利用H-Kappa方法反演中国地区台站下地壳厚度

近年来,接收函数已经成为一种重要的计算地壳厚度的方法,它是利用直达P波和Moho面转换S波震相的到时和振幅差来反演计算地壳的厚度和速度结构的.本文在传统的接收函数基础上,采用了多次反射波能量扫描求极大值和波形叠加反演的方法(H-Kappa方法).该方法虽然需要较大的数据量,且要求数据的覆盖范围大,但具有能够同时快速准确地计算出地壳厚度H和Kappa值的突出优点.本文计算了中国国家台网记录到的大量震中距满足30°～90°、震级在5.5～7.0的远震P波的接收函数,从中挑选出了2 233个信噪比较高、震相清晰的接收函数进行H-Kappa方法反演.结果表明中国东部台站下方的地壳厚度为33～36 km, 中部地区的地壳厚度为38～45 km, 而青藏高原地区台站下方的地壳厚度则高达73 km左右.总体上看,青藏高原地区的地壳厚度最大,天山、准格尔盆地、内蒙古大部地区次之,中国华南沿海一带地壳厚度更小,呈现出地壳厚度自西到东逐渐减薄的规律.     

川滇地区重力异常分布特征的研究

川滇地区位于青藏高原东南缘,是印度板块与欧亚大陆南北向碰撞挤压的前沿地带和深部物质逃逸地带.研究川滇地区的重力异常特征,对揭示青藏高原的动力学过程有重要意义.文章利用最新高精度的全球重力场模型World Gravity Map 2012(WGM2012)分析川滇地区的自由空气重力异常、布格重力异常和均衡重力异常的空间展布特征;利用小波多尺度分析方法对布格重力异常和均衡重力异常进行分解,分析重力异常的逼近和细节特征,探讨重力场与壳内构造活动的关系.结果表明:龙门山断裂带东西两侧的四川盆地与松潘—甘孜块体之间的重力异常特征证实了青藏高原存在物质东流;滇中次级块体的重力异常分布揭示了青藏高原地壳流遇到四川盆地,一边沿龙门山断裂带向东北流,一边沿小江断裂带、红河断裂带以及澜沧江断裂向南流出.     

面波波形反演中的模拟退火法

采用求解非线性全局优化问题的模拟退火法作为反演手段 ,对面波波形进行反演 ,研究青藏高原地壳上地幔速度结构。通过青藏高原的面波波形振幅谱显示出在周期为 2 0 s和4 0 s时存在两个极小值 ,这可能是由地壳中存在低速层引起的。面波波形反演得到的速度模型也证实了青藏高原在 2 0 km深度左右普遍存在低速层 ;喜马拉雅山造山带在 6 0 km深度附近也存在一低速层。壳内低速层是青藏高原变形及隆升过程最重要的动力学边界条件之一     

山东地区地壳及上地幔结构研究

利用布设在山东省境内的宽频带流动地震观测台阵和国家地震局固定地震观测台站记录的地震数据, 应用接收函数和SKS波分裂方法, 研究山东地区的地壳与上地幔结构, 得到该区域的地壳厚度、地壳平均P波与S波的波速比以及SKS波分裂延迟的分布情况。结果表明, 山东地区地壳厚度范围为28~39 km; 胶南隆起的北段和南段以及鲁西隆起北侧济阳凹陷的地壳厚度小于32 km, 鲁西隆起下方的地壳比较厚。研究区 P波与S波的波速比主要分布在1.67~1.94之间, 鲁西隆起西南部和胶南隆起北段该比值小于1.75, 可能是由中上地壳增厚以及下地壳减薄和拆沉造成。鲁西隆起南北P波与S波的波速比差异反映地壳活动的差异。地幔物质的各向异性显示, 山东地区西部的地壳减薄和拆沉可能仍在进行。     

利用接收函数方法研究大盈江断裂两侧S波速度结构

 利用研究区(24.2°~25.2°N,97.5°~98.5°E)内大盈江断裂两侧5个流动数字地震台站记录到的宽频带远震P波波形数据进行接收函数反演,得到台站下方0~100km深度范围内地壳、上地幔S波速度细结构.结果表明:研究区内,以大盈江断裂为界,其西北侧Moho面深度约为38km;东南侧Moho面深度为40~42km.断裂两侧地壳、上地幔S波速度结构存在显著差异,东南侧台站下方地壳和上地幔均存在大范围低速区;西北侧台站下方地壳内存在低速层,而上地幔中无明显低速层.研究区内的S波速度结构存在明显的横向非均匀性.     

超声速开式空腔腔体前缘波系的间歇特性数值

超声速自由来流条件下,开式空腔流动表现出剧烈的自持振荡现象。非定常的流动会在空腔内部诱发强烈的气动噪声。采用分离涡模拟方法(DES)对流场进行了数值模拟,结果表明空腔内部产生了强烈的反馈声波。空腔内部反馈声波与剪切层之间相互作用使剪切层表现出剧烈的不稳定性,剪切层的纵向运动会在空腔前缘诱发出交替出现的压缩波和膨胀波,数值模拟得到了一个周期内前缘出现压缩波和膨胀波的间歇因子。     

浅析东昆仑西段南带斑岩型铜矿点的找矿意义

论述了白帽山铜矿带含斑岩型铜矿的地球化学特征和矿床的矿点地质特征,通过与西藏玉龙铜矿带的简要对比．指出位于东昆仑南带有可能成为青藏高原北缘继东天山土屋一延东铜矿之后另一个大型斑岩型铜矿带,对青藏高原周边地区铜矿资源评价也起到了重要作用。     

川西YS-1井玄武岩特征及与峨眉山玄武岩对比

探讨位于传统峨眉山大火成岩省之外的YS-1井玄武岩的特征及其与邻区峨眉山玄武岩的联系,为区域地质研究和油气勘探提供参考。YS-1井玄武岩总厚度达258 m,下与中二叠统茅口组灰岩呈火山喷发不整合接触,可见灰岩大理岩化;上与上二叠统龙潭组呈假整合接触。依据岩石组合及层序特征,共划分出16个韵律,归为3个旋回。岩相以溢流-喷溢相为主;初步研究显示玄武质多孔熔岩为主要的储层岩石类型,第三旋回上部为储层发育的有利部位。地球化学特征显示其属亚碱性-碱性过渡的高钛玄武岩,具洋岛玄武岩(OIB)特征;富集大离子亲石元素,稀土配分模式呈右倾平滑型,与峨眉山玄武岩相似。轻、重稀土分异程度揭示其岩浆起源于石榴子石二辉橄榄岩区的低度熔融;强不相容元素特征显示其源区受到陆壳或岩石圈地幔轻微混染。岩相特征、构造环境判别结果为板内玄武岩,属裂隙式喷发。该套玄武岩属于峨眉山大火成岩省的一部分,即YS-1井玄武岩的发现将峨眉山玄武岩分布范围扩大到了成都一带。     

青藏高原地形扩展力以及下地壳对上地壳的拖曳力的遗传有限单元法反演

利用震源机制解等资料 ,运用伪三维遗传有限单元法反演了青藏高原 (72°— 10 5°E ,2 5°—4 1°N)受到的边界作用、地形扩展力以及该地区底部所受的剪切作用力。对高原地形扩展力的反演方法进行了分析 ,获得了稳定的反演结果。结果显示 ,印度洋板块的挤压碰撞对青藏高原应力场起着决定性作用 ,高原东部下地壳对上地壳的拖曳和高原边缘处的地形扩展力也有显著影响 ,高原北部的塔里木盆地和柴达木盆地所在区域的上地壳底部未发现有显著效果的拖曳力。从应力场反演的模型位移与GPS实测的现今位移资料也大体吻合 ,不仅反映结果有合理的物理意义 ,也说明现今地壳运动与较长期的地质活动有一定的继承关系。     

利用接收函数反演龙门山断裂带及邻区深部结构

利用接收函数的方法通过接收震中距30°～90°、震级在5.5以上的远震事件反演龙门山断裂带及其邻区的深部结构,探索汶川地震形成原因。结果表明,扬子地台西缘的莫霍面向西侧倾斜缓降;处在龙门山推覆体范围之内的都江堰、汶川一带莫霍面起伏变化不大,在跨过龙门山中央断裂带后开始下降,向北降至黑水县附近后平缓上升。结合2005年10月至2007年4月远震P波波形资料接收函数反演结果:①2条被动源剖面均显示莫霍面在龙门山推覆体中央位置深度约43km的地方出现不同程度的陡降,说明该断裂带是地壳厚度的陡变带,为扬子地台和松潘甘孜地台的构造边界。②莫霍面深度向南陡降至最深约68km处后平缓上升,向北陡降至最深约58km处后平缓上升。表明松潘-甘孜地块东缘地壳厚度呈南深北浅、东深西浅分布。     

虚拟地震台阵双差测深法及应用

提出虚拟地震台阵双差测深法。通过多道互相关,测量密集观测台阵中相邻台站间SsPmp波与Ss波到时差的差值,然后求解最小二乘意义下每个台站SsPmp波与Ss波的到时差。该方法利用台阵优势,可以有效地降低到时差测量误差,有利于准确地估计地壳厚度。将该方法应用在模拟数据和“中国地震科学台阵探测计划”台阵数据上,测量精度显著提高。     

蠕变——试论青藏高原东缘及其邻区的构造变形特征

在青藏高原东缘明显的分布着三个构造带,即:a.高原本体东缘的弧形构造带,由褶曲、断裂组成,弧顶均向南或南东突出,其排列多受高原边缘的限制;b.高原外前方的挤压隆起带,系由高原向东推挤产生的前方挤压隆起;c.推覆构造带,由高原向东超前蠕流部分叠覆于隆起带上形成。以上三个构造带又被两条南东向走滑断层切割成三段,使各段从北向南递次向东错移。造成这一构造格局的原因系由西藏地区受印度板块强烈挤压缩短时,物质发生大量向东蠕变流动引起的。     

东营凹陷前古近系构造综合地球物理反演

以地质、重磁、地震、测井、岩石物性及分析测试资料为基础,建立了东营凹陷前古近系深层密度的空间变化模式并进行了地球物理反演。结果表明,东营凹陷前古近系沉积主要受北西向构造的控制,太古界构成东营凹陷的结晶基底,是一个北东转近东西向的北陡南缓的断陷,最深处位于现河、辛镇一带,可达12000m;下古生界奥陶系构造具有很强的继承性,其构造格局与太古界有很强的一致性;中生界宏观上继承了下古生界的构造形态,但填平补齐和局部改造比较明显,凹陷范围明显缩小。东营凹陷前古近系断裂构造总体格局为向北东撒开、向西南收敛的束状构造,且可以分为高青博兴断陷区、利津草桥断陷区、东营王家岗断陷区3个断块。东营凹陷边部的隆起地带发育有3条火成岩带。与钻遇井深度比较,中生界和下古生界深层构造的反演精度分别达到91.14%和88.17%。     

汶川地震序列震源机制解研究

利用2008年5月12日至8月7日包括国家地震台网、 地方区域地震台网和流动地震台网在内的1023个地震台站及IRIS台站的数字地震波形记录资料, 读取P波初动极性, 并采用改进的格点尝试法对汶川地震序列震源机制解进行求解, 给出121个4.0级以上质量可靠的震源机制解。根据求解结果发现: 汶川Ms 8.0级主震P波初动解为纯逆冲型; 汶川余震序列震源机制解绝大部分是逆冲型或走滑型地震, 并具有分段分布特征; 其P轴方位有两个优势分布方向: 北西西?南东东向和北东东?南西西向。     

生物软组织黏弹性参数反演方法研究

针对黏弹性参数反演中的模型选择问题,提出应用黏弹性材料的应力松弛曲线作为待反演的参数,不涉及任何黏弹性本构模型,采用有限元仿真与人工神经网络相结合的方法:通过有限元仿真得到不同应力松弛曲线下的剪切波传播速度,然后将仿真得到的数据作为训练样本输入到人工神经网络中进行训练,建立起生物组织黏弹性参数和剪切波传播速度的神经网络输出模型,有效解决了模型选择问题。最后通过粒子群优化算法反演得到组织的黏弹性参数。     

川藏铁路“昌都-然乌”段班公湖-怒江结合带的工程效应研究

班公湖—怒江结合带复杂的地质建造-构造、断层活动性以及地壳岩体应力-形变状态等问题,对川藏铁路"昌都—然乌"段铁道工程建设有着极大的影响和制约。为探究其工程效应,在现场地质研究基础上结合数值计算,对其构造动力学特征及地壳岩体应力-形变作用进行深入分析。班公湖—怒江结合带总体处于相对稳定状态,北东边界断裂活动性较强;结合带地应力水平较高,地壳岩体的应力形变作用表现为压缩变形;上地壳岩体沿壳内低速层做近水平运移,驱动结合带及南西侧地块向NE推移俯冲;结合带岩体对构造应力消减作用不明显,两侧应力水平差异较小。结合带的关键工程地质问题是兼有右旋剪切作用的强压缩变形,其南西侧冈底斯-念青唐古拉陆块主要是高地应力岩体力学效应问题,北东侧南羌塘—左贡陆块主要是软岩隧道大变形问题。     

汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景

中国西部地区由于受到印度板块向北推移挤压,青藏高原强烈变形,高原内部及其边缘的活断层上经常发生强烈地震,是大陆内部最活跃的地震区.汶川8级地震就发生在青藏高原东缘的松潘一甘孜地块与扬子地块交界的龙门山主中央断裂带上.作者利用面波层析成像、跨龙门山的被动源地震观测、爆破地震剖面的结果对震源附近的岩石圈结构和动力学特征进行研究,发现松潘一甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质有重大差异.扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性,而松潘-甘孜地块为低速、软弱及易于破碎.在松潘-甘孜地块中,中地壳内普遍存在一个低速层,它是引起中上地亮推覆运动的滑脱层,龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果.汶川地震震源深度为14 km,正好位于龙门山推覆体的映秀-北川主中央断裂带上.     

藏南特提斯喜马拉雅构造古地磁新结果

通过1∶25万聂拉木县幅区域地质调查开展了系统的特提斯喜马拉雅构造古地磁研究.结果表明，二叠纪到白垩纪喜马拉雅地块始终位于中、低纬度区域（22—13）°S，不存在向东张开的大Tethy洋.晚白垩世后，这个地块快速向北移动.整个显生宙，喜马拉雅地块在北向移动过程中整体上表现为顺时针转动，而且从始新世到上新世、早更新世旋转角度进一步增大；在晚侏罗世，喜马拉雅地块位于18.6°S，到了早白垩世，已南移至22.4°S，推断在雅鲁藏布江原先的特提斯洋形成于晚侏罗世，扩张期在早白垩世；从始新世以后，由于喜马拉雅造山运动（陆陆碰撞）而导致印度板块北部，喜马拉雅和冈底斯地块之间的地壳缩短量至少约800km，显示该地区地壳缩短以褶皱、冲断为主.     

四川地区壳幔结构剖面S波接收函数分析

寻找青藏高原岩石圈热流物质向东流动的准确地震学证据及其动力学机制解释难点在于精确岩石圈厚度的求取.本文利用S波接收函数方法计算得到四川地区51个宽频台站的211个远震事件叠加接收函数,通过时深转换获得了该地区准确的地壳和岩石圈埋深分布.主要研究结果如下:四川地区地壳厚度变化范围为40～72 km,西藏的东部到四川盆地逐渐变薄,最厚的地方在雅江(YJI)地区,约为72 km,最薄的地方在盆地内部西充(XCO)地区,约为40 km,松潘-甘孜地块、川滇块体及滇中以北较厚,平均厚度为52～68 km,龙门山断裂西侧为55～60 km,四川盆地为40～50 km,存在10～15 km地壳厚度变化梯度;岩石圈埋深变化范围为100～180 km,整个四川地区表现出厚的四川盆地被薄的岩石圈环绕,外缘厚度为100～130 km,盆地内部为140～180 km,最厚的地方在"X"型断裂附近,呈现出"一凹两隆"的特征,最薄的地方是约100～120 km的龙门山断裂西侧及盆地西南部.建立的动力学模型为青藏高原东部热物质在向东流动的过程中被冷的、厚的、坚固的四川盆地阻挡,进而向东北和东南两个方向逃逸.     

西天山那拉提构造带及其找矿前景

那拉提构造带位于天山西段伊犁盆地与南天山之间 ,出露宽度约 2 5 km,由早元古代片岩、片麻岩及混合岩、混合花岗岩组成 ;深层次韧性剪切带及叠加中 -浅层次剪切带发育 ;那拉提构造带南缘断裂明显 ,南侧为古生代浅变质黑色岩系 ;构造带北缘韧 /脆性剪切带宽度大 ,两侧岩石劈理化后易于混淆 ,故界线不明显。那拉提构造带基本地质特征可与邻国中天山对比 ,存在寻找国外类似大型金矿床的条件和可能