大地电磁局部畸变异常特征三维数值模拟研究

局部畸变问题曾经困扰大地电磁资料反演解释几十年,大地电磁三维数值模拟技术的发展为剖析局部畸变特点和得到可靠的反演成像结果提供了技术基础。本文采用三维数值模拟成像方法对典型三维局部畸变模型进行模拟分析。三维数值模拟结果显示:电场分量垂直电性分界面的极化模式视电阻率曲线(对应二维情况下TM模式)在穿越低阻异常体界面时,曲线会先上移后下移,而在穿越高阻异常体界面时,曲线会先下移后上移,这与电性分界面处积累面电荷产生的二次电场有关。三维模型中XY模式、YX模式视电阻率和相位在三维异常体附近的水平变化是呈现近似垂向对称的,该现象与电场垂直跨越电性界面时视电阻率的变化规律是吻合的,当测线分别沿X方向和Y方向展布时,三维情况下的XY和YX模式分别对应二维情况下的TM模式。低阻小异常体对区域构造响应的畸变影响比高阻小异常体要严重。低阻小异常体对二维区域响应的两种极化模式视电阻率和相位都有非常明显的畸变影响,相比较而言对TE模式的畸变要大于TM模式,因此我们在做二维反演解释时,可优先考虑拟合TM模式数据。位于小异常体中心上方测点的三维畸变响应虽然与对应真实二维区域响应的差异比较大,但可以等效于某种二维模型响应,这种由局部畸变造成的假二维响应在实际野外数据的解释中是需要注意的。      

福州盆地埋藏晚第四纪沉积地层划分

文中以14个钻孔地层编录为基础,结合前人研究资料,初步总结了福州盆地埋藏第四纪地层的沉积特征。福州盆地沉积始于晚更新世中期(约56.5ka BP),由砾石、砂、黏土、淤泥组成,总体表现为从下至上粒度变细的沉积序列,地层岩性横向变化较大;盆地内发育3层淤泥,第1,2层淤泥发育于全新世中晚期,时代为1.44～7.86ka BP,为“长乐海侵”的产物,第3层淤泥发育于晚更新世晚期,时代约为44～20ka BP,为“福州海侵”的产物;盆地埋藏晚第四纪地层可划分为上更新统和全新统,分为4个组,从老至新分别为龙海组(Q3pl)、东山组(Qhd)、长乐组(Qhc)与江田组(Qhj)。龙海组归属上更新统,划分为3段,其余3个组归属全新统     

太行山东缘石家庄南部地壳结构及断裂活动性探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的方法,对太行山东缘石家庄南部的地壳结构和隐伏断裂的活动性进行了研究.深地震反射探测结果表明,该区地壳厚度33~38km,莫霍面从华北平原向太行山下倾伏.石家庄—晋县凹陷是受拆离断层控制的盆岭构造,太行山山前断裂为凹陷的西边界断裂,表现为上陡下缓的铲形断裂.石家庄—晋县凹陷中还发育北席断裂和栾城断裂,它们与太行山山前断裂一样受拆离断层的控制,未错断早更新世晚期以来沉积的地层不属于活动断裂.深地震反射剖面的中部还揭示了一个近垂直的穹窿状反射异常体,它可能起源于莫霍面,向上,穿过上、下地壳分界面,并延伸至上地壳.穹窿状反射异常体内部反射波视频率随深度增加而降低,在莫霍面附近的壳幔过渡带也出现明显的频率降低、界面扭曲和变形现象,推断它可能是上地幔岩浆上涌到地壳内部的侵入体.结合电磁测深结果可以发现,上地幔热物质的上涌和东、西向拉张可能是形成石家庄—晋县凹陷的动力学机制.探测结果为深入理解石家庄地区的深部地球动力学过程、华北克拉通破坏机制、深浅构造关系和地震构造提供了依据.     

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.     

2008年汶川地震滑坡详细编目及其空间分布规律分析

最新研究成果表明, 2008年5月12日汶川MS 8.0级地震触发了超过197000处滑坡。首先,基于GIS与遥感技术构建了汶川地震滑坡的3类编目图,分别为单体滑坡面分布数据、滑坡中心点位置和滑坡后壁点位置。构建方法为基于地震前后高分辨率遥感影像的目视解译方法,区分单体滑坡并圈定其边界,对滑坡后壁进行识别与定点,并开展了部分滑坡的野外验证工作。这些滑坡分布在一个面积大约为110000km2的区域内,滑坡总面积约为1160km2。选择一个面积约为44031km2的区域作为研究区,区内滑坡数量为196007个,滑坡面积为1150.622km2,这是最详细完整的汶川地震滑坡编录成果,也是单次地震事件触发滑坡最多的记录。其次,开展研究区内的地震滑坡空间分布规律的研究。基于滑坡面与滑坡中心点分别构建滑坡空间分布面积密度图与点密度图,结果表明:滑坡多沿着映秀北川断裂分布,多发生在断裂的上盘。滑坡的高密度区位于映秀北川同震地表破裂的南西段(映秀镇与北川县之间)的上盘区域,这一区域恰对应着逆冲分量为主的断裂上盘,表明逆冲断裂对上盘区域发生滑坡的极强烈的控制作用,而该区域正是形变最大的区域,因此说明是地震滑坡发生的强烈控制作用。基于滑坡面密度(LAP)、滑坡中心点密度(LCND)与滑坡后壁点密度(LTND)这3个衡量指标,使用统计分析方法,评价了汶川地震滑坡与地震参数、地质参数、地形参数的关系。结果表明:LAP、LCND与LTND这3个衡量指标与坡度、地震烈度与PGA存在明显的正相关关系; 与距离震中、距离映秀北川同震地表破裂存在负相关关系; 斜坡曲率越接近0,滑坡越不易发生; LAP、LCND与LTND的高值高程区间为1200～3000m; 滑坡发生的优势坡向为E、SE、S方向; 滑坡发育的易发岩性为砂岩与粉砂岩(Z)、花岗岩; 滑坡与坡位的相关关系不太明显。统计结果还表明LCND与LTND两个衡量指标的差异对地震与地质因子不敏感,而对地形因子较敏感。最后将本文的统计结果与以往的汶川地震滑坡空间分布规律统计成果进行了一些对比,对比结果表明,对于某些因子,如高程、岩性、距离震中、距离映秀北川断裂的统计分析结果,采用不完整的滑坡分布数据或点数据,与采用较完整的滑坡分布面数据会有一定的差异,这种差异并未出现在针对坡度与坡向等因子的统计对比结果中。总之,作者认为一个完备、详细的地震滑坡分布面要素编目图是地震滑坡空间分布规律定量分析、危险性定量分析与滑坡控制的地震区地貌演化研究的重要基础,否则,与实际情况相比,得到统计结果会有一定的偏差,本文的研究成果与以往成果的对比结果证明了这一点。     

中国地震科学技术发展战略的几点思考

地震科学是一门观测科学,地震科学的发展依赖于技术的进步和基础数据的积累,需要国家多渠道财政长期支持。     

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。     

强地面运动数值模拟中三维物理模型的建立方法-以昆明盆地为例

基于活动断层的地震危害性综合评价可为城市规划和工程建设提供科学依据， 强地面运动数值模拟则是进行地震危害性预测和评价的重要方法， 而建立以第四系为主体的符合真实地层结构的三维物理模型是保证数值模拟结果可靠性的必要条件之一. 本文以昆明盆地为例， 综合利用地震地质、钻孔、地形地貌、DEM、地震勘探、波速测试等资料，以剪切波速为主要分层指标，参考地层层序， 结合ArcGIS等多种软件和相关的编程技术，采用将相邻介质分界面（层网）在深度方向上逐层叠加的方法建立三维物理模型；详细阐述了建立三维物理模型的主要技术思路和实现过程， 同时建立三维物理模型的数据库，为强地面运动数值模拟提供模型数据和参数. 文中还针对不同类型的探测、实验数据，总结了相应的技术处理方法和需要注意的问题.      

基于线弹性位错模型及干涉雷达同震形变场反演1997年玛尼Mw75级地震参数－Ⅰ.均匀滑动反演

1997年11月8日西藏玛尼Mw75级地震是干涉雷达技术应用于地震观测以来的一次重要事件.Peltzer等认为该形变场体现了地壳的非线性弹性形变响应，挤压象限和拉张象限的杨氏模量比值为2.相同的情形并没有在其他地震同震形变场中发现，通常用线弹性理论就能够很好地解释观测数据.考虑到他们所用断层模型的简化程度和纯走滑约束等，本研究认为非线性弹性解释是牵强的.应用广泛使用的Okada线弹性位错模型，采用卫星观测得到的地表断层位置，去除倾滑为零的约束，基于非线性优化反演方法寻求拟合雷达观测的最佳断层几何参数和均匀滑动参数.结果表明，线弹性模型能够满意解释观测数据.断层在朝阳湖以东的段落最深达到165 km，随着断层向两侧延伸，深度逐渐减小；反演得到的断层倾     

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