地震柱的概念及其基本特征

根据地震地热说原理,对全球地震深度进行比较研究,定义了24个地震柱,组成了M型的全球热机带,并按照地震柱的构造形态对地震柱作系统研究,得出了地震柱的一系列物理属性和构造属性,论证了依据地震柱概念解释地震和火山的成因,以及对地震和火山进行预测研究的合理性,从而丰富了地震柱概念的内涵。地震柱是地球本身重要的物理现象和构造现象,是地震地热说赖以生存的物质基础和构造基础,也是地震地热说与当今流行的地质学派诸如板块构造、地质力学和地幔柱理论的最大区别。为了构造地质学和地球动力学的发展,有必要深入解读地震柱的物理属性及其构造学意义,提高地震柱概念的应用价值。如果地震柱的奥秘破解了,那么全球90%的地震和火山灾难就有希望应对了。     

全球地震柱的地震层析成像证据

依据地震地热说原理,搜集国内外地震层析成像研究的成果．揭示了地震柱的物理属性。得出全球24个地震柱中已有资料的20个地震柱的深部地幔圆锥体均具有P波高速异常体特征,相反,只有火山和浅源地震活动而无中、深源地震活动的地区,比如冰岛和夏威夷,其地幔深部则为P波低速异常体。为解释这个重要的物理现象和构造现象,引入空化理论解释并提出了3个假设。地震柱概念是地震地热说赖以生存的物质基础和构造基础,是与当今流行的地质学派板块构造、地质力学和地幔柱理论的最大区别。深入解读地震柱的物理属性及其构造学意义．或许能为构造地质学和地球动力学带来革命性的大讨论。     

青藏高原的地震构造与地震活动

根据地震地热说原理和中国西部的大地构造资料,讨论了青藏高原的地震构造活动模式及地震活动特征,认为兴都库什地震柱和缅甸地震柱是控制青藏高原构造运动和地震活动的主因,青藏高原深达70km的巨厚地壳是内陆地区壳内强震频发的有利构造条件,利用35km以下青藏高原的下地壳地震和周边地区的壳下地震活动动态,参考历史震例,可以为研究区内的壳内强震活动与火山活动提供可能的活动强度、活动地点及大致活动时段等前兆性指标,并取得了初步成效。利用地震柱概念对青藏高原地震构造活动模式的解释似乎更加贴近青藏高原的地震活动特征,可以更加合理地解释壳内强震或者火山发生的成因,也可以预测未来几年内地震柱及其影响区的活动趋势。     

澜沧江流域重大水电工程地区地震层析成像

根据云南区域地震台网记录的地震观测资料,使用澜沧江流域周边40个地震台记录到的3600多个地震的近25000条P波和S波波形数据,采用层析成像理论,反演了云南澜沧江流域地区的三维速度结构图,结果表明,上地壳速度异常分布与地表地质断裂构造有关。以澜沧江断裂为界,西侧大部分地区表现为速度负异常,扰动值在-2．0％～-4．0％;东侧大部地区为速度正异常。在30km深的剖面上,澜沧江流域西南出现一条近北东走向的负速度异常带,这可能与南汀河深大断裂有关;在45km和65km深度以下的剖面上,同样出现与澜沧江断裂和红河断裂有关的速度负异常带,并且澜沧江断裂北段与南段速度异常不同,北段总体表现为负异常,南段则表现为正异常。腾冲火山地热区从地表至地幔均出现低速异常,表明地幔热物质参与了腾冲火山的活动。研究区域层析成像三维速度异常分布揭示了谰沧江流域地球内部状态的某些特征,为澜沧江流域重大梯级电站的水库诱发地震机理研究与地震预测提供了地球内部介质结构的深部背景。     

地震层析成像及其在消减带和地震断层带成像中的应用

回顾了地震层析成像方法的最新进展，包括模型参数化的改进，三维射线追踪，反演算法，地方震、近震和远震资料的联合使用及层析成像反演中反射波和转换波的加入。然后介绍了新一代层析成像方法在消减带及地震断层带上的应用。这些新的研究确定了消减海洋岩石层、地幔楔中的岩浆房和活动火山弧底下池壳前所未有的清晰图象，表明了与岛弧岩浆作用和弧后扩张相关的地球动力系统与深部过程有关。如：地幔楔中的对流循环和消减板块的深部脱水反应。地震断层带上的高分辨率层析成像表明，破裂成像现象与地震孕过程和地壳物质的不均匀性以及非弹性过程（如断层带上的流体）紧密相关。     

山西断陷带地球物理场特征与强震活动

从重力场、地磁场和地热场等方面分析了山西断陷带地球物理场所具有的特征,论述了地球物理场特征及其揭示的深部构造与强震活动的关系,初步建立了山西断陷带强震发生的模式,指出,与强震活动密切相关的区域地球物理场特征及深部构造,是进行地震预报和地震区划等不可缺少的依据,也是今后进一步研究地震成因必须十分重视的问题.     

松辽盆地营城组火山机构-岩相带的地震响应

松辽盆地徐家围子断陷多期次喷发的火山岩在纵向和横向上相互叠置,造成火山岩地震响应特征复杂,影响了对火山岩储层的地震预测精度和地质规律的认识.本文基于钻井和连片三维地震资料,结合区域构造认识,建立了徐家围子断陷营城组火山机构-岩相带的地震响应模式,并利用相干体和地层切片等属性分析技术实现了火山机构-岩相带的空间识别.从火...     

地热异常与地震活动关系的综合分析

根据地球内部热状况及震源热力学理论,分析了全球地热带与地震活动带之间的密切关系。指出我国1966年—1988年强震(Ms≥7.0)多发生在地热异常区的边缘(两端和两侧)及两个相近热区之间的地热梯度带。认为区域热流动态的分布特征是地震危险区的重要判别指标之一,与构造活动断裂有关的深井,温泉的温度变化可能是地热异常显示的灵敏“窗口”。     

山西断陷带地热特征与地震活动性

山西断陷带是我国著名的地震活动带之一,其地震活动频繁,强度大,震源浅,破坏性严重。山西断陷带地热场特征:各断陷盆地内部大地热流值或地温梯度值都比较高,吕梁山隆起区和太岳山丘陵区则比较低。提出清徐、临汾、蒲县、柳林四个地区的地壳、上地幔热结构,分别计算沉积岩层、花岗岩质层和玄武岩质层底部的温度和热流值。采用逐步逼近法计算浮山—临汾—蒲县剖面二维岩石圈地温结构。并用断陷盆地内的临汾、吕梁山隆起区的柳林、太岳山隆起区的沁源地区的大地热流值推导其岩石圈厚度和底部温度。地热异常影响着地震的孕育和发生,重点探讨了地球内热与地震孕育和发生的内在联系。     

太平洋大塔穆火山研究进展及对巨型洋底火山成因的启示

坐落在西北太平洋的沙茨基海隆为地球上第三大洋底高原,而其中的大塔穆火山被称为"地球上最大的单体火山".本文综述了国际科学团队近期对大塔穆火山进行的多次海洋地质与地球物理调查,阐述"地幔柱"与"洋中脊"两种端元成因假说各自的重要证据以及争论的焦点问题.沙茨基海隆自南西向北东年龄逐渐变年轻、火山规模变小,是支持"地幔柱"假说的直接证据.大塔穆火山上巨厚块状熔岩、低坡度盾状单体火山构造代表地幔柱头岩浆大规模快速喷发,而奥里火山和希尔绍夫火山枕状熔岩则反映从地幔柱头过渡到地幔柱尾的过程中岩浆作用减弱.另一方面,大塔穆火山水下喷发,岩石样品显示洋中脊玄武岩的特征,以及地壳厚度与平均速度负相关性(反映化学异常来源),这些证据与"地幔柱"假说的预测不符,因而更支持"洋中脊"假说.然而"洋中脊"假说不能解释大塔穆火山单个来源如何输出如此大量的岩浆.再一方面,由人工地震长剖面观测到的莫霍面与艾里重力均衡模型所预测的莫霍面基本吻合,但此观测本身并不能区别更符合哪一种端元模型.总之,大塔穆火山既有"地幔柱"的特征,又有"洋中脊"的特征,单靠一种端元模式无法解释所有的重要观测.因此,"地幔柱-洋中脊相互作用"可能是一种更合理的替代模型,但地幔柱与洋中脊相互作用的具体过程及机制等重要问题目前尚未解决,仍需进一步研究.获取高精度地磁异常等观测资料以及开展三维地球动力学模拟将实质性地推动对沙茨基海隆等洋底高原形成机制的研究.     

倒楔运动与地震带的关联性研究

研究认为,地震是楔块运动引起的,楔块运动的主要动力来自于楔块内部的隐爆一均衡作用。“两堑夹一垒”是楔块运动系统的基本形式。研究发现,大洋中脊地震带、环太平洋地震带和大陆裂谷地震带（以郯庐断裂地震带为例）均位于“两堑夹一垒”楔块系统中,其中一垒的活动,即倒楔的运动与地震带紧密相关。     

1994年10—12月的全球地震动态

１９９４年第四季度，全球地震在维持了一年多的中等水平以后，出现了高水平的活动。全球地震如１９９３年，继续以西北太平洋地震带为中心，千岛群岛和日本本州以东接连发生海沟浅源大地震。１９９３－１９９４两年，全球最大地震发生在西北太平洋地区。菲律宾海周边地区发生强烈地震多次，日本南部近海海槽区发生大地震的形势更加迫近。中国大陆东半部地震活动有增强的迹象，１９９５年，中国华北地震活动将有新发展。本季度美洲地     

长白山天池火山区的震群活动研究

2002和2003年夏季流动地震观测揭示,天池火山口附近存在大量的微震活动和一系列震群活动.地震定位结果表明地震主要发生在火山口附近,以震群形式发生的地震全部集中在天池火山口西南部,东北部地震密集区没有观测到震群活动.在夏季以外的其他季节,天池火山区只有一个固定地震台站（CBS）用于地震监测.利用CBS台不同时间的观测纪录,通过波形相关分析发现其他季节的主要震群活动仍然集中在天池西南部.震群的高精度相对定位揭示震源位置沿北西－南东向分布,倾向西南,倾角约80°. 2003年7月13日的震群发生期间,地震震源位置出现从深到浅的迁移现象,同时震源深度较大的地震在不同台站的地震波初动方向几乎全部向上,表明震源具有明显的膨胀分量.考虑到长白山天池火山2002年以来出现明显的地表形变、地球化学异常和谐频地震等现象,我们认为震群活动可能与5 km深度附近存在岩浆热液活动和岩浆增压有关.     

2021年5月21日漾濞MS 6.4地震前地震活动异常分析

2021年5月21日漾濞发生M_S 6.4地震,震前地震活动异常明显,中长期阶段云南地区3级地震活动水平较低,滇西北地区出现长达456天的4级地震平静;短临阶段震中区附近出现3—4级地震条带;临震阶段中小地震活动由外围地区开始向震中区迁移,震中区出现直接前震。     

利用小震重新定位结果研究河北文安地震前地震活动三维空间特征

利用首都圈地区小震重新定位结果, 研究了2006年7月4日河北文安5.1级地震前地震活动特征, 结果表明: ① 文安地震前5年, 河北平原带中段M_L≥3.0地震活动出现明显的增强(持续43个月)—平静(持续17个月)特点, 蠕变曲线表现为加速—转平; ② 震前4年, 在15～20 km深处存在一个纬向长约70 km、 经向长约90 km的三维空区, 文安地震的起始破裂点位于该三维空区的下部边缘; ③ 2003年4月～2004年10月, 平原带中段M_L≥2.0地震震源深度从10 km的浅处逐渐增加到30 km左右的深处, 在此过程中, 中下地壳(20～30 km深度范围内)地震活动显著增强。     

长白山天池火山地震类型及火山活动性的初步研究

2002年以来，长白山天池火山区出现了地震活动增强、地形变加剧和多种地球化学异常等现象，火山口附近发生的多次有感地震在社会上产生了较大影响。本文利用2002年以来的流动地震观测资料，采用频谱分析、时频分析和多台站资料对比的方法，对火山区地震事件的类型进行了分析；对火山活动的危险性进行了初步研究。结果表明，目前天池火山区出现的大量地震活动仍然属于火山构造地震，少量台站地震记录中表现出的低频特征主要是由于局部介质影响造成的，排除了长周期地震引起的可能。尽管长白山天池火山地震活动明最增强，震群活动较为频繁，但仍属于岩浆活动的早期阶段，短期内发生火山喷发的危险性较小。     

吴忠—灵武地区地震活动性与强震危险性分析

通过吴忠—灵武地区现有的地震活动性资料,并结合该区域过去的几次中强震震例和已有的研究结果,本文梳理与总结了中强震前该区域地震活动乃至中国大陆大震活动的时空特征,而且基于最小完整性震级分析了1970—2019年该区域中小地震的地震活动性特点。综合认为,吴忠—灵武地区中强震的广义前震和中小地震的活动性具有较为鲜明的特征,中强震发生前1—2年内该区域及邻区形成M_L2.0以上地震集中区或其西北方向的阿左旗腰坝区域大都出现M_L3.0以上信号震,而且一年前其主震的广义前震的确比较发育,存在一定程度的地震增强;地震序列统计分析表明,该区域的多重共轭构造可能是其主要原因,其多震型、双震型和震群型占有相对较高的比例。另外,从大形势角度来看,过去大部分5级以上中强震发生的主导因素很可能由华北地块主导的强震活跃幕引起,该区域的强震危险性不仅仅和局部特殊构造特征、区域前震活动变化有关,更重要的是,华北—东北亚地块大震活动对其也起到了较大的影响作用,相比而言,青藏高原、龙门山断裂带及祁连山构造带等区域的大震活动对吴忠—灵武地区中强地震触发影响不显著,而且吴忠—灵武地区的中强地震活动和华北—东北亚地块的大震活动可能存在一定的构造响应。      

MIGRATION OF LARGE EARTHQUAKES IN TIBETAN BLOCK AREA AND DISSCUSSION ON MAJOR ACTIVE REGION IN THE FUTURE

On the basis of summarizing the circulation characteristics and mechanism of earthquakes with magnitude 7 or above in continental China, the spatial-temporal migration characteristics, mechanism and future development trend of earthquakes with magnitude above 7 in Tibetan block area are analyzed comprehensively. The results show that there are temporal clustering and spatial zoning of regional strong earthquakes and large earthquakes in continental China, and they show the characteristics of migration and circulation in time and space. In the past 100a, there are four major earthquake cluster areas that have migrated from west to east and from south to north, i.e. 1)Himalayan seismic belt and Tianshan-Baikal seismic belt; 2)Mid-north to north-south seismic belt in Tibetan block area; 3)North-south seismic belt-periphery of Assam cape; and 4)North China and Sichuan-Yunnan area. The cluster time of each area is about 20a, and a complete cycle time is about 80a. The temporal and spatial images of the migration and circulation of strong earthquakes are consistent with the motion velocity field images obtained through GPS observations in continental China. The mechanism is related to the latest tectonic activity in continental China, which is mainly affected by the continuous compression of the Indian plate to the north on the Eurasian plate, the rotation of the Tibetan plateau around the eastern Himalayan syntaxis, and the additional stress field caused by the change of the earth's rotation speed.
Since 1900AD, the Tibetan block area has experienced three periods of high tides of earthquake activity clusters(also known as earthquake series), among which the Haiyuan-Gulang earthquake series from 1920 to 1937 mainly occurred around the active block boundary structural belt on the periphery of the Tibetan block region, with the largest earthquake occurring on the large active fault zone in the northeastern boundary belt. The Chayu-Dangxiong earthquake series from 1947 to 1976 mainly occurred around the large-scale boundary active faults of Qiangtang block, Bayankala block and eastern Himalayan syntaxis within the Tibetan block area. In the 1995-present Kunlun-Wenchuan earthquake series, 8 earthquakes with M_S7.0 or above have occurred on the boundary fault zones of the Bayankala block. Therefore, the Bayankala block has become the main area of large earthquake activity on the Tibetan plateau in the past 20a. The clustering characteristic of this kind of seismic activity shows that in a certain period of time, strong earthquake activity can occur on the boundary fault zone of the same block or closely related blocks driven by a unified dynamic mechanism, reflecting the overall movement characteristics of the block. The migration images of the main active areas of the three earthquake series reflect the current tectonic deformation process of the Tibetan block region, where the tectonic activity is gradually converging inward from the boundary tectonic belt around the block, and the compression uplift and extrusion to the south and east occurs in the plateau. This mechanism of gradual migration and repeated activities from the periphery to the middle can be explained by coupled block movement and continuous deformation model, which conforms to the dynamic model of the active tectonic block hypothesis.
A comprehensive analysis shows that the Kunlun-Wenchuan earthquake series, which has lasted for more than 20a, is likely to come to an end. In the next 20a, the main active area of the major earthquakes with magnitude 7 on the continental China may migrate to the peripheral boundary zone of the Tibetan block. The focus is on the eastern boundary structural zone, i.e. the generalized north-south seismic belt. At the same time, attention should be paid to the earthquake-prone favorable regions such as the seismic empty sections of the major active faults in the northern Qaidam block boundary zone and other regions. For the northern region of the Tibetan block, the areas where the earthquakes of magnitude 7 or above are most likely to occur in the future will be the boundary structural zones of Qaidam active tectonic block, including Qilian-Haiyuan fault zone, the northern margin fault zone of western Qinling, the eastern Kunlun fault zone and the Altyn Tagh fault zone, etc., as well as the empty zones or empty fault segments with long elapse time of paleo-earthquake or no large historical earthquake rupture in their structural transformation zones. In future work, in-depth research on the seismogenic tectonic environment in the above areas should be strengthened, including fracture geometry, physical properties of media, fracture activity behavior, earthquake recurrence rule, strain accumulation degree, etc., and then targeted strengthening tracking monitoring and earthquake disaster prevention should be carried out.     

EARTHQUAKE-CAUSED SEISMIC VOLCANIC ROCKS AND THIXOTROPIC DEFORMATION OF SOFT SEDIMENTS IN THE UPPER CRETACEOUS SHIJIATUN MEMBER,JIAOZHOU CITY

A lot of seismic volcanic rocks and strong earthquake-induced thixotropic deformation structures in soft mud-sandy sediments(seismites)were identified from the Upper Cretaceous Shijiatun Member of the Hongtuya Formation for the first time in Jiaozhou City of the Zhucheng Sag, eastern China. Seismic volcanic rocks are volcanic rocks with co-seismic deformation structures which were produced by major earthquakes destroying volcano ejecta. Seismites are sediment layers with soft-sediment deformation structures formed by strong earthquake triggering saturated or semi-consolidated soft sediments to produce liquefaction, thixotropy, faults, cracks and filling and so forth. The Shijiatun Member of the Hongtuya Formation mainly consists of basaltic volcano rocks interbedded with mud-sandy(muddy sand and sandy mud)deposition layers of the river-lake facies. In the Shijiatun Member, main types of seismic volcanic rocks are shattered basalts with co-seismic fissures and seismic basaltic breccias. The thixotropic deformations of soft mud-sandy sediments mainly include thixotropic mud-sandy veins and thixotropic mud-sandy layers with tortuous boundaries. Under the strong earthquake action, saturated mud-sandy sediments could not be liquefied, instead resulting in thixotropy, i.e. their texture can be damaged and their flow-ability or rheology becomes strong. Because basaltic volcano rocks were damaged(shattered, seismic broken), a major earthquake can lead to thixotropic mud-sandy sediments flowing along seismic fissures in basalts, resulting in the formation of deformation structure of thixotropic veins, and boundaries between volcano rock and mud-sand layer became quite winding. Under the koinonia of gravity and vibration force, seismic breccia blocks sunk into thixotropic mud-sandy layers, resulting in the formation of inclusions of thixotropic mud-sandy sediments. Seismic intensity reflected by these strong earthquake records during the end stage of the Late Cretaceous was about Ⅶ to more than X degrees. The Shijiatun Member is mainly distributed in the south of the Baichihe fault in the northern Zhucheng Sag, and the fault has generated many strong tectonic and earthquake activities at the end of the late Cretaceous, also provided the channel for intrusion and eruption of basaltic magma then. At the end of the late Cretaceous, intermittent intrusion and eruption of basaltic magma took place along the Baichihe fault, meanwhile the volcano earthquakes took place or tectonic earthquakes were generated by the Baichihe fault which caused the deformation of the volcano lava and underlying strata of red saturated muddy-sand, resulting in the formation of various seismo-genesis deformations of volcanic rocks interbedded with mud-sandy sediment layers. Therefore, strong seismic events recorded by them should be responses to strong tectonic taphrogenesis of the Zhucheng Sag and intense activity of the Baichihe fault in the end of Late Cretaceous. In addition, these seismogenic deformation structures of rock-soil layers provide new data for the analysis of the failure effect produced by seismic force in similar rock-soil foundations.     

南北构造带岩石圈结构与地震的研究

南北构造带是中国大陆东西部大地构造的主要分界,也是大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.2008年汶川MS8.0地震发生后,在南北构造带及周边地区进行了大量的野外科学考察、深部地球物理探测和流动地震观测,在岩石圈结构与构造、强震发生的深部构造环境和动力学过程等方面获得了重要的进展.本文综述近年来发表的一批研究成果,包括岩石圈结构的深部地球物理探测和成像,地震层析成像,地震各向异性和壳幔变形,与近期发生的强烈地震相关研究,以及与大陆动力学有关的研究等.自2000年以来,我国建成了具有1000多个地震台站的国家和区域地震台网.它们在实时为地震监测服务的同时,其产出的海量数据还提供用于地球科学研究.一批作者在国内外发表了研究成果,大大提高了对南北构造带的认识.我们虽然取得许多共识性的重要成果,但是也存在一些问题,发现不同作者的结论是相互矛盾的.其原因之一可能是,现有台网的数据成像分辨率和精度仍不足以识别在地壳深处的细节,例如在孕震尺度概念下的地震危险区.加强流动地震观测,提高台站分布的密度,取得高可信度的目标模型是解决问题的重要方面.近年来"中国地震科学台阵观测"计划在南北构造带上实施的大型流动台阵观测,结合固定地震台网的资料,加上高分辨率深部地球物理探测,以获得高可信度的地壳上地幔三维精细结构及物性成像,是提高地震科学和大陆动力学研究水平的一个有效途径.