2002年度地球科学部三处（地球物理与空间物理学学科）工作报告

1　地球物理与空间物理学科资助情况简要回顾[1]在开始基金制的1982年,地球物理和空间物理领域资助的项目仅有6项,资助金额49.5万元。1982—1985年基金制的探索过程中,资助的项目数、资助的金额及项目的平均资助强度都很低。1986年成立国家自然科学基金委员会以后,地球物理和空间物理方面资助的项目数、资助的金额及项目的平均资助强度都有了明显的增加,随着国家投入的不断增大,逐渐形成了现在的资助格局,变化最为显著的是面上项目平均资助强度,由80年代的3～4万元增加到现在的22万元以上。1982—2001年累计资助各类项目数956项,资助金额总…     

阿尔金断裂带晚第四纪左旋走滑速率及其构造运动转换模式讨论

在高分辨率SPOT卫星数字影像和大比例尺航片处理、断错地貌制图、野外核实与位移测量基础上, 利用宇宙成因核素(¹⁰Be, ²⁶Al)、碳十四(¹⁴C)和热释光(TL)等多种测年手段, 厘定了各断错地貌面的形成年龄, 得到了阿尔金断裂带不同段落全新世左旋走滑速率: 阿克赛以西的中、西段左旋走滑速率可达(17.5±2) mm/a, 肃北-石包城段为(11±3.5) mm/a左右, 疏勒河口段减少到(4.8±1) mm/a左右, 东端宽滩山段仅约(2.2±0.2) mm/a, 左旋走滑速率突变点位于阿尔金断裂带中东段存在分支活动逆断层向南东扩展的肃北、石包城和疏勒河等三联点上. 矢量分析表明, 三联点东、西两侧左旋滑动速率的减少量转换成了阿尔金断裂带中东段南盘北西向活动逆断层上的地壳缩短和上盘推覆体抬升, 形成了党河南山、大雪山、祁连山等条块山地. 因此, 青藏高原北部物质向东挤出的速率和幅度是有限的, 符合“叠瓦状逆冲转换——有限挤出模型”.     

川滇地区活动块体最新构造变动样式及其动力来源

基于“活动块体”的基本概念,综合历史地表破裂型地震的空间分布、主干活动断裂和次级活动断裂的展布特征等,川滇地区可划分出4个一级块体:马尔康块体(Ⅰ)、川滇菱形块体(Ⅱ)、保山-普洱块体(Ⅲ)和密支那-西盟块体(Ⅳ)等;受次级北东向断裂的切割,川滇菱形块体(Ⅱ)可进一步划分为川西北(Ⅱ_1)和滇中(Ⅱ_2)2个次级块体,保山-普洱块体(Ⅲ)包括保山、景谷和勐腊等3个次级块体(Ⅲ_1,Ⅲ_2,Ⅲ_3)。通过断错地貌学的定量研究,厘定了川滇地区各级块体主干边界活动断裂的基本类型和长期滑动速率值;运用矢量分析的方法确定了块体的运动状态,并讨论了变形协调性问题,指出川滇地区各级块体运动是平移、转动和隆升等3种基本运动的复合或叠加,其中马尔康块体、川西北和滇中两个次级块体南东向或南南东向平移速率1～5mm/a,顺时针转动角速率1.4～4°/Ma,隆升速率1mm/a左右;保山-普洱和密支那-西盟两块体也发生过大规模的顺时针转动.它们是印度板块与欧亚板块碰撞、印度板块北移引起板块边缘或内部变形局部化和差异运动的应交响应。由于存在横向活动逆断裂带对东向或南东向平移分量的吸收和转换,青藏高原物质的向东逃逸量或挤出量是有限的,为“叠瓦状道冲转换-有限挤出模型”。     

逆冲型地震地表破裂带宽度与活断层“避让带”的分析研究

综合分析大量汶川地震地表破裂带宽度资料与其它逆冲型断层历史地震地表破裂带宽度数据,采用统计分析方法,计算得出逆冲型活断层“避让带”的有效宽度约为30 m,并给出活断层上盘的避让宽度约20～ 22.5 m,下盘的避让宽度约为7.5～10 m.研究结果可为建筑工程避让逆冲型断层和其他类型断层提供参考依据.     

活动断层探察数据的信息编码优化研究

从20世纪90年代起，研究人员就开始探索活动断层探察数据的制作、存储与管理。迄今为止，已经获得了大量的活动断层探察数据，建成了一套系统的数据组织体系，为减轻地震灾害的相关研究提供了数据和技术支撑。近年来，随着活动断层数据库信息的扩充，初期设计的部分属性信息编码已不适用。为了形成适应当前工作的属性信息编码体系，本文以活动断层数据库建设体系为基础，对数据库属性值代码进行信息分类和编码优化。文章将数据库属性值代码分为字符型单一含义值、数值型单一含义值及复合含义值，分别进行编码规则设计，最终优化了数据库属性信息编码体系，提高了从建库到数据应用的数据录入、检测、制图自动化、数据分析等环节的效率。     

低温热年代学数据对龙门山推覆构造带南段新生代构造活动的约束

龙门山位于青藏高原东边缘,地形陡变,剥蚀作用强烈.近年来先后经历了2008年汶川MW7.9地震和2013年芦山MS7.0地震,多位学者对龙门山地区做了大量的低温热年代学研究.文中在研究程度相对薄弱的龙门山南段补充了4个锆石裂变径迹年龄和4个磷灰石裂变径迹年龄,结合前人的低温热年代学数据结果得出,宝兴杂岩从新生代早期开始快速冷却,降温幅度超过225℃,而龙门山中段的彭灌杂岩降温幅度为185 ～225℃.宝兴杂岩的4个裂变径迹年龄分布在2.7 ～5Ma,相对彭灌杂岩较年轻,表明晚新生代以来宝兴杂岩的冷却速率要高于彭灌杂岩.在地表温度为15℃和古地温梯度为30℃/km的假设下,宝兴杂岩距今3～5Ma以来的平均剥露速率为0.63 ～ 1.17mm/a.低温热年代学数据揭示出龙门山中段的差异剥蚀集中在北川-映秀断裂和江油-灌县断裂上,而南段的差异剥蚀分散在更宽范围内的双石-大川断裂(南、北2个分支)及其东侧的断层和褶皱.     

汶川M_w 7.9级地震同震断层陡坎类型与级联破裂模型

2008年5月12日,汶川Mw7.9级地震在青藏高原东缘沿龙门山逆冲断裂带中段形成了两条NE向和一条NW向逆冲走滑型地表破裂。依据同震地表陡坎形态特征,将其分为8种类型:逆断层陡坎、上盘垮塌陡坎、挤压推覆陡坎、右旋挤压推覆陡坎、断层相关褶皱陡坎、后冲挤压陡坎、上冲叠覆陡坎和局部正断层陡坎。汶川地震所形成的同震地表破裂主要由以逆冲为主的映秀破裂段和兼具逆冲、右旋走滑的北川破裂段两部分组成,这两个破裂段分别对应于Mw7.8与Mw7.6级地震事件;它们还可进一步细分为分别对应于Mw7.5、Mw7.7、Mw7.0和Mw7.5等4个次级事件的4个次级破裂段。这些次级破裂段的级联破裂可以用来解释为什么汶川地震的持续时间长达110 s。余震震源机制分析结果表明,发震断层的倾角随深度的增加而变缓,且从西南向北东逐渐变陡可以用来解释走滑分量增加的成因。此次大地震还表明,沿青藏高原东缘地形抬高的主要驱动力可能是地壳挤压缩短,而不一定是下地壳物质流动和膨胀引起上地壳的隆升。     

2006 年度地球物理与空间物理学科项目受理与资助成果

1 2006年项目受理与资助概况 2006年度地球物理与空间物理学科共受理各类项目共计465项,其中面上项目406项,重点项目26项,国家杰出青年项目31项,创新研究群体科学基金1项,科学仪器基础研究专款项目1项.初删项目11项,占申请项目数的2.3%.其中面上项目9项,占申请项目数的2.2%,重点项目2项.初删率明显低于往年,且初删的原因主要是因为超项.     

青藏高原北部大型走滑断裂带近地表地质变形带特征分析

阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和海原断裂带是青藏高原北部的大型左旋走滑断裂带,具有相对高的地质和GPS滑动速率,地表破裂型地震频发。在阿尔金断裂带阿克塞老城西和半果巴、东昆仑断裂带西大滩和玛沁、海原断裂带松山等地点的探槽地质剖面揭露了这些走滑断裂带累积地质变形带的基本特征。阿尔金断裂带半果巴探槽和阿克塞老城西探槽、东昆仑断裂带西大滩探槽和玛沁探槽揭露出的地质变形带宽度约12m左右;海原断裂带松山拉分盆地边界单条走滑断层地质变形带宽度不足10m,考虑到地震期间拉分盆地可能会出现较严重的变形,则拉分盆地本身也应作为强变形带处理。由此可见,经历过多个地震地表破裂循环的东昆仑断裂带、海原断裂带和阿尔金断裂带其地质变形带的宽度是有限的,具有变形局部化特征。单条走滑断层的地质变形带宽度一般为10余米,比较保守地估计应<30m,走滑断层斜列阶区的地质变形带宽度取决于阶区本身的宽度     

利用活断层探测资料构建银川探测区地下三维结构模型

在收集与整理前人资料的基础上,“银川市活断层探测与地震危险性评价”项目对银川隐伏断层、芦花台隐伏断层等断层开展了多学科的联合探测。文中对如何以银川市活断层探测成果资料构建银川活断层探测区地下三维构造模型的方法进行了探索,总结出的步骤是:收集活断层地震探测资料并进行数据预处理;在地震解释软件中进行断层及层位的解释,绘制层面构造图并输出断层及层位数据,也可在该软件中进一步完成三维可视化建模;在三维建模软件GOCAD中加载基础数据、层面及断层数据,进行断层面及层面修正构建与展示三维模型。鉴于地震探测资料的不规范会增加地震数据解释工作的难度并影响到解释精度,建议:规范原始探测数据的归档要求,在每条活断层的探测区上增加1条联络测线,在可能的情况下采用石油单位的区域时深转换关系,提高地震剖面的解释精度