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.     

腾冲地区地壳速度结构的有限差分成像

利用流动台网和固定台站的地震观测数据,采用有限差分层析成像方法反演了腾冲及邻近地区的地壳P波速度结构,分析了腾冲火山区的岩浆活动和龙陵七级地震的深部构造成因.研究结果表明,腾冲火山区的地壳结构具有明显的非均匀性,浅表层偏低的速度主要为盆地内部的松散沉积层、新生代火山堆积及断裂附近的流体裂隙和热泉活动所致;5～15 km之间的高速体可能代表了早期火山通道内冷却固结的岩浆侵入体或难挥发的超铁镁质残留体;地壳深部的低速体则反映了熔融或半熔融的岩浆体,推断火山区下方的岩浆活动与龙陵七级地震震源区地壳深部的岩浆侵入来自同一源区--现今壳内岩浆活动的主要区域.龙陵震源区的地壳速度结构横向变化较大,怒江断裂东侧和龙陵断裂西侧为高速特征,介质应变强度较大,为应力积累的主要载体;两断裂之间的低速区向下延伸至下地壳,可能与地壳深部的岩浆侵入有关;龙陵断裂和怒江断裂明显控制了这一区域的岩浆活动,七级地震正是发生在断裂下方的速度边界附近.地壳介质强度的横向变化导致了震源区应力积累的不均一性,深部岩浆的聚集和动力作用是龙陵地区发生强震的主要原因.     

应用地震CT技术研究长白山火山的岩浆囊

中国火山学专家报导了长白山火山存在一定的潜在的喷发危险性及其地质背景等研究成果;美国、日本、德国的火山学家到该火山区进行过考察,也认为该火山存在一定的潜在危险性;国家科委根据有关方面的建议,已将“长白山火山危险性的研究”列入专项计划之中;其中有一个子课题是“应用地震ＣＴ技术研究长白山火山的岩浆囊”．本文报导的主要内容有：１）１９９４年张禹慎发展的“上地幔Ｓ波三维速度结构的方法”建立上地幔Ｓ波ＲＧ５．５速度模型,该模型能显示全球任一地区、任一剖面、深至５００公里的三维速度结构;他作出世界上２０个火山区,其中有１７个火山区下面均有明显的Ｓ波低速层,在不同程度上反映了＂低速层岩浆囊＂的存在;已作出通过长白山天地火山的３条速度剖面;该模型显示出：在长白山天池火山下面存在速度的负异常达２．５％的“低速囊”,其深度从３８—６５公里;其展布范围约１００—２００公里的范围;２）改进面波品质因数Ｑ值的成像方法,进一步收集２００次地震面波记录资料,应用“卷积反投影方法反演地壳面波品质因数Ｑ值的成像系统”长白山火山及其邻近地区面波Ｑ值分布,看出天池地区Ｑ＝１６１比中国地区Ｑ值的平均值偏低很多;这很可能与该地区下面地温偏高和岩层的     

长白山天池火山区大地电磁测深初步观测

在长白山火山区沿着两条剖面进行了１５个测点的大地电磁测深观测，对地磁感应矢量和地下电性分布维数特征进行了分析，并使用阻抗张量分解和二维自动反演等新技术对资料进行了解释。结果表明，火山区及其周围地区的地下电性结构具有二维特征，但在火山口及其附近地下存在局部三维异常体，异常体埋深约１２ｋｍ，初步推测可能是火山岩浆囊     

卫星热红外遥感在火山活动性监测中的应用

介绍了卫星热红外遥感在国内外火山监测研究中的应用现状,结合热红外遥感在地震中的应用成果,对利用卫星热红外遥感监测火山活动的可行性及方法进行了探讨,提出通过火山区热红外亮温旬变、月变和年变模型扣除地形地貌、岩性、植被等地表环境因素的影响,通过火山区和邻近参照区红外亮温差值运算扣除气象因素影响的火山活动性热红外异常提取方法。并以长白山火山为例,利用1999、2003和2004年的NOAA卫星影像资料,对长白山火山及周围地区的热红外影像特征进行了分析解译,对长白山火山区与外围参照区的红外亮温年变差异进行了统计分析。结果表明:1)长白山火山区的红外亮温分布特征在空间上主要受地形控制,总体表现为以天池为中心,向外围逐渐升高的漏斗状,天池则是低温背景上的明显高温标记。在时间上,长白山火山区红外亮温的演变过程主要受季节变化的影响,具有明显的夏高冬低年变特征。2)相对于1999年,2003和2004年长白山火山区均显示出明显的升温趋势,升温幅度可达2K左右。我们认为这可能是近年来天池火山活动性逐年增强的反映。这也意味着利用卫星热红外遥感监测火山活动性将是行之有效的新途径,也是值得深入研究的课题     

长白山火山区壳幔S波速度结构研究

利用面波层析成像和远震接收函数方法对长白山地区的地壳上地幔速度结构进行了研究。结果表明:长白山火山区附近存在岩石圈减薄、上地幔软流圈增厚以及上地幔S波速度降低等与上地幔高温物质有关的现象,它表明长白山的岩浆系统一直延伸到上地幔软流圈范围。天池火山区地壳内部存在明显的S波低速层,在离天池火山口较近的WQD台附近,低速层顶部埋深约8km,厚度近20km,S波最小速度约2.2km/s。在距离天池火山北部50km的EDO台地壳中没有明显的低速层。火山区S波速度结构总体表现出距离天池越近,地壳的V_P/V_S越大,低速层的厚度和幅度增加的特征,表明天池火山口附近地壳内部存在高温物质或岩浆囊。CBS台站不同方位的接收函数及反演结果表明,地表低速层厚度以及莫霍面深度存在随方位的变化。地表低速层在南部方向明显较厚,莫霍面深度在南部天池火山口方向存在小幅度抬升。CBS台站附近特殊的近地表速度结构可能是该台站记录的火山地震波形主频较低的主要因素。天池火山口附近莫霍面的小幅度抬升意味着存在与火山作用有关的壳幔物质交换通道     

五大连池火山区的地震活动特征及其成因的初步探讨

通过对1981～1988年这一时期内五大连池火山区的地震和人工爆破记录的分析和整理,讨论了本区的岩浆侵入活动,总结了本区的地震活动特征,并对本区内地震活动成因机制进行了初步的探讨。结果表明:五大连池火山活动与地震活动存在着密切的联系,它们有着共同的成因机制即本区的岩浆侵入活动,火山区地震活动的不同特征反映着火山的活动性。火山区的小震及微震是由于岩浆侵入时期岩浆充填地下微裂隙和岩浆回落时期穹窿塌陷所致;火山区外围的中强地震是由于岩浆侵入活动诱发了讷木尔河深大断裂所致。     

腾冲火山多地球物理参数模型

腾冲火山区是中国最年轻的板内火山之一,岩浆活动频繁以及高温地热异常使其受到广泛关注.以往的地球物理探测结果显示腾冲火山区下方存在地壳岩浆囊,但其深部几何形态和分布一直存在争议.本文基于腾冲火山地区的大地电磁测深结果,并结合相关地质与地球物理资料,提出腾冲火山岩石圈尺度的多地球物理参数模型.我们的模型显示在腾冲火山区中下地壳内存在三个岩浆囊;腾冲火山区岩石圈上地幔可能存在岩浆囊,但需要长周期大地电磁测深数据进一步的验证.     

滇西地区壳幔解耦与腾冲火山区岩浆活动的深部构造研究

根据青藏东部边缘的深部地球物理资料,分析了滇西地区壳幔耦合和腾冲火山区岩浆活动的深部构造特征,确认了地幔各向异性与上地幔速度结构(包括P波速度和S波速度)的内在联系,指出产生这一结果的原因与以腾冲火山区为中心的地幔热物质上涌有关:上地幔顶部平均温度升高导致介质强度降低,在印支块体的侧向挤压或印缅块体的向东俯冲作用下发生韧性变形,造成滇西地区地幔各向异性的快波方向与青藏东部地壳块体的旋转方向不一致.此外,鉴于中下地壳低速层的横向非均匀性,估计韧性流动并非贯通青藏高原的东部边缘,而是被不同的构造块体和边界断裂限定在局部地区.总体而言,滇西地区下地壳的地震波速度和电阻率偏低,具备发生韧性变形的构造条件.作为地壳和上地幔之间的解耦层,它使得青藏东部地壳块体旋转产生的构造应力未能传输至上地幔.腾冲火山区的地壳结构与不同时期的岩浆活动有关,火山区东侧的高速结构代表了上新世时期火山通道内冷凝固结的岩浆侵入体或难以挥发的高密度残留物质,火山区西侧的低速结构反映了更新世以来持续至今的岩浆活动,壳内岩浆源主要分布在10～20km的深度范围内,横向尺度约为15～20km,有可能通过地壳深部的断裂与上地幔岩浆源区相连,估计腾冲火山区下方的岩浆活动将持续进行.     

采用有限元等效体力方法数值分析火山区岩浆压力变形源——以长白山火山为例

火山区岩浆压力变形源的反演计算采用解析方法存在难以考虑地形的限制,采用传统有限元方法则存在网格依赖和计算量大的问题,反演过程中每一次正演由于岩浆房位置和大小变化都需要重新生成一次网格,耗费巨大的计算量和网格生成时间.为了克服上述问题,首次在长白山火山区使用"有限元等效体力"方法考虑地形影响反演地下岩浆压力变形源,计算岩浆应力扰动对周边断层稳定性的影响.在火山区地下压力变形源引起的地表形变计算中,地表地形影响不可忽略.埋深越浅,地表最大径向位移u_r所在的位置越靠近岩浆囊中心.当坡度达到30°时,最大垂向位移u_z所在位置不再位于岩浆囊正上方.椭球状岩浆囊压力源可以较好地模拟长白山火山地区2002—2003年间的GPS和水准测量.岩浆房扰动应力场和区域构造应力场的叠加有可能造成天池西部近EW向,天池北部以NW-NNW向为主的现今应力方向.岩浆房压力源引起的库仑应力变化有利于天池火山口NW向震群在空间上主要分布于火山口的西南和东北部.     

汾渭地震带的地震活动性

根据历史强震与现代地震的资料,研究、分析了汾渭地震带强震及中、小地震的时、空、强分布特征,对该带未来地震危险性进行了探讨。     

南北地震带地震活动分析

在综合分析有关南北地震带研究成果的基础上重点分析了南北地震带活动特征;根据该带地震活动特点和规律提出了南北地震带目前处于新的活动期;预测了今后发生强震的潜在危险区（段）为南北地震带的中北段。     

地震空区,地震被屏护区和安全岛

讨论了地震屏护区的分类和机理，并以研究程度较高的华南地区为例，详细论述了有关问题。指出在特定的条件下，利用相邻地区（带）的地震活动规律，可预报被屏护区的地震活动趋势。而正确划分地震被屏护区，对重大工程建设和大、中城市的发展规划始终具有现实意义。     

拜城地震台数字仪故障的检查与排除

对拜城地震台数据传输链路出现的现象、原因及网络故障,进行了检查和分析处理,为台站资料的连续、可靠提供保障。     

用地震层析成像方法研究北京西北地区的活动断裂 2003年大姚6.2和6.1级地震前三维波速结构的演化

用首都圈地震台网和中 德合作延庆数字地震台阵2001年10月——2005年12月获得良好记录的197次地震到时，运用地震震源位置和三维地壳速度结构联合反演程序对这些地震实行精确定位. 震源位置分布表明，北京西北地区存在两条主要的地震活动断裂带. 一条从清河、温泉一带向北西方向伸展， 到怀来县以北的黄土窑一带； 另一条是自南口、昌平一带向北东东向伸展的活动断裂带.      

全球主要地震区的18.6年地震轮回

本文根据月球交点运动周期规律,发现全球主要地震区的浅源大地震(1897—1990,Ms≥7.0)都存在18.6年地震轮回:活跃期为12.4年,平静期为6.2年。根据最好的统计结果,13个研究区中有4个区这种轮回存在的置信水平为95%,有9个区为98%。本文给出了各研究区的范围、各活跃期的具体时间、x~2检验结果和时空分布图。本文还定义了标志震级Mm来反映各研究区不同的地震活动水平。本文的结果可以充分代表全球浅源大地震的活动图象,为认识地震轮回的机制和地震的混沌性提供了新的资料。     

多波多分量地震探测技术

随着油气勘探程度的提高,越来越多地显示出地下介质的复杂性,多波多分量地震勘探可以提供更多的信息。本文主要论述多波多分量地震勘探在各向异性介质中应用时的效应,可以解决的实际问题和各向异性介质中地震波传播特征,并给出实例说明多波多分量地震勘探的应用范围。     

马边-永善地震带构造形式及地震特征

根据该地褶皱形态、断裂特征、应力场分布等资料研究,指出马边～永善及其两侧的构造形迹自西而东有一个相应强～弱变化过程。推测其力源主要来自西部喜马拉雅构造域的侧向推挤,所形成的马边-永善地震带是处于马边-昭通-曲靖断裂构造带的一部分,从而成为川西经向构造带的东部边界,也是青藏高原东南边缘与四川盆地西南边缘的浅部界线     

吉林台网测震台站监测效能评估

由于种种原因,台站地震计的固有周期、阻尼、灵敏度、观测动态范围等参数和台基噪声在运行的过程中会发生变化。本文用阶跃标定和计算观测动态范围、台基噪声功率谱的方法,得到吉林测震台网各台站地震计参数和台基噪声的变化情况,掌握吉林测震台网各台站的监测能力,为以后吉林测震台网的建设和发展提出建议。     

现代地震记录

由于我国数字地震学研究起步较晚，在很多地震学家中，对于数字地震学的意义和数字地震资料的使用还存在不少疑问。本文结合中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）的工作，对经常提出的比较集中的两个问题，即数字地震记录的物理意义和数字地震记录与传统地震记录有哪些不同的问题进行了回答和讨论。