Regional stress field in the area of Stromboli (Italy): insights into structural data and crustal tectonic earthquakes

Crustal tectonic seismicity on Stromboli is here discussed along with the regional tectonic and geodynamic context of the Aeolian archipelago, Italy. The aim of this paper is to contribute to the reduction of the crucial gap in information concerning the tectonic activity originating at the volcano Stromboli in the last decade. It is indeed well known that Strombolian eruptions, related to the persistent state of activity on this volcano, allow a fast collection of seismic data which are mainly represented by explosion quakes and tremor. However, only some sporadic information concerns tectonic earthquakes due to their low occurrence rate. A catalog of 150 crustal tectonic earthquakes recorded at Stromboli from 1985 to 1996 is presented here. The analyses of the seismograms were carried out on the basis of the records of the station STR, located in the southwestern part of the island. The magnitude considered ranged from 1.5 to 3.7. Hypocentral location indicates foci at less than 12 km, although for the majority of the earthquakes, which are not recorded at the seismic stations deployed on the other islands of the Aeolian archipelago, a shallower (within a few kilometers) depth can be hypothesized. The strain release associated with the 150 tectonic earthquakes of our catalog was also evaluated. The low levels of occurrence and seismic energy release reached throughout the ca. twelve years analyzed here confirm the minor role played by processes of brittle failure of rocks. This aspect of seismic activity is nevertheless important as it can provide a contribution to the knowledge of the dynamics of this volcano. The focal mechanisms available, integrated with data from the literature, show the T-axes oriented about NE–SW and NW–SE. These findings are consistent with the deformative and tectonic characteristics of this volcanic edifice and of the Aeolian archipelago, which shows the same two directions of extension. This is in agreement with subduction, which is very old or which passively evolves towards the final stages, and is controlled by the transform activity of the Aeolian–Tindari–Giardini fault system.     

铜陵凤凰山岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄与构造变形及其对岩体侵位动力学背景的制约

地球动力环境对岩浆来源和侵位机制具有重要的控制作用.铜陵矿集区中生代中酸性侵入岩和大规模成矿作用有密切关系.凤凰山岩体为凤凰山矿田的主要组成部分, 主要岩石类型为花岗闪长岩、石英二长闪长岩.根据精确锆石SHRIMP测年结果, 凤凰山岩体206Pb/238U年龄为(144.2±2.3) Ma, 是晚侏罗世形成的一个典型岩体, 和铜陵矿集区主要成矿岩体的形成时代一致.接触带构造变形特征显示岩体侵位受控于区域左旋剪切应力场作用.内部构造变形特征表明凤凰山岩体在深部主要为左旋螺旋式强力上升, 浅部为气球膨胀式主动侵位.岩体形成时代及构造变形特征表现出晚侏罗世铜陵矿集区和成矿有关的侵入岩系列的形成可能和古太平洋板块的向北斜向俯冲所导致的左旋剪切应力场有关.      

现今全球洋脊系统的定向性与等距性及其形成的动力学机制

现今全球大洋中脊系统的分布具有球面上的定向性与等距性,横向上的波动性,时代上的长期性与对称性及洋中脊位置相对于大洋岩石圈的稳定性等基本特征,洋脊系统的展布与地球自转存在密切相关性。
大洋中脊系统分布的基本特点决定于固体地球内部的动力系统。已有资料表明,地球各圈层均受西向驱动力与重力两大全球性基本构造动力的驱动作用。在西向驱动力、重力与热力的长期作用下,固体地球各圈层均表现出不同程度的流变性。本文通过解流变体的Navier-Stokes动力学方程,求得团体地球岩石圈-软流圈的水平速度分量V_θ与径向速度分量V_r。
据此对全球洋脊系统分布的定向性、等距性、垂向波动性及与地球自转的密切相关性等基本特征及其产生的动力学机制进行初步的解释。      

石炭纪以来地磁场倒转速率与地球动力学

本文在地磁极性年表、磁性地层学基础上分析地磁场倒转速率自石炭纪以来的变化特征与地核/下地慢耦合关系,并吸收前人有关真极移方面的研究成果,进一步讨论地磁场倒转速率、真极移速率、下/上地幔对流以及岩石圈动力学过程的关系,以及与东亚岩石圈动力学过程可能存在的联系。      

青藏高原壳幔形变数值模拟研究

现有数值模拟研究已在很大程度上较合理地给出青藏高原演化运动学和动力学过程的图像。利用连续介质快速拉格朗日分析方法,笔者进行了青藏高原壳幔形变数值模拟研究。据此得到的青藏高原三维壳幔形变特征反映纬向上主碰撞带远、近程效应的差异和经向上地壳物质“逃逸”的存在,印证了青藏高原形成过程中南北双向挤压、而且南部作用大于北部作用的可能应力场特征。青藏高原壳幔形变不仅强烈依赖于随深度变化的岩石力学性质及其距离挤压作用前锋带的远近,而且存在强烈的横向不均一性。同时,强应变(剪切)带的存在对高原岩石圈形变具有重要影响,高原形变过程中地壳尺度的耦合流及壳-幔解耦共存。但是,常规数值模拟研究尚存在很大局限性:(1)物理-力学模型单一;(2)几何模型简单;(3)边界形态与条件理想化;(4)模型内部块体划分粗糙;(5)不连续体介质处理困难。借助具有可处理大形变能力的4-D数值模拟方法,将观测资料与数值模拟相互补充是深入研究青藏高原壳幔形变的关键。     

2008年汶川地震破裂向东北传播的应力作用证据

基于采用混合大地测量数据反演得到的破裂分布模型,从库仑应力的角度计算北川断层的破裂过程,为北川断层从西南向东北破裂提供应力作用上的证据。将北川断层分为5个断层,分别计算前续断层在后续断层上产生的库仑应力变化。结果显示：1）映秀-虹口段在龙门山-清平段上、龙门山-清平段在高川-北川段上、高川-北川段在北川-屏东段上和北川-屏东段在南坝-青川段上产生的库仑应力变化为正的区域占绝大部分;2）高川-北川段上有约81.7%的区域破裂主要是由龙门山-清平段的破裂触发,而前续断层（映秀-虹口段）对高川-北川段上的破裂影响很小;3）北川-屏东段上有约83.2%的区域破裂主要是由高川-北川段的破裂触发,而前续断层（映秀-虹口段和龙门山-清平段）对北川-屏东段上的破裂影响很小;4）南坝-青川段上有约99.4%的区域破裂主要是由北川-屏东段的破裂触发,而前续断层（映秀-虹口段、龙门山-清平段和高川-北川段）对北川-屏东段上的破裂影响很小。同时,计算北川断层对彭灌断裂的应力触发作用,推测映秀-虹口段的破裂触发了彭灌断裂上大部分区域的破裂,龙门山-清平段的破裂触发了彭灌断裂上一小部分区域的破裂。     

国际合作INDEPTH项目横穿青藏高原的深部探测与综合研究

国际合作青藏高原与喜马拉雅深部剖面探测(INDEPTH)计划自1992年开展以来,圆满完成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、3个阶段研究任务,揭示了喜马拉雅山和青藏高原腹地的地壳结构和深部构造,在同际核心期刊公开发表10多篇有重要影响的学术论文,受到国际地球科学界的高度评价.第四阶段计划是研究高原北部边缘,即东昆仑造山带和柴达木盆地的结构构造及其形成演化,并与南部喜马拉雅造山带加以对比.经过多次野外地质踏勘,选定剖面的工作路线,2007年各方正式签订协议,并共同开展了野外调查,圆满完成了横穿东昆仑造山带和柴达木盆地的100km垂直深反射地震、300 km广角地震反射以及59个宽频带天然地震台站的野外观测施工任务.中方项目组还在东昆仑南部厘定出渐新世晚期-中新世早期大型逆冲推覆构造系统,发现青藏高原渐新世晚期-中新世早期整体隆升的重要证据.2008年将继续天然地震观测,还将开展大地屯磁测深、重力、地质构造剖面观测和反射地震数据处理;2009～2010年将利用各类深部探测资料,综合研究青藏高原北部的地壳结构、岩石圈构造和深部过程.     

岩石圈的流变性与大陆动力学的科学基础

地球是一动态系统,其各层圈的构造运动归根究底就是多矿物复合岩石及其中各主要造岩矿物在变化的物理条件(例如,温度、围压、差应力、应变速率、应变方式等)下和化学环境(例如,氧逸度和水含量)中的形变.岩石流变学是一门研究岩石力学性质和变形行为的科学,现已成为定量大陆动力学和构造地质学发展的一个瓶颈,超越这个瓶颈,学科才能大踏...