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.     

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。     

山东侏罗 - 白垩纪地层划分与对比

山东中生代地层主要发育侏罗系和白垩系,沂沭断裂带以西的鲁西南、鲁中、鲁北地区发育侏罗纪至早白垩世地层,而断裂带以东的鲁东地区主要发育白垩纪地层。用古生物、火成岩年代分析结果对山东侏罗白垩系地层进行了划分和对比。将沂沭断裂带以西的坊子组归于早中侏罗世,三台组归于中侏罗世,分水岭组暂归于晚侏罗世至早白垩世,西洼组归于早白垩世;将沂沭断裂带以东的莱阳组和青山组归于早白垩世,王氏组归于晚白垩世。     

山东侏罗—白垩纪地层划分与对比

山东中生代地层主要发育侏罗系和白垩系,沂沭断裂带以西的鲁西南、鲁中、鲁北地区发育侏罗纪至早白垩世地层,而断裂带以东的鲁东地区主要发育白垩纪地层。用古生物、火成岩年代分析结果对山东侏罗－白垩系地层进行了划分和对比。将沂沭断裂带以西的坊子组归于早－中侏罗世,三台组归于中侏罗世,分水岭组暂归于晚侏罗世至早白垩世,西洼组归地早白垩世;将沂沭断裂带以东的莱阳组和青山组归于早白垩世,王氏组归于晚白垩世。     

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.     

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.     

红河断裂以西大理‒永平地区上地壳各向异性分层特征

对中国地震科学台阵探测项目一期于2011—2013年布设在红河断裂以西大理永平地区的5个流动台站进行横波分裂研究, 分别得到18, 14, 7, 9 和5个横波分裂参数测量结果, 并使用更精确的实际横波路径, 通过过量归一化方法进行改正, 研究该区域各向异性分层特征。结果显示, 研究区上地壳10 km深度之上存在各向异性强度大小相间的3层各向异性层, 其中第2层各向异性强度最小, 厚度为2~2.4 km; 第1层各向异性强度稍强, 厚度为4.1~5.0 km; 第3层各向异性强度最强。各向异性分层特征与前人在该区域的大地电磁测深结果吻合。结合滇西地区地壳中的低速异常、低电阻率和低Q值现象, 认为第3层的强各向异性是地幔物质上涌造成裂隙发育以及热流上传所致。     

山东丹霞地貌初探

丹霞地貌具有较高的科研和旅游价值,鉴于目前在对山东丹霞地貌探讨较少的状况下,对地区丹霞地貌形成的地质背景、地貌特征等进行了初步分析;分析结果表明：地貌是在沂沭断裂带作用下,在白垩纪形成的沉积碎屑岩,经后期内外力作用形成的,具有较大的开发、研究价值.     

沂沭断裂带中段南小尧金矿地球化学特征及矿床成因探讨

以沂沭断裂带中段南小尧金矿为研究对象,利用成矿期含金硫化物的地球化学特征探讨了南小尧金矿矿床成因。黄铁矿S/Fe、Fe/(S+As)、Au/Ag比值显示南小尧金矿形成于中深部的中低温环境;黄铁矿Co-Ni与CoNi-As图解表明南小尧金矿床的形成与岩浆活动关系密切,在后期可能经历了结晶后热液改造,成矿热液主要为火山与次火山热液;硫化物的硫同位素值介于-3.2‰～2.9‰,显示硫的深源特征。综合分析认为,中生代熔融的岩浆以及火山与次火山热液沿沂沭断裂带上涌,为金矿的形成带来了大量成矿物质和成矿流体,在中深部的成矿环境中随成矿条件的改变使Au在适宜的构造位置富集并沉淀成矿。     

基于离散元法的龙门山构造带隆升变形主控因素研究

为探明龙门山构造带隆升变形的主要控制因素, 基于龙门山构造带东西两侧下地壳物质层属性差异巨大的特征, 进行3组PFC2D离散元数值模拟对比实验, 将深度扩大至下地壳, 记录颗粒运动状态, 实现定量化分析。实验得到的变形结果及模型颗粒运动矢量图显示, 在下地壳物质属性无明显差异的条件下, 板块碰撞挤压应力及地壳厚度的差异不会在龙门山构造带形成巨大的地形高差。当下地壳黏度系数存在明显差异时, 软弱下地壳物质层颗粒相对运动速率为1.5~2.94 m/s, 平均运动速率为1.62 m/s, 大约是坚硬下地壳层颗粒平均运动速率的54倍。模型中部(龙门山构造带)出现隆升变形, 纵向影响范围为94.74%, 隆升幅度为19.85%。软弱下地壳上覆的中地壳和上地壳颗粒具有较大的向上速度分量, 上地壳物质层上涌趋势明显。巴颜喀拉块体和四川盆地地壳存在20 km的厚度差异, 使得龙门山构造带隆升幅度由14.79%增至19.85%。综合分析3组离散元模拟实验结果, 得出巴颜喀拉地块下地壳物质层与四川盆地下地块物质层的黏度差异是龙门山构造带垂向隆升变形最关键控制因素的结论, 在下地壳黏度结构存在明显差异的前提下, 巴颜喀拉块体和四川盆地的地壳厚度差异对龙门山构造带纵向上逆冲隆升幅度有明显的促进作用。     

沂沭断裂带构造地貌格局及其形成与演化

沂沭断裂带表现为东西分带、南北分段的棋盘格式构造地貌格局.这种构造地貌格局是由于受到北北东一南南西向挤压作用,断裂带两端受到近南一北向挤压作用而形成的;其形成及发展经历了四个主要阶段.     

龙门山逆冲构造带大地电磁测深初步成果

通过对穿过龙门山逆冲构造带中段松潘一中江大地电磁观测资料的处理和反演解释,揭示了松潘-甘孜褶皱带、龙门山及川西前陆盆地30 km深度的地壳电性结构,发现龙门山-松潘地壳15～20 km深部存在西倾连续的壳内商导层,大地电磁测深结果明显显示龙门山深部逆冲推覆构造特征.龙门山深部电性结构初步研究,对于分析其与相邻构造单元的关系,研究青藏高原东缘陆内造山带深部地球动力学过程都具有重要理论意义.     

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。     

山东省地热资源动态探讨

山东省地热资源较丰富,地质环境、埋藏深度、地热温度、开采条件因地而异。鲁东地热区埋藏浅、水温高、利用广;鲁中南地热区主要是分布沂沭断裂带,开采利用比较集中;鲁西北地热区埋藏较深、温度较低、开采利用起步较晚。为了合理开采利用天然热能．对地下热水进行自动化远程监测。     

我国大陆地壳及上地幔分块结构特征

根据地震测深资料及其它地球物理资料,可以将中国大陆分为5个次一级的板块及25个微板块。华南板块平均地壳厚度为32—45km,软流圈深度自80km变为200km。华北板块地壳厚度为35—45km,软流圈深度为60—100km。青藏板块平均地壳厚度达60—76km,软流圈深度为120—140km。估计了壳幔密度差,计算了我国大陆地壳厚度。讨论了我国大陆分块结构与现代构造活动性的关系和古板块划分。     

鸟取MJMA 7.3级地震震源区地震层析成像研究

采用2000年日本鸟取MJMA7.3级地震的907个余震及其地方震的24 756个P波和22 547个S波到时,确定鸟取地震震源区的P波、S波和泊松比的三维结构.在震源区地震波速变化幅度达4%,泊松比变化幅度达9%.在11 km深度发现高波速和低泊松比异常,表明这一部位为刚性的粗糙断层面,形成断裂带的锁定结构,它的破裂产生鸟取地震的主震.低波速和高泊松比异常在震源区之下的地壳中出现,这与菲律宾板块俯冲带的脱水过程和岩浆活动有关,导致Daisen弧后火山的形成.流体运动和岩浆活动,对鸟取地震的成核和破裂过程有重大的影响.     

双差定位法在龙门山断裂带震源重定位中的应用

为研究龙门山断裂带附近地区的地震波衰减特征,通过双差定位法对龙门山断裂带653个地震重新进行了精确定位。结果表明:重新定位后震中经纬度和震源深度的精度均得到改善,没有了震源深度为0的地震,最小震源深度为0.8 km,10~20 km深度存在明显的发震层;重新定位后震源的测定误差在E-W方向平均为1.49 km,在N-S方向平均为1.41 km,在垂直方向平均为1.91 km。可见双差定位法的定位精度较高,研究成果可用于计算龙门山断裂带附近地区地震记录的震源距离和获取SH分量。     

郯庐断裂带中段幔源岩包体中的流体组成特征

对沂沭地区幔源包体单矿物的分步和一步加热释气实验表明研究区幔源包体源于乏硫环境；断裂带内同一包体中橄榄石与辉石的流体组成总是反映变化的氧逸度，可能与该区多期次的拉张、挤压构造运动有关；分步与一步加热中的流体组成反映了不同的地幔信息。     

中国三大基本构造单元的地球物理特征的研究

本文以中国大陆地壳的三大基本构造单元——地槽区、地台区和地洼区为研究对象,较系统地统计了不同类型的构造区的地球物理特征及其相互间的差别,探讨了由此反映出来的深部构造特点。重点探讨了中亚地洼区与华夏型地洼区在地球物理特征和深部构造上的异同;对三个残留地台现阶段的构造运动状态提出了个人的看法。在综合分析各构造单元的地球物理特征及其深部构造形成演化的可能原因的基础上,从地球物理的角度初步探讨了地壳演化发展的动力学机制。     

豫西地区中古生代构造特征与油气前景评价

通过76条测线近2 238 km的地震解释对豫西地区构造特征进行深入研究,该地区断裂复杂,受其影响,油气运聚成藏差异较大,但构造特征对油气有明显控制作用,油气具有南北成带、东西分隔的特征。油气勘探的研究基础往往是区域范围内不同的构造单元,同一构造单元的地质构造、沉积环境特征及油气分布特征相对统一,构造单元划分有利于深化盆地地质认识指导油气勘探。综合利用地震、钻井、钻孔以及地面露头等方面的资料,在分析了豫西地区平面和剖面上断裂体系特征的基础上,主要依据各盆山关系,及各自的构造变形的差异性,将豫西地区分为10个二级构造单元,再由不同构造单元的地质环境及断裂特征,得出油气前景评价的结果,认为伊川冲断-断陷区为当前豫西地区油气勘探最有利的地区,其次是渑池-新安冲断-断块区。上述研究认识为豫西地区油气地质研究及有利勘探区的优选等提供了参考和指导。