云南深部热流研究

阐述了云南大地热流分布特征，并从地壳结构入手探讨了地壳、上地幔的生热率垂向分布，进而研究了云南的深部热流结构．研究结果表明，垂向上，上地壳所产生的热流量最大，中地壳次之，下地壳最小；横向上，各构造单元深部热流结构差别较大，全区地幔热流变化范围是１９～５７ｍＷ／ｍ２．     

用全球定位系统（GPS）监测青藏高原地壳形变

通过对拉萨、日喀则地区两条基线的观测结果分析，得到了拉萨地块近南北向地壳形变率为（７．０±２．３）ｍｍ／ａ及近东西向（７．４±２．３）ｍｍ／ａ的形变速率，与震源机制解的结论十分接近。同时监测到相对于拉萨南北向７．３ｃｍ和东西向４．１ｃｍ的震后形变位移，显示出ＧＰＳ在地震监测及与地震相关的地壳形变研究的广阔前景     

云南岩石圈地温分布

根据大地热流和岩石圈结构资料，探讨了云南岩石圈的地温分布。研究结果表明，全区存在３种地热类型：高地温型莫霍面温度＞９６０℃，地壳地温梯度＞２℃／１００ｍ；低地温型莫霍面温度＜７００℃，地壳地温梯度＜１．５℃／１００ｍ；中等地温型莫霍面温度介于前二者之间，地壳地温梯度为１．５～２．０℃／１００ｍ     

华北克拉通中部大陆地壳断面磁性结构研究及意义

为探讨华北克拉通中部地壳的磁性结构与深部地质过程之间的相互关系,测量了五台-集宁地壳剖面４４件岩石样品的磁性参量及磁滞回线．结合岩石学、地球化学及磁卫星资料的综合研究结果表明,整个断面具有明显的磁性分带结构特征．上地壳、中地壳与下地壳上部岩石饱和磁化强度（Ｊｓ）的平均值分别为５８．７Ａ／ｍ、６８１．２Ａ／ｍ与１０６８．０Ａ／ｍ,而饱和等温剩磁ＪＳＩＲＭ为４．１Ａ／ｍ、７７．９Ａ／ｍ和１３８.４Ａ／ｍ.磁性与变质相及成分对应分析显示,断面内的磁性结构主要受变质作用控制（尤其是变酸性岩与变基性岩）．Ｊｓ值的变异系数Ｖｃ,上地壳为６２．２％、中地壳为６２．５％、下地壳为１４３．７％,而ＪＳＩＲＭ值的变异系数则分别为７０７％、８６．１％、１６５.４％．中一下地壳之间Ｖｃ值的差异远大于上一中地壳,显示了地壳深部磁性强度的非均一分布特征．本区中一下地壳岩石的磁化强度明显高于秦岭造山带北缘的登封群与太华群,这一差异可能与两区地壳深部热结构的明显差异相关．结合磁卫星长波长磁异常分析推测,地壳断面中基性麻粒岩的磁性代表了区域下地壳的磁化强度,如果地壳深部的剩余磁性以热粘滞剩磁（ＴＶＲＴ）为主,则可估算出...     

地球膨胀构造动力物理模拟的相似性研究

按照地球膨胀学说进行全球构造动力物理模拟的相似性研究，得到了膨胀地球岩石层弹性球壳力学模型的方程分析相似准则和地幔物质沿膨胀裂谷通道上涌流动的方程分析相似准则．按照各相似准则的约束，计算得到了满足与膨胀地球原型相似的模型参数：膨胀初始半径为０．４６ｍ；原始岩石层的厚度、密度分别为３×１０^－３ｍ和（１．２－１．８）×１０ｋｇ／ｍ^３，其强度为１０^４Ｐａ；原始地球膨胀内压为４．２５×１０^４Ｐａ；原始地表重力为－１．２５×１０^－２Ｎ／ｋｇ；上涌物质密度、粘度分别为１．２×１０^２ｋｇ／ｍ^３和２×１０^２Ｐａ·ｓ；原始地幔物质上涌厚度、速度和加速度分别为２．５×１０^－２ｍ，２．０×１０^－３ｍ／ｓ和３×１０^２ｍ／s²．由此表明材料物性等条件能够较好地满足原型要求的模型条件．     

由峰值速度估算地震应力降

根据Ｂｒｕｎｅ（１９７０）提出的震源位错模式，用发生在滇西地震实验场区鹤庆ＭＳ＝５．３中强地震的地震数字化监测资料，计算了Ｓ波谱，测定了鹤庆地震序列的震源参数．在此基础上研究了地面运动峰值速度参数（ｒ．ｖ）对地震应力降Δσ的依赖性．由地震标定关系给出（ｒ．ｖ）∝Δσ２／３，导出了用峰值速度参数求地震应力降的３个关系：ｌｇ（ｒ．ｖ）＝ｄ１＋（１／３）ｌｇＭ０＋（２／３）ｌｇΔσ；ｌｇ（ｒ．ｖ）＝ｄ２＋（１／３）ＭＬ＋（２／３）ｌｇΔσ；ｌｇΔσ＝－１．０＋１．５ｌｇ（ｒ．ｖ）．假定对大小地震的平均应力降取３．０ＭＰａ，由鹤庆地震序列的观测资料定出常数ｄ１＝－３．８８和ｄ２＝－０．３８．序列震源参数测定结果给出，地震矩为１０１１～１０１５Ｎ·ｍ，破裂半径ａ＝２００～６００ｍ．根据峰值速度测定的应力降Δσ＝０．１～１０ＭＰａ，平均为３．７ＭＰａ．用这些标度关系求出的应力降结果与Ｂｒｕｎｅ模式求应力降的结果比较一致．本文的研究结果还表明，地面运动峰值速度参数对地震应力降的依赖性比对地震矩的依赖性更强．     

莺歌海盆地构造热演化模拟研究

根据实测资料计算,莺歌海盆地平均大地热流为 ８４．１ｍＷ／ｍ~２．通过对莺歌海盆地构造热演化模拟研究,揭示了盆地在新生代的热演化特征：新生代３期拉张使盆地逐步升温, ５．２ Ｍａ以来盆地达到历史最高温时期,目前处于热流下降期;在新生代,基底热流始终在 ５０～７０ ｍＷ／ｍ~２之间,表明 ３期拉张并未引起盆地异常高热流,这与盆地尺度及拉张特征有关;盆地地表热流主要受基底热流控制,沉积物放射性生热仅占不足 ２０％．     

1992年吉尔吉斯苏撒孟尔7.3级地震的地震构造与地震破裂

１９９２年８月１９日吉尔吉斯斯坦共和国苏撒孟尔盆地发生７．３级地震，主余震为６．７级。地震发生于北天山褶皱带内。震中烈度Ⅸ度。极震区内地震滑坡、崩塌呈ＥＷ向带状分布，并有地裂、泥砂喷发现象发生。主震和主余震的宏观震中区均产生地震断层陡坎。主震断层陡坎最高３．３５ｍ，陡坎总长度为１ｋｍ，陡坎走向为Ｎ６５°Ｅ～Ｎ８０°Ｅ，主震断层以逆推为主，并兼有右旋扭动。地震断层自南向北逆冲的水平距离是２ｍ左右。主余震断层陡坎长３ｋｍ，走向Ｎ６５°Ｗ，高７５ｃｍ左右。探槽开挖证实，主余震断层产状为Ｎ７２°Ｗ／１９２°∠１０°，地震时由南向北逆冲的水平距离是１ｍ。Ⅶ度以上等烈度线特征、地震地表破裂和震源机制解结果三者有关地震断错的结论一致     

赣东北蛇绿混杂岩带中硅质岩的地球化学特征及构造意义

赣东北蛇绿混杂岩带中含晚古生代放射虫硅质岩的ＳｉＯ_２含量变化范围为 ７８．４０％～ ８９．２８％,Ｓｉ／Ａｌ＝ ６．３～２３,Ｓｉ／Ａｌ比和Ａｌ_２Ｏ_３呈很好的负相关关系,表明它们含有 较高比例的陆源泥质沉积物．硅质岩样品的Ａｌ_２Ｏ_３／（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｆｅ_２Ｏ_３）＝０．５１～０．９０,Ｃｅ／Ｃｅ~·＝ ０,９１～１．２２, Ｌａ_ｎ／Ｃｅ_ｎ＝ ０．７６～１．１１, Ｖ＜Ｍ２０μｇ／ｇ,Ｖ／Ｙ＜２．６,Ｔｉ／Ｖ＞４０,一致表明这些硅质 岩形成于与大陆地壳物质输入密切相关的大陆边缘环境,而与大洋盆地、洋中脊环境无 关．因此,这些晚古生代硅质岩既不属于～ １．０Ｇａ蛇绿岩套“三位一体”中的一部分,也 不支持晚古生代扬子和华夏两个块体之间存在深海大洋盆。     

浅层地温强震前的异常变化

浅层地温指地表至地下３．２ｍ深处的地温。通过数十年浅层地温变化与强地震活动关系的研究，指出了强地震发生前一段时间０．８ｍ地温与地表温度的相关系数为历年同期最低值；０．８ｍ、１．６ｍ和３．２ｍ地温连续６个月以上为正距平，且平均距平值分别大于０．８、０．７和０．５即认为地温有升温异常；在此时段内地温有历年同期最大值或次大值；做半年尺度或以月为简单的０．８ｍ地温、地表温度平均距平等值线图，等值线的分布圈     

中国大陆科学钻探靶区深部温度预测

依据中国大陆科学钻探(CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数,对5000m深钻的可能钻遇温度进行了预测.先导孔中地温梯度介于1-26℃/km;岩石热导率变化为2.64-8.81W/(m@K),平均(3.4±1.26)W/(m@K);实测热流值为76-80mW/m2;30块岩石样品放射性生热率变化为(0.0-2.17)μW/m3,450m深度以上层平均(0.76±0.5)μW/m3,以下层段平均(0.48±0.2)μW/m3,生热率随深度递减,但变化趋势难以明确判定.分别对热流和热导率取上、下限,采用不同的生热率随深度的分布函数,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性,分别计算出5000m深度内可能的温度分布剖面.计算结果表明,超深井于5000m垂直深度上的温度将达到110-140℃,2000m深度的探井钻遇温度将介于54-64℃.此外,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应5-8℃.     

上海地区地壳精细结构的综合地球物理探测研究

通过在上海地区开展深、浅地震反射、地震宽角反射/折射、高分辨地震折射和大地电磁测深等联合剖面探测, 获得了该地区近地表至Moho面的精细速度结构、电性结构和深浅构造关系.结果表明, 该地区地壳可划分为上、中、下三个组成部分.其中，上地壳厚为12～14 km，波速为57～59 km/s；中地壳厚度约为10 km，波速为59～62 km/s；下地壳厚为10～11 km, 波速为62～63 km/s，Moho面深度约为32 km.剖面浅部地质构造复杂，共解释出12条特征明显的断裂.其中，除3条断裂错断结晶基底（G界面）并向下延伸至上地壳底界面外，其他断裂均在深度3～5 km以上终止或收敛于G界面之上.此外，仅在剖面西侧基底下部约13～15 km埋深处发现一厚度在2 km左右的壳内高导层.所以，在综合各方面资料后分析认为，在剖面经过地区不存在发生大地震的深部构造条件，近地表所存在的活动断层是未来产生对该区有影响地震的震源区.     

黑水─泉州地学断面东段深部温度与岩石层厚度

应用地震波速度与岩石放射性生热率之间的实验关系,结合地表岩石生热率的测试,对黑水─泉州地学断面东段１８条一维地震剖面上的热源垂向分布进行了评估．在此基础上,建立了一维和二维稳态热传导模型．根据干玄武岩固相线公式,估算了上地幔介质部分熔融开始的深度（＂热＂岩石层厚度）．模型显示出深部温度场沿断面方向侧向变化显著．莫霍界面温度在４００－７００℃间变化,相应的＂热＂岩石层厚度为７５－２０５ｋｍ．一维和二维温度模型的差异主要表现在侧向热传递显著的下地壳和上地幔中．温度场的变化与造山带的形成年代或后期叠加构造热事件的年龄有关．     

1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA+FEM方法数值模拟

本文用三维非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.（1）发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7 m;（2）深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;（3）最大差应力变化等值线图与由星载D\|INSAR技术获取的地表形变场图像相似;（4）地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震（H=11 km）发震断层段的库仑破裂应力增加约2 MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震（H=30 km）发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7 MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明：作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.     

中国几处城市高楼重力垂直梯度测定

重力垂直梯度测定是应用地球物理学和物理大地测量学的一个重要的实验性课题。研究重力垂直梯度（以下简称垂直梯度）在地球表面的分布与变化,可以增加对地球重力场和地下地质构造及其活动性的了解。1982-1984年,我们在研究垂直梯度测量原理和     

辽东地区和海城地震区的地热观测

1980年至1984年间,在辽东地区和海城地震区,我们利用地质、冶金和化工部门的一批勘探钻孔,观测了这些井孔不同深度的温度,由此获得它们沿深度方向的温度梯度.同时,从这些观测孔取得岩样,在实验室中测定它们的热导率,从而得到每个钻孔的热流值.我们一共得到23口钻孔的热流数据,其中包括海城地震区的两个热流观测孔.这些热流值可粗略地给出海城地震区和辽东地区的热结构.结果表明,平行郯庐断裂的辽阳——熊岳北东条带具有相对高的热流值,平均热流为8.2910-2J/m2s(2.0cal/cm2s).这个条带恰好是下辽河盆地和辽东山地的交界,它与重力异常梯度带显示的北东向上地幔隆起带一致.海城地震区的平均热流值达9.2210-2J/m2s(2.2 cal/cm2s),又是高热流值条带上热流最高的区域.比较海城地震区已知的其它地球物理资料后,给出了该地区地球物理资料的综合解释剖面.我们推测,海城地震区下,地壳中的低速层是由于上地幔物质的大规模侵入产生的.高温和低速意味着该层具有塑性力学性质.海城地震震源区恰好位于这样一个塑性状态的介质层上部.这个结果对于研究海城地震和其它板内地震的形成过程无疑是有意义的.我们试图强调,对于地震研究而言,热流观测是地球物理观测中不可缺少的组成部分.地热资料      

Heat production in an Archean crustal profile and implications for heat flow and mobilization of heat-producing elements

We have measured concentrations of heat producing elements (Th, U, and K) in 58 samples representative of the main lithologies in a 100 km transect of the Superior Province of the Canadian Shield, from the Michipicoten (Wawa) greenstone belt, near Wawa, Ontario, through a domal gneiss terrane of amphibolite grade, to the granulite belt of the Kapuskasing Structural Zone, near Foleyet. This transect has been interpreted as an oblique cross section through some 25 km of crust, uplifted along a major thrust fault, and thus provides an opportunity to examine in detail a continuous profile into deep continental crust of Archean age. Mean heat production values for these terranes, based on aereal distribution of major rock types and calculated from their Th, U, and K concentrations are: Michipicoten greenstone belt = 0.72 μW m⁻³; Wawa domal gneiss terrane (amphibolite grade) = 1.37 μW m⁻³; Kapuskasing granulites = 0.44 μW m⁻³. Among the silicic plutonic rocks (tonalites, granites, and their derivative gneisses), the relatively large variation in heat production correlates with modal abundances of accessory minerals including allanite, sphene, zircon, and apatite. We interpret these variations as primary (pre-metamorphic). The relatively high weighted mean heat production of the domal gneiss terrane can be accounted for by the larger proportion there of late-stage Th-, U-, and K-rich granitoid plutons. These may have been derived from the underlying Kapuskasing granulite terrane, leaving it slightly depleted in heat producing elements. Transport of Th, U, and K, therefore, could have taken place in silicate melts rather than in aqueous or carbonic metamorphic fluids. This conclusion is supported by the lack of a statistically significant difference in heat production between tonalites, tonalite gneisses and mafic rocks of amphibolite versus granulite grade.The pre-metamorphic radioactivity profile for this crustal section is likely to have been uniformly low, with a mean heat production value less than 1 μW m⁻³. This result is distinctly different from measured profiles in more silicic terranes, which show decreasing heat production with depth. This implies fundamental differences in crustal radioactivity distributions between granitic and more mafic terranes, and may be an important factor in selective reactivation of lithologically different terranes, possibly resulting in preferential stabilization of basic terranes in the geological record. Our results indicate that a previously determined apparently linear heat flow-heat production relationship for the Kapuskasing area does not relate to the distribution of heat production with depth. Low, but significant heat production, 0.4–0.5 μW m⁻³, continues to lower crustal depths with no correlation to the depth parameter from the linear relationship. This low heat production may be a minimum average granulite heat production and suggests that, in general, heat flow through the Moho is 8–10 mW m⁻² lower than the reduced heat flow calculated from the heat flow-heat production regression.     

Combined geothermal-geophysical models of the earth's crust and upper mantle for the European continent

An attempt is made to obtain a combined geophysical model along two regional profiles: Black Sea— White Sea and Russian Platform—French Central Massif. The process of the model construction had the following stages: 1. The relation between seismic velocity (V_p, km/s) and density (σ, g/cm³) in crustal rocks was determined from seismic profiles and observed gravity fields employing the trial and error method. 2. Relations between heat production HP (μW/m³), velocity and density were established from heat flow data and crustal models of old platforms where the mantle heat flow HF_M is supposed to be constant. The HF_M value was also determined to 11 ± 5 mW/m². 3. A petrological model of the old platform crust is proposed from the velocity-density models and the observed heat flow. It includes 10–12 km of acid rocks, 15–20 km of basic/metamorphic rocks and 7–10 km of basic ones. 4. Calculation of the crustal gravity effects; its substraction from the observed field gave the mantle gravity anomalies. Extensively negative anomalies have been found in the southern part of Eastern Europe (50–70 mgal) and in Western Europe (up to 200 mgal). They correlate with high heat flow and lower velocity in the uppermost mantle. 5. A polymorphic advection mechanism for deep tectonic processes was proposed as a thermal model of the upper mantle. Deep matter in active regions is assumed to be transported (advected) upwards under the crust and in its place the relatively cold material of the uppermost mantle descends. The resulting temperature distribution depends on the type of endogeneous regime, on the age and size of geostructure. Polymorphic transitions were also taken into account.     

2000年姚安地震的震源参数

根据近场小孔径观测台网记录的余震序列资料，研究了2000年1月15日云南姚安MS6.4地震序列的地震物理过程. 用地震标定律关系估算主震的地震矩M0=1.58×1018N·m，矩震级MW=6.0，平均位错=0.63m，断层长度L=16.6km，断层宽度W=5.6km. 余震序列的高精度定位结果和能量分布走向，很好地证实了主震的断层破裂走向为N50°W，震区马尾菁断裂为主震发震构造，断层错动性质以右旋走滑为主. 用横波记录资料及波谱分析方法估算出余震的震源参数: 地震矩范围为1010～1016N·m，震源破裂半径a为80～500m，地震应力降范围为0.01～9.5MPa. 较大应力降(Δσ>1.0MPa)沿主断层线性排列，大应力降(Δσ>2.0MPa)与ML≥3.0级地震相关. 余震能量释放和高应力降的地震多发生在6.0～11km的深度范围，说明在这一深度范围内最大程度地集中了地壳中的应力.