第八届青藏高原东部构造与地球物理研讨会（WTGTP2020）反映的新进展

印度板块与欧亚板块的碰撞是新生代全球最重要的地质事件,由此青藏高原快速隆升,成为了世界第三极,并不断向外扩展,其内部大型断裂体系发育、地质构造复杂、地震及火山活动性强烈。青藏高原东部及其周边地区作为研究高原隆升、深部变形的动力学机制的天然试验场,也是国际地学领域、地球物理与大陆动力学领域的一个重要焦点。本文根据第八届青藏高原东部构造与地球物理研讨会（WTGTP2020）的学术报告,对高原深部结构与动力学研究的一些新进展进行阐述。本次研讨会对青藏高原及其周边地区岩石圈结构、变形机制及物质运移动力学模式等关键问题进行了较为系统的讨论,围绕青藏高原的形成演化历史,从深部构造与岩浆变质响应,到浅部地表过程以及其对资源气候的影响进行探讨研究,将地球深部动力学、地表过程和气候变化等不同圈层的相互作用有机地联系在一起。      

基于GNSS数据的三种应变计算方法在青藏高原东南缘地区的应用

利用GNSS速度场求解应变率的方法存在多元化特征, 可以区分为数学方法和物理方法。 本文选取求解应变率的三种数学方法: 最小二乘配置法、 多尺度球面小波法、 Gussian加权内插法, 对1999—2019年青藏高原东南缘(97°E~106°E, 21°N~30°N)GNSS速度场以及均匀GNSS速度场进行解算, 探讨以上三种方法在该区域的适用性特征。 通过分析由两组不同数据分布密度获得的主应变率(最大/最小)、 最大剪切应变率、 面应变率结果, 发现利用多尺度球面小波法获得的应变参数在青藏高原东南缘区域有更高的空间分辨率表现。 在数据分布密度高时可以详细反映小区域内空间变形特征, 有助于详细确定断裂变形特征。 本研究结果仅代表在青藏高原东南缘研究区域结果, 对于其他区域计算方法的选取仍需考虑其构造变形背景、 测点分布密度等条件。     

两种类型微裂隙(英文)

我们确定了两类起源不同与分布不同的相互关联而又独立的微裂隙。一类是在实验室与微裂隙随应力增大而张开产生声发射有关的应力单元所测定的典型的高应力裂隙。另一类是间距密集的应力方向一致的流体饱和的微裂隙。横波分裂监测(SWS)表明微裂隙在上地壳、下地壳,以及地幔最上面400公里处的所有岩石中几乎随处可见。在有些情况下这两种类型的微裂隙可能是相互有关而又相似的(因此定名为"种类"),但通常基本性质是不同的,分布不同,其含义也不同。对油气勘探和开采而言,重要的是,横波分裂监测到了在油气藏层中裂隙的排列和流体流动的优选方向,对天然地震而言,其重要意义是小地震上方横波分裂监测到应力增加对遍布的低应力微裂隙分布的影响,以致于地震之前(地震可能是遥远的)的应力积累可以被识别并对即将发生的地震进行应力预测。     

青藏东南缘背景噪声的瑞利波相速度层析成像及强震活动

为研究青藏东南缘的速度结构及其与地震的关系,本研究使用云南区域地震台网的55个宽频带地震台站连续地震背景噪声数据,采用双台站互相关方法获得瑞利面波经验格林函数,提取相速度频散曲线,根据面波层析成像反演得到云南地区周期5~34 s范围内相速度分布图像.反演结果揭示研究区地壳及上地幔速度结构存在明显横向不均匀性.短周期(5~12 s)相速度异常与研究区内沉积层厚度、结晶基底埋深等区域地质构造有密切的关系;16~26 s周期内由红河断裂、小江断裂和剑川断裂围成的"川滇菱形块体"内呈现大范围的低速异常,至30~34 s时"川滇菱形块体"下方又变为高速异常,纵观整个范围川滇菱形块体内相速度的变化情况,暗示中下地壳处的低速异常区很可能就是青藏高原下地壳流的通道.1970年以来的地震活动显示,云南区域强震活动空间分布不均匀,具有比较显著的块体活动特点,但大多数集中在上地壳,除滇中块体外,地震主要发生在高低速分界面和低速异常区,震级一般不超过7级.在深度15~30 km范围内,5级以上强震的数量很少,但7级以上地震却集中在这个深度范围,主要发生在高低速分界面并更深入到相对高速的异常体内.     

Shear-wave splitting beforeand after the 1999 Xiuyan earthquake in Liaoning, China

Using seismic waveform data recorded at station YK (Yingkou) of Liaoning Telemetry Digital Seismic Network, this paper studied the characteristics of shear-wave splitting before and after the Xiuyan MS5.9 (ML5.3) earthquake in November 29, 1999 with SAM method. The results show that the predominant polarizations of fast shear-waves at YK is in direction of ENE-WSW, consistent with the direction of regional principal compressive stress and also consistent with the direction of the regional tectonic stress field in North China; time-delays increasing before Xiuyan earthquake may shows accumulation of stress before earthquake. The predominant polarizations of fast shear-waves at YK are also related to the spatial distribution of small earthquakes and correlate with the fault strike. The histogram of monthly average polarizations of fast shear-waves shows that polarizations of fast shear-waves also seems to change from two months before the earthquake, but it still needs more data for verification.     

首都圈东南部地区地壳介质各向异性

基于首都圈地震台网2002——2005年的区域地震波形数据,采用剪切波分裂系统分析方法（SAM）, 计算得到首都圈东南部地区(38.5deg;N——39.85deg;N,115.5deg;E——118.5deg;E)24个台站的剪切波分裂参数. 结果表明,首都圈东南部地区快剪切波平均偏振方向与区域最大主压应力方向相近,与华北地区GPS主压应变测量结果一致;但首都圈东南部盆地地区的剪切波分裂观测结果与首都圈西北部的隆起——盆地构造结合区的观测结果不同. 这说明了不同的构造对观测结果具有一定的影响. 研究还表明,台站附近的断层分布状态对观测结果影响很大,复杂的断层分布会加剧剪切波分裂测量结果的离散程度. 本研究区域南部台站与北部台站的快剪切波偏振方向存在较大差异,这可能与该区南北部的构造及应力环境存在较大差异有关.       

基于地壳介质各向异性分析乳山地震近场区构造应力特征

利用乳山台阵和乳山台记录的资料,采用剪切波分裂方法分析乳山地区地壳各向异性参数,获得该区域应力环境特征。研究结果显示,乳山地区地壳介质各向异性受到区域构造应力和局部构造活动的双重影响,台站DSDC的快剪切波偏振优势方向近NW方向。结合地震序列展布方向及较大地震震源机制推测,该台附近存在近NW方向的活动断裂,该断裂可能为乳山地震序列的发震断层;台站BSTZ和CXZX的快剪切波偏振优势方向近EW方向,附近可能存在近EW方向的活动断裂。     

利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征

中国地震科学台阵第一期(2011—2013年)布设在南北地震带南段,本研究利用中国地震科学台阵布设在云南及相邻地区的部分流动台站记录到的2011年6月至2013年3月的数字地震波形资料,开展地壳各向异性分析.本文使用剪切波分裂系统分析方法(SAM方法),获得了研究区内67个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,受到云南及周边地区复杂的构造、应力环境和纵横交错的断裂分布的影响,该地区快剪切波偏振方向(PAZ)整体上显示出NNE向和NE向的优势取向,但在空间分布上比较复杂,虽然大部分台站的PAZ与构造应力场方向一致,但部分断裂附近台站的PAZ受到断裂的影响.结果显示,本研究区内不同区域的PAZ有一定差异性.本研究划分了5个子区,西部3个不同区域的PAZ从北到南分别为NNW向、近N-S向和NE向,有顺时针旋转的趋势,而东部的2个区域PAZ分别为NEE向和NNW向.研究证实,青藏东南缘地区的地壳各向异性空间分布虽然非常复杂,但大体上与区域内的主压应力的方向和断裂分布相关.     

ELF电磁仪远程控制和数据传输及编译的实现

"十五"建设的ELF台站均敷设ACF-4M型电磁仪,记录到多次地震前后的电磁异常变化,但该仪器没有实现自动化。本文介绍ELF仪器的远程控制和数据传输以及原始数据转换的研制方案。由于ELF记录仪无法接入因特网,要远程触发ELF仪器必须有中间设备,首先远端计算机通过互联网控制局域网计算终端,通过局域网计算终端运行SM27.exe工作程序来触发并通过相应程序实现数据的传输;将ELF记录仪采集到的时间序列信号(*.SBF数据格式)、仪器本身的参数信息和采集状态信息依据其编码规则转换成通用的数据格式导出,将计算的功率谱、阻抗、阻抗相位文件以优势频率或任意频率形成时间序列文件进行分析,提高ELF观测资料的应用效率,加快观测电磁数据的使用效率。     

2014年5月30盈江6.1级地震序列剪切波分裂研究

2014年5月24、30日,云南盈江分别发生了MS5.6和MS6.1地震。本文利用2014年5月24日盈江MS5.6地震后在震源区附近架设的流动地震台卡场台(KAC)记录到的波形资料,使用SAM分析方法对盈江MS6.1地震序列进行剪切波分裂参数变化特征的研究。初步结果表明,MS6.1地震震前序列快剪切波优势偏振方向与区域主压应力方向一致,震前的快剪切波偏振方向与震后相比具有更好的一致性及更小的离散度,且盈江MS6.1地震余震序列的快剪切波偏振方向较前震序列可能有一个偏转。对比MS6.1地震的震前、震后发现,震前6天的数据显示出剪切波分裂时间延迟总体上呈现较低的水平,而震后的时间延迟值相对较高。