川西理塘断裂带奔戈-村戈段古地震事件及其非均匀性活动特征

在对青藏高原东南缘地区的理塘左旋走滑活动断裂带野外调查研究中,在其奔戈-村戈段开挖了两个探槽LT1301和SLT1204。在对两个探槽上所揭示出的古地震事件进行详细划分的基础上,结合所获得的10个OSL年代样品和13个¹⁴C年代样品的测试年龄,对理塘断裂带北段的古地震事件发生时代进行了厘定。结果表明2个探槽共揭示出至少4次古地震事件,其中小规模的探槽LT1301仅揭示出1次古地震,可能为发生于公元1729年的历史地震,或是可能发生于距现在950a～1.0ka之间的一次大地震,由于关键部位年代数据不足,上述两种可能性尚无法明确。较大的探槽SLT1204揭示出包含有探槽LT1301中古地震事件在内的古地震4次,最早的古地震事件I发生于9.9ka之前,而事件II、III和IV则发生在公元1729年～4.8kaBP之间,复发间隔为约1.6ka。川西理塘断裂带北段的古地震研究结果表明,该断裂的大地震复发具有非线性特征,不符合特征地震模式,其中全新世晚期的大地震活动频率明显增大,表明它正处于丛集活动阶段。     

基于高导热材料填充漏失构造的深井换热器性能分析

地热供暖可有效缓解北方雾霾天气。干热岩虽然储量丰富,但增强型地热技术由于开发费用较高,裂隙控制以及避免诱发地震的技术尚不成熟,现阶段还不能商业化应用。水热型地热开发技术虽较成熟,但受资源条件的限制,开发规模较小。对于大多地区,受地质构造和资源禀赋的控制,单井产水量较低或者回灌难,开发经济效益较差。深井换热器(DBHE)技术是开采地热水低产区或回灌难地区热能的有效方式,但受制于岩石导热系数低,单井输出功率小,投资回收期长。为提高DBHE的输出功率,本文提出了增强型深井换热器(EDBHE),通过主动将高导热性能的复合填充剂流进漏失构造的方式提高岩石的导热性能,通过调节回压、密度和黏度来控制漏失量。研究结果表明,单井EDBHE十个采暖季的平均取热功率为1002.34 kW,是DBHE(424.45 kW)的2.36倍。而双井EDBHE十个采暖季的平均取热功率更是达到了27501.61 kW,且热输出稳定,每年的衰减率0.95%。EDBHE技术有效利用了出水量低或回灌难的水热型热储,大幅提高了其出力,扩大了地热供暖的应用范围。     

1948年川西理塘M7.3地震地表破裂特征及Riedel剪切构造分析

1948年川西理塘M 7.3地震是川滇菱形块体内部近一个世纪以来发生的震级最大的走滑型地震。在对此次同震地表破裂进行详细调查基础上,利用差分GPS对同震地表破裂带进行了精确测量与统计分析。结果揭示该地表破裂的现存长度为36 km,北端始于无量河以北,往东南沿藏坝盆地北东缘、德巫盆地东南缘,延伸至德巫乡北,分为南、北两段,而在交德附近存在约3 km长的地表破裂空区。对同震地表破裂的线密度和同震水平位错量进行分段统计后揭示,此次地震的宏观震中应位于德巫盆地中部交德东南约4～5 km处。对理塘同震地表破裂的Riedel剪切分析结果指示,该破裂带主要由R剪切组成,以发育雁列状排列的挤压鼓包(Push-up)为主要特征,伴有少量R′剪切与T裂缝,缺少P型与X型剪切。其中R剪切占95%以上,其在藏坝段(北段)的优势方向为318°,德巫段(南段)为315°,整条地表破裂带的R剪切平均方向为316°。同时发现,此次地震形成的雁列状挤压鼓包主要以平缓的"弧形"为主,这与1981年道孚M_S 6.9地震和2010年玉树M_S 7.1地震地表破裂带中出现大量反"S"形...     

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.