利用地电阻率短临异常预报天祝—景泰6.2级地震的可能性

景泰6.2级地震前,震中300km范围内虽有9个地电台,但有短临异常的台站仅三个,且异常时空分布规律性差。由于这些特点,尽管震前已发现了这些异常,但终因不认识其复杂图象而未作出短临预报。本文利用地电异常与断裂展布、发震应力之间的关系研究结果,解释了景泰地震前地电短临异常的时空分布特征,认为这种异常图象是特定构造格局下的真实反映。在此基础上,探讨了震前作出地震三要素预报的可能性。     

太古宙地质与板块构造:观察与解释

建立于20世纪60年代的板块构造理论,在一开始就能够成功解释显生宙时期发生的许多地质现象、过程和事件,但是在解释大陆内部和前寒武纪时期地质记录时受到了不同程度的挑战.就板块构造与大陆地质之间的关系来说,由于将陆内构造与陆缘构造之间在结构和成分上的继承和发展关系割裂开来,结果导致传统板块构造模型不适用于前寒武纪地质,特别是不能解释太古宙克拉通基本地质特征的假象.然而,这些假象并不意味着,太古宙大陆地壳不是起源于板块构造体制,而是起源于所谓的前板块构造体制.目前所提出的前板块构造过程都是在停滞层盖构造体制下的垂向运动,不仅包括像重力凹沉、地幔柱和热管构造这样的内生过程,而且包括像流星撞击这样的外生过程.这些垂向过程不仅在太古宙引起了活动层盖构造的起始,而且在显生宙时期依然活跃,都是不同深度条件下地幔极向对流的结果,并非某一时期所特有.一旦将20世纪传统的板块构造运动学理论升级为21世纪整合的板块构造运动学-动力学理论,系统深入地检查物质和能量在板块边缘的垂向传输,即可发现板块构造能够解释太古宙克拉通地壳的岩石组合、构造样式和变质演化等常见特征.通过认识和理解汇聚板块边缘的结构和组成及其动力...     

基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析

在大规模深部岩体损伤过程中发生的裂隙尖端放电现象往往引发地下雷电,对该现象发生机理、表现规律的揭示有助于地震、岩爆等的临灾预报.不同于在岩土体中液固耦合界面上发生的自然电场异常机理,在岩土体内部发生的裂隙尖端放电可谓是引发自然电场异常的另一重要微观机制.本文基于现有裂隙尖端放电的研究成果,详细阐述了裂隙尖端放电发生的过程,解释了岩体损伤过程中自然电场异常产生的微观机理,并结合室内实验成果论述了自电位的主要特征;进行了理论推导,认为在大尺度岩体连续损伤过程中,自电位具有含脉冲状波动并整体下降的特征;开展了原位测试,结果证明人工采掘扰动下的深部岩体连续破坏的过程中,自电位在破坏前期缓慢下降,在破坏过程中会出现脉冲状波动,随着破坏程度的加剧整体呈现波动中下降的规律,与理论推导、室内实验结论都相符.对比室内实验和原位测试成果发现,随着研究目标的空间尺度由mm级别扩展到m的级别,自电位波动的幅值也从数十个mV扩展到数百甚至上千mV,故认为在利用自电位波动规律来预测岩体破坏状态时,须受研究对象的空间尺度的约束.此外,在原位测试中发现,自电位对岩体损伤过程的响应较直流电阻率而言具有时域上的超前优势,并对此现象进行了解释.     

珠江口盆地东部海域高通量流体运移的地貌-地质-地球物理标志及其对水合物成藏的控制

根据游离气运移的控制机制,可以将海域水合物藏划分为汇聚高通量型和分散低通量型.在汇聚高通量型水合物藏中,流体很容易突破上覆沉积层的压力,直达浅层,在海底及其附近留下一系列的地貌-地质-地球物理异常.通过对珠江口盆地东部海域钻前资料的精细解释,在海底及浅表层发现了大量的与高通量流体运移有关的这类异常,包括具有侵入构造特征的海底丘状体、BSR之上的亮点反射、浅表层的相位反转以及断层与隆起组成的高效流体运聚系统.2013年在珠江口盆地东部海域实施的中国第二个水合物钻探航次(GMGS2),使得有机会对这些异常进行详细研究.钻后测井岩芯及地化数据表明,部署在这些异常上的站位均存在高通量流体运移的现象,因此具有侵入构造特征的海底丘状体即水合物丘、BSR之上的亮点反射,以及断层与隆起组成的高效流体运聚系统可以作为高通量流体运移的识别标志.通过钻探区水合物的分布特征的研究,发现高通量流体向上运移过程中,在深部与浅部地层中的运移模式存在差异,深部主要以气溶水的形式进行运移,而浅部主要以单独气相的形式进行运移,正是这种运移模式的差异,导致在钻探区形成上下双层结构的高饱和度水合物藏.这些高通量流体识别标志及其运移模式的发现,将有助于水合物钻探站位选取以及降低水合物钻探风险.     

1975年辽南主震和1978年强余震时间预报的统一模式

1975年辽南地震曾被我国地震工作者预报了。然而1978年5月18日的强余震在震前却毫无觉察。我们发现强余震与主震位于同一个震源断裂带上,震源深度相近,震源机制也几乎是相同的。这些共同点决定了它们在预报指标上必然也有共同之处。本文应用调制模式,较好地解释了辽南主震和强余震的时间预报。调制模式指出,在大地震前,包括震源区在内的广大区域已处于不稳定状态。在这种情况下,外因能够调制震源区和其附近的过程。这种被调制了的震源过程所产生的前兆与外因是同步的。当发现这种同步性时,我们就应当警惕地震的发生。文中用水氡、地气和水位变化与外因的同步性,具体讨论了主震和余震的发生时间。     

利用正演技术识别地震解释中的假象

绕曲、小型地堑以及陷落柱在地震时间剖面上地震特征容易混淆,相互之间不易识别从而形成地震假象,给地震构造解释带来的困惑.为了识别这些地质现象在地震时间剖面上的真实反映.通过利用正演模拟技术研究这些地震假象的识别方法,采用地质资料设计不同地质现象的地震模型,正演分析了在叠加、叠后偏移和叠前偏移等地震时间剖面上的响应特征以及采用不同初始迭代速度模型处理的叠前偏移剖面上的特征.认为通过分析地震绕射波的响应特征、采用适合的初始迭代速度进行叠前时间偏移处理可以分辨出这些地震假象.最后利用地震勘探实例对总结方法的效果进行了验证.     

地磁谐波振幅比异常特征的进一步研究及定性解释

分析了新疆喀什台地磁谐波振幅比在几个6级地震前后的变化特征,结合上海佘山和崇明台的研究结果,发现当震中距较大时,地磁谐波振幅比的异常变化过程具有由长周期向短周期迁移的现象,而当震中距较小时,其异常变化过程则具有由短周期向长周期迁移的现象;并对其进行了定性解释。     

用频谱法检测各向异性效应的试验

各向异性在横波传播中所产生的最大特征效应是横波分裂.这个现象在三维质点运动方面产生一个可识别的特征.许多由横波资料提取各向异性效应的方法都试图测量这种运动的细节.最近已发表了很多方法,这些方法都是在时间域或频率域里对横波进行处理.这里,我们检验分裂横波在频率域产生干涉的方式并提出了一些可用于将来调整算法的准则.通过横波信号各运动分量的傅氏分析,分裂横波之间的时间延迟以及先行横波的偏振方向可变为易于检测的特征,这些特征出现在两个空间上相距很近且相似的波形相互作用形成的谱的干涉图案上.对合成及观测地震资料的干涉图案作了解释.     

环太平洋俯冲带内双地震带及其成因机制研究进展

俯冲带作为地球最为庞大的循环系统的重要组成部分,已成为地球科学的研究热点之一.很多俯冲带,特别是环太平洋俯冲带内的中深源地震,在空间上呈明显的分层分布,并且各层地震具有不同的震源机制,即所谓的双地震带现象.本文简要介绍了环太平洋双地震带形态特征与震源机制的空间分布,并回顾了双地震带的几种成因模型.根据形态特征和震源机制的差异,中源深度的双地震带可以分为两类,其中,一类双地震带对应上、下二层分别为压缩和张性的地震分布;另一类双地震带的震源分布较浅,且其浅部地震以横向压缩为主.此外,日本本州东北俯冲带的地震分布可能是由三层地震带组成的,而且汤加、伊豆-小笠原地区还发现深源深度的双地震带.通过对双地震带的形态特征以及其热力学条件的研究,人们从抗弯作用、脱水脆化、相变断层等多方面,尝试建立解释双地震带成因的模型.目前,大多数研究利用数值计算结果,结合蛇纹石脱水脆化、相变断层模型,能够不同程度地分别解释中源和深源双地震带成因.不过,这些模型几乎相互独立,并不能同时解释中源和深源双地震带.有人试图尝试用统一模型解释中深源地震成因,例如,先前存在的断层模型,不过该模型还不很具有说服力.也可能是多种因素的联合作用,共同影响着俯冲板内的温度场、应力场分布.     

板块构造与地幔温度和变质属性之间的关系

板块构造的启动时间及其在地球历史时期的演化过程,是地球科学的两大基本挑战.通过一个整体研究方法来分析地球历史时期的构造范式,可以解释自太古宙以来两种范式的板块构造.在这些解释中,早期的热俯冲与晚期的冷俯冲之间存在不同的变形和变质特征.汇聚板块边缘不同特征的区域变质作用记录了这两种不同范式的板块构造,这与太古宙和显生宙地幔温度的差异有关.以蓝片岩相变质作用出现为特征的现代范式板块构造出现在新元古代.这与表明古代范式的板块构造在太古宙早期已经启动的地质证据相吻合.地幔在地球演化史上的不断冷却可解释幔源熔体地球化学特征随时间的演化规律,而这个过程可能让无数小的板片数量逐渐减少并演变成更大的板片,改变洋壳、增生-碰撞造山带中岩石圈的厚度和保留程度,从而导致地球表面氧化作用,为孕育生命提供合适环境.