攀西古裂谷的地震成像研究──壳幔构造特征及其演化推断

攀西地区的地震层析成像揭示出该区典型的大陆古裂谷结构特征,其表现为：（ｉ）沿裂谷短轴方向地壳不同深度处存在高、低速异常相间的似层状条带,呈三明治结构．高、低速异常区的分布与裂谷区基底岩性有关．（ｉｉ）下地壳底部－上地幔顶部存在一速度值为 ７．１－７．５和 ７．８ ｋｍ／ｓ的附加层,其厚度约为 ２０ ｋｍ,研究表明它源于幔源物质的侵入．（ｉｉｉ）古裂谷轴部的华坪至会东一带１１０－１６０ｋｍ深度处呈现显著的高速透镜体,被周围的相对低速物质所围限,这是在古裂谷带岩石层地幔中首次被发现．综合地质学、岩石学和地球化学的研究成果推断,在轴部存在壳－幔间的附加层和上地幔高速透镜体的形成与裂谷的发生、发展和消亡的深部动力学过程有关．     

西北太平洋板块边缘俯冲特征：来自堪察加壳幔速度成像的约束

堪察加半岛位于太平洋板块的西北边缘处。太平洋板块沿堪察加海沟俯冲进入地幔,而在板块边缘处,其俯冲特征是否有不同？本研究从IRIS网站下载76个固定台站记录到的来自2 239个近震事件和75个远震事件的77 141条P波到时数据,利用近震-远震联合层析成像方法（TOMOG3D）获得堪察加地区壳幔内的三维P波速度结构。成像结果显示,研究区域下方上地幔内存在非常明显的高速异常块体,且与深源地震的空间分布高度一致。分析认为,该高速异常体为俯冲的西太平洋板块,俯冲角度和深度沿堪察加海沟由北向南均逐渐增加。地幔过渡带和下地幔顶部存在明显的高速异常块体,可能是因为堪察加半岛下方的太平洋俯冲板块在边缘或深部发生岩石圈熔融或拆沉现象,该高速异常块体即为拆沉的岩石圈。本文的成像结果中还可清晰地观察到2个板块窗口。堪察加地区浅部火山前线下方出现大范围的低速异常,可能是由于俯冲板块脱水或流经板块窗口的地幔流热物质导致。     

攀西构造带南部地壳与上地幔结构的爆炸地震研究

根据1984年攀西地区南部爆炸地震折射剖面资料的研究结果表明,本区的地壳厚度约为55km,且可分为20km、20km和15km厚的三个主要构造层。地壳的平均P波速度为6.22km/s。在深度23—27km之下的中地壳下部有一个厚9—14km的P波低速区,这一结果与其它地球物理观测资料相当吻合。上地幔顶部的P波速度为7.62—7.90km/s,与现代大陆裂谷区或构造活动地区的P_n波速度一致。另外,位于构造带轴部地区的渡口市一带,上地壳中有一高速岩体,下地壳中有高速夹层以及有些断裂带可能延伸到上地幔顶部,均表明地壳中曾经有地幔物质侵入。通过研究,我们推断这个地区有可能是一个被后期构造运动强烈改造过的、至今仍保留有一些裂谷构造残迹的古裂谷带。     

攀西构造带南部地壳与上地幔结构的爆炸地震研究

根据1984年攀西地区南部爆炸地震折射剖面资料的研究结果表明,本区的地壳厚度约为55km,且可分为20km、20km和15km厚的三个主要构造层。地壳的平均P波速度为6.22km/s。在深度23-27km之下的中地壳下部有一个厚9-14km的P波低速区,这一结果与其它地球物理观测资料相当吻合。上地幔顶部的P波速度为7.62-7.90km/s,与现代大陆裂谷区或构造活动地区的P_n波速度一致。另外,位于构造带轴部地区的渡口市一带,上地壳中有一高速岩体,下地壳中有高速夹层以及有些断裂带可能延伸到上地幔顶部,均表明地壳中曾经有地幔物质侵入。通过研究,我们推断这个地区有可能是一个被后期构造运动强烈改造过的、至今仍保留有一些裂谷构造残迹的古裂谷带。     

初论华北板内地震断层特征及其与地壳、上地幔动力学过程的关系

本文研究了华北121个地震断层的错动方式,40个地震断层的走向,15个地震断层的破裂方式与扩展方向。在此基础上发现了华北板内地震断层特征与上地幔隆起带之间的某些规律性联系。作者认为:由于上地幔软流圈的异常活动,上地幔顶部隆起的底辟作用以及重力均衡作用,华北大陆地壳正在经历着一种透镜化的拉薄改造过程,据此可以解释华北板内地震断层的特征,并进而探讨华北板内地震高强度性的原因     

华北地区地震异常前兆信息场演化特征及其与地震关系的研究

在对地震异常前兆信息量先前研究的基础上,进一步给出了描述各种地震异常前兆信息量的普适性综合数学表达式.从大量震例资料入手,再次研究了地震异常延续有效性的问题,进而建立了地震异常持续有效时间与延续有效时间的数学关系式.收集整理了1980～1997年华北地区水化、形变、地磁、应力、水位、地电等371个观测项目、上百万个前兆观测数据,对每一观测项目逐一计算了它们的地震异常前兆信息量.研究了华北地区近20年的地震异常前兆信息场的演化特征及其与地震的关系,建立了华北地区Ms≥5地震的中短期综合预报指标体系,经R值评分检验,表明该地震综合预报指标体系在中短期地震预测中具有一定效果.     

京津地区顺义—塘沽高分辨地震折射剖面的走时成像结果及其揭示的上地壳断裂构造特征

在大中型城市汇集的城市群及其邻近区域,利用高分辨地震折射探测方法开展城市活断层探测,对于开发利用城市地下空间、提升城市韧性、构建城市减灾参考模型和防范地震及地质灾害具有重要的科学和现实意义。文中运用正则化层析反演方法,对穿越京津地区的高分辨折射地震剖面进行走时成像,构建了控制京津地区的上地壳精细速度结构模型。结果显示,京津地区存在巨厚的沉积盖层,近地表速度低至1. 6km/s,结晶基底最浅埋深位于北京凹陷(约2km),最深位于武清凹陷(约8km),研究区不同构造单元的结晶基底埋深与结构性质主要受新生代期间的断陷沉降作用影响。文中还利用成像结果的速度差和地震记录的横向变化,对速度差异较大的断裂构造特征进行了分析研究,获得了研究区主要构造单元主控断裂的成像结果及其在上地壳的展布特征,为活断层探测中利用地震折射成像方法判定断层形态提供了参考。