞留引起的深部过程密切相关的。     

三峡库区上地壳三维速度结构的双差层析成像研究

本文利用三峡水库诱发地震遥测台网22个子台在2009年初至2016年底期间记录的2093个地震事件直达P、S波到时数据,采用双差层析成像方法联合反演了三峡水库库区及近邻地区上地壳P波三维速度结构,并讨论了库水渗透对速度结构的影响和库区地震活动与速度结构的关系.研究结果表明三峡库区上地壳存在着明显的沉积盖层与结晶基底层的双层结构,两个层的深度与P波速度结构与前人的研究结果基本一致,黄陵背斜西侧当前仍然存在较明显的低速异常区.上地壳浅表层P波速度结构横向差异变化较大,0~5 km深度层P波高速区主要分布在秭归盆地及周缘,8 km深度层高速区主要分布在周家山-牛口断裂东侧至仙女山断裂中段西侧一带,8 km内的高低速区分布与11 km深度层比较存在明显差异.与三峡水库蓄水前与蓄水初期比较,当前库区上地壳沉积盖层内的P波速度结构受到蓄水渗透的影响较明显,主要表现为0~8 km深度内秭归盆地及周缘的水库近岸区存在较大范围高速区,这一现象可能与库水长期渗透改变了上地壳沉积盖层内岩层孔隙裂隙的物理性质从而使地震P波速度增加有关.三峡库区地震事件重新定位后显示,较大地震事件主要分布在P波高速区或高低速区交界地带,而低速区内通常很少发生地震.

     

山西断陷带地区高分辨率地壳速度结构及其构造演化意义

山西断陷带是中国大陆内部一条著名的板内强震带,位于华北克拉通中部造山带.华北克拉通中部造山带是华北克拉通东部块体和西部鄂尔多斯块体的缝合带,中部造山带形成后遭受了后期构造活动的改造,内部岩石圈结构复杂.获得山西断陷带地区的精细地壳结构对于认识山西地区的构造演化、发震机制有重要意义,并且能够为研究华北克拉通的形成演化提供...     

濮阳小震集中区地震重定位及发震构造分析

利用濮阳周边数字地震台网近十年的震相观测报告数据及3级以上地震事件的波形记录,基于人工地震宽角反射/折射剖面的速度模型,采用Hypo2000地震定位法对研究区内1级以上287次地震事件进行绝对定位。同时,以Hypo2000绝对定位结果为初始位置,对濮城镇附近约25 km范围内的153个一级以上地震进行双差相对定位,获得更为准确的相对位置关系。定位研究结果表明:重新定位后研究区的小震震丛在震中和震源深度剖面上均呈现出两个分支:主支地震群沿聊—兰断裂分布,由少数地震组成的分支则分布于黄河断裂东侧。结合深地震反射剖面解释结果,推断濮城镇小震震丛的发震构造主要以聊—兰断裂为主,西部少数地震分支的发震断层为黄河断裂带,同时小震活动亦与油田开采注水活动密切相关。     

利用双差走时成像研究青藏高原东缘地壳速度结构

青藏高原东缘断裂密布, 强震频发, 是研究高原侧向挤出及深部孕震环境的理想实验室.为了解龙门山次级块体及其西界龙日坝断裂带在青藏高原东缘隆升过程中的作用, 我们基于四川地震台网64个宽频带地震台在2008年1月至2015年12月期间记录的震级≥3.0地震事件波形, 利用双差层析成像方法揭示了四川盆地及青藏高原东缘的地壳速度结构.结果表明: 夹持于龙门山断裂带(LMSF)与龙日坝断裂带(LRBF)之间的龙门山次级块体, 相对东侧龙门山断裂带和四川盆地呈现明显的低速特征.结合该区域的低阻、低密度结构特征, 以及块体内部、特别是龙日坝断裂带现今地震活动缺乏, 我们推测这是因为该块体"相对较软", 不易脆性破裂产生地震, 在青藏高原东缘与扬子块体西缘强烈相互作用过程中, 该块体主要通过地壳缩短增厚和地表隆升吸收板块挤压造成的累积应变能.依据本文获得的速度等值线变化特征及已有地球物理剖面探测结果, 推测龙日坝断裂带为深部向南东倾斜且向下切入基底, 该断裂倾角较陡, 主要以走滑运动调节应变能, 而东侧龙门山断裂带倾角较缓, 表现为逆冲运动导致的地壳缩短是其调节应变能的主要形式.此外, 据本文多条速度剖面及已有电性剖面、重力异常的联合约束, 我们推测鲜水河、安宁河断裂带均以较大倾角向南东倾斜, 至少延伸至中下地壳.     

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.     

滇西地区地壳三维精细结构成像与构造特征研究

利用滇西及周边地区中国地震台网固定台站,中国地震局地球物理研究所和中国科学院地质与地球物理研究所的临时密集台阵的地震观测数据,使用具有一致性约束的双差地震层析成像方法,联合反演了滇西地区50 km以上深度V_P、V_S和V_P/V_S的三维精细结构模型.结果显示,在本研究区域范围内,地震主要集中在高速体的薄弱区域或高低速体过渡带偏向高速体的一侧,空间分布与速度结构之间表现出了很好的对应关系.低速异常体的分布情况非常复杂,受断裂构造限制十分明显,最大控制深度甚至达到了上地幔顶部.本文的地壳结构模型显示,滇西地区的莫霍面深度东西向变化幅度较小,而北南向由深变浅,且起伏变化较大,最深处大于55 km,最浅处约为29 km.波速比存在明显的壳幔边界转换带,在地壳内部变化范围为1.5~1.9,在上地幔顶部均在1.9~2.1之间,且与莫霍面的变化趋势一致.在腾冲火山区下方存在早期火山通道内冷却固结的岩浆侵入体或难以挥发的高密度残留体表现的高速体、尚未固结的岩浆囊或部分熔融物质的低速异常体和延伸至上地幔顶部的热流通道.大理地区存在北南向低速异常条带,推测可能为青藏高原下方向南运移的地壳物质,在区域构造应力作用下,促使在高低速异常体的转换区出现频繁的地震活动.龙陵、澜沧和耿马的4次7.0级以上强震虽然相距较远,但是它们具有相同的发震结构和孕震环境.模型结果可为分析滇西更多重点区域的深部构造背景提供精细的地壳结构数据支持.

     

福建地区地壳三维P波速度结构与构造含义

福建地区经历了复杂的构造演化过程,多期构造变化所形成的巨量侵入-火山岩在该区域广泛出露。文中利用1999—2021年福建地震台网的观测报告,并融合周边省份的部分数据,挑选出了3 203个地震,其中包括76 423条绝对到时数据,389 021条P波相对到时数据。采用双差地震层析成像方法获得了福建地区地壳三维P波速度的精细结构,横向分辨率为0.25°。除闽西北地块外,其他区域可被检测板较好恢复。研究结果表明：1)闽西南地块在15～25km深度普遍呈现相对低速特征,结合区域地质背景、前人的接收函数结果及大地电磁测深数据等分析认为,该低速特征并非由部分熔融或韧性剪切带所致,主要是由于区域地壳更富含石英成分引起的;2)闽东地块的中下地壳存在2个相对低速异常体,且与地表大地热流异常相对高值区对应;3)福安-南靖断裂带在中下地壳对该区域的地壳速度分布具有一定的控制作用,进一步证实其是区域内的一条深大断裂带。     

南北构造带中段地壳结构研究

南北构造带一直是地学界关注的焦点,它是第四纪地壳构造变动十分强烈的地震活动带、地质灾害多发带;也是地壳厚度和重力异常的陡变带,它在东亚大陆动力学研究中占有十分重要的地位。从地震活动性来看,该带有史以来曾发生过多次8级以上大震,是中国大陆地区地震活动水平最高的一个地震带。     

汶川8.0级地震序列重新定位及其发震构造初探

采用双差定位方法对汶川8.0级地震及其2,216次余震进行了重新定位,得到2,061次地震的震源位置,定位结果在水平向和垂直向的估算误差大致为1～2km和2～3km。8.0级主震的震中位置大致为北纬31.00°,东经103.38°,震源深度13km左右,发震构造为龙门山中央断裂。余震震中沿走向分布的总长度为330km左右,震源深度优势分布在3～20km,表现出明显的分段活动特征。南段以龙门山中央断裂活动为主,后山断裂和前山断裂也有地震发生,这3条断裂自西向东倾角似乎逐渐变缓,形成叠瓦状的破裂分布。北段龙门山中央断裂、平武-青川断裂等多条断裂参与了发震过程,地震破裂既有逆冲推覆,也有右旋走滑方式