亚洲中东部“塑性流动－地震”网络系统及板内构造单元

对于地震的网络状分布特征的研究表明，在亚洲的中东部地区存在着两个网络系统，即分布于大部分地区的中东亚网络系统和位于其东南的华东南网络系统。根据多层构造模型，这些地震网络系统实际上是岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）塑性流动网络的一种显示。每一“塑性流动－地震”网络系统为不同类型的边界所围限，其中包括一段驱动边界以及若干段约束边界和泄流边界。本地区的两个塑性流动网络系统分别以喜马拉雅弧和台湾弧为驱动边界，对板块内部的构造变形、构造应力场、地震活动性、以及构造单元（亚板块、地体等）的划分起着控制的作用。     

岩石圈塑性流动网络与多层构造变形的物理模拟

采用塑化松香作为岩石圈延性下层的相似材料，进行了板内塑性流动网络及多层构造变形的物理模拟实验。延性单层模型的实验表明，在边界挤压或“高原”重力势的作用下，依赖于延性层粘度的高低不同，主要形成剪切网络、压性褶皱以及二者过渡型式等一级构造。在延性／脆性双层模型中（脆性上层和延性下层分别相当于岩石圈上、下层），边界驱动力的远程传递，主要借助于延性下层的网络状流动，岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）的剪切网络，即塑性流动网络，控制着板内构造变形，导致脆性上层内剪切破裂网络、逆推断裂、纵向张裂以及其它次级断裂和褶皱的发育。实验还表明，上、下层之间非连续分布的软弱夹层（模拟壳内低速、高导层）并不妨碍下层塑性流动网络的扩展，但影响牵引力的向上传递及上层构造变形的强弱分布     

基于GPS应变与震源机制解应力反演喜马拉雅构造带现今地壳形变特征

喜马拉雅构造带及其临近区域是印度板块与欧亚大陆板块挤压碰撞的前缘地带.本文利用GPS实测速度场与震源机制解数据分别计算了研究区域现今地壳岩石圈表面的GPS应变场及岩石圈内部的主应力分布,研究了印度板块持续挤压作用下板块边界带地壳岩石圈现今地壳形变的空间分布特征.结果显示,南北向的剧烈挤压变形与东西向的拉伸变形是现今青藏高原南缘地壳岩石圈的主要变形特征.其中南北向的地壳挤压变形主要集中在主前缘冲断带与雅鲁藏布江缝合带之间.东西方向上,南北走向的亚东—谷露断裂是区域地壳东西向伸展变形的重要分界断裂.75°E是研究区域地壳形变的另一条显著不连续边界,其西侧地壳主压应变强度低、方向弥散且最大主压应力方向一致性较差,而东侧地壳主压应变方向与主压应力方向以及地壳水平运动速度场方向均具有较好的一致性.布格重力异常的小波多尺度辨析结果显示该分界带与循喜马拉雅西构造结楔入欧亚大陆的印度板块密切相关.     

青藏高原岩石圈多层构造应力场

青藏高原构造应力场可按岩石圈下层、多震层和浅层地壳区分为三层。除了震源机制解方法和井孔原地测量方法可分别用于推测多震层和浅层的应力状况外,还可根据下层塑性流动网络,采用平分网络共轭角的方法估计下层的应力方向。对比岩石圈下层与上层(多震层)的构造应力场,其结果表明: 由于板块边缘驱动力主要通过下层的网络状流动实现其远程传递,故在总体作用趋势上,上层的应力方向受控于下层;又由于高原靠近喜马拉雅驱动边界,部分驱动力直接沿上层传递,致使局部地区上、下层应力方向相差显著。     

亚洲中东部“塑性流动—地震”网络系统及板内构造单元

对于地震的网络状分布特征的研究表明，在亚洲的中东部地区存在着两个网络系统，即分布于大部分地区的中东亚网络系统和位于其东南的华东南网络系统。根据多层构造模型，这些地震网络系统实际上是岩石圈下层（含下地壳和岩石圈地幔）塑性流动网络的一种显示，每一“塑性流动－地震”网络系统为不同类型的边界所围限，其中包括一段驱动边界以及若干段约束边界和泄流边界。本地区的两个塑性流动网络系统分别以喜马拉雅弧和台湾弧为驱动     

青藏高原-天山大陆内部地壳变形三维数值模拟研究

大量研究事实证明,板块相互作用除了在板块边缘产生地壳强烈变形外,其应变可以扩展到远离板块边界的大陆内部,对板块相互作用的远程效应以及大陆内部地壳变形的动力学机制目前仍然有争议.本文结合前人对大陆岩石圈流变学研究的知识和现代GPS观测结果,应用三维有限元数值模拟技术探讨了印度大陆向北推挤与青藏高原-天山地壳变形的动力学关系.模拟地壳的流变学用Maxwell黏弹性模型近似,印-藏的汇聚速度用大量GPS观测的速度边界约束,而欧亚大陆内的远程边界用弹簧约束.在重力方向上,模型考虑了重力加载和位于深部的静岩压力边界.通过大量模型的计算,在均一的地壳流变学框架下印-藏汇聚的应变使研究区内发生整体隆升;然而当考虑青藏高原,塔里木地块和天山等区域中地壳流变学可能存在的横向不一致时,可以发现印藏汇聚的应变经青藏高原吸收后可以跃过塔里木导致天山地区的强烈变形.这暗示新生代以来发生在天山地区强烈地壳变形的动力学可能与印-藏汇聚过程中青藏高原-塔里木天山一带岩石圈流变学存在横向不均一有关.这对我们进一步认识板块相互作用的远程效应和大陆内部岩石圈变形机制有一定理论意义     

亚洲中东部地幔涡旋对流与“涡旋/网络”大陆动力学模型

根据地震的涡旋状分布图象和大型盆地的分布特征,指出中东亚地区存在着巨型的涡旋构造。该涡旋构造由主环（直径约２０００ｋｍ）及内、外分支构成,主环和内环绕四川盆地逆时针旋转,外分支环绕塔里木等大型盆地顺时针旋转。根据层析成像资料推测,上述涡旋构造是上升型地幔涡旋对岩石圈板块底界驱动作用的结果。综合地幔涡旋和岩石圈下层塑性流动网络的见解,提出了“涡旋／网络”大陆动力学模型。该模型认为来自地幔涡旋的板块底界驱动力和由岩石圈塑性流动网络传递的板块边缘驱动力,作为两种基本的驱动力源,控制着中东亚大陆的构造变形及地震活动     

深地震反射剖面揭示的海原断裂带深部几何形态与地壳形变

由于活动的青藏高原不断的隆升和推挤作用,在西南向东北的推挤作用和周缘块体的阻挡以及东北缘内部块体挤压形变的作用下,形成了多个走向不同的青藏高原东北缘构造体系.新生代构造变形和地震活动强烈,区内分布多条大型深断裂带.海原断裂是青藏高原东北缘发育的弧形活动断裂带中规模最大、活动最为强烈的一条左旋走滑型断裂带,是重要的大地构造区边界,也是控制现今强震活动的活断层.本文利用2009年完成的高分辨率深地震反射剖面的北段资料,对其进行初步构造解释,揭示出海原断裂带的深部几何形态和其两侧地壳上地幔细结构.结果显示海原断裂并不是简单的陡立或者较缓,其几何形态随着深度变化.在海原断裂之下的Moho并未错断的反射特征显示海原断裂并不是直接错断莫霍面的超壳断裂.海原断裂带及两侧岩石圈结构和构造样式的研究为探讨青藏高原东北缘岩石圈变形机制提供地震学依据.     

三维黏弹性数值模拟华北盆地地震空间分布与构造应力积累关系

华北盆地为我国板内地震多发区域,历史以来相继发生多次破坏性大地震.前人地震勘探与震源定位结果揭示了华北地震的空间分布特征:横向上,华北地震基本发生在地壳的薄弱地带(Moho面上隆),或者地壳厚度的急剧变化带;纵向上,华北地震在地壳一定深度范围内呈现成层分布特征;主震一般在上地壳底部9~15 km深度范围,余震多发生在大约深5~25 km的上地壳与中地壳范围内,在中地壳下层与下地壳中仅有少量或者鲜见有余震发生.为研究解释华北盆地地震空间分布的以上特征,本文建立了华北盆地岩石圈三维黏弹性有限元模型.震源机制和GPS反映华北盆地处于NNE最大主压应力方向挤压,因此对模型边界施以恒定的位移速率边界条件;数值模拟华北岩石圈各层位在数百年以上长期匀速构造挤压作用下的应力积累特征,分析了华北地震空间分布与构造应力积累速率的关系,探讨了地壳结构与地壳分层流变性质对地壳应力积累的影响.计算结果表明,Moho面的隆起与地壳各层位岩石介质的黏滞系数是华北盆地地震孕育的重要因素.华北盆地在构造挤压的持续作用下,Moho面隆起处产生明显应力集中现象.该区域应力在长时期的积累过程中,在脆性的上地壳与中地壳上层,应力表现近于线性增长趋势,上地壳底部较其它深度有最大的应力增长率,其主震可以在应力积累至岩石破裂强度时发生;在脆、韧性转换的中地壳下层,应力增长速率次之,华北地震的大部分余震可能在该层位为主震所触发;而在柔性的下地壳应力增长近于指数形式,稳定状态之后其应力增长速率近于零,而鲜有地震发生.地壳各层位的应力增长率差异与地震成层分布的现象揭示了华北地壳的分层流变性质:脆性(上地壳)-较弱脆性(中地壳上层)-较弱韧性(中地壳下层)-较强韧性(下地壳)-韧性(岩石圈上地幔)的分层流变结构.     

海原-六盘山断裂带岩石圈变形机制讨论

<正>在印度板块推挤作用下,青藏高原深部物质发生了东向迁移。阿尔金断裂、祁连山断裂和海原断裂构成了青藏高原的北边界和东北边界。边界区域的岩石圈变形机制是研究青藏高原隆升机制和生长模式的重要边界条件。海原-六盘山断裂带可能是青藏高原物质东移的一个终点,该区域岩石圈变形机制的研究对于构建青藏高原隆升的完整模型具有重要意义。     

地壳、上地幔变形属性的判别

基于Ｍａｘｗｅｌｌ和Ｋｅｌｖｉｎ流变模型，以延续时间与松弛期的比值，即松弛数，作为衡量指标，对地壳、上地幔不同层次的变形属性进行了判别。结果表明，除软流圈地幔主要为粘性流动外，其上各层的情况是：在漫长的地质过程中，不仅岩石圈地幔和下地壳属于粘性，上地壳也有可能处于粘性流动状态；在延续数十年的情况下，上地壳以及岩石圈地幔都可能呈弹性状态；延续时间介乎二者，通常上地壳为弹性，下地壳和岩石圈地幔为粘性或滞弹粘性。此外，还结合变形属性的判别，就岩石圈地幔的流动和板内的驱动力远程传递等问题进行了讨论     

青藏高原东北缘玛沁-兰州-靖边剖面地壳上地幔电性结构研究

在青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块沿玛沁—兰州—靖边剖面进行62个测点的大地电磁观测,采用Robust技术对观测数据进行了处理和张量阻抗分解.分析了视电阻率和阻抗相位曲线、二维偏离度、区域走向.采用RRI二维反演技术进行了资料的反演解释,二维剖面的电性结构显示：（1）玛沁断裂带、兰州深断裂带、马家滩—大水坑断裂带将剖面分为4个电性区块：巴颜喀拉地块、秦祁地块、边界带和鄂尔多斯地块.（2）区块1、2和4的地壳电性结构有类似特点：上地壳为高阻层,下地壳上部为低阻带,下地壳下部到上地幔电阻率随深度逐渐升高.区块3电性成层性差、结构复杂,是现今构造活动较强烈的地区.（3）玛沁断裂带、海原断裂带和罗山—云雾山断裂带为较陡立的超壳断裂带;西秦岭北缘断裂带为壳内断裂带.     

壳内多震层孕震环境研究进展

壳内多震层的介质结构及其内、外环境是制约地震（尤其强震）在该层内孕育、发生的重要因素。现今多震层孕震环境研究所取得的主要进展如下：多震层位于上地壳下部至中地壳,岩石组合为角闪岩相（上部为绿片岩相）变质岩和花岗质岩石;多震层具有相对高速、高密度、高阻的介质结构,其下部对应脆 韧变形转换带和最大剪切应力带;多震层（或强震震源）之下存在壳内低速 高导体;多震层应力场具有区域性分区特点,壳内地震活动截止温度约３００～４００℃;多震层内震源断层具有区域性特点,不同地区震源断层可能具有不同的孕震机制;“坚固体孕震模式”对地震预报具有一定的指导作用     

青藏高原西部班公-怒江缝合带下方地壳结构与地块拼合模式

利用远震接收函数偏移成像方法获得青藏高原西部Hi-Climb项目剖面北段地壳结构转换波成像。结果显示班公-怒江缝合带下方拉萨地体上地壳向N仰冲,下地壳向N俯冲,而羌塘地块上地壳向S仰冲,下地壳向S俯冲,可能意味着青藏高原西部拉萨地块和羌塘地块具有复杂的拼合过程。结合前人的岩石学研究成果,建立了新特提斯北洋盆洋壳S向俯冲、距今60～50Ma印度板块与欧亚板块碰撞后,拉萨地块的下地壳向羌塘地块下俯冲,而后印度板块俯冲到羌塘地块下方的地块拼合模式     

唐山地震区地壳电性结构及 MT 探索潜在震源的可能性

在唐山地震区及其外围用数字大地电磁测深仪测量结果表明,在低电阻沉积表层下,地壳分为两层:高电阻的上地壳及低电阻的下地壳.高阻上地壳在地震区呈透镜状,其东、南、西三面为断层所切唐山主震及其绝大多数余震即发生在这高阻上地壳内.而低阻下地壳内余震则甚少,主震位于高阻上地壳底面 C 向下凸出的部位.居里等温面深度变化及余震深度下限的起伏与界面 C 的下凸相吻合.因此,无论从竖向分层还是从横向非均匀性上看,唐山主震及其大多数余震都与高阻上地壳密切相关.岩石力学性质从上地壳的脆性变为下地壳的延性,主要由于围压的增加、矿物的变化、温度的升高及孔隙压力的适当分布等因素联合作用的结果.考虑到岩石电性主要受岩石中的温度和自由水含量的控制,少量水的存在及温度的升高可使岩石电阻率明显降低,而岩石电性对所受静压力、矿物成分等因素的变化则不甚敏感,故推论无论从竖向分层,或从横向非均匀性上看,地壳中介质的高电阻与其脆性,低电阻与介质的延性,在成因上是有联系的,从而显示出地壳电性结构与潜在震源危险带之间可能有内在联系.      

穿越南沙礼乐滩的海底地震仪广角地震试验

本文对穿越礼乐滩东北部向西北方向延伸进入中央海盆长369 km的广角地震剖面OBS973-2进行了反演研究,以期了解南海南部陆缘的地壳结构,同时探讨南、北陆缘的共轭问题.结果表明OBS973-2剖面的速度模型中三个沉积层的速度分别为1.8～2.0 km/s、2.0～2.7 km/s和3.5～4.0 km/s;沿剖面沉积...     

Conductivity structure of crust in the Tangshan seismic area and the possibility of exploring potential seismic sources by magnetotelluric method

It is shown by the result of digital magnetotelluric soundings in the Tangshan seismic area and its surrounding regions that the crust under the surface conductive sediments is divided into two layers,i. e., the resistive upper crust and the conductive lower crust. The upper crust wherein the Tangshan main shock and most of the aftershocks occurred is a convex lens-like body which is cut by faults at the east, south and west sides. The focus of the mainshock was located at the position of maximum thickness of the resistive upper crust while the spatial variation of Curie point isothermal surface and the deepest limit of the depths of aftershocks coincide with the downward depression of the bottom of the resistive upper crust. Thus, the Tangshan main shock and most of its aftershocks were related closely to the resistive upper crust from the view points of either vertical layering or lateral variations. And there were only a very few aftershocks in the conductive lower crust. The mechanical property of the rocks transforms from being brittle in the upper crust into ductile in the lower crust mainly due to the combination of different factors, e.g., increase of confining pressure, change in minerals, rise in temperature as well as stabilization of slips by high pore—pressure. A small amount of water and a rise in temperature may lead to a decrease of the electric resistivity within the rock while a change in the static pressure and mineral content within the rock causes very little change in the electric resistivity. Thus it is deduced that a resistive upper crust and a more conductive lower crust from the view points of either vertical or lateral variations are related to the brittle and ductile properties respectively. Hence it is possible that there is a relationship between the electric structure of the crust and zones of potential seismic hazard. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,13, 354–363, 1991. The project is supported by the Chinese Joint Seismological Science Foundation, and the Swedish International Development Authority.     

Numerical Simulation of the Graben-Forming Process in Southern Xizang

I.INTRODUCTION It iS generally accepted that the stress state in the upper crust and upper mantle in the southernQinghai—Xiz~g Plateau is essentially extensional(Molnar and Tapponnier,1978;Chen and Molnar,1983:Armijo et a1.,1986).Data offocal.mechanism     

Crustal structure of northeastern Tibetan plateau and Ordos block: Waveform interpretation of the Maqen-Jingbian seismic refraction profile

The Maqen-Jingbian wide-angle seismic reflection and refraction experiment was carried out in 1998, which aims at determining detailed structure in the crust and top of the upper mantle and understanding structural relation between the northeastern Tibetan plateau and the Ordos block. The 1-D crustal models inferred by waveform inversion show strong variations in crustal structure, which can be classified into four different types: ① an Ordos platform with the Proterozoic crust and two high-velocity layers in the northeast section, ② a transitional crust between the northeastern Tibetan plateau and the Ordos block across the Haiyuan earthquake zone, ③ the Qilian orogenic zone in the central part, and 4 the Qinling orogenic zone in the southwestern section. The Moho depth increases from ~42 km to ~62 km from the NE part to the SW part of the profile. The crystalline crust consists of the upper crust and lower crust in northeastern Tibetan plateau. There is an obviously low P-wave velocity layer dipping northeastward, which is 12–13 km thick, at the bottom of the upper crust in Qinling orogenic zone and Haiyuan earthquake zone. The lower crust is characterized by alternating high and low P-wave velocity layers. Beneath Ordos block, i.e., the NE part of the profile, the crust shows quite a smooth increase in P-wave velocity down to the Moho at a depth of about 42 km.