阿尔金活断层的古地震与分段

活断层的破裂过程往往是通过多个独立破裂段落的组合而进行的。活断层的分段就是对断层上各个稳定的独立破裂单元的识别。这是深入认识断层的活动习性特征和进行潜在地震危险性评估的重要途径。古地震资料是识别破裂单元最直接的依据。本文在根据障碍构造对阿尔金活断层进行几何结构分段的基础上,结合古地震资料的分析进行了破裂分段的识别,划分了11个破裂段。在约20000年来各个段落活动时段、强度、古地震复发间隔都有所不同。总趋势是由西向东逐渐减弱。在约4500-2000aB.P.存在一个各个段落都比较活跃的阶段。这与沿青藏高原边缘的一些活动带上揭露出的情况很相似,看来这是与整个高原的构造活动在这个时段曾有所加强有关。     

陕甘宁盆地遥感地质特征

通过对1∶25万TM卫星1、4、7波段假彩色合成影像图及其东西、南北、北东及北西方向上的线性增强图,1∶3.5万和1∶5万的航空照片的解译,结合野外实地考察,得到如下结果:a.陕甘宁盆地线性断裂构造发育,可划分出东西、南北、北西、北北西、北东、北北东等6组断裂。它们在空间上呈现出近等间距性、网络格局、断续成带的特点;在活动性上具有断距小、隐伏性、强度低的特点。它们明显地控制着现代地形、地貌及水系的发育,表明陕甘宁盆地内部新构造活动较为明显。b.盆地南北遥感影像有着明显的差异,反映两者地质构造的差异性,特别是盆地南部地区存在一个基本围限了盆地南部黄土高原地区的巨大的环形影像,其边缘影像十分清晰,中间区域穿插了略呈格状的北西-北北西,北东-北北东、东西及南北向的断裂。该环形影像是盆地中南部控边构造的多期活动、复合、叠加、联合而成的综合影像,并不反映盆地南部存在整体大规模的顺时针或逆时针的环型块体转动。     

根据环境应力场寻找中国大陆地区的潜在震源区

地壳介质是一种里面存在着许多裂纹的非完整介质．断裂力学的研究结果表明，这种介质的强度远低于完整介质的强度．笔者认为，地震的发生是由于地壳中裂纹在合适的条件下由稳态扩展逐渐发展到失稳扩展的结果，地震破裂即为断裂力学所阐明的低应力快速破裂现象． 快速破裂的出现必需要有局部应力和应变的高度集中．根据Knott(1973)对裂纹尖端进行的弹塑性应力分析表明，裂纹尖端的应力状态对裂纹的扩展起了极其重要的作用．由于应力集中，在裂纹尖端必然形成一个塑性区．塑性区中的位移已不是弹性位移，而是塑性位移．=a20/2y，这里，0是作用剪应力，它相当于地震发生时的初始应力或构造应力，a是裂纹半长，是刚性模量，y是介质剪切屈服强度．而地震位错恰恰是发生在形成塑性区的裂纹末端．于是我们提出了一个关键性的假定，设位错D(1，t)为文中的公式(5)，地震最大位移为Dmax=L20/4g，式中，L是断层长度．若刚性模量取上地壳的数值，=33 GPa，介质剪切屈服强度y取实验室给出的平均值y=30 MPa，那么，根据Dmax和L的观测值，利用此公式就可以估计大震的构造剪应力值．计算结果表明，全球的大震构造剪应力值大多数在5——20 MPa 之间，有地区差异，平均为10 MPa． 笔者在进一步研究了震源谱的性质后，又导出了体波震级mb对0和地震矩M0的依赖关系(即文中的公式(11))，此公式提供了直接利用地震观测资料大量计算构造剪应力值的可能性．我们认为，构造剪应力场是控制地震发生的主要因素，出现高应力值地震的地区是容易发生强震（MS6.0）的地区，即地震危险区．我们对1987年以来全国所有mb3.8的地震计算了它们的剪应力值，据此，划出了我国大陆地区强震危险区并给出了震级范围． 1992年4月——1994年1月31日，中国大陆地区共发生9次MS6.0的地震，其中8次均落在我们事先划定的危险区内，只有1次在危险区外．实践证明，这种新方法作为中期强震预报，是一种有效的预报手段，有着良好的物理基础和令人鼓舞的发展前景，值得深入探讨和研究．      

鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

岩体破裂尺度与频率特征关系及其工程实证研究

将S变换时频分析技术引入微震信号波形分析领域,通过震源破裂尺度,研究微震信号频率特征与岩体变形破坏之间的联系。以西南地区3个水电工程作为研究对象,将大量微震监测数据作为统计样本以减小外部因素对参数计算的影响。在该基础上统计、分析岩体破裂尺度与微震信号频率之间的关系,结合大渡河猴子岩水电站地下厂房微震与多点位移计监测资料进行工程实证研究。研究结果表明,当岩体破裂尺度增大时微震信号高频成分减少,表现出低频特征;在围岩变形过程中微震信号高频成分呈现出先减少再增加的演化规律,围岩发生明显变形前微震信号出现由高频向低频转移的现象,因此,可将聚集区域内微震信号频率降低作为该区域岩体宏观变形破坏的前兆信息。研究结果可为基于微震监测的岩体工程稳定性分析及其灾害预测预报提供参考。     

井地2.5维DC反演研究

开展了不同观测方式的井地2.5D直流电阻率反演研究。①从2.5维直流电阻率满足的边值问题出发,采用变分原理结合节点线性基函数推导了2.5维井地DC满足的积分弱解形式;②构建了二阶最大平滑稳定泛函的2.5维井地直流电阻率正则化目标函数,采用共轭梯度算法对正则化目标函数进行最优化求解,并采用逐步衰减正则化因子的求解策略来提高反演的稳定性;③设计了均匀半空间模型得到的数值解与解析解对比,电位的相对误差在2%以内,阐述正演算法的正确性和高精度。另外,分析了不同观测装置的2.5维井地直流电阻率异常体特征,并对不同观测方式对2.5维井地DC理论数据进行反演研究。研究结果表明,井中数据的引入提高了2.5DC对纵向探测的分辨率能力,同时提高了2.5DC反演有效性以及准确性。     

汶川8.0级强震北川、映秀地表破裂现象

在汶川8.0级大地震后,通过对北川和映秀2个极震区地表破裂的初步调查发现:北川、映秀地震形变带总体上为NE-SW向展布;地震破裂带以逆冲为主,兼小量走滑位移;北川地表形变带挤压缩短量为3～4m,映秀地表破裂左旋走滑位移为0.4～0.5m     

古风暴沉积的化石标志

本文根据广泛的野外观察对一些不同寻常的化石保存状态、化石的变形、不同化石群的混合以及化石个体的排列方式进行了研究,认为它们明显地受到过强度猛烈、产生突然、作用短暂的水动力作用。把这些现象与一般的波浪、底流、潮汐以至浊流作用的结果加以对照区别,认为他们可以与其它沉积学特征结合,共同作为识别古风暴沉积的标志。