中国青藏高原深部地球物理探测与地球动力学研究（1958—2004）

经过半个多世纪的努力,中国学者在青藏高原进行的地壳上地幔地球物理探测工作取得了巨大进展. 累计完成长约45000km的深部地球物理探测工作,取得了许多科学数据,为探讨高原地壳上地幔结构、隆升机制和动力学研究奠定了基础. 为比较全面反映中国学者多年来的工作成果,作者广泛收集资料,总结了中国学者在青藏高原地壳上地幔地球物理探测工作程度,并按照方法分类绘制了系列工作程度图. 文中分别对地壳结构、上地幔的横向不均匀性、岩石圈的电性结构、青藏高原隆升机制、青藏高原地球动力学模型等几个方面所取得的主要成果做了概略的评述. 已有资料表明：青藏高原的莫霍面埋深变化较大,且在几条重要缝合带莫霍面两侧都有断错;根据目前的探测结果,高原在20±5km埋深范围内普遍存在壳内低速高导层,速度一般为5.6～5.8km/s,电阻率约为1～10Ω·m,厚度一般为5～10km,但横向分布不连续. 低速层与高导层的深度、厚度在趋势上一致,但不十分吻合.天然地震的研究结果表明,组成高原各个地块内部的地震各向异性方向大致相同,各地块的分界处各向异性方向往往有明显的变化;虽然对高原隆升机制还存在不同的看法,但至少认为高原是多期隆升、多种机制共同作用的结果这一点已达成共识. 综合已有的地球物理调查成果,结合地质地球化学资料建立的高原地球动力学模型,形象地表达出青藏高原岩石圈的双向挤压变形模式. 这些工作为研究青藏高原隆升和变形机制提供有价值的信息.     

地壳流体CO_2的释放与地震关系:回顾与展望

介绍了地壳流体CO2的3个主要成因:有机成因、变质成因及幔源成因,并着重讨论了CO2气体的稳定同位素13C的示踪性能;总结了由地壳释放CO2的主要方式、上升通道及其存在形态。在回顾地壳流体CO2等释放在目前地震监测、预报及相关研究中的主要研究进展的同时,指出地壳深部流体(CO2、He、CH4等)在同位素地球化学、深源流体运移与地震活动、深源流体对震源介质的影响等。此外,提出对深源流体监测不能仅限单一组分(CO2)的监测,需多种深源成分(He、Ne、Ar、H2、CH4)同时监测。     

藏南地壳速度结构与地壳物质东西向“逃逸”──以佩枯错-普莫雍错宽角反射剖面为例

根据佩枯错-普莫雍错480余公里长地震剖面上纵、横波波场特征识别的来自Moho界面反射及壳内界面反射震相, 通过正演拟合解释藏南地区近东西向剖面地壳纵、横波速度与泊松比结构. 结果显示: 该区地壳厚度东西向变化显著, 分别以定日西、定结东为界呈现“块体三分”格局, 西段Moho界面埋深为71 km, 中段约76 km, 东段约74 km; 上地壳底部深度20~30 km左右处存在一低速层, 其厚度沿东西向急剧变化, 即从西段的20 km减薄至东段的6 km左右; 地壳内纵、横波速度变化剧烈, 在东西方向上呈现出跳跃式周期性变化. 下地壳物质低波速与3条近南北向活动正断层的存在可能是伴随印度与欧亚板块碰撞、下地壳物质“拆沉”、地壳增厚与物质东西向“逃逸”耦合作用的结果.     

九州-帕劳海脊地壳结构及其形成演化的研究综述

九州-帕劳海脊(KPR)位于菲律宾海中央,近南北走向.形成于太平洋板块向西的俯冲,裂离于帕里西维拉海盆和四国盆地的弧后扩张,是老的伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧(IBM)的残留弧.裂离期间同时受到垂向旋转应力和水平挤压力的共同作用,这是形成九州-帕劳海脊现今狭长的几何形态的主要原因之一.九州-帕劳海脊南北部地壳结构可总结为P波波速为7.1～7.3 km/s下地壳;P波波速为6.1～6.3 km/s的中地壳;P波波速为4.5～5.5 km/s上地壳.九州帕劳海脊北段,30°N以北区和25°N以南区的地壳厚度普遍在10～15 km,25°～30°N之间的地壳厚度普遍大于15 km.九州-帕劳海脊的中段的地壳厚度变化较大,而且未识别出中地壳的存在,为不成熟的岛弧地壳.海脊南段与北段相似,具三层的地壳结构,但地壳厚度小于北侧,基本上大于10 km.整个九州-帕劳海脊处的地壳厚度普遍厚于两侧海盆的地壳厚度.     

汶川地震震前龙门山以西地壳垂直隆升机理分析

结合流动GPS观测速度场及层析成像结果,构建跨龙门山断裂剖面的二维有限元分层模型,分两种情况讨论汶川地震前龙门山前缘地壳垂直隆升的物理机制,以及中、下地壳软物质垂向和横向的不均匀性对地壳隆升作用的影响。分析认为：川西高原相对四川盆地的差异抬升和龙门山以西地壳缩短的共同作用是汶川地震震前龙门山前缘地壳垂直隆升的可能原因。     

地壳深部探测专业委员会2009年学术研讨会纪要

2009年8月23日-26日,中国地震学会地壳深部探测专业委员会在内蒙古满洲里召开了“2009年学术研讨会”。会议由专业委员会主任方盛明同志主持。     

台湾及其邻海的重力特征与构造、地震的关系

分析认为，在台湾及其邻海的重力场中，具有短波长特征的空间重力异常受地形与海深所制约．玉山的200×10     

大容量气枪震源特征及地震波传播的震相分析

利用大容量气枪震源在陆上水库进行地震波激发试验,研究陆上水库环境下激发气枪震源所产生的地震波特征及传播距离. 试验结果表明,大容量气枪震源是具有丰富的10 Hz以下低频信号的低频震源,其激发的地震波具有传播距离远,穿透深度深的特点. 在185 km长的测线上均记录到了气枪信号,成功检测到Pg,Pc,P2,PmP和Pn等多组震相,并在此基础上对地下深地壳结构进行了一维速度结构正演,讨论了该区域壳幔过渡带的低速结构. 气枪震源还具有一般炸药震源不具有的特征,如长期定点重复激发和有效转换S波的优点,是陆上进行长炮检距深穿透地下结构研究的一种优良人工震源.     

用边界元法研究川西地区的形变场与应变场

将巴颜喀拉地块和四川地块作为研究对象,用块体边界上的GPS位移作为输入数据,应用边界元法计算得到块体边界上的应力,再用求解出的边界应力计算块体内部的位移与应变.结果发现巴颜喀拉块体南北向为张应变作用;块体西侧张应变量较大,向东逐渐减小,到龙门山东侧应变几乎减弱为零.南北向张应变向东的迅速减弱,使得龙门山断层产生闭锁,闭锁使龙门山断裂聚集起巨大的应变能,应变能的大量积累可能是导致汶川地震发生的根本原因.     

班怒带西段尕尔穷铜金矿两套侵入岩源区及其地质意义——来自Hf同位素特征的指示

尕尔穷铜金矿位于班公湖—怒江缝合带西段南缘的措勤—申扎火山岩浆弧内,为与侵入岩有关的矽卡岩型-破碎带型铜金(铁)矿床。在已有石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的基础上,进一步对其进行锆石Hf同位素研究,同时对最新勘查成果显示具有一定成矿潜力的花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素研究,确定了两套侵入岩的形成顺序;结合前人总结的岩石地球化学特征,利用Hf同位素对其岩浆源区进行示踪。结果显示:花岗斑岩锆石206Pb/238U年龄加权平均值为(83.2±0.7)Ma,较石英闪长岩晚4 Ma左右,其初始176Hf/177Hf值为0.282 235～0.283 073,εHf(t)值为-17.2～12.5;石英闪长岩锆石初始176Hf/177Hf值为0.282 800～0.283 015,εHf(t)值为3.5～10.5。结合二者地球化学特征显示:石英闪长岩和花岗斑岩可能是同一岩浆系统不同分异阶段的产物,前者主要起源于具有幔源印记的初生地壳,而花岗斑岩具有和石英闪长岩相似的岩浆源区,但明显混入上地壳基底物质;暗示晚白垩世班怒带西段南缘内随着南羌塘—三江复合板片与冈底斯—念青唐古拉板片之间的弧-陆碰撞,先成的具有幔源印记的初生地壳重熔形成岩浆,随着碰撞的继续和岩浆的上涌分异,部分上地壳受挤压或热效应进一步重熔并参与岩浆系统中,由早至晚形成了由幔源特征向幔-壳混合源特征源区逐渐转变的花岗岩演化系列。尕尔穷铜金矿是起源于具有幔源印记的初生地壳的花岗岩的成矿专属性表现。