广州市主要断裂带特征震源模型研究

在广州市目标区内的主要活动断层危险性评价的基础上,综合活断层探测的研究成果和资料,对于具有潜在发震可能的主要断层,基于凹凸体震源模型建模理论进行了特征计算模型的建模。根据断层地震危险性分析确定的断层发震震级和几何参数,进行了断层的宏观参数和微观参数的设定。为通过复核预测方法计算与合成近断层强地震动场和城市危害性评价提供了科学的依据。     

Cenozoic Crustally-derived Carbonate-rich Magmatic Rocks in West Junggar,North Xinjiang,Western China: Geochronology,Geochemistry and Tectonic Implications

The carbonate-rich magmatic rocks of West Junggar are distributed in the Baijiantan and Darbut ophiolitic mélanges in the forms of extrusive rocks overlying the mélanges and dykes, either along the margins of the mélange or cross-cutting components of mélanges. Chilled margin and flow structures are present. A SHRIMP zircon U-Pb age of 39.7 ± 1.3 Ma indicates that these carbonate-rich rocks in West Junggar were formed during the Eocene. They have low concentrations in REEs, Th, U, Nb, Ta and are characterized by extremely low εN d(t), high(87 Sr/86 Sr)i ratios, relatively high δ18 OV-SMOW values and high δ13 CV-PDB values, which is similar with most sedimentary carbonates. Furthermore, no contemporaneous mantle-derived silicate rocks have yet been found in West Junggar. The carbonate-rich rocks in West Junggar are thus distinct from mantle-derived carbonatites and are interpreted to result from melting of the Carboniferous sedimentary carbonates at crustal levels, these rocks therefore being referred to as 'crustal carbonatites'. The Eocene crustal carbonatites in West Junggar and other Cenozoic magmatic rocks in North Xinjiang are generally situated along regional strike-slip faults or fault intersections. Therefore, we propose that the reactivation of the Darbut and Baijiantan crustal-scale strike-slip fault zones(ophiolitic mélanges), due to the far-field effects of the Indian-Eurasian collision, enables decompression melting of the underlying continental lithospheric mantle. These resulting melts ascended to the lower crust through the strike-slip faults, causing partial melting of the Carboniferous carbonaceous sediments. The crustal carbonatites in West Junggar provide a new piece of evidence for Cenozoic magmatism in North Xinjiang and are also significant for the investigation of tectono-magmatic relations in North Xinjiang and the Central Asian Orogenic Belt.     

鲁西地块新生代断裂体系活动性与深部动力机制

根据野外观察分析, 综合前人研究成果, 对新生代时期鲁西地块的深、浅部构造特征、地震活动性以及动力学机制进行了分析。结果表明, 鲁西地块新生代浅表主体断裂构造格局为NW—NWW走向断裂构成的多米诺式组合, 震源机制解和野外观测揭示, 其具有左旋走滑性质, 并与NE向断裂共同控制了新生代盆地的形成和发育。地球物理资料揭示, 鲁西地块深部15~20km处存在一条缓倾滑脱带和大规模低速异常体, 浅表多米诺式断裂体系归并到该滑脱带, 表现为深浅部构造的脱耦性, 深部高低速异常体的过渡区域控制发育了鲁西地区两条NW向中强地震带。动力学成因上与太平洋板块俯冲作用导致地壳减薄、地幔上涌并在地幔楔中发生小尺度对流有关, 并造成了鲁西地块的隆起抬升。     

歧南断阶带明下段低阻油层地质成因

为了更好地预测区域内低阻油层分布,以岩心、室内试验数据及薄片资料为基础,对歧南断阶带明下段低阻油层的成因机理及控制因素进行了研究。结果表明：研究区低阻油层成因机理主要包括低幅构造、复杂孔隙结构、黏土矿物附加导电性、砂泥岩薄互层、淡水水入侵及钻井液污染6个方面。低阻油层地质成因包括构造、沉积及成岩作用3个方面,明下段沉积时期频繁而强烈的断层活动导致原生油藏发生淡水水侵,同时形成低幅构造,导致低幅构造型低阻油藏发育。受可容空间与沉积物供给比值变化影响,研究区内发育砂泥薄互层型及复杂孔隙结构型低阻油层。早成岩阶段较弱的成岩作用导致研究区发育黏土矿物附加导电性及钻井液污染型低阻油层。受以上3种因素影响,歧南断阶带明下段地层中低阻油层主要发育于与断层相接的低幅构造区域内的弱水动力区。     

中国大陆活动地块边界带主要断层的强震震间晚期综合判定

由于中国大陆强震主要分布在活动地块边界带上,所以活动地块边界带主要断层成为我国大陆型强震研究的重要目标,各强震孕育阶段的判定是大陆型强震原地复发的动力学过程研究主要内容,而目标断层是否处于震间晚期也是强震时间预测的重要研究基础.虽然地震短临预测仍存在诸多科学难题,但最近20年来全球若干强震相关研究表明,如果放宽预测时间尺度的要求,有些方法也可用于强震震间晚期的判定.本文以中国大陆活动地块边界带的391条断层段为研究目标,利用地震地质的强震破裂空段、大地测量的断层运动闭锁段、地震活动的中小地震稀疏段、数值模拟的库仑应力增强显著段等方法,综合判定中国大陆活动地块边界带可能处于震间晚期的主要断层段.本文结果仅是初步结果,该结果的可靠程度有赖于监测条件,其科学性有赖于大陆型强震孕育发生动力学过程的认识水平,虽然本文尝试给出中国大陆活动地块边界带主要断层的震间晚期判定结果,但其结果可靠程度、精细程度等均存在巨大的改善空间.最后,从断层孕震阶段判定需求的角度,本文尝试给出大陆型震源物理模型的具体基础模型,期望起到抛砖引玉的作用,也期望更多地震学家关注大陆型强震的物理机制及其预测基础研究.

     

利用InSAR观测揭示2020年新疆于田MW6.3地震发震构造及对藏北裂谷生长的启示

正断层地震是青藏高原内的重要地震类型,该类型构造行为与高原的生长机制密切相关.2020年6月25日在新疆于田县发生了M_W6.3正断层地震,震中位于青藏高原巴颜喀拉块体西缘的贡嘎错断裂附近.震中附近在2008年至2020年间相继发生了4次M>6地震,其中3次为正断层事件.本研究中,我们利用Sentinel-1及ALOS2卫星的SAR数据,进行差分干涉技术（InSAR）处理和时序形变分析,获取了这次地震同震形变场及震后位移序列,并以此为约束,厘定了于田地震的断层几何参数.InSAR结果显示同震最大视线向位移约20 cm,半年内的震后累计形变达~3 cm,形变趋势与同震相似.反演结果显示,同震滑动主要集中在地表以下7 km,早期余滑出现在地表以下2 km且较之更陡的位置,暗示了发震断层可能具有铲形特征.同震和震后的连续形变,揭示了正断层地震在当地地形地貌改造方面的持续作用.综合青藏高原其他十余次正断层地震的研究结果,正断层倾角呈现从南向北逐渐增加,并与当地的扩展速率呈负相关趋势,预示正断层倾角可作为研究当地扩张演化的指示信息.

     

利用接收函数研究郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区地壳结构特征

利用郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区的261个宽频带地震台站5年记录的763个远震波形数据,计算并筛选得到了10846条远震P波接收函数.采用P波接收函数H-κ法得到了该区的地壳厚度和壳内平均泊松比值,并采用共转换点叠加法进一步揭示台站下方Moho界面的起伏形态.研究发现：⑴研究区Moho界面埋深在27~40 km范围内变化,平均深度在~34 km,总体上以郯庐断裂带为界呈现出东薄西厚的特征.地壳厚度在不同块体之间或者是块体内部存在着明显差异,表明不同的地质构造单元经历了不同的构造演化过程.⑵研究区地壳泊松比在0.15~0.32之间变化,平均泊松比为0.24,略低于全球陆壳和中国陆壳平均泊松比值;然而,较大的泊松比浮动范围却意味着研究区内地壳物质具有强烈的横向非均匀性及物质组成的复杂性.沿郯庐断裂带展布着一条NNE-SSW方向的泊松比高值异常带,推测是镁铁质基性岩沿郯庐断裂带上涌至地壳所致,亦或是高温高压的幔源热物质底侵至下地壳所致.⑶研究区的地壳厚度和壳内平均泊松比存在着反相关的关系;地壳厚度和地表地貌特征呈镜向关系,即造山隆起区Moho界面埋藏较深,而平原盆地区Moho界面埋藏较浅.Moho埋深等值线分布图和研究区布格重力异常特征对应良好.⑷共转换点（Common Conversion Point,CCP）叠加法对Moho界面的刻画与H-κ叠加法求得的地壳厚度结果具有较好的一致性.CCP剖面表明郯庐断裂带不仅是扬子断块区和华北块体的分界断裂,更是一条切割Moho面、深抵上地幔的深大超壳断裂带,错距达4~7 km.⑸研究区内部分台站下方存在壳内分界面,仍能通过改变壳内速度后采用H-κ法获得其埋藏深度.

     

基于密集线性台阵的背景噪声成像在明光市城市活断层调查中的应用

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中国科学技术大学联合布设了一条由133个短周期地震仪组成的被动源密集测线.我们通过该被动源测线获得了约28天的连续波形记录,并采用一种新的线性台阵背景噪声成像方法——拓距相移法提取了10 Hz~2.0 s宽频的基阶Rayleigh波相速度频散曲线.利用得到的宽频带频散曲线,我们反演了近地表 1.3 km以浅的高分辨率S波速度结构,并与基本重合的主动源S波反射剖面以及地质资料等进行对比,验证了反演结果的可靠性,同时进一步分析了郯庐断裂带东界两条主干断裂的断层特征.结果表明：（1）被动源与主动源反演结果在近地表100 m以浅高度一致,且被动源的反演深度更深;（2）池河—太湖断裂是隐伏于深部的走滑断裂和浅部伸展断裂的综合反映,浅部为倾向北西的正断层,向上穿透第四系地层,可能为活动断裂;（3）拓距相移法能有效拓宽频散曲线的提取频带,保证浅部结构具有高分辨率,同时大大加强对深部结构的约束.该方法能够获得可靠的地下结构反演结果,可以作为城市活断层调查的一种新的有效手段.

     

基于构造应力场识别震源机制解节面中发震断层面——以盈江地区为例

为了识别震源机制解节面中的实际发震断层面,本研究在反演震源处应力场的基础上,进一步计算震源机制解两个节面的不稳定系数,将其中最不稳定的节面视为实际发震断层面.本研究将上述方法应用于地震资料丰富且中强震发震构造研究较为深入的云南盈江地区,获得以下结论: (1) 2008年3月21日和2011年3月10日地震发震断层为震源机制解中NEE向节面,对应震中附近的大盈江断裂; 2008年8月21日地震的发震断层为震源机制解中NS向节面,对应震中附近近NS向苏典断裂; 2014年5月23日地震断层面识别结果为NEE向节面,其发震断层可能为昔马—盘龙山断裂; 2014年5月30日地震的发震断层为震源机制解中NS向节面,其发震断层可能是与苏典断裂平行的断裂.(2)盈江地区总体断层面识别结果显示盈江地区发震断层走向优势分布为近NS向和NEE向,呈现出共轭断层,研究区最大主压应力方向为NNE向; 断层走向和最大主压应力轴走向关系符合安德森断层理论.(3)本研究表明基于应力场识别震源机制解节面中发震断层面方法物理意义明确,实际应用结果合理可靠.

     

安宁河—则木河断裂带及邻区中上地壳各向异性及其含义

本文采用剪切波分裂分析方法, 使用安宁河—则木河断裂带及邻区的42个流动和固定地震台站2013年1月到2019年12月的近震波形记录, 获得了各个台站的剪切波分裂参数结果.由于区域主压应力场以及局部地质构造的影响, 该区快波偏振方向的空间分布具有明显的分区特征: 以冕宁为界, 安宁河北段石棉—冕宁段周边表现出NW-SE快波优势偏振方向, 与华南地块主压应力方向一致, 表明区域应力场对中上地壳各向异性起主要约束作用; 安宁河南段冕宁—西昌段周边表现出差异性的局部快波优势偏振方向, 为NE-SW, 与其他区域明显不同, 揭示了该区具有局部构造特征和应力环境; 则木河断裂带北段快波优势偏振方向与安宁河北段优势偏振方向一致, 为NW-SE向, 表明区域最大主压应力方向的优势作用.安宁河北段的石棉—冕宁段附近台站, 在康定M_S6.4和石棉M_S4.5地震前后, 快波偏振方向均有变化, 暗示中上地壳各向异性特征受到地震应力积累与释放过程的影响.此外, 位于安宁河断裂和则木河断裂交界处的西昌地区(XC27台), 既是构造交汇区, 也是各向异性特征分段的边界, 具有最大的慢波时间延迟, 说明该区构造复杂、各向异性程度最强, 值得关注; 木里县(MLI台)、普格县(PGE台)、鲜水河断裂和龙门山断裂交汇处(HCP台)以及美姑县(XC36台)均具有较高的慢波时间延迟, 且快波偏振方向与周围台站不同, 考虑到这些台站位于断裂带交汇或分段的端部, 亦是值得关注的地方.