中国青藏高原地球物理研究的第一批重大成果其发展导向与核心科学问题的认识和思考

青藏高原的地球物理研究是深化认识高原本体和东亚壳、幔结构、隆升机制与大陆动力学响应的基础,故为中、外地球科学家们所瞩目.为此本文主要讨论以下4个方面问题:(1)问题的提出与背景;(2)率先进行青藏高原深部地球物理研究取得的第一批重要成果与进程;(3)青藏高原地球物理研究中的开创性研究成果和得到的启迪与国际影响;(4)当今青藏高原地球物理研究中的核心科学问题与当前青藏高原地球物理学要做些什么与思考.研究结果表明:(1)在青藏高原地球物理研究中只有在清晰思路指导下,取得高分辨率的数据才能反演,并刻画其壳、幔介质的精细结构;(2)青藏高原地壳巨厚、岩石圈相对较薄的层块结构与壳、幔结构分区特征,特别是存在地壳低速层和地幔低速层及其不均匀展布;(3)在多维力系作用下、深部物质重新分展、调整、运移和在多要素约束下的物理-数学模拟及陆-陆碰撞动力学响应;(4)当今在青藏高原地球物理研究的核心问题是地球内部物质和能量的交换、圈层耦合及其深层动力过程.中国地球科学家们应当清晰地认识到,青藏高原地球物理研究乃是中国地球科学家摘取"桂冠"的一个契机,故必须走自主创新之路,以建立起具有特色中国地球科学的理论和和运动学与与学模型.     

地震波形数据实时监控软件的实现

介绍了地震数据采集器监控软件的设计思路,特别是在实时波形显示上,采用“环形”的显示缓存和“滑动显示窗口”技术,大数据量时也能以左移的方式连续显示实时曲线的动态变化;实时波形的纵坐标范围也是动态变化的,在任何时刻都恰好能在显示区域内完整显示。文章还介绍了如何在显示中消除明显的屏幕闪烁现象,以及对数据从传输到存储、显示的分层设计思想和多线程技术的应用。     

构筑物强震监测无线网络系统设计

以MEMS构筑物强震监测仪器为节点,采用XMesh自组网路由协议,构造了构筑物的强震监测无线网络系统,实现了构筑物强震监测无线组网。设计了无线网络远程监控界面,实现了无、线网络的远程实时监控。测试了点到点时无线网络性能,试验结果表明,在≤50Hz采样率时能实现可靠的实时监测。     

汶川—映秀MS8.0地震的发震断裂带和形成的深层动力学响应

在印度洋板块与欧亚板块的碰撞-挤压作用下,不仅形成了喜马拉雅弧形山造山带,而且导致其东部弧顶—东构造结似一尖楔沿NNE方向插入青藏高原的东北缘.造成了巴颜喀拉块体和龙门山断裂系深、浅部构造强烈活动和变形,并导致高原腹地壳、幔物质以大型走滑断裂为通道边界向E-ES方向运移.2008年5月12日汶川—映秀M_S8.0地震就发生在这相对活动的巴颜喀拉块体与相对稳定的四川盆地之间的龙门山断裂系辖区内.基于该区深部壳、幔结构和主震（M_S8.0）与7万多次余震震中位置与震源深度的展布研究表明,汶川—映秀M_S8.0地震的发震断裂不是震中在地表投影位置附近,而是龙门山断裂系3条以不同角度西倾、且向下在15±5 km深处汇聚的断裂带CF.该发震断裂带不是一条简单的线性断裂带,而是一半径为5 km左右的柱状震源体,沿NE向展布.在青藏高原东北缘深部物质向东与向东南运动过程中地壳各层整体逐渐抬升,且在龙门山断裂系地带为减薄的转折部位,而地壳低速层却在这里尖灭.在两陆-陆板块碰撞力系作用下,壳、幔介质以上地壳底部低速层（深20±5 km）为上滑移面,并与上地壳解耦,而在深处则以岩石圈底部漂曳的软流层顶部（深100±10 km）为下滑移,故下地壳和上地幔盖层物质才能同步运动.它们在四川盆地高速“刚性”壳、幔物质阻隔下,龙门山断裂系的3条向下汇聚的断裂带与下地壳和上地幔盖层物质同步沿龙门山断裂系的断层面向上逆冲,当向上与向下同步运动的固态壳、幔介质二者在15±5 km深处强烈碰撞时激发了这次M_S8.0地震和一系列强余震的发生和发展.基于上述可见,对强烈地震孕育,发生和发展的深部介质与构造环境,深部物质与能量的交换、运移和深层动力过程的研究乃核心所在.     

青藏高原整体隆升与地壳短缩增厚的物理－力学机制研究（上）

本文综合研究了青藏高原大地构造格局、地壳与地幔结构、地球物理场特征,对青藏高原整体隆升的物理一力学机制,进行了总结,并提出了隆升、地壳短缩和增厚的动力学模式。论文对以下五个问题进行了研究和讨论：第一,青藏高原巨厚的地壳、薄的岩石图结构、不同产状深大断裂以及推覆、切割和碰撞造山带的基本模式;第二,地震活动、断层面解与区域应力场;第三,板块运移与地体拼贴和大陆增生;第四,青藏高原隆升的物理一力学机制分析;第五,青藏高原隆升的地球动力学模式。研究结果表明,南部印度板块向北运移并与欧亚大陆板块碰撞,北部则受古亚洲板块阻隔并向南推移。在长期的碰撞与挤压作用下,造成了高原地区异常的地震活动和应力场,Ｌｇ波能量向南快速衰减和Ｑ值向南递增,水热活动强烈和地壳“南热”、“北冷”及岩石围中“壳热”、“慢冷”的格局。喜马拉雅南、北麓重力未达均衡,高山仍在上升,沿雅鲁藏布江由深部上涌的蛇绿岩套长达１７００ｋｍ,一系列走滑断层的形成和强烈的形变,形成了南界恒河平原北缘、北抵雅鲁藏布江的宽约３００～５００ｋｍ的碰撞挤压过渡带。基于此,青藏高原的隆升和地壳短缩增厚的物理一力学机制为软流圈的拖曳作用,促使印度板块与欧亚板块的碰撞和长期的挤     

青藏高原及其邻近地区的地球物理场特征与大陆板块构造

本文搜集了现在已知的关于青藏高原地区的各种地球物理场特征,即:该区的地壳与上地幔构造,地磁场要素的分布,航空磁测的结果,古地磁极移轨迹,重力异常与均衡补偿,地热活动与温泉分布,地震活动以及深地震探测等研究结果,来探讨它与大陆板块构造的关系。 研究的初步结果表明,印度洋板块与欧亚板块交接地带的北界为雅鲁藏布江,南界为恒河平原的北缘。喜马拉雅地带为这两大板块碰撞与挤压的过渡带,其宽度约300公里左右。这一地带的大、小地震绝大部分是浅源地震,只在弧形山系和东西弧顶及其转折部位有中源地震。在这一过渡带内水热活动剧烈,重力也不均衡。 雅鲁藏布江以北到当雄一带,地壳厚度为70-73公里,喜马拉雅地区则为68-45公里左右,并向南翘起。地壳由多层介质组成,在下地壳中存在着低速层。断层面解表现为向南逆冲,主压应力轴基本上为南北向和北东向,且与震源深度相关。现在构造活动与地震活动似均逐渐向南移到主边界大断层一带。 在雅鲁藏布江以北,小震震源深度向南递加,而在恒河平原以北,则向北递加。此外,在上述两个地区均有零星的中源地震发生。因此,喜马拉雅地带的南北两侧有相向“俯冲”之势。在兴都库什地区,中源地震震源面北倾;在帕米尔地带,中源地震震源面南倾。因此,震源面构成了“V”字     

从地下水动态看黄泛平原区的地下水回灌

八十年代以来，随着工农业生产的高速发展，用水量急增，由于过量开采地下水，造成了局部漏斗，并有逐年扩大的趋势。八十年代中期。各县市不同程度的对地下水进行了回灌。从地下水动态变化情况看，湖西黄泛平原区回灌工程效果较好，漏斗区地下水位有了明显的回升。     

层状弹性介质中地震波运动学问题研究

完全弹性介质中，进行地震波射线追踪时需要确定射线的出射角；在非弹性介质中，除了确定此射线出射角之外，还需要确定另外一个角，即波前面与常振幅平面的夹角──衰减角。基于惠更斯原理，研究了确定射线出射角与衰减角的一种有效方法，进而对层状非弹性介质中地震波运动学问题进行了一定的理论研究与数值计算。     

三江地区地壳结构及动力学意义:云南遮放-宾川地震反射/折射剖面的启示

位于中国云南省的三江地区的断裂主要包括金沙江-红河断裂、澜沧江断裂和怒江断裂(三江断裂带). 通过解释跨过滇西构造域中腾冲与保山地块的遮放-宾川宽角反射/折射地震剖面, 文中以地震波旅行时层析成像方法获得了地壳纵波速度结构, 以地震散射成像方法获得地壳反射结构, 从而重建了研究地区的地壳、上地幔反射结构. 给出的研究区地震P波速度和反射结构图像表明:该剖面的地壳结构可以划分为3个块体, 各块体间地壳速度与反射图像具有明显差异, 保山段地壳速度较东西两段为低, 莫霍界面反射强. 该地区地壳厚度为40 km左右, 并具有从西向东增厚的趋势. 腾冲南, 即剖面上80~115 km地段, 在8~10 km深处存在一组亮点形式的强反射带, 莫霍界面反射波场在横向变化明显. 对三江断裂地带地壳增厚的方式, 地震孕育的构造环境及腾冲、保山地块、潞西海槽之间的接触关系等问题进行了讨论.     

地震计性能测试装置的研制

研制一个地震计性能测试装置，使其在地震计的生产过程中提供仪器的频响特性曲线及三分量一致性，提供更方便可靠的测试手段。结合目前现有的电法标定原理以及数据处理理论，给出测试装置的原理、硬件电路、软件设计以及结果分析。