华南陆缘高热流区的壳幔温度结构与动力学背景

华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来,在太平洋板块西向俯冲,地幔热对流活动共同作用下,该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上,本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数,计算了壳-幔温度结构,分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带,地壳10 km以浅温度达200℃以上,居里点温度475℃,莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热,花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源,但地壳总体温度不高,为"冷壳热幔"型热结构.地幔中,90 km深度,温度950~1250℃;120 km深度,温度1050~1400℃;150 km深度,温度1200~1450℃;220 km深度,温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间,西深东浅.岩石圈内,地幔应力场为挤压-伸展相间格局;岩石圈之下,地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为,晚中生代以来,太平洋板块的西向俯冲,导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动,在175~85Ma期间,上地幔物质向上流动,形成不同的岩浆活动高峰期.同时,岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响,含水量高,黏度小,在地幔流切向应力场作用下,岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件,但除地表浅层外,地壳整体温度不高,岩石圈构造稳定.     

青藏高原东北缘及周边地区基于程函方程的面波层析成像

利用"中国地震科学台阵探测"在南北地震带北段布设的670套宽频带地震台站记录到的面波资料,使用新近发展的程函方程面波层析成像方法,获得了青藏高原东北缘及周边地区12~60 s周期范围比以往成像结果具有更高分辨率的瑞利面波相速度分布图像.青藏高原东北缘的祁连褶皱系西段、秦岭褶皱系西段和松潘一甘孜褶皱系,在16~60s周期范围内均显示出明显的低速异常分布,表明该地区的地壳力学强度较低,在强烈的构造应力作用下易发生形变.与西段不同,祁连褶皱系东段和秦岭褶皱系中段的相速度分布特征揭示,其中下地壳的速度明显高于高原内部区域.鄂尔多斯块体整体上表现为稳定块体具有的高速特征,但其西部边缘在中上地壳的速度比块体中部地区偏低,且存在一定的不均匀性.鄂尔多斯块体西北缘的临河断陷盆地和西缘的银川断陷盆地,在较短的周期范围内(12~20 s)表现为局部低速特征,但与银川断陷盆地不同,临河断陷盆地的低速特征可一直延续至60 s周期以上,表明该盆地下方地壳及上地幔速度明显偏低,可能与深部热作用有关.阿拉善块体与其北部地区的速度差异主要表现在中上地壳,这一现象值得今后进一步探讨.基于程函方程面波层析成像方法给出了青藏高原东北缘及周边地区高分辨率的成像结果,揭示了以往面波层析成像难以获得的深部细节特征,为该地区的深部构造研究提供了新的信息.     

利用GPS数据研究南北地震带北段近期地壳水平形变特征

采用中国地震局"陆态网络"GPS基准站和流动站观测数据,利用MIT的开源软件GAMIT/GLOBK解算南北地震带北段(33°~42°N,97°~110°E),特别是六盘山地区、祁连地块、银川地堑1999年以来在欧亚框架下、以鄂尔多斯块体作为参考的GPS速度场。计算南北地震带北段5条断裂两侧50~350km范围内各站垂直/平行于断裂走向的速度投影,以及14个基准站18条基线2010年以来的长度时间序列,试图进一步估计关心区域的应力积累情况,探索断层闭锁段。结合地震活动性,认为南北地震带北段未来50年有发生M8地震的可能性;该段1900年以来的第4个M6、M7地震活跃期可能已经拉开序幕,未来2年有发生M7以上地震的可能性;祁连断裂带、海原断裂、西秦岭北缘地震带具备发生M6和M7地震的优先条件,尤其是海原断裂。     

利用剖面浅析鄂尔多斯西南缘Q值与断层展布的关系

根据鄂尔多斯西南缘地区已知断层及地震分布,切出6条剖面。利用国家测震台网数据备份中心提供的2009年1月至2015年11月的地震波形数据,选取震级范围为M_L1.8~6.7,震中距小于800km的1820个地震事件的16156条Pg波到时数据,计算得到剖面Q值分布。结果表明:Q值分布与断层展布密切相关。在断层两侧,Q值会发生明显的横向梯度变化;Q值随深度变化也呈现出一定的不均匀性。推测香山—天景山断裂为一条浅部断裂,会宁—义岗断裂切割较深;岷县地区、清水—徽县一带均有一条隐伏断裂存在于中上地壳。     

浙西邵家山埃迪卡拉纪地层的碳同位素特征及其地层对比意义

埃迪卡拉纪普遍缺乏有效的同位素年龄和生物地层资料,碳同位素(δ~(13)C_(carb))常用来作为其内部地层划分与对比的标准。目前,关于埃迪卡拉纪扬子地台δ~(13)C_(carb)地层的研究多集中在中上扬子区,扬子地台东缘下扬子区的研究则较少。本文详细分析了扬子地台下扬子区邵家山剖面地层序列和δ~(13)C_(carb)特征,发现邵家山剖面以碳酸盐岩为主,为该时期典型的浅水相沉积;δ~(13)C_(carb)值分布范围为–2.6‰～5.7‰,均值为0.9‰±0.3‰。剖面的下部、中下部、中上部以及上部的δ~(13)C_(carb)负漂移幅度分别为1.6‰、4.1‰、7.6‰和3.2‰,可分别对应峡东地区的EN1/CANCE、EN2/BAINCE、EN3/DOUNCE和EN4/BACE。对比分析扬子地台典型的8个浅水相剖面发现:盖帽白云岩广泛发育EN1/CANCE,δ~(13)C_(carb)分布在–6‰～0‰之间;EN3/DOUNCE在各剖面均有发育,漂移幅度均大于4‰,最大可达15.6‰; EN2/BAINCE仅在峡东地区的剖面发育,漂移幅度可达8.2‰; EN4/BACE在大多数剖面发育,漂移幅度为1.2‰～8.7‰。其中, EN4/BACE可作为广泛采用的埃迪卡拉系—寒武系界线的划分依据,而EN1/CANCE和EN3/DOUNCE可作为扬子地台埃迪卡拉系内部地层划分对比的重要标志。     

秦岭北麓古滑坡分布特征与地震活动关系研究

地震滑坡是严重的次生地质灾害,也是改变地球表层地貌形态的重要力量,对地震诱发滑坡的规模、数量、类型等研究是地震危险性评价的重要手段,也是认识地震地质灾害的主要方法和途径。位于西安市以南的秦岭山脉北麓中段发育有一条长约50 km的古滑坡群,且基本与山前秦岭北缘断裂带平行展布,普遍认为该古滑坡群可能是由于秦岭北缘断裂的强震活动所诱发,但对于诱发地震的震级大小和影响范围尚没有细致研究。本文通过利用资源3号卫星立体影像制作的高分辨率数值高程模型(DEM)和高分辨率多光谱遥感影像对秦岭北麓古滑坡区域进行了详细的解译工作,并结合对部分古滑坡体进行了野外调查,制作了详细秦岭北麓古滑坡分布图。结果表明:解译出了43处古滑坡,主要集中分布在70 km×10 km的范围内,总滑坡面积是16.57 km2。通过利用地震震级与滑坡面积频度分布的关系分析了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震规模,得到了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震震级应在7.6~8.1之间。并结合区域地震构造环境以及与现代地震诱发滑坡事件的对比,认为秦岭北麓具有发生7.5级以上地震的潜在能力。该研究对认识现今秦岭北麓古滑坡的成因提供了定量化的数据支持,也对理解秦岭北缘断裂的地震危险性具有重要的现实意义。     

青藏高原东北缘瑞利面波成像：射线理论与程函方程结果的比较

青藏高原东北缘是青藏高原隆升的前缘地带,其构造变形特征一直是研究的热点。前人在该区域进行过面波成像研究,但不同结果存在较明显的差异,可能与不同成像方法的分辨率有关,此次研究分别使用基于射线的方法和基于程函方程的方法进行了瑞利波相速度成像。笔者对比了20 s、30 s和60 s的成像结果,两种方法的结果表现出相似的速度特征。总体的速度特征与研究区域的主要构造单元分布相吻合,青藏高原东北缘表现出低速异常,鄂尔多斯块体表现出高速异常。在银川河套地堑,基于程函方程的成像在20 s和30 s得到更明显的低速异常,低速异常体的分布与地堑的轮廓吻合更好,说明基于程函方程的方法对数据利用更充分。     

利用剪切波分裂研究青藏高原东北缘及东南缘上地幔各向异性

利用从IRIS上下载的青藏高原东北缘238个台站以及中国地震科学探测台阵喜马拉雅一期350个台站记录到的远震波形数据,通过采用剪切波分裂方法,获取各个台站下方各向异性分裂参数——快波偏振方向（φ）和分裂时差（δt）,从而得到青藏高原东北缘、东南缘上地幔的各向异性特征。研究结果表明,祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部,快波方向为NNW-SSE,明显不同于GPS测量得到的近NE-SW的地表位移场方向,延迟时间平均~0.85 s;羌塘块体以及松潘-甘孜褶皱带的西部,快波方向呈现沿顺时针方向旋转的趋势,并且与GPS测量得到的地表位移场方向一致,延迟时间平均为~1.24 s;松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处,快波方向呈现无序分布,与GPS方向表现出不一致的分布,延迟时间平均~1.08 s;川滇块体北部,快波方向近似N-S方向,与GPS测量得到的地表位移场方向相同,平均延迟时间为~0.925 s;位于北纬26°以南的川滇块体南部,快波方向近E-W方向分布,明显不同于GPS地表位移场方向,平均延迟时间~1.065 s。综合分析推测,羌塘块体、松潘-甘孜褶皱带的西部以及川滇块体北部,地表形变和深部之间的变形是相互耦合的;祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部,松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处以及川滇块体南部,壳幔之间可能存在解耦现象。     

鄂尔多斯块体西南缘地区震源机制解与构造应力场特征分析

计算了2001年1月至2018年9月鄂尔多斯块体西南缘地区（33°—38°N,103°—109°E）M_L≥3.0地震的震源机制,分析了该区域震源机制解特征,在此基础上,采用平均矩张量技术反演了该区域的构造应力场特征。结果表明,研究区震源机制类型以走滑型和逆冲型为主,其空间分布基本与区域构造动力背景和断裂性质一致,少量不符合区域构造性质的震源机制则反映了局部地质构造的复杂性。区域构造变形主体为NE向压缩,NW向相对扩张,反映了青藏高原块体对鄂尔多斯块体的直接作用。