“地球动力学”的研究现状与展望——第32届国际地质大会研究成果综述

第32届国际地质大会通过按地域和构造作用过程等形式划分11个专题会场,展示了地球动力学的研究成果。其成果主要包括特提斯域构造演化及其不同阶段的块体裂解、拼合及后期改造的细节过程,地质历史中的超大陆分布和成因,俯冲—碰撞带深部构造和变质机制,安第斯山(Andes)缓倾角平坦式俯冲过程及其地壳变形和岩浆作用的响应,显微构造对动力作用过程的影响和控制,地壳和上地幔熔融、流变学和动力学意义,大洋岩石圈构造与演化,大陆地盾区构造和再活动,稳定大陆区地震,空间大地测量学和现代板块运动等方面。这些研究成果充分显示了地球动力学研究具有多学科、多手段(如古地磁、超深钻、地球物理、大地测量和GPS等)、多尺度(宏观、微观)和多时期、全面、综合、并逐步接近定时、定位和定量地探索和研究的特点,它从地球(主要为上地幔和地壳)的组成、结构构造入手,逐步认识地球(主要为地球岩石圈)的演化和动力学。     

小波分析在地壳形变资料处理中的应用

小波变换的时频分析和奇异性检测特性 ,使得其在非稳态信号处理中有不可抵挡的优势 ,本文用已知的合成信号对这两个特性进行了分析和说明 .对几次地震前的形变时间序列资料 (定点潮汐形变观测、GPS观测 )作了小波变换 .结果发现 :地震前约 4个月左右 ,震中周围的几个定点形变台站都接收到周期为几天到十几天的异常信号 ;而地震前震中周围的几个GPS观测站均同时接收到周期为 3个月到半年左右的异常信号 ,不同的地震异常出现的时间不一样 .这些同时出现在多个台站或观测站的同频段的异常信号是可能的地震前兆 .     

基于双树复小波包变换的地震信号分析方法

尝试性地将一种双树复小波包变换方法应用于地震信号分析中 .复小波包变换综合了实小波包变换与连续复小波变换各自的优点 ,不但能提取信号的相位信息 ,而且选取与被分析信号相频特性相匹配的复小波包 ,可以对信号产生更好的“聚焦”作用 .本文描述了一种双树复小波包变换算法 ,并给出了模拟信号及实际地震记录的分析实例 .研究结果表明 ,双树复小波包变换是分析具有非线性相位地震信号的一种较为有效的方法 .     

HEIGHTENING AWARENESS OF REDUCING EARTHQUAKE DISUSTER, DOING ONE＇S BESTAT EARTHQUAKE DISASTER PREVENTION AND SEISMIC FORTIFICATION OF LIFEBLOOD ENGINEERING

The important meaning of doing one‘s best at earthquake disaster prevention and seismic fortification of lifeblood engineering was expounded and some suggestions for the construction of lifeblood engineering was put forword.     

卡斯凯迪亚消减带的幕式颤动和滑动：静滑动震颤

发现在最初被认为不活动的北卡斯凯迪亚消减带的深部界面观测到的重复性缓慢滑动事件具有独特的非地震性地震学特征。颤动状的地震信号与用跨越过去6年的地壳运动数据识别出的滑动事件在时间和空间上相关。在滑动事件之间的时段内，颤动活动要么不存在，要么很小。我们称这种颤动和滑动相关现象为幕式颤动和滑动(ETS)。我们认为幕式颤动和滑动的活动可以作为卡斯凯迪亚特大逆冲地震区应力加载的实时指标。     

中国的重复性地震事件

从1985年到2000年间，中国及其邻近地区大约10％的地震事件属于重复性地震事件，并且彼此间不超过1km。我们对约14000个地震和爆炸的地震图做互相关，计算了相对到时约0．01 s，并使横向定位精度达到了100m～300m。这样的精度对于地震危险性研究、地震物理、禁止核试验的核查都非常重要。通过对已有的资料重复性信号的识别和测量，提高了定位精度，改进了在读取初至到时和定位方面目前程序的不精确性。     

2002年汤加序列中深源地震的远程触发

业已证实，发生在地壳中的地震能够’触发后续地震，但对于更深的地震这种触发机制是否存在还未见文献说明。浅断层相互作用的模型表明，静态(永久)应力变化能够触发附近的地震，一般在距原发地震几个断层长度的范围内(King et al，1994；Harris，1998；Stein，1993)。而由地震波携带的动态(瞬态)应力既可以触发附近的地震，也可以触发远震(Hill et al，1993；Harris and Day，1993；Belardinelli et al，1999；Kilb et al，2000；Gomberg et al，1997)。本文中，我们对2002年8月19日发生在汤加的深源地震序列做了深入的分析，并给出静态触发作用和动态触发作用的证据。一次深度为598km的7．6级地震发生后7min，在相距300km的以前无震区发生了一次7．7级的地震(深度664km)。我们发现在第一个主震后，附近的余震往往集中在主震引发的静态应力升高的地区。但是第二次主震和其他的被触发的地震发生在距离第一次地震很远的地方，在那里静态应力的增加可以忽略不计，因此这表明是动态应力触发机制在起作用。被触发地震的发震时间同主震的主要地震波到时并不对应，并且这种动态触发的地震通常发生在地震区下面或附近的无震区。我们认为这些地震是在接近临界状态的地区由瞬变效应触发的，而在这些地区，如果没有外部影响，地震起始非常困难。     

由触发地震活动性的级联解释前震

大地震前观测到前震，以及认为前震具有特殊的性质使得它们能够同其他地震区别开来，所有这些增加了地震是可以预报的希望。所提出的异常属性包括：震级较大的前震相对于震级较小的前震占有比正常值更高的比例；以到主震的时间为参数，地震活动速率以幂律加速；将许多地震序列进行平均时，前震在空间上向主震迁移。使用南加利福尼亚的地震活动性数据，我们证明了这些性质以及其他性质都可由一简单模型得到，这一模型认为，不管前震、余震和主震，任何一个地震都能触发其他地震。我们发现前震的前兆性质同主震的大小无关。这意味着：由于根据过去的地震活动性并考虑触发的级联作用，地震活动速率是可以预报的，因此地震(无论大震还是小震)也是可以预报的。触发的级联作用很自然地产生了大范围、长时间的交互作用，这可以用来解释在非常大尺度范围内观测到的地震活动性相关现象。     

由大地测量数据得到的犹他州沃萨奇断层带的全新世滑动速率：地震周期效应

在美国西部盆地山脉省的东部地区，GPS数据确定了一个宽大的现代变形带。使用覆盖在粘弹性下地壳／上地幔之上的弹性上地壳的有限元模型并结合地震周期效应，我们指出这些数据与现今的断层滑动集中在沃萨奇断层带上的模型是一致的。模拟的水平扩展速度是3．0～4．5mm／a，这也与全新世的地质数据相一致。这些模型是非一的，部分原因是大部分沃萨奇断层都处于地震周期的后期阶段，而这一时期跨断层的地表速度梯度均较低。     

海底地震观测系统

基于OHP计划研制了几种类型的海底地震观测系统。本文将介绍这些观测系统，研制的关键是使这个宽频带系统能够长期使用，并且轻便、稳定和耐用。