电阻率图像中的地下水和断层

目的：将电阻率层析成像应用于探测潜伏断层的研究中，本文发现了断层和地下水的一些基本电阻率分布特征，这对于工程物探意义重大，一般情况下，断层两侧具有不同的电阻率特征，但是，根据电阻率层析图像中的电阻率分布，通常难以区分断层和地下水层，这是因为两者不仅都具有低电阻率值，而且还具有非常相似的电阻率异常特征。资料和方法：运用电阻率层析图像的数据，电阻率层析图像中的断层会呈现如下特征：1）由于孔隙度的加大和地下水的存在，使得断层表现出高角度的低阻线性结构。它们既可以出现在浅部盖层中，也可以存在于深部基岩中，特别是在深部区域，它们尤为明显；2）它们还呈现出高角度的线性梯度带，在该梯度带两边的电阻率结构出现整体性的差异，通常情况下，正断层的上盘表现出低阻或／和班驳状的高阻和低阻扰动区，而下盘则为完整的高阻区，这与逆冲断层正好相反；3）与断层有关的电阻率异常区常常具有良好的大尺度水平连续性，并且可以追瞎异常区附近的精细电性结构。而地下水的电阻率特征为：1）如果没有裂隙，地表水所引起的低阻区非常浅，即使存在丰富的水源以及高孔隙度的砾岩和中粗砂。一般情况下，其底端深度不超过强风化区；2）地下水的电阻率值非常低，特别在高矿化度的地区。地下水，包括岩溶水和砂岩水，的电阻率总显示出局部水平延伸或／和面团状特征；3）地下水层的深度朝某个固定方向逐渐增加，并且其电阻率图像会随季节而变；4）一般情况下，在水下渗的地区，会出现降水漏斗，其上部为高阻，而下部为低阻，从而便形成了“Y”或“V”字型的典型结构。结果：利用上述的基本特征一般可以区分断层和地下水。结论：仅依靠电阻率层析图像，可能极难准确地区分断层和裂隙水，这是因为裂隙水不但可能具有高角度的低阻线性结构，而且在一定尺度上具有很好的水平连续性，还有，由于电阻率层析成像较差的垂直分辨率，难以精确确定断层的上端点位置，所以结合其它的物探手段如钻探和浅层地震勘探是非常必要的。     

唐山地震震源区构造应力场强度的初步分析

利用唐山地区丰富的震源机制解资料反演构造应力场，并结合构造物理研究手段，对唐山地震震源区现代构造应力场的3个主应力绝对量值进行了估算，给出了地壳介质参数取理论平均值的情况下，唐山地震震源区构造应力场３个主应力量值随深度的变化趋势．研究分析了摩擦系数c、孔隙压力P0和应力形因子 等参数与应力值的关系，发现最大主应力1的垂向增长率与摩擦系数c成正比，与孔隙压力P0和应力形因子成反比；而最小应力值3的垂向增长率与孔隙压力P0成正比，与摩擦系数c和应力形因子成反比．本文对应用震源机制解资料反演完整的应力张量进行了一次有意义的尝试．      

华北地台北缘地球物理场特征与金属矿床预测

对华北地台北缘的地球物理场特征进行了探讨,根据重、磁异常数据反演计算了该地区的莫霍界面、居里界面、磁性界面的起伏.利用地球物理场资料和反演计算结果对该地区的构造格架和断裂进行了推断,同时预测了9个成矿远景区:(1)集宁一呼和浩特金成矿区;(2)张家口一赤城金、银多金属成矿区;(3)密云一高岭金、铜成矿区;(4)青龙一马兰庄金成矿区;(5)秦皇岛、金多金属成矿区;(6)郝家营多金属成矿区;(7)承德地区金、多金属成矿区;(8)赤峰一喀喇沁旗金成矿区;(9)宁城东金、多金属成矿区.     

中国大陆及邻近海域的Rayleigh波群速度分布

利用Rayleigh波群速度资料反演得到中国大陆及其临近海域的(70°E-145°E,10°N-55°N)15-120s周期的群速度分布图像. 塔里木盆地在15s处清楚地显示为低速,在16-33s左右没有显示,但在36-5s显示为高速,说明塔里木盆地有较深的根. 青藏高原块体是44s至120s图像中最为突出的低速块体,南面与印度板块的分界线以及与北面的塔里木盆地、柴达木盆地的分界清晰,其块体中西部的速度低于东部. 泰国清迈附近存在一尺度为1000km左右的低速带,可能是青藏高原块体的物质向东南方向迁移造成上地幔物质上涌的结果. 南北地震带表现为强烈的速度梯度带,西面为低速,东面为高速. 中国南海的中央、日本海中央、菲律宾海表现为海洋性地壳. 菲律宾海的图像与地形及地震带完全吻合. 环绕菲律宾海及日本海存在400km左右宽的低速带,可能是岩浆活动带.     

地震静校正全局最优化问题的求解

针对地震静校正存在的非线性和多参数性等问题，本文提出了一种全局优化的剩余静校正方法.在模型更新规则上，把模拟退火方法和均匀优化设计方法结合在一起，使模型的更新更为合理，从而加快了搜寻全局最优解的速度.同时提出了模型的不同分量的温度参数和退火过程的选取方式，把温度参数的选取与地震剖面的能量联系起来，使温度参数的选取具有自适应的特点.该方法克服了常规模拟退火方法所具有的寻优空间不均匀以及退火参数需通过多次试验选取的缺陷.通过实际地震资料的计算证明，本文提出的方法对地震静校正问题合理而有效.     

非线性地球物理反演方法:回顾与展望

自20世纪90年代以来，非线性地球物理反演方法已走向成熟，这些方法包括线性化迭代法，仿真淬火法，遗传算法及联合反演方法等，线性化迭代反演基于开放物理系统状态发生相变的原理，要进一步改善模型参数化的技术和迭代过程的自组织；仿真淬火法与遗传算法基于自然过程的指数率或生物演化的优生率，可以相互结合以提高解估计的分辨率与置信度；联合反演要结合岩石物理性质的统计规律，才能取得兼容地质与综合方法的应用效果，地球动力学中的反问题不仅涉及偏微分方程系数项的求解，而且涉及初始条件或初始边界的求解，对地球动力学作用过程研究特别重要。     

水对断层摩擦滑动稳定性的影响

在不同含水条件下研究了光面、含脆性物质夹层和含延性物质夹层 3类断层的摩擦滑动行为 ,认为水对断层滑动稳定性和摩擦滑动的速度依赖性有重要影响。建立了含有岩性、围压 (深度 )和含水量 3因素的断层活动稳定性的模式 ,认为脆性断层更多地表现为速度弱化 ,少量水的存在易于出现黏滑 ,高孔隙压时会表现为稳滑 ;半脆性或半延性的断层在少量水或较低孔隙压的情况下会表现出速度弱化 ,也就可能出现黏滑 ,但孔隙压较高后 ,会表现出速度强化 ,滑动也就会是稳定的 ;延性断层多为速度强化 ,不出现黏滑。提出水的进入降低了系统的稳定性 ,水的存在增加了系统的稳定性。这是考虑水或一般流体对岩体或断层活动稳定性影响时需要考虑的两个方面     

依据剖面资料求解断层的水平位移

提出依据开挖剖面中的楔形体在受到断层作用时其厚度的变化量求解断层水平位移的方法。分析表明断层水平位移量S与楔形体在断层两侧厚度变化量Δh满足关系式S＝Δh/ρsinβ。式中ρ为楔形体在断层走向上的尖灭系数，β为断层的倾角，该关系式不仅能满足纯走滑运动的断层，而且也满足一般斜滑断层，同时提出了在剖面上判断断层水平运动性质的方法。     

平面剪切断层系相互作用的研究

本文利用数值模拟方法对 2种典型地震断层系进行了研究。首次引入利用所有裂纹面上裂纹张开位移 ( COD)数据计算应力强度因子和应力场的方法 ,提高了计算精度。本文对此方法进行了验证 ,利用边界元算法获得 COD数据 ,将全裂纹面上的 COD数据代入公式 ,拟合出应力强度因子和应力场。此方法后处理少、可靠性好、计算时间也相应较短 ,且易于操作实现 ,适用范围较广。在上述工作的基础上 ,本文利用此算法讨论了 2种典型的平面双等长裂纹系问题。第一种是平面共线剪切双裂纹 ,主要讨论了这种非单一裂纹在外力作用下的相互作用 ,定量给出了裂…     

Application of Dangerous Probability Function in Risk Estimation of Surface Rupture Earthquake：Taking the Lingwu Fault in Ningxi1 Region as on Example

Based on the fitting on paleoearthquake data of intra-plate regions in the northern part of Chi-na and giving a statistical model of time interdependence,the potential damage earthquakes in a definite future period and characteristics of present shocks along the Lingwu fault have been analyzed by using dangerous probability function and some new data concerned.We have in-ferred that the fault has entered a period that earthquakes will probably occur.There exists a potential danger that a strong earthquake with Ms7.0-7.5 will occur in 10-100a.