“指纹”识别慢地震

一个板块在另一个板块的下方滑动（或俯冲）,两个板块交界的汇合处会发生最强烈的地震。目前,卡内基研究所大陆地磁部的德茹·亚历克·宋领导的研究小组发现了俯冲板块顶部异常层地带的缓慢地震和非火山地震。这类地带也被称为慢地震区。慢地震,又被称为寂静地震,需要几天、几周、甚至几个月来释放聚集的能量而不同于几秒或几分钟内释放出强大能量的正常地震。这些研究结果发表在2009年4月24日的《Science》杂志。     

对胶南造山带基础地质问题的新认识

胶南造山带主体是由晚元古代同造山双花岗岩组成的造山带,有少量造山前幔源深成岩及造山后碱性花岗岩类。零星分布的地层残片可分为晚太古代胶东岩群,早元古代荆山群、粉子山群及震旦纪朋河石岩组。造山带经历了高压相系—中低压相系多期、多相变质作用,主要构造形迹为韧性剪切带,其次为穹隆构造、弧形构造。胶南造山带可分为北段、中段和南段3部分,北段、中段属于华北板块南部边缘带,南段属扬子板块北部边缘带。     

一条Rodinia山脉——震旦纪的喜马拉雅山

笔者首次将海拔高度的概念及现代冰川理论 ,并结合古地磁资料 ,提出罗圈冰期时古天山 -秦岭山脉是一条大约位于赤道 -北回归线之间、由众多高山组成的 ,且许多山峰至少在 4 0 0 0m以上 ,已形成冰川、或许局部地区存在冰原的山脉 ,总的地理特征类似于今天的喜马拉雅山脉。而华北地块和库鲁克塔格地块是高原或平原 ,此二地块的南边是海域。古秦岭的南坡是现代秦岭的北坡。冰川融化时冰水携带的冰碛物向南流入海 ,所以华北地块上无冰碛物存在大地构造上 ,晋宁期以前 ,上述各地块相互独立。震旦纪时它们开始发生作用 ,秦岭地块和阿克苏—乌什地块分别向华北地块与库鲁克塔格地块汇聚 ,引起后者上升 ,逐渐发展成为山脉。至震旦纪末期 ,山脉上升到 4 0 0 0m以上 ,形成冰川。此后 ,山脉被剥蚀夷平 ,至寒武纪初 ,华北、库鲁克塔格两地块又降到海平面之下接受沉积 ,该山脉消亡。由此我们恢复了新元古代超大陆一条造山带 ,并推测新元古宙末期华北、华南、塔里木三大地块曾经汇聚在一起     

准噶尔盆地构造演化分析新进展

准噶尔盆地由准噶尔地体演化而来。准噶尔地体的前寒武系结晶基底,至少形成于800Ma前。准噶尔盆地基底具有“双层结构”,局部存在强烈减薄现象,整个下古生界,准噶尔地体一直存在稳定的地体演化机制,它经历了地体与板块并存、前缘推覆－洋壳消减和地体与板块拼贴的三个阶段后演化为盆地。根据准噶尔盆地构造分层,并结合盆地地质研究的进展,将准噶尔盆地形成及演化过程划分为6个阶段：（1）地体形成阶段;（2）地体发展演化阶段;（3）地体、板块拼贴、准噶尔盆地雏形形成阶段;（4）前陆盆地阶段;（5）陆内坳陷阶段;（6）再生前陆盆地阶段。后三阶段与油气关系密切。     

地壳形变数据反演

本论文旨在研究利用地壳形变数据来研究地壳形变和地震的物理机制。受到板块构造运动的驱使,全球地壳形变最大和地震发生最频繁的区域位于板块的边界处。参照地震孕育的过程,地壳形变可以划分为4个阶段：震间形变、震前形变、同震形变和震后形变。本论文主要研究震间和同震形变,提出了一种刚体运动加断层位错的板块边界断层运动模型。该模型假定板块间的相对运动长期（数千年到数百万年）不变,其大小可以通过数年的VLBI测量和全球板块运动模型来确定。板块间的相对运动在其边界的断层面上受到阻碍,从而引起周围地壳的形变,产生应变和应力累积。当累积的应力超过断层岩石的强度时,就会产生破裂和滑动,即地震。传统的边角测量方法和现代的空间大地测量方法,如GPS、VLBI等,都可以用来监测地壳形变。利用观测到的形变数据可以反演地震时地下断层面上的滑动分布,以便进一步研究地震的物理机制;也可以反演震间形变所对应的断层带上的应变和应力累积速率（通过反演负位错模型参数求得）,从而给出活动断层中长期地震预报。所涉及的形变数据反演一般都是非线性反演问题,其解不惟一。为此论文详细讨论了顾及模型参数先验信息的贝叶斯反演方法,针对大地测量数据反演提出了两种构造先验信息矩阵的方法,经验统计法和物理约束法,较好地克服了反演问题的不惟一性。运用上述刚体运动加位错模型和贝叶     

壳-幔演化和板块俯冲作用过程中的硼同位素示踪

硼同位素是近年来发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法。硼有两个稳定同位素 :10 B和11B。硼同位素组成自然界变化十分大 ,δ11B值为 - 37‰～ +58‰。对地幔岩石的硼同位素研究表明 ,原始地幔的δ11B值为 - 10‰± 2‰ ,B的质量分数估算为 (0 2 5± 0 1)×10 -6。相对而言 ,地壳岩石的B含量和δ11B值均较高。由于壳、幔岩石具有不同的B含量和δ11B值 ,硼同位素已被广泛应用于研究壳幔演化和板块俯冲作用过程 ,用于示踪俯冲板块中大洋沉积物和蚀变洋壳在地幔中的循环。     

扬子板块俯冲加积杂岩的初步研究

根据大别—苏鲁造山带浅变质岩系的地质产状,本文将其与高压—超高压岩石一起作为大陆板块俯冲的加积杂岩来考虑,发现它们在岩石类型、变质时代和原岩性质等方面具有一定的可比性,因此可看作为扬子板块大陆俯冲的加积杂岩。由此根据板块俯冲的加积楔模型,对浅变质岩系的形成和演化过程进行了地球动力学解释,结果对扬子板块俯冲及其与华北板块碰撞的俯冲带和缝合带位置提供了制约。     

一种板块边界断层运动的力学模型

提出了一种描述板块边界断层运动的力学模型,即将板块边界的地壳运动表述为板块的相对刚体运动加边界断层面上的负位错分布。应用该模型描述北美板块与太平洋板块边界处的圣安德烈斯断层带,并用该地区近３０年的大地测量数据反演了模型参数。研究结果表明,运用该模型方法可利用测量数据确定沿板块边界断层带的相对闭销区,从而进行中长期地震预报。     

基于多种GPS数据研究福建及其邻近海域1994-1997年地壳水平运动

为研究中国大陆东南部的边缘海动力学,基于中国大陆和福建区域的ＧＰＳ观测网 以及环绕中国大陆的ＩＧＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧＰＳ Ｓｅｒｖｉｃｅ）跟踪站在１９９４—１９９７年间的测量数据, 建立块体运动和块内变形两种力学模型,研究了福建及其邻近海域现今地壳水平运动速度场 和应变率场．结果表明：无论在中国大陆还是在中国大陆周边框架内,或相对于台湾而言,福 建及其邻近海域均整体地向着东南或东偏南方向,即指向海洋的方向作水平运动．运动平均 速率为１１．２±３．０ｍｍ／ａ（福建网）或１４．０±４．０ｍｍ／ａ（全国网）．然而在福建区域内还存在着 一种由海洋指向大陆内部的北西向运动,其运动平均速率为 ３．０± ２．６ｍｍ／ ａ．区域应变率场 主压应变方位为ＮＷ（ＮＷＷ）－ＳＥ（ＳＥＥ）．印度板块对欧亚板块的碰撞通过中国大陆内部各 块体间的侧向传递和菲律宾海板块对台湾（欧亚大陆东南沿）的仰冲与挤压,同时作用到福建 及其邻近海域。此种联合作用现今仍在继续进行中,前者的影响比后者更强烈,但前者形成的 速率场均匀,而后者不均匀。     

中国东北东部中生代火山活动与泛太平洋板块

长白山脉中生代火山岩带与东侧之洋陆边界平行展布。火山岩浆作用可划分为三大构造阶段（２３０～１９０Ｍａ,１７８～１２５Ｍａ,１１８～６５Ｍａ）,四大旋回,１１个旋回和２４个火山事件。由安粗岩系和钙碱性岩系组成的一个新的火山岩浆作用构造类型,称之为走滑大限边缘一位分张裂性火山岩系。洋陆板互动方式的更迭及速率的变化是火山夺浆作用地球动力学部发展过程的主控因素。