海沟型地震、内陆型地震和板内地震

1日本周边的板块围绕日本列岛的板块状况如图1所示。在日本东北的东部近海,有厚度为70～100km的太平洋板块,以每年约8cm的速度向西北西方向运动。另外在日本西南的南方近海,有厚度为30～40km的菲律宾海板块,以每年约4cm的速度向西北方向运动。另一方面,陆地一侧的日本列岛,从来     

日本东海大地震预测预报百年沉浮

日本地处环太平洋地震带上,该地震带上分布着一连串海沟、列岛和火山,板块移动剧烈。日本群岛又恰位于亚欧板块和太平洋板块交界处,在亚欧板块与太平洋板块碰撞、挤压下,交界处的岩层便出现变形、断裂等运动,产生火山爆发与地震。日本每年平均有感地震1000次,仅东京就有40次。     

日本开展“国际岩石圈计划”研究工作概况

“国际岩石圈计划”(DELP)旨在通过国际性合作,把与大地震、火山喷发和地球深部物质生成等有关联的海洋板块的运动研究清楚。日本有关这一计划的工作将于1985年度正式开始。日本列岛位于板块俯冲带上,就研究伴随板块俯冲的各种现象而言,有着世界其他国家无与伦比的珍贵的地理条件。因此,日本参加这项工作,不仅对进行该项计划有关的调查研究工作是不可或缺的,而且大大有助于提高日本在固体地球科学方面的学术地位。日本将独自进行板块运动测定等六个课题的研究工作,其中也包括在地面模拟地球内部超高温、超高压状态和了解金刚石生成过程等独特的研究项目,并可望这些项目能在开发和利用矿藏资源     

攀西构造带的地热活动特征与裂谷带性质的研究

攀西裂谷地带构造复杂,地震频繁,并有着多期岩浆活动。为了研究这一地带的地热活动、热流分布特征及其与该区构造运动和深部过程的关系,对地表温泉分布、并结合地球物理场和地质构造特征来探讨攀西地带的地壳热状态及其该区成矿规律、地震活动与成因以及构造运动间的内在联系。结果表明,这是一个被动“活化”的古裂谷地带。     

地热区的电磁研究

在过去的25年间,几乎所有电磁的和地电的技术都被用来进行地热勘探和开发方面的有效性试验。偶极-偶极剖面法、声频大地电磁法和受控源电磁法就是已经证明对地热勘探是相当有效的例子。从世界上许多地热区进行的成百次野外调查,已发现了各种具有不同地质的、水文的和热传输特征的地热区和局部地热系统,根据这些不同特征的组合,每个地热区或地热系统出现新的问题,为了取得最佳勘探效果,这些问题可能需要不同的野外方法或者野外方法的组合,不管这些问题如何,新的地热区已经被探测到了,而且地热系统的结构和过程目前已得到较好的了解。例如,已经在以下几方面的研究中取得了进展:(1)多孔的/可渗透的热水/蒸汽储集层和热水/蒸汽循环及产生的碎片区的特征;(2)冷的雨水和热水的分布及运动;(3)盖层冠岩对储集层的热绝缘;(4)对流的和(或)传导的热传输;以及(5)岩浆侵入到地壳上部的热影响。新的勘探方法、资料分析程序和模型计算在地热区的研究过程中已经得到了发展。它们包括受控源电磁法、远参考场技术、以及正演和反演计算的比较好和快的算法的发展。今后的问题是:(1)发展和改进仪器设备及野外方法,以便比较精确的描述和鉴别地热区的电导率分布,特别是那些具有高的孔隙度/渗透性和破碎带的电导率分布;(2)改进野外数据的计算机分析,以便在野外测量中能更好地进行;(3)研究对于大多数地热区内存在的相当不均匀电导率分布的更有效的解释。     

日本列岛下的三维地震衰减结构及其对构造和地热的意义

用地震烈度资料反演确定了日本列岛下方三维地震衰减结构.结果清楚地揭示出衰减结构中的明显差异,并且反映出日本列岛下方热结构的横向变化. 利用Hashida和Shimazaki发展的方法反演,就是假设烈度是观测点的S波最大加速度的度量单位,并用以估算衰减结构和震源处的加速度,资料取自1951—1983年日本气象厅报导的大约800个地震的15000个烈度读取值.把日本8个区域的结构联结起来,构制成一幅三维衰减图,它包含三层结构,深度达90 km. 衰减结构图揭示出下述特点:首先,日本东北部和西南部的地壳结构存在着明显的差异.日本东北部,低Q值(高衰减)地区位于岛弧的大陆一侧,而一些高Q值(低衰减)地区则位于岛弧的太平洋一侧.在日本西南部,除了Kyushu地区以外,主要为高Q值地区,而一些小的低Q值地区主要分布于太平洋沿岸.这些地壳的特点一般是一直延伸到地幔顶部.第二,地壳结构的衰减性与地壳年龄有关,低Q值地区与第四纪火山物质分布相对应,高Q值地区与前新生代岩石分布区相对应.由于热结构强烈地依赖于地壳年龄,因而这一特征也说明衰减结构反映了热结构.第三,在上地幔内发现了低Q值点的空间位置对应于构成岛弧-火山链的活火山和其它第四纪火山分布.应当注意的是,甚至在前沿火山带的大陆一侧,在没有火山的地区下方,不再存在低Q值的区域,这暗示着上地幔的衰减性受上涌的底辟所控制,这些上涌的底辟被认为位于火山和火山群下方.第四,上地幔的高Q值带沿Kurile东北Honshu岛弧和沿Ryukyu岛弧的前沿火山带的太平洋一侧分布.高Q值的地幔上覆于下沉板块之上,似乎反映了正在消减的冷的太平洋板块的冷却现象.在这类外弧地区岩石层厚度可能达60km以上,尽管巳经认为它是30 km左右.在日本西南部,那里也存在着高Q值的地幔顶部,其岩石层厚度约60 km. 根据所得的三维衰减结构和其它地球物理的推断结果,提出了日本东北部和西南部可能的地热横剖面.预测日本东北部的地幔顶部比西南部的具有更高的温度,这样的热结构反映了这两个地区地质背景不相同,例如消减板块、推覆岩石层和火山活动.     

全球地表热流的产生与分布

全球地表热流是反映地球内部热与动力学过程的一种主要能流.本文在三维球坐标框架下，就几个不同的粘度模型分别研究地幔内部密度异常(基于全球地震层析结果)以及板块运动激发的地幔流动的热效应及其对于观测地表热流产生和分布特征的贡献.由于地幔动力系统具有较高的Pe数，可以期望由板块运动激发的地幔流动将强烈地扰动地幔内部初始传导状态下的温度场以及地表热的热流分布.结果表明，与地幔内部密度异常产生的热效应相比，运动的板块及其激发的地幔流动在全球地表观测热流的产生和分布特征上起着更为重要的作用.观测到的大洋中脊处的高热流在很大程度上可以归因于板块激发的地幔流动的热效应.计算的平均温度剖面较好地揭示了岩石圈和D″层的温度特征，即温度随深度的剧烈变化，这与我们目前通过其他手段对岩石圈和D″层的温度结构了解是一致的.一个下地幔粘度比上地幔高出30倍的粘度结构(文中使用的粘度模型2)较之其余模型的拟合程度似乎更好.     

日本将与中国共同开展观测实验

为了精确测定承载着日本列岛的太平洋板块、北美板块、欧亚板块和菲律宾板块这四大板块的活动情况,日本邮政省电波研究所将与中国合作,共同进行大规模观测实验。这个实验将布设连接日本茨城县鹿岛、东京都南鸟岛、冲绳县南大东岛和中国上海这四个地点的观测网,并通过分别捕捉到的远离地球3亿光年以上的星体传来的电波,测定大地动态。人们认为,板块运动与大地震的发生密切相关,对于地震预报也具有一定的作用。测定方法可使用 VLBI(甚长基线射电干涉)方式,通过来自遥远星体的电波的微小到     

全球地震学和太平洋地区数字化地震观测台网计划国际讨论会——计划和论文摘要选译(之二)

位于日本列岛及其邻近地区之下的太平洋和菲律宾海板块正在消减。这两个板块的消减导致了上地幔的横向不均匀性,可能也导致了下地幔的横向不均匀性。自70年代中期以来,走时数据的反演模拟(现被称为地震层析成像技术)已从几个尺度详细揭示了这一地区上地幔的三维非均匀结构。高分辨率的地震层析成像技术以较为精细的尺度作出了下倾板块及其     

对(日本)东海大地震学说提出异议

东海大学星野通平教授说:“指出东海大地震危险后六年来,一直不能证明太平洋板块在向日本列岛下俯冲,是因为东海大地震学说是错误的。”这一新论点引起大家关注,给偏重于东海大地震学说的日本地震预报体制带来不安。     

日本西南火山以外地区莫霍面附近的低频持续颤动

最近日本列岛地震台网的加强揭示了日本西南部呈带状分布的低频持续颤动事件的发生。在那里，菲律宾海消减板块达到30～40km的深度。选择具有相对清晰的P波初动的颤动段估计出颤动源的深度。颤动源区被认为对应于地壳最底部，位于地壳、地幔楔和消减板块之间的三角形边界地区。较长的颤动持续时间表明了与产生颤动相关的流体的存在。根据高温高压实验数据，最有可能的流体被认为是消减板块中的绿泥石和闪石在脱水过程中产生的水。带状分布的北部可能以地幔楔的边缘为边界，因为蛇绿岩建造吸收了流体水。     

圣安德烈斯断层门多西诺三联点迁移的构造热效应

由于圣安德烈斯断层门多西诺三联点向北迁移，或北美板块的相对向南运动，驱动角落流使地幔热物质向板片窗上涌，造成地幔温度升高和部分熔融．本文通过二维暂态有限单元法计算表明，当北美盖层厚度为20km时，计算预测的地热分布、部分熔融百分比、岩浆岩活动的时空分布特征等都与实际地热、地震和地质观测很好地吻合，确认了角落流机制和它引起的暂态热过程的重要性．     

钻探日本海

参加海洋钻探计划(ODP)的科学家们已拼成了一幅边缘海的古地质记录图。由于使用最新的技术,他们可探测到地壳的深部以监测由板块运动引起的现代活动性。这项试验是在日本海进行的;日本海将日本列岛与中国大陆分开,是环太平洋边界最大的边缘海链。象菲律宾海、Sula海、Celebes海、Bamda海和南中国海一样,日本海古海洋地壳插入地球内部的深海沟边缘。由于地壳融化,在海沟与边缘海之闻形成了火山弧。火山密布的日本列岛及     

马尼拉海沟俯冲带热结构的模拟研究

俯冲带热结构的数值模拟研究是对地表观测研究的重要补充,也是验证地球动力学模型的重要方法.本文沿马尼拉海沟俯冲带东火山链(EVC)和西火山链(WVC)各取一条剖面,依据地质、地球物理条件,进行了有限元热模拟计算.计算过程中,分析了摩擦和剪切热对俯冲带热结构的影响,模拟了EVC和WVC两条测线下俯冲带的热结构,并结合岩石学实验结果预测了俯冲板块发生脱水和部分熔融的位置.模拟结果表明,在100 km深度处,考虑摩擦和剪切热时,俯冲板块表面的温度约为865 ℃;而不考虑摩擦和剪切时,俯冲板块表面的温度仅为770 ℃,二者温差可达95 ℃.在相同深度处,考虑摩擦和剪切热时,在EVC和WVC测线下俯冲板块表面的温度分别为865 ℃和895 ℃,俯冲洋壳底部温度分别为560 ℃和605 ℃.俯冲板块表面少量矿物开始脱水的深度小于50 km,但大量脱水和部分熔融主要发生在深度100 km左右,这与地表观测的火山活动位置一致.     

喜马拉雅地热带的活动特征与板块构造

中国西藏高原地热活动强烈,喜马拉雅地带是一条走向近东西向延伸的地热带。这里没有近代火山活动,但却具有水热爆炸、间歇喷泉、沸泉和种类繁多的热泉及温泉等典型的近代火山活动地带的特色。 根据喜马拉雅地热带的分布,水热地球化学与其活动特征、地质构造与地球物理场背景等说明这种地热活动具有板块边缘的特征,它是印度板块早期俯冲与两大陆板块近期持续碰撞与挤压作用下的结果。反映了大陆板块碰撞挤压过渡带的水热活动标志。     

中国海—西太平洋莫霍面深度分布特征及其地质意义

中国海—西太平洋位于欧亚板块、印澳板块和太平洋板块的交汇处,构造运动剧烈,地质情况复杂,是认识板块运动、洋陆相互作用、物质交换和能量传递不可多得的窗口,而莫霍面深度对于研究壳幔结构以及深部动力过程有着重要的意义.本文使用最新的覆盖全球的重力和地形数据,收集了深地震测深、多道地震测深等剖面183条,数字化得到2982个控制点,使用带控制点的三维界面反演方法来约束反演过程,得到中国海—西太平洋莫霍面深度,由莫霍面形态分析可知大洋板块的俯冲和印澳板块与欧亚板块的碰撞对西太平洋边缘海的形成演化有着重要作用.结合地热、岩石圈厚度、地震活动等地质地球物理资料,分析得知研究区内各个海域莫霍深度和地壳性质的变化是处于不同构造演化阶段的表现.并在马里亚纳沟弧盆拟合一条重力2.5维剖面,结果表明热物质上涌导致了马里亚纳海槽处地幔密度减小,马里亚纳海槽以及帕里西维拉海盆到西马里亚纳海岭的下地壳高密度异常是由残留的岩浆岩引起的.     

使用数值模型研究俯冲板块动力学的进展

板块构造理论的核心是俯冲板块的动力学问题,可以通过地震学、矿物物理和岩石地球化学、地质构造和沉积学以及数值模拟对其进行多学科综合研究.其中数值模拟通过建立理论模型并使用数值方法模拟俯冲板块的动力学效应,直观地给出了定量化的俯冲板块的演化过程和地表响应,并用以解释其他学科研究所得到的观测和实验结果.因此使用数值模型进行定量化模拟是研究俯冲板块动力学的最重要的手段之一.文章综述了使用数值模型研究俯冲板块动力学多个方面在近期取得的进展,包括板块构造的起源和俯冲板块的启动过程,俯冲板块的热结构,以及俯冲板块在上地幔、地幔过渡带和下地幔的主要动力学表现.使用数值模型得到的结果是基于质量、动量和能量守恒方程的理论结果,必须综合使用其他各学科的研究成果对模拟结果进行比对和验证,以最终理解俯冲板块的动力学过程.随着计算能力的大幅提升和模拟方法的不断进步,数值模拟方法将为研究包括俯冲板块动力学在内的地球科学前沿问题提供更为准确和高效的手段.     

西藏高原地热活动,温泉分布与地球物理场特征

本文根据西藏高原地热活动与温泉分布和各种地球物理场的特征,进行了综合分析与研究,给出了地壳深部要素的统一解释。说明了西藏高原水热分布及其活动原因是由于地壳介质中温度很高,地壳中存在着物质的熔融或部分熔融所致。水热显示是受深部地壳构造与物质运移所制约,其热能是由印度板块与欧亚板块碰撞过程中所产生的热量和岩浆上涌所提供的。     

板缘地震地壳形变前兆一例

板缘地震地壳形变前兆一例谢觉民，王若柏，李延兴（国家地震局第一地形变监测中心，天津３００１８０）板缘地震又称为板块边界地震。全球尺度的大板块的周边地区是地震活动频繁的地区，也是地壳运动最强烈的地带，这已被美国的圣安德烈斯断层监测和日本列岛的形变监测所     

济阳坳陷岩石圈热-流变学结构及其地球动力学意义

利用该区油气勘探积累的大量地温资料和岩石热物性参数, 结合地热学方法, 给出了该区的深部地热状态. 在此基础上, 利用流变学模拟进一步给出了相应的岩石圈流变剖面. 结果表明, 沉积盖层底面温度在129~298℃之间, 基底热流为54.3~60.5 mW/m²; 上地壳底部温度为406~436℃, 相应热流为47.7~52.6 mW/m²; 中地壳底部温度为537~572℃, 热流为41.3~46.3 mW/m²; 莫霍面温度为669~721℃, 地幔热流为38.1~43.1 mW/m², 热岩石圈厚度为71~90 km. 上述热状态参数与地壳厚度以及地表热流等因素密切相关, 地表热流越高, 则相应的深部温度和热流也越高, 热岩石圈厚度也越薄. 济阳坳陷较高的热状态与新生代期间太平洋板块向欧亚板块俯冲的弧后扩张动力学背景密切相关. 岩石圈纵向流变分层现象明显: 上、中地壳基本为脆性, 而中地壳底部及下地壳几乎均为韧性层, 壳下岩石圈为韧性. 此外, 也存在横向变化, 各凹陷岩石圈总强度不一. 济阳坳陷岩石圈总强度为1.52 × 10¹² ~ 2.16 × 10¹² N/m, 岩石圈有效弹性厚度Te约为24 km, 与力学强地壳(MSC)厚度基本一致. 太平洋板块俯冲过程中深部地壳矿物的脱水以及地幔楔热物质的上涌, 在地壳底部产生部分熔融, 并引发岩浆的底侵和向上侵入. 这一地球动力学过程可能是华北及东部地区下地壳的粘度降低、从而发生韧性流动的原因. 济阳坳陷岩石圈的上地壳脆性断裂变形和中下地壳的韧性流动这一分层变形特征决定了济阳坳陷新生代以来的成盆动力学机制.