山西地区远震P波到时残差分布

收集2008—2016年山西地震台网记录的震中距30°—90°范围内1 253个远震事件波形,拾取7 600余条高质量P波初至到时,使用IASP91模型计算相对到时残差,分析残差水平分布特征,结果显示:①以山西地区中部的山西断裂带为界,西部地震台站记录的P波初至主要表现为早到时,东部位于大同火山区的地震台站记录则主要表现为晚到时;②位于山西断裂带内部的地震台站记录的P波初至主要表现为早到时,残差水平显著低于西部地震台站;③研究区P波到时整体呈现自西向东逐渐由早到晚的分布特征。推测山西断裂带西部地区下方可能存在高速异常结构,山西断裂带内部及大同火山区下方可能存在低速异常结构。     

鄂尔多斯盆地东南部山西组泥岩封盖性能评价

为弥补鄂尔多斯盆地东南部盖层的研究空白,借鉴已有研究成果与盖层基本特征,选取泥岩孔隙度、渗透率、厚度以及排替压力4个参数,结合灰色理论分析方法,对鄂尔多斯盆地东南部山西组泥岩盖层封盖性能进行了综合定量评价。结果表明:盆地东南部泥岩北东部较厚,整体呈从北向南减薄的趋势,南部孔隙度及渗透率均偏高;泥岩盖层排替压力较大,大于8 MPa的平面面积占70%以上;由灰色理论打分评价可知,山西组整体盖层封盖性能较好,封盖能力特强(Ⅰ类盖层)、封盖能力强(Ⅱ类盖层)的盖层分布区域广泛,Ⅰ类和Ⅱ类盖层主要发育于盆地北部、北东部,中部延长、延安、志丹等周边地区,盖层封盖性好,Ⅲ类盖层(封盖能力中等)、Ⅳ类盖层(封盖能力差)主要发育于南部。盖层发育较好的地区,经勘探开发与试气,单井日产量可达上万方,证明评价结果与勘探实践匹配。     

significance of high-resolution loess stratification based on grain size and magnetic susceptibility analysis to paleo-earthquake study: a case study of dongyugou loess section,at hongtong,shanxi province

As an important technology to paleoseismologic research, trenching has been used to identify paleo-earthquakes recorded in strata, combined with dating technology. However, there have been some bigger uncertainties and limitations. For instance, subtle strata in loess sediment cannot be interpreted only by naked-eye, which seriously affects identifying paleo-earthquake horizon and time. Therefore, how to improve the accuracy and reduce the uncertainty of paleo-earthquake identification is the important problem we are currently facing. Dongyugou loess section, located in the northeastern corner of Linfen Basin, Shanxi Province, cuts across the Huoshan piedmont fault. The section exposes not only the well-developed loess sequence, but also several obvious faulting events. Thus, this loess section is a better site to make a high resolution study to improve the accuracy and reduce the uncertainty of paleo-earthquake identification. Based on the high-resolution grain size and magnetic susceptibility analysis, and associated with visual interpretation by naked-eye, we made a high-resolution stratification of Dongyugou loess section, including high-resolution thickness of each stratum and its upper and bottom boundaries. Based on the high-resolution stratification and their comparison between two fault walls, we identified three earthquake events, which occurred after formation of u5-7, u4 and u2, corresponding to their stratification depth of 7.1m, 4.7m and 2.9m in hanging wall. Based on results of OSL dating and average sedimentation rate of hanging wall, we estimated that the three events occurred around 45.8ka(between (48.1±1.5)～(43.2±2.5)ka), 32.8ka(between (35.0±2.4)～(30.6±1.3)ka) and 23.3ka(between (26.4±0.8)～(20.9±0.7)ka). According to the thickness difference of three loess-paleosol sedimentary cycles between two fault walls, we calculated the coseismic vertical displacements of the three events as 0.5m, 0.4 and 1.3m, respectively. Compared with other segments of the Huoshan piedmont fault zone, we found the southernmost segment is the weakest, with longer recurrence interval of about 11ka and lower vertical slip rate of 0.048mm/a. The high-accuracy grain size and magnetic susceptibility analysis offers an effective method for reducing the uncertainties of the paleo-earthquake research in loess area.     

基于水准剖面的山西断陷带现今活动性研究

根据跨山西断陷带的水准剖面观测资料,计算其垂直形变量和垂直形变速率,研究其现今垂直活动性。2006年以来的垂直形变揭示,山西断陷带东北段延怀盆地和蔚县盆地呈掀斜上升活动,北段阳原盆地和大同盆地以下降活动为主,晋中盆地为上下波动,临汾盆地呈现上升活动。2013年山西断陷带活动出现转折性变化,蔚县盆地大幅度下降,大同盆地、代县-定襄盆地、晋中盆地和临汾盆地均呈现不同程度的上升。     

基于Gassmann方程的流体替换方法在珊溪水库地震研究中的应用

引入基于Gassmann方程的流体替换方法,在分析地震波P波速度、波速比与岩石孔隙度和饱和度关系的基础上,应用于珊溪水库地震波速比和P波速度变化特征研究,得到:(1)珊溪水库震中区岩石始终处于接近水饱和的饱水状态,波速比和P波速度"下降-回升"的变化实质上反映了震中区岩石"孔隙度增大(饱和度减小)-饱和度增大"的变化,每一丛地震的波速比由极小值逐渐增大为极大值是由于岩石从不饱和状态变化到饱和状态;(2)根据每一丛地震波速比的变化,计算得到珊溪水库流体扩散率αs=1.06×104 cm2 s-1,该数值与美国南卡罗莱纳水库、巴西Acu水库、广东新丰江水库的流体扩散率基本一致;(3)震源区岩石孔隙度上限值为8.7%~2.0%,该数值与华东勘测设计研究院通过室内岩石物理力学性质试验测定的珊溪水库坝址区新鲜流纹斑岩的孔隙度平均值一致。     

山西地区震源机制一致性参数时空特征分析

利用山西数字地震台网记录到的中小地震波形资料,采用层状介质中点源位错模型的广义透射系数的快速算法和理论地震图拟合直达波最大振幅比来求取小震震源机制解的方法,计算了2001年—2012年山西地区281个中小地震震源机制解,根据优势分布得到山西地区现今平均构造应力场分布,计算震源机制解应力主轴与相应的区域构造应力场主轴之间的震源机制一致性参数,分析一致性参数时空分布与中等地震活动的关系。结果显示,2001年以来山西5次ML≥5.0地震前均有震源机制趋于一致性现象,震中分布在一致性参数低值附近或高低值过渡区域。     

压裂液在煤层中的运移模拟研究

为给山西省临县三交区块的地下水环境保护提供科学依据,运用地下水数值模拟技术对压裂液在煤层中的运移进行了预测。在分析研究区地质结构的基础上,建立了水文地质概念模型,将山西组3^#煤层概化为一个承压含水层,其上覆二叠系砂岩、泥岩作为隔水层,下伏的泥岩、砂岩互层作为隔水层,并确定了地下水系统的边界条件。运用地下水模型软件(Feflow)对研究区内的压裂液在煤层中的运移进行了模拟和预测,预测结果表明,压裂液在煤层中的的运移范围在煤层压裂影响范围以内,即压裂井周围300 m范围内。     

鄂尔多斯东缘地震重定位及拉张盆地过渡区的地震分布特征

利用双差地震定位方法对鄂尔多斯东缘地区（34°N-41°N,110°E-115°E）2008年1月-2012年12月的中小地震进行了重新定位.重定位后,定位精度得到改善,震中分布更加集中.鄂尔多斯东缘拉张盆地内部震源深度较浅,大多小于13 km,向盆地两端震源深度有加深的趋势,特别是太原盆地北端,临汾盆地北端,以及运城与临汾盆地之间的峨眉台地,震源深度可达20~25 km左右.我们认为盆地内部地壳减薄,上地幔上隆,热作用导致地壳内部脆性层减薄,致使最大震源深度变浅;盆地之间的横向隆起区受区域应力场挤压剪切作用以及盆地内部上地幔上拱产生的水平向挤压力作用等,在横向隆起区与盆地接触带易产生应力集中,导致地震的发生,由于受脆性层厚度变化等的影响,在盆地向横向隆起区过渡部位出现震源深度加深的现象.鄂尔多斯东北缘地区地震分布弥散、震源深度相对较浅,可能与源自地幔的大范围深部热作用以及地壳脆性层厚度减薄有关.根据地震的空间分布特征,对部分盆地内部的断层特征进行了讨论.     

山西断裂带断层现今活动特征及与中强震关系浅析

断层的运动方式与滑动速率是断层活动性分析的主要内容,本文利用山西地区的10处 跨断层流动场地和4处定点台站的观测资料,计算了断层垂直升降累积量、断层垂直活动速 率,定量地给出断层现今活动性质与背景活动方式,然后采用主成分分析方法对所有的资料进 行综合分析,给出区域内断层活动的总体活动水平。结果表明：山西断裂带大多数断层活动为 张性正断层活动,南部断层累积活动量较大,中北部相对较小。断层垂直活动速率综合指标反 映出山西断裂带断层总体活动具有较好的趋势性特征,活动规律明显,并且在中强地震前出现 显著异常变化,其与山西地区及周边的5.0级以上地震有较好的对应。断层活动在2013年又 一次出现了破趋势的异常变化,本文认为对此应引起注意并加强跟踪分析。     

山西地区的波速比（V_P/V_S）特征研究

利用山西台网的数字地震观测资料,采用单震多台和达法、多震多台联合测定法,对山西北部、中部和南部地区波速比进行分析研究,结果表明：在2010年1月24日的河津万荣4.8级地震、4月4日的大同4.5级地震和6月5日阳曲4.6级地震前均存在波速比下降现象,其中前2次地震发生在波速比下降过程中,第3次地震则发生在波速比异常恢复阶段。之后山西中部和北部的波速比处于低值,尤其是山西北部的波速比低值持续,说明山西省北部是比较危险的区域。