利用地震波速研究青藏高原东北缘地壳组成及其动力学

依据穿过巴颜喀拉地块的北部、秦岭地块、祁连地块、海原弧形构造区和鄂尔多斯地块的玛沁-兰州-靖边人工地震剖面的P波、S波的速度结构和泊松比结构,对青藏高原东北缘的地壳组成进行研究,并探讨其动力学过程. 首先,系统地归纳总结出一套将地震测深得到的原位P波速度校正到实验室温压条件下波速的具体可行的方法,利用大地热流值求取地壳不同深度的温度是该方法的关键. 然后,将上述剖面的原位P波速度校正到600 MPa和室温条件下,结合泊松比与相同温压条件下的实验室岩石波速测量结果进行对比,确定研究区的岩性组成. 结果表明,青藏高原东北缘地壳平均P波校正波速为6.43 km/s,地壳整体像上地壳一样呈酸性. 巴颜喀拉地块和秦岭地块南部的下地壳底部缺失校正速度V_p>6.9 km/s的基性岩,下地壳中酸性互层,下地壳整体呈酸性. 其他地块下地壳底部有2～10 km厚的校正速度V_p>6.9 km/s的基性岩,下地壳整体呈中性. 最后,根据青藏高原东北缘地壳结构和组成的研究成果,支持地壳增厚主要发生在下地壳的观点;提出巴颜喀拉地块和秦岭地块南部曾发生过下地壳拆沉作用,并导致高原的加速隆升.     

美国Chesapeake湾撞击坑研究进展及其启示

位于美国弗吉尼亚东海岸直径85 km的Chesapeake湾撞击坑,是十几年前发现的由一颗陨星撞击形成的一个复杂撞击坑. 该坑的研究经历四个阶段：地下水调查、撞击坑的发现、美国多学科多部门的综合研究和即将进行的国际钻探取心项目. 钻井岩心中的角砾成份和微体化石,提示撞击坑的存在,并确定撞击发生在35 Ma前,即始新始晚期. 地震反射剖面资料帮助寻找到撞击坑的具体位置,确定撞击坑的结构和形态特征. Chesapeake湾撞击坑埋藏在新生界沉积层之下,是全球已知最大的、保存最好的撞击坑之一. Chesapeake湾撞击坑主要形态像一顶倒置的宽边大草帽,包括外缘、环状洼地、峰环（内缘）、内盆和中央峰. 撞击坑的形成破坏了原来的含水层,撞击坑当时即被富含咸水的抛射角砾岩和海啸角砾岩充填,再被后来的沉积层覆盖. Chesapeake湾撞击坑导致地面沉降、河流变向、海岸含水层的中断、内陆咸水楔的出现、地震,决定Chesapeake湾本身的位置,至今仍然影响当地居民的生活. 了解Chesapeake湾撞击坑对我国撞击坑研究具有借鉴作用.     

等角纬度与子午线弧长变换的直接表达式

为了便于实现等角方位投影与椭球等距离圆柱或圆锥投影之间的变换,借助具有强大符号运算功能的计算机代数系统Mathematica,推导出了等角纬度和子午线弧长之间变换的直接表达式,进一步将表达式改进为适合电算的形式,并将其系数统一表示为关于椭球偏心率e和椭球第三扁率n的幂级数形式。通过算例分析表明:基于第三扁率n的幂级数表达式具有更紧凑的形式和更好的收敛性,且导出公式的计算误差分别小于10^-7″和10^-8m,可以满足大地测量和地图制图计算精度要求。     

辅助纬度与大地纬度间的无穷展开

利用无穷级数理论和拉格朗日反演定理,详细推导了大地测量和制图学中常用的辅助纬度与大地纬度间的无穷展开,主要表现为参考椭球第一偏心率的幂级数形式。通过建立一系列严格的系数递推公式,得到了等量纬度反解展开式和等角纬度反解展开式;同时,推导了古德曼函数的泰勒展开式,进而得到了等角纬度正解展开式;利用级数除法公式,得到了等距离纬度正解展开式系数的行列式表示。通过比较本文方法与计算机代数系统Mathematica直接推导求得的辅助纬度正反解展开式e^0～e⁴⁰阶系数和相应的程序用时,表明本文算法是正确的、快速的。以CGCS2000参考椭球为例,对辅助纬度正反解进行了算例分析,也进一步验证了本文公式的正确性。     

汤西断裂的断层围陷波初步研究

作为断层围陷波方法在城市活断层探测中的首次尝试,我们针对太行山山前断裂带南段的汤西断裂开展了爆炸震源的观测试验。运用数字滤波和频谱分析等技术,由地震记录图分离出了断层围陷波。根据2横测线的观测结果,可确定断层的位置,并可推测断层在该处宽度为200～300m。破裂面较宽,可能与其张性特征有关。分频道地震图显示,断层围陷波具有正频散现象,其低频分量传播较快。这表明断层围陷波是一种面波,可利用其频散规律研究断裂带内介质的物理性质。这次的观测结果也表明,断层围陷波并不局限于新破裂带,在老断层中也能形成和传播。事实上,只要断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异,均能产生沿断层传播的围陷波。在城市活断层探测中,断层围陷波的方法具有非常独特的优越性     

初论华北地区的地壳低速层

本文根据华北地区人工地震测深的地震记录特征及得到的地壳速度结构和介质Q值结构,并结合其它地球物理资料,论述了华北地区壳内低速层的存在。通过分析对比,研究了与壳内低速层有关的一些现象,如构造运动、地震震源分布和地热异常等。在此基础上,对地壳内低速层的成因机制作了初步的探讨     

青藏高原东北缘莫霍界面的三维空间构造特征

通过在青藏高原东北缘设计专门的三维地震观测系统而获得的莫霍界面反射波,利用三维反演方法反演重建了该区莫霍(M)界面的构造形态,得到了研究区M界面的三维构造图像和地壳深断裂的展布,研究区M界面总体上由东北向西南方向呈逐渐下倾趋势,而在不同的块体内部又具有不同的倾斜态势,反映了不同块体之间的差异和复杂程度的不同.鄂尔多斯块体M界面变化平缓,内部结构完整且坚硬;弧形构造区M界面的倾斜趋势发生了逆转,此现象可视为该区域在挤压、变形构造作用下M界面发生了明显的扭曲变形;秦祁块体M界面呈现出较陡的倾斜趋势,在本块东南端与弧形区结合部,M界面所显示出的局部隆起可视为地壳发生了强烈扭曲变形的迹象.综合二维、三维结果认为,特殊而复杂的构造变形环境,为海原8.6级大地震的孕育和发生提供了地质条件和深部背景.     

Deep seismic sounding investigation into the deep structure of the magma system in Changbaishan-Tianchi volcanic region

IntroductionThe Changbaishan-Tianchi volcano, located in Jilin Province, northeast of China, is one of the well-known active volcanoes in China. In the year 1 215(15, the volcano underwent an eruption that is believed to be one of the greatest explosive eruptions on earth in the past 2000 years with regard to its scale and violence. The eruption amounted to over 100 km3, and the eruption cylinder reached a height of more than 30 km, the volcanic ashes floated and fell south of Hokkaido, Jap…     

玛沁-靖边剖面S波资料研究与探讨

对玛沁——靖边剖面深地震测深S波资料处理解释，获得本区S波二维地壳速度结构和波速比结构．结果表明，该区S波二维速度结构和波速比结构，沿剖面存在着明显的差异．剖面西段和海原地区下方呈现S波速度偏低，而波速比偏高的结构特征；剖面中段和东段的S波速度和波速比正常．根据S波速度结构和波速比结构的横向变化特征，讨论了两大异常区岩性的变化．推测海原大地震孕育发生不仅与构造活动有关，而且与该区的岩石性质有关．