青藏高原地体划分的地球物理标志研究

基于青藏高原巨厚的地壳结构和复杂的地球物理场特征，提出依据地震活动与波场标志、岩石层结构与速度场标志、古地磁标志、位场标志、温度场标志、地质与构造标志作为进行青藏高原地体划分的原则．据此，由北向南将青藏高原及其相邻地带划分为７个地体，即柴达木地体、昆仑地体、可可西里－巴颜喀拉地体、羌塘地体、拉萨－冈底斯地体、喜马拉雅地体和恒河平原地体，它们的分布格局与特征对青藏高原的形成、演化和板块运动及动力机制的研究起着重要的作用．     

利用卫星遥感热场信息探索现今构造活动:以汶川地震为例

以汶川地震为例,探索卫星遥感获取的地表温度场中可能存在的构造活动信息。主要开展了3方面工作:1)分析了汶川地震前后的热场演化过程。结果表明,通过数据处理,将地表温度中的地形、大气和稳定年周期太阳辐射等非构造因素的影响去除后,获得的原地温度场中,存在丰富的、与构造展布密切相关的热信息。2)结合浅层气温的实际观测资料,初步尝试建立地表温度与地壳应力应变之间的定量关系。结果表明,地壳应力引起的温度变化,可对近地表大气温度产生比较明显的影响。特别是地表温度场中的低温区具有较高的可信度。汶川地震前后,降温区主要沿着大型活动地块的边界展布,反映出这些块体边界之间的相对拉张(或松弛)运动关系。3)以同震变形响应资料为基础,开展了变形与热信息的对比分析。结果表明,温度场获得的结果与同震变形观测结果高度吻合。这说明青藏高原内部地块边界的温度变化,可能正是地震前后青藏高原内部变形调整过程的真实反映。总之,可以通过"热"的方式来获取地壳应力状态的变化信息。     

青藏高原对流层臭氧含量变化的太阳周期活动信号分析

利用1979~1992年卫星TOR对流层臭氧数据库资料,以及同期太阳辐照度数据序列,考察青藏高原对流层臭氧含量变化与太阳辐射周期变化之间的关系.分析表明,青藏高原对流层臭氧分布表现出与太阳辐照度相同的变化趋势,存在着明显的太阳周期变化特征.逐月线性回归分析表明,太阳辐照度增加导致青藏高原对流层臭氧增加的正效应.在太阳周期内,太阳辐射增加可使青藏高原对流层臭氧、平流层臭氧和臭氧总量分别增加1.31、4.97、6.628DU,或4.07%、2.04%、2.28%.该特征与赤道太平洋地区完全相反,分析产生差异的原因,至少应包括两方面因素：一是背景大气NO_X和水汽含量的差异;二是青藏高原频繁发生的平流层-对流层大气物质交换和输送.     

青藏高原冰芯过去100年δ18O记录与温度变化

以羌塘高原普若岗日冰原钻取的213 m冰芯中记录为基础, 研究了过去100年来δ¹⁸O变化所反映的这一地区的温度变化. 结合已获取的青藏高原南部的达索普冰芯、西北部的古里雅冰芯和东北部的敦德冰芯, 综合研究了青藏高原温度变化的区域差异. 结果表明, 青藏高原不同地区冰芯中δ¹⁸O变化各有特点, 特别是南、北差异和东、西差异十分明显. 但4根冰芯记录均反映出过去100年来δ¹⁸O增加的趋势, 说明过去100年来青藏高原在不断变暖. 将δ¹⁸O记录所反映的青藏高原温度变化、青藏高原气象记录的温度变化同北半球温度变化比较研究发现, 这些记录所反映的过去100年总体变暖趋势是一致的.     

青藏高原南北降水中δD和δ~(18)O关系及水汽循环

根据青藏高原南北不同地区降水及河水中δ D和δ18O, 建立了青藏高原从北到南降水中稳定同位素大气水线, 并解释了不同地区大气水线的差异性与水汽来源的关系. 分析了青藏高原南北降水中过量氘( d )的季节变化特征; 揭示了青藏高原降水和河水中d的空间变化, 研究发现青藏高原d在唐古拉山南北两侧显示出不同的变化特征.这种差异是与不同区域水汽来源或水汽循环有关.     

青藏高原东北缘祁连山西段与东段岩石圈结构差异研究

作为青藏高原东北缘的祁连山,其东段与西段的地貌以及新生代地表变形样式差异显著.在新生代青藏高原向北东扩展这一共同构造背景之下,引起祁连山东段和西段这些差异的深部原因尚不清晰.本文基于一条宽频密集台站观测剖面,利用P波速度结构约束下接收函数和面波频散的联合反演方法给出祁连山东段的壳内及岩石圈地幔结构.结合前人在青藏高原东...     

青藏高原中南部的深部地球动力学过程 —Hi-Climb剖面北段接收函数和走时残差分析

青藏高原中南部Hi-Climb宽频地震探测剖面北段接收函数偏移和走时残差分析表明, 青藏高原中、西部岩石圈结构特征存在明显的不同. 青藏高原中部, 印度板块向北俯冲到羌塘地体之下, 在羌塘地体中南部达到最大的俯冲深度, 拆沉的印度岩石圈板片残留在拉萨地体中部附近之下, 深度可能超过上地幔转换带上界面; 青藏高原西部, 印度板块向北低角度俯冲, 可能俯冲到塔里木块体之下. 由于青藏高原中、西部印度板块俯冲模式的差异, 上涌地幔物质受到西部低角度俯冲印度岩石圈的阻挡, 使得地幔上涌物质更多的向东流动, 造成高原中部地区深部热物质向东侧向流动.     

青藏高原东北缘岩石圈变形方式的动力学模拟研究

青藏高原东北缘是青藏高原横向扩展的前缘位置,其岩石圈变形方式和动力学机制是理解青藏高原横向扩展模式的关键.本研究利用数值模拟方法,以地表地形、岩石圈结构和地表热流等观测为约束,重点讨论了流变强度差异对青藏高原东北缘岩石圈变形方式的影响.结果表明:当青藏高原周缘地块岩石圈地幔强度相对较高,地壳强度相对较低的情况下,在不断扩展的青藏高原挤压作用下,周缘地块地壳增厚,增厚的地壳在重力作用下使得下覆岩石圈地幔俯冲下插;而当周缘地块岩石圈地幔强度非常高,则有限的地壳增厚不能使其俯冲下插,只能在地壳部分形成有限的缩短变形;低黏滞性、高速流动的下地壳使得下地壳整体增厚,从而对青藏高原地表的整体抬升有重要贡献,而对岩石圈地幔的变形方式影响有限.     

青藏高原及其毗邻地区降水中稳定 同位素成分的时空变化

位于唐古拉山以南的青藏高原南部和南亚,温度效应均不存在.在所统计的站点中,只有大约一半的取样站具有降水量效应.位于唐古拉山以北的青藏高原中、北部和毗邻的中亚地区,各取样站均具有显著的温度效应.由于来自源区水汽的直接凝结,南亚地区降水中平均稳定同位素成分相对较重.稳定同位素比率的季节差异较小；从青藏高原南坡的坚景到唐古拉山,降水中稳定同位素比率急剧减小;从唐古拉山到青藏高原北部,降水中稳定同位素成分随纬度增高而增大.     

多种地震方法探测青藏高原东北缘地壳上地幔结构的研究进展

青藏高原东北缘地区在地形上处于青藏高原隆起区的东北边缘,青藏高原块体、鄂尔多斯块体和阿拉善块体交汇于此,是整个高原向大陆内部扩展的前缘部位,也是其最新的和正在形成的高原重要组成部分.区域内新生代构造变形和地震活动强烈,是研究青藏高原隆升、构造变形,探讨强地震发生的深部环境的最佳场所.为研究青藏高原东北缘地壳上地幔深部结构构造特征,近些年来开展了大量的地球物理探测工作.笔者收集了近三十年来在青藏高原东北缘展开的人工地震和天然地震观测工作,综合论述了人工源地震探测方法和天然地震成像方法(主要包括接收函数方法、地震层析成像方法、SKS剪切波分裂分析等)的发展和不同地震探测方法所取得的关于青藏高原东北缘壳幔速度结构、莫霍面形态、地壳上地幔各向异性研究等所取得的成果,总结分析了青藏高原东北缘地壳上地幔结构特征方面已达成的的一致观点以及有待进步一研究之处,并对比分析了不同方法之间的差异之处.     

岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究

根据地球物理探测资料,基于二维模型,利用黏弹性有限元方法,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制.数值模拟结果表明,青藏高原西部（B B′剖面）的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳,印度板块向北挤压为次要因素,形成“山隆盆降”的地表形态;而青藏高原东部（A A’剖面）岩石圈根向下拖曳还不足以形成硬上地壳中挤压造山的主要力源.对比结果认为,青藏高原的深部层圈结构和应力体系在西、东部存在明显的差异,反映了高原内部造山演化的西、东分异特征.     

龙门山及其邻区地球物理场与地震的关系

龙门山及其邻区地处青藏高原东缘，地质构造上处于不同构造单元的交汇地区。龙门山断裂带由多条大型推覆构造组成，利用重力资料对该区深部构造进行了研究。计算中采用Ｐａｒｋｅｒ－Ｏｌｃｌｅｎｂｕｒｇ三维位场反演方法。根据反演结果，综合其它地球物理和区域地质资料，研究了该区的地球物理场和地震的关系。     

青藏高原隆升及伸展变形中的重力位能

青藏高原在南侧印度板块和北侧欧亚板块的双向挤压下整体抬升,边界挤压力所作的功增加了高原内部重力位能.但高位能态的物质会不断向重力势能最小的平衡态转移,并产生流变变形.由于受南北边界的挤压力约束,高原内部的高位能驱使喜马拉雅山和昆仑山之间的地体产生东西向伸展变形.利用三种不同方法对青藏高原重力位能进行计算,结果表明,一定流变学条件下,青藏高原目前所具有的重力位能可以产生各地体中观测到的地表构造变形速率.     

加卸载响应比在震后趋势估计和震前中短期预测中的应用

以加卸载响应比方法在青藏高原北部地区几次中强地震预报中的应用为例 ,讨论了天然地震序列下样本条件对加卸载响应比Y值的影响 ,探讨了该方法在震后趋势估计和震前中短期预测应用中的若干问题 ,以探索提高响应比方法预测地震的成功率 .     

青藏高原季节冻融过程与东亚大气环流关系的研究

利用青藏高原46个气象站的最大冻土深度观测资料、中国160个气象站降水资料和NCAR/NCEP资料，对青藏高原冻土的季节性冻融过程进行合成分析，发现青藏高原土壤的季节冻融过程对青藏高原上空及东亚大气环流有显著的影响，在高原最大冻土深度较小的年份中，7月份，南亚高压强且偏西，500hPa印度低压强，西太平洋副热带高压弱且偏东，高原南部的东风较强；最大冻土深度较大的年份，南亚高压弱且偏东，印度低压弱，西太平洋副热带高压强且偏西. 在不同的冻融年份，850hPa上纬向风的差异显著区反映了西南季风的活动. 最大冻土深度与中国夏季（7月份）降水有3条显著相关带，雨带的分布与中国夏季平均雨带相吻合. 由此，青藏高原季节冻融过程引起的水热变化是影响东亚气候的一个重要外源.     

Temperature variations at Lake Qinghai on decadal scales and the possible relation to solar activities

Temperature variations at Lake Qinghai, northeastern Qinghai–Tibet plateau, were reconstructed based on four high-resolution temperature indicators of the δ¹⁸O and the δ¹³C of the bulk carbonate, total carbonate content, and the detrended δ¹⁵N of the organic matter. There are four obvious cold intervals during the past 600 years at Lake Qinghai, namely 1430–1470, 1650–1715, 1770–1820, and 1920–1940, synchronous with those recorded in tree rings at the northeast Qinghai–Tibet plateau. The intervals of 1430–1470, 1650–1715, and 1770–1820 are consistent with the three coldest intervals of the Little Ice Age. These obvious cold intervals are also synchronous with the minimums of the sunspot numbers during the past 600 years, suggesting that solar activities may dominate temperature variations on decadal scales at the northeastern Qinghai–Tibet plateau.     

青藏高原构造热演化的主要控制因素

从构造热演化的角度研究了青藏高原的形成模式,对形成机制中的两种主要假说:双地壳模型和叠瓦状模型进行了热模拟.在模拟时考虑了逆冲断层、均衡地壳抬升和沉积覆盖层对温度场的影响.结果表明,双地壳模型的热演化结果和实际观测资料明显不符;叠瓦状模型的结果在藏南地区能够较好地符合地球物理观测资料和解释地质构造运动.除较高的放射性元素含量外,断层的摩擦剪切热和沉积盖层热折射伴随地体的抬升侵蚀是喜马拉雅两条花岗岩带和反转的高温变质岩带的主要成因,并和现今上地壳水热活动有密切的关系.     

新疆叶城-西藏狮泉河重力剖面与地壳结构

本文利用西藏狮泉河-新疆叶城的剖面重力测量成果,对该区的大地构造、地壳厚度以及均衡信息进行讨论。结果认为,研究区内藏北与羌塘构造区地壳厚度平均为70km,到昆仑褶皱区,地壳厚度大致以8°的倾角从南向北呈现由厚变薄的大梯度带,进入塔里木盆地边缘,厚度大致为50km.根据均衡信息的分析,本区可分为三种类型,即藏北与羌塘的均衡补偿区;昆仑褶皱带的正均衡异常区;塔里木盆地南缘的负均衡异常区.青藏高原冰川融化引起的均衡上升运动与构造力引起的结果相比是非常微弱和从属的,并属后期阶段.     

对喜马拉雅地区地壳热状态的初步估计

本文考虑放射性热源,采用非线性稳态有限单元法估算了喜马拉雅地区地壳的温度分布和地表热流值。 喜马拉雅山南、北有不同的地壳温度结构,南部等温线比较均匀,地表热流值低于1.5HFU;北部地表下20公里以上等温线成密集型分布,20公里以下成环状分布,地表热流值从1.5HFU至2.1HFU。根据等温线圈出西藏南部地区地壳内可能存在局部熔融的部位,并与其他地球物理资料作了比较。