长白山火山区壳幔物性结构与深部物理场特征

长白山火山是一座具有潜在喷发危险的大型近代活动火山,因此通过对该火山活动的监测,加强对长白山天池火山岩浆系统的研究并了解天池火山的活动性质是很有意义的.除了开展长白山火山活动历史、火山地层学、火山岩岩石学、年代学以及火山地质等研究之外,我国从20世纪80年代开始在该火山区域进行了一系列的地球物理探测活动.为深入了解长白山火山区岩浆的分布与活动特征,本文对前人工作进行总结,得到了关于长白山火山活动的以下几个方面的认识:1)通过火山区地震活动性监测得到了火山区的岩浆活动状态;2)利用大地电磁测深对火山区地下是否存在可能再次活动的岩浆囊及其分布形态进行监测,为火山喷发的危险性预测和灾害评价提供依据;3)利用人工源深地震测深对长白山天池及其邻域的结晶基底及地壳精细结构进行讨论;4)利用天然地震对火山区地壳、上地幔结构进行深入研究,分析了与火山区有关的深层动力学因素;5)对国外火山区重力监测实例的调研表明,重力监测对了解岩浆活动状态是十分有效的手段.多种地球物理方法的综合应用,获得了长白山火山地区地壳至地幔转换带的详细资料.     

地球层析成像在减轻灾害中的作用

目的说明地球层析成像一词的含义和它所包括的分支有:地震层析,电阻率层析,大地电磁层析,磁共振成像, 地震破裂面照相以及探地雷达成像等.概括当前这几种手段的成就,所能达到的成像精密度, 用现代的计算方法、反演地下介质速度、衰减Q值、密度、孔隙度分布、介质破裂程度,可提高震源定位精度,再借鉴医学上检测癌细胞发生、发展过程的模式,建立相应的预测模式.判断未来破坏性地震的孕震结构,发展趋势,以及地下水与电阻率图像随季节变化的关系.初步阐明地球层析成像在减轻地震灾害、洪水灾害与火山喷发灾害中的作用.将地电阻率层析与磁共振测深成像相结合应用于探测地下水的一些基本分布特征,判定潜伏断层的特征,追踪电阻率异常区其附近的电性精细结构,分辨率可以达到1米左右.结合起来可探测地下裂隙分布,发现活断层,对高层建筑物(80米以上)和大型桥梁、水坝、堤防的安全性评价具有重要作用,以便及早加固,以减轻损失;结论利用上述地球层析成像的几种手段,可以探测地下活动断层、孕震结构和地下水与电阻率随季节的变动,为判定高楼和堤坝的安全性提供依据,在减轻灾害中发挥日益重要的作用.     

腾冲火山地区的地震活动特征

对腾冲火山地区的地震活动时空分布及震情参数的研究结果表明，与火山活动区有关的地震活动具有以下特征：周围构造地震活动频繁而火山群地区则处于地震活动相对平静的背景，震级较低（最高为５．０～６．０级）；地震活动以小的震群活动为主，微震主要发生在腾冲县城南部的热海热田地区。长期的地震频率ｂ值高，达１．２左右；震源深度在０～２０ｋｍ范围，受周围构造大地震的影响，导致火山区地壳内部岩浆活动引起的岩浆冲击型地震发生；火山体地下低速层的存在与地下热物质有关。从腾冲火山活动区地震的时空分布特征和震情参数特征表现出与世界上其它火山地震的相似关系，表明腾冲火山不是死火山，火山体地壳内部存在的岩浆囊或岩浆移动通道内岩浆仍在活动。     

电阻率各向异性及在地震研究中的应用

地电阻率各向异性广泛存在地壳中,尤其是浅部.因地震、矿山开采、火山喷发以及大型地质构造运动会明显改变地应力场,从而导致裂隙优势排列及裂隙中充填的流体重新分布,最终导致明显的电阻率各向异性.通过监测其变化,不仅可研究和了解地应力场的动态演化过程,还可以作为预测地震,矿震、火山活动和灾害性地质构造运动的依据,并研究它们形成的物理过程和物理机制.本文从室内、野外实验和数值模拟方面对电阻率各向异性的研究进行了概述,阐述了其在地震监测预报研究中的应用.探讨了室内电阻率各向异性岩石实验研究的发展特点,提出了新手段--电成像技术实验研究岩石电阻率各向异性的思路,期望建立研究电阻率各向异性的阵列式观测系统.     

国外钻孔应变观测的发展现状

简要论述了钻孔应变观测在人类对地壳运动的研究中扮演的越来越重要的角色 .这种观测已经被美国、日本、秘鲁、澳大利亚、南非、冰岛、意大利等国家用于对板块运动、地震、火山、水库、油田等众多方面的观测研究 .指出这种观测日益成熟 ,迅速向多分量和综合探头发展 .介绍了根据这种观测结果 ,地震应变阶、慢地震、地震前兆以及火山喷发预测等方面的研究取得的重要进展 .     

基于干涉成像的微震定位方法

提出了一种基于光学干涉原理,用地震波代替光波进行地震成像的一种新的成像方法:地震干涉成像方法。用这种方法进行微震定位的特点是不需要进行初至拾取,观测系统也可以使用任意阵列检波器。模拟了一个地下震源的二维时间延迟记录,编制了基于C语言的震源定位程序,对接收的记录使用此方法进行成像。通过程序运行结果验证了此方法的可行性,且定位效果明显。     

尾波干涉法监测火山介质的快速瞬态变化

近震波形尾波的早期部分通常以多次散射波占优势。地下介质的微小变化对初至的影响无法检测出，但多次散射波可放大这些变化，进而可在尾波中观察到这些变化。根据这一想法本文使用尾波干涉法来监测南极埃里伯斯火山的瞬态变化。埃里伯斯火山是地球上少数几个拥有长时间对流岩浆湖的火山之一。析出的巨大气泡的破裂造成斯通博利式的喷发，这些爆发活动提供了使得地震能量沿极为松散的火山介质传播的重复的震源。我们检查了1999年12月到2000年2月持续2个月喷发活动的信号，发现在整个喷发期间，地震图的开始部分高度地重复。第一个月里，尾波部分也是如此，但大约过了一半时间，地震尾波在几天的时间内变得不相关。这表明火山散射特性的快速变化，很可能反映了用直接或单次散射地震波理论无法识别的火山顶岩浆管道系统细微的变化。     

基于ArcGis建模分析圈定腾冲火山潜在喷发危险区域

火山是基于充足的岩浆源、通畅的岩浆通道及较高的岩浆温度形成的,同时受地形、岩性及历史火山喷发条件等因素的控制。结合前人的研究成果,以岩浆房、断层和岩浆温度为主要因素,同时以岩性、应力、应变及火山分布为辅助因素,利用Arc Gis中的Modelbuilder工具进行建模分析,并将每种因素按危险程度分9个等级,通过加权叠加,得出腾冲地区火山喷发危险区域等级图,从而圈定了该地区潜在的火山喷发危险区域,并且根据图中颜色的变化直观地显示出各地区的喷发危险程度。建模研究结果表明,目前最危险的地区是荷花—马鞍山—上庄一带的断层附近;其次分别是曲石—焦山—大坡头、腾冲—清水—荷花、五合—团田一带的断层附近。为预测未来火山喷发可能性提供了理论依据。     

将来是否能对火山喷发作出短期警报

将来是否能对火山喷发作出短期警报华盛顿卡内基研究所的地磁学部（ＤＴＭ）和冰岛气象办公室的地震学家，主要使用地下应变仪获得的数据，计算了１９９１年１月喷发的冰岛海克拉火山岩浆体的深度、规模和路径。他们的分析是首次根据地形变观测对火山喷发作出充分的描述，...     

全球地震、火山分布及其变化特征

地震和火山都反映了地球表层的构造活动,因而地震活动区往往也是火山活动区。根据全球大震、火山活动目录,分析研究了全球地震、火山分布的特征。描述了各区的地震、火山活动分布,总结了地震、火山活动强度的时、空分布特征。全球地震、火山活动可以分为碰撞带、大陆区和大洋区。大陆地震以其片状的分散分布而不同于板块边缘的带状分布,大陆火山活动比大洋火山更受应力场的影响。大洋区地震活动相对较弱,岩浆活动主要是平静的岩浆溢出与洋中脊的扩张,往往没有形成火山喷发。有记录的火山喷发主要来自深部地幔的热柱。俯冲-碰撞活动区地震活动与火山喷发最强烈,大角度俯冲的弧后火山活动最强,当板块运动方向与板块边缘走向成小角度相交时,缺少正面俯冲的动力,火山活动相对平静。>500km深震的地段,火山活动较弱。火山与地震强烈活动的大多在大地水准面(Geoid)异常高的区域。地震与火山平均纬度随时间表现出同步的变化外,火山和大震活动也显示了大致同步的变化     

电阻率层析成像法在辽阳活断层探测中的应用

电阻率层析成像法是近年来迅速发展起来的地球物理新技术,目前逐渐成为工程物探中的主要方法。在辽阳市地震活断层与地震危险性评价研究中运用该方法取得了良好的效果。通过在目标区布设探测剖面,辅以浅层地震,地质钻探,可以准确地探测断层的几何结构和物理特征,为辽阳市活断层探测与地震危险性评价研究提供准确可靠的物探依据。     

电阻率图像中的地下水和断层

目的：将电阻率层析成像应用于探测潜伏断层的研究中，本文发现了断层和地下水的一些基本电阻率分布特征，这对于工程物探意义重大，一般情况下，断层两侧具有不同的电阻率特征，但是，根据电阻率层析图像中的电阻率分布，通常难以区分断层和地下水层，这是因为两者不仅都具有低电阻率值，而且还具有非常相似的电阻率异常特征。资料和方法：运用电阻率层析图像的数据，电阻率层析图像中的断层会呈现如下特征：1）由于孔隙度的加大和地下水的存在，使得断层表现出高角度的低阻线性结构。它们既可以出现在浅部盖层中，也可以存在于深部基岩中，特别是在深部区域，它们尤为明显；2）它们还呈现出高角度的线性梯度带，在该梯度带两边的电阻率结构出现整体性的差异，通常情况下，正断层的上盘表现出低阻或／和班驳状的高阻和低阻扰动区，而下盘则为完整的高阻区，这与逆冲断层正好相反；3）与断层有关的电阻率异常区常常具有良好的大尺度水平连续性，并且可以追瞎异常区附近的精细电性结构。而地下水的电阻率特征为：1）如果没有裂隙，地表水所引起的低阻区非常浅，即使存在丰富的水源以及高孔隙度的砾岩和中粗砂。一般情况下，其底端深度不超过强风化区；2）地下水的电阻率值非常低，特别在高矿化度的地区。地下水，包括岩溶水和砂岩水，的电阻率总显示出局部水平延伸或／和面团状特征；3）地下水层的深度朝某个固定方向逐渐增加，并且其电阻率图像会随季节而变；4）一般情况下，在水下渗的地区，会出现降水漏斗，其上部为高阻，而下部为低阻，从而便形成了“Y”或“V”字型的典型结构。结果：利用上述的基本特征一般可以区分断层和地下水。结论：仅依靠电阻率层析图像，可能极难准确地区分断层和裂隙水，这是因为裂隙水不但可能具有高角度的低阻线性结构，而且在一定尺度上具有很好的水平连续性，还有，由于电阻率层析成像较差的垂直分辨率，难以精确确定断层的上端点位置，所以结合其它的物探手段如钻探和浅层地震勘探是非常必要的。     

The Application of Geotomography in Engineering

It seems that electromagnetic tomography is quite suitable to be used in metal and groundwaterexploration. especial for limestone areas where the absorption coefficient of electromagnetic wave is smalland geological body has a large property contrast with country rock it should be pointed out that there exitsome uncertainties in geological interpretation of EM tomogram, corresponding laboratory tests for rockphysical property are always necessary.Resistivity tomography provides us a new useful…     

基于交叉梯度交替结构约束的二维地震走时与全通道直流电阻率联合反演

在利用不同的地球物理勘探方法对地下复杂介质成像时,因观测系统的非完备性及数据本身对某些岩石物性的不敏感性,单独成像的结果存在较大的不确定性和不一致性.对于地震体波走时成像与直流电阻率成像,均面临着成像阴影区问题.对于地震走时成像,地震射线对低速区域覆盖较差形成阴影区,造成低速区域分辨率降低.对于电阻率成像,电场线在高阻区域分布较少,造成高阻区域分辨率较低.为了提高地下介质成像的精度,Gallado和Meju(2003)提出了基于交叉梯度结构约束的联合地球物理成像方法.在要求不同的物性模型拟合各自对应的数据同时,模型之间的结构要求一致,即交叉梯度趋于零.为了更有效地实现基于交叉梯度的结构约束,我们提出了一种新的交替结构约束的联合反演流程,即交替反演不同的数据而且在反演一种数据时要求对应的模型与另一个模型结构一致.新的算法能够更容易地把单独的反演系统耦合在一起,而且也更容易建立结构约束和数据拟合之间的平衡.基于新的联合反演流程,我们测试了基于交叉梯度结构约束的二维跨孔地震走时和直流电阻率联合成像.合成数据测试表明,我们提出的交替结构约束流程能够很好地实现基于交叉梯度结构约束的联合成像.与单独成像结果相比,地震走时和全通道电阻率联合成像更可靠地确定了速度和电阻率异常.     

鲜水河断裂带南东段康定—色拉哈断裂的浅层地球物理勘探

活动断层不仅是产生地震的根源,而且地震时其断层线两侧的建筑物破坏最为严重。因此准确探测出活动断层的位置和分布范围,并采取有效的工程避让措施,可大大降低地震灾害和经济损失。康定—色拉哈断裂作为鲜水河断裂南东段的主干断裂,具备发生强震的地震地质构造条件,因此该断裂所穿越的几个城镇的地震危险性不容忽视。针对康定新城探测场区存在交通条件不便、场地工作面狭窄等问题,在浅层地震反射波法探测工作中采取小道间距、小偏移距、多道短排列接收和共反射点多次覆盖观测的工作方式获取地震反射时间剖面,浅层地震探测结果辅以高密度电阻率成像断面,并结合地表地震地质调查结果,共同揭示康定—色拉哈断裂在康定新城北侧的展布位置、产状规模和近地表构造形态。研究结果发现康定—色拉哈断裂在康定新城北东侧呈左旋右界羽列状展布,经过两岔口村折多河Ⅰ级阶地处该断裂隐伏段近地表倾角约40°～50°,其破碎带及其影响带宽度约110m,随着地形的升高,破碎带的视宽度进一步增加至200m左右,并沿断层垭口向木格措方向延伸展布。浅层地球物理探测成果为判定康定—色拉哈断裂近地表构造活动提供了可靠的地震学证据,也为康定新城的地震危险性评价和制定抗震防灾规划提供了可靠的基础资料。     

电阻率层析成像技术在地震安全性评价中的应用

论述了电阻率层析成像技术的发展、观测方法,并结合4个典型实例对电阻率层析成像技术在工程场地地震安全性评价中的应用进行分析和探讨。实践证明,电阻率层析成像技术作为一种高效、采集数据丰富的物探方法,具有多种方法复合探测的优势,在地震安全性评价中有着广泛的应用前景。     

新沂地震台地电阻率与地下水位和降水的关系研究

由于受台址条件的限制,地电阻率观测值受到地下水位、降水等气象因素的影响。运用新沂台地电阻率月均值与地下水位、降水进行相关分析,从而对地电阻率进行校正,尽可能揭示地电阻率的真实变化。     

磁共振用于医学成像与地面找水方法的技术对比研究

目的 医学核磁共振与地面核磁共振找水是核磁共振技术应用的不同领域。本文通过对二者在方法原理、技术、应用等方面的对比研究，提出了地面核磁共振找水工作建议。     

高密度电阻率二维层析成像在郯庐断裂带山东潍坊段试验结果的初步分析

在城市活断层调查中,利用电阻率二维层析成像测量方法,对郯庐断裂带山东潍坊段的地震活断层进行了探测试验,取得了较理想的勘探效果。沂水-汤头断裂、刘家庄断裂的二维电阻率反演结果表明,断裂带两侧的电性结构呈现出整体性的差异,正断层的上盘为低阻区和局部高、低阻扰动区;而断层下盘多为均匀的高阻区;断层为高角度断层。试验探测表明:在城市活断层调查中,选用合适的电极装置类型,电阻率层析成像是一种有效的勘探方法