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2007年 第29卷 第3期    刊出日期：2007-09-13

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地震地质2007年第29卷第3期目录

2007, (3):  0-0. 

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研究论文

中国火山危险性等级与活动性分类

洪汉净, 吴建平, 王庆良, 李克, 赵慈平, 上官志冠, 杨清福, 张恒荣, 刘国明

2007, 29(3):  447-458. 

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介绍了中国大陆全新世活动火山喷发危险性的评价与活动性分类。火山喷发危险性评价是进行火山活动性分类的基础,参照国外火山活动度水平与火山警报等级,根据火山动力背景特征与火山前兆异常特征确定了中国火山喷发危险性评价等级,它们是安全、注意、警惕、警报、危险、灾害、灾难等7级。根据火山活动的危险性,将中国火山的活动性分为4类:1)处于活动状态的火山——长白山天池火山,已经进入扰动期;2)有活动迹象的火山——腾冲火山,仍然处于平静状态,存在潜在的喷发危险;3)有潜在活动可能的火山,包括五大连池、镜泊湖与海口火山,各种地球物理、地球化学观察都处于背景值范围;4)活动性不明的火山。

长白山天池火山全新世3期浮岩长石斑晶中熔体包裹体高温热台实验研究

李霓, Nicole Métrich, 樊祺诚

2007, 29(3):  459-469. 

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长白山天池火山在全新世曾多次喷发,以往研究结果基本上认定至少有3期喷发物:距今约5000a前淡黄色碱流质浮岩、距今约1000a前灰白色碱流质浮岩和碎屑流以及距今约300a的黑色粗面质浮岩和熔结凝灰岩。喷发物斑晶矿物中含有众多熔体包裹体,形貌特征各有不同。经Leitz 1350高温热台对天池火山全新世3期喷发物长石中熔体包裹体的均一法测温实验,结果表明第1,3喷发期的岩浆温度相差不大,而千年大喷发期较为复杂,揭示当时有2个不同温度段的熔体存在,为大喷发可能由2种岩浆注入和混合而触发的论点提供了线索。实验还证实,个体小的熔体包裹体易于均一,而个体较大的、尤其是含有大量子晶的熔体包裹体则很难均一;均一温度与熔体包裹体大小、何时从较快升温速率变为较慢升温速率、是否为初次升温时测量得出有关。同一颗熔体包裹体多次数升温至均一,每次得到的均一温度不同,而且每升温一次得到的均一温度均比前一次高,证实了均一过程中的确有H扩散的现象。

长白山天池火山地震活动与西北太平洋俯冲带内中深源地震关系的研究

吕政, 杨清福, 张恒荣, 刘国明, 高金哲

2007, 29(3):  470-479. 

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根据长白山火山活动的地球动力学背景,综合分析西北太平洋俯冲带俯冲作用所引起的中深源地震与长白山火山地震活动及温泉流体化学气体释放变化趋势的关系。认为在北纬35°以北,西北太平洋板块俯冲作用引起的地幔对流的扰动作用下,长白山火山活动从1999年至目前大体经历了3个阶段:1999年6月至2002年5月为扰动起始阶段,2002年6月至2004年为扰动增强阶段,2005年至目前为扰动衰减阶段。在分析了3个阶段内长白山火山地震活动及温泉气体释放特征的基础上,讨论了长白山天池火山目前的活动状态。从日本海至中国东北深源地震区地震活动期和平静期存在的韵律性活动过程出发,对长白山天池火山未来喷发的可能性进行了分析。

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积的粒度特征与地质意义

杨清福, 史兰斌, 张羽, 陈波, 陈孝德

2007, 29(3):  480-491. 

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火山碎屑流堆积因其巨大的危害性而成为火山学研究的重要课题之一。文中对长白山区天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积进行了粒度分析。分析结果表明,火山碎屑流堆积分选差,伴生的灰云浪堆积分选性好。火山碎屑流堆积中的岩屑和浮岩的平均最大粒度随着离开火山口距离的加大而减小,反映火山碎屑流搬运过程中存在重力分选和机械磨损作用。火山碎屑流在搬运过程中发生了流体化作用,离开火山口越远流体化速度越小,反映火山碎屑流在搬运过程中发生了流体化去气作用,这种作用使火山碎屑流的粘度和屈服强度增加而导致沉积。流体化速度是控制搬运距离的因素之一,远源多渠道火山碎屑流的汇合使流体化速度增大,搬运距离更远,造成的灾害范围也增大。

长白山天池火山区的谐频事件

明跃红, 吴建平, 苏伟, 房立华, 王未来

2007, 29(3):  492-501. 

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通过对长白山天池火山地区2002、2003和2005年夏季3期流动地震观测资料的频谱分析,发现火山口附近存在一种在频率域中形态比较特殊的地震事件,其频谱由1组等间隔的谱峰构成,峰值振幅随频率缓慢变化,形态与时间域中的谐波信号相似,我们把这种地震事件称为谐频事件。在3个夏季的流动观测中,共发现38个谐频事件,且这些事件大多与震群活动有关。分析表明,谐频地震频谱中的谐波现象与震源有关,可能是岩石破裂过程中,在特殊激发条件下,裂缝壁和裂缝内部岩浆或热液的压力扰动相互作用产生的。我们认为近年来长白山天池地震活动的突然增加和谐频事件的出现与深部岩浆的侵入活动有关。

火山活动状态及其机理的初步探讨

洪汉净, 刘辉

2007, 29(3):  502-512. 

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根据火山喷发实例总结了火山喷发在不同阶段的活动状态,并探讨了可能的物理机理。火山活动从岩浆补给到岩浆喷发的物理过程可分为3个阶段:1)岩浆补给阶段,岩浆囊压力差或过剩压力的大小决定了火山活动是否休眠或扰动,岩浆补给速率对压力差起了决定性的作用;2)通道形成阶段,当过剩压力超过围岩破裂强度时,围岩开始破裂,之后水热活动起了重要的作用;3)岩浆运移与失稳喷发阶段,主要是岩浆运移与地壳盖层的相互作用与失稳的过程。文中还讨论了火山活动状态与火山喷发危险性等级之间的关系,7个危险性等级分别对应于火山活动的7种状态,即休眠、平静、扰动、动荡、临界、活动、灾变。

火山区地表形变及应力分布的有限元模拟——以长白山天池火山为例

刘辉, 洪汉净, 武成智

2007, 29(3):  513-521. 

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地壳的非弹性变形以及岩浆与岩石变形的关系是近年构造物理研究的一个热点。文中主要研究火山区的地表形变以及应力场问题,设计了含有岩浆囊的上地壳有限元模型。该模型计算结果与Mogi模型的对比表明,有限元模型不仅可以实现Mogi模型的结果①,而且有很多优势:主要表现在地表对不同岩浆囊形状的响应;区域平面应力场和剖面应力场的体现以及应力场、位移随时间的变化趋势。利用该模型对比分析了岩浆囊半径差异以及岩浆囊深度差异导致的不同形变结果,认为在上地壳浅部,当岩浆囊半径小到一定程度(如0.5km),地表垂向位移的变化受岩浆囊压力变化的影响较小。同时,初步分析了区域最大应力场的分布与实测火山地震分布的关系,发现有较好的对应关系;模拟对比了只有构造应力场和带有岩浆上拱的构造应力场,发现后者导致了最大剪应力场的逐渐增大。

长白山天池火山千年大喷发空降碎屑物的数值模拟

于红梅, 许建东, 赵谊

2007, 29(3):  522-534. 

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文中以Suzuki火山灰扩散数学模型为基础,考虑了空气参数随海拔高度的变化和不同大小的颗粒由于内含气泡数量的不同而造成的密度不同,计算了不同尺寸颗粒的最终沉降速度和沉降时间。并对喷发柱扩散概率浓度的计算公式进行了修正,对长白山天池火山千年大喷发空降碎屑物的空间分布进行了数值模拟。模拟时根据风速随高度的变化应用3个模型:1)固定风速30m/s;2)风速从地球表面线性增加到对流层顶部,在平流层的速度为对流层顶部风速的0.75倍(又称MW1模型);3)风速在对流层与MW1相同,但是从对流层顶部到20km高处风速线性减小,20km高度以上的风速为对流层顶部的10%(又称MW2模型)。通过与前人的结果进行比较,说明了模型的合理性,最后分析了模拟结果与前人结果之间存在差异的原因。

火山空降碎屑灾害数值模拟的对比研究

于露, 赵谊, 马宝君, 高峰

2007, 29(3):  535-546. 

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使用我们改进后的Suzuki二维扩散模型,对菲律宾的Pinatubo火山、美国的St.Helens火山和尼加拉瓜的Cerro Negro火山的喷发碎屑沉降物的分布特征进行了模拟,把计算结果与实际观测数据进行了对比,使模型的正确性得到了验证。同时对上述3座火山的数值模拟结果进行了横向对比,针对不同喷发类型的火山及其喷发的物理过程的多样性,提出了模型的改进方法,从而使数值模拟结果可以作为政府进行火山减灾决策时的一种科学依据。

镜泊湖火山地震监测研究

刘志, 段永红, 徐朝繁, 原秦喜, 杨键, 周雪松

2007, 29(3):  547-557. 

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利用布设在镜泊湖"火山口森林"附近的14个24位宽频带三分量流动地震台站所记录的地震资料,对镜泊湖火山区地震活动进行了研究。观测结果表明镜泊湖及周围地区有一定的地震活动性,但活动水平不高,经综合分析认为所记录的地震大部分为火山构造地震。从地震定位的结果看大部分地震震源深度在10～30km之间,震级大部分小于M_L2.0,震中主要集中在"火山口森林"和穿过火山区的敦化-密山断裂附近。在记录条件较好的2号台,记录到2种可能与火山活动有关的事件,其波形特征与长周期火山事件(LP)和火山颤动事件的波形特征有相似之处,但频率特征不同。

冷底辟与热底辟地震信息

杨克绳, 胡平, 党晓春

2007, 29(3):  558-577. 

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冷底辟是指盐、膏、泥岩等塑性地层向上侵入或刺穿所产生的构造样式;热底辟主要指岩浆侵入或喷发所产生的底辟构造样式。不论哪种底辟构造,在人工地震剖面上反映均非常明显,其底辟内部呈杂乱反射,而围岩反射界面在此突然中断。在岩浆底辟处常出现磁力高异常,并有较高的层速度,冷底辟具有较低的层速度,盐膏底辟也具有较高的层速度。构造与火山地震关系密切,而冷底辟也可以形成破坏性地震,是今后值得注意的研究课题。

福建东南沿海50m以下的地貌面与断裂活动性

黄卿团, 付萍, 郑韶鹏

2007, 29(3):  578-596. 

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通过对福建东南沿海海拔50m以下几个地貌面的时代确定,研究了长乐-诏安NE向断裂带和与之相交切的NW向断裂带第四纪以来的活动性。结果表明:区内50m以下几个地貌面分为侵蚀-剥蚀阶地和堆积阶地,属晚更新世以来几个时期所形成;断裂在切割某个地貌面时,其地貌面的形成年代可确定为该断裂的活动年代;长乐-诏安NE向断裂带中的平潭青峰-东山澳角断裂的有些地段为晚更新世晚期(Q_p³)活动断裂,垂直滑动速率为1.1～2.2mm/a;长乐-东山前梧断裂主要活动时代在中更新世(Q_p²);九龙江下游NW向断裂带中的江东桥(北溪)-海沧断裂,其NW段江东桥(北溪)断裂为早第四纪(Q_p^1-2)断裂,SE段海沧-钱屿断裂为晚更新世(Q_p³)活动断裂。

罐罐岭断裂带最新活动特征

杜鹏, 柴炽章, 沈卫华, 闵伟, 田勤俭

2007, 29(3):  597-606. 

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断层的最新活动时代以及分段特征一直在重大工程安全性评价中具有特别重要的意义。在解决黄河黑山峡地震地质问题时,通过对罐罐岭断裂带的航片解译、野外追踪调查、地形地貌测量和古地震槽探资料研究,从而确定了该断裂带的活动时代以及分段特征。该断裂带发育在青藏块体东北缘,是中卫-同心弧形活动构造带的一部分,总体走向近EW,长约60km,分为5条不连续的次级断层,各段成左阶羽列,晚第四纪以来表现出强烈的左旋走滑兼挤压逆冲活动特征。断层错断了一系列山脊、小冲沟和阶地等,发育醒目的断层陡坎。研究发现,罐罐岭断裂最新一次地震破裂发生在距今700～1200a之间,最大同震位移位于罐罐岭附近,全新世以来水平左旋最大错距达6m。

渭河断裂带古地震研究

师亚芹, 李晋, 冯希杰, 戴王强, 任隽, 李晓妮, 窦玛丽

2007, 29(3):  607-616. 

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史料记载和涵洞路槽开挖表明,在距今9110a以来渭河断裂带窑店—张家湾段曾发生1次历史地震、3次古地震事件。其中历史地震即第Ⅳ期地震的发震时间在公元1487—1568年之间;事件Ⅰ为距今(9110±90)a,事件Ⅱ和事件Ⅲ距今时间不详。第Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ期地震事件的同震垂直位移量分别为0.5,0.5,0.2m。涵洞路槽开挖也表明,渭河断裂窑店—张家湾段为全新世活动断裂。

2005年九江5.7级地震前后地表热动态初步研究

陈梅花, 邓志辉, 王煜, 廖志辉, 祖金华

2007, 29(3):  617-626. 

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2005年11月26日九江-瑞昌5.7级地震前出现了显著的地表气温异常和潜热通量异常。二者在时间上相关,空间上相邻;既有联系,又有区别。地表气温异常出现于2005年11月2日至13日,主要分布在震中及其南侧,呈NE向展布,与江西北部主要的构造带走向一致。地表气温出现异常2d后,在震中地区及其北侧,沿构造带分布的大片水域及周边地区出现了显著的潜热通量异常,持续时间从11月4日至15日。2种异常的量值都超过了26a的平均值与1.5倍均方差之和,持续时间长,形态孤立,与地质构造相关,有别于气象因素导致的异常。震前气温异常和潜热通量异常都是地震前地下的热量增加导致的不同表现形式,在水体分布较广的区域大多表现为潜热通量异常,而在水体较少的区域则表现为气温异常。

海河隐伏活断层探测中土壤气氡和气汞测量及其结果

邵永新, 杨绪连, 李一兵

2007, 29(3):  627-636. 

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在海河隐伏断裂的探测中,利用FD-3017RaA测氡仪和XG-4型测汞仪开展了土壤气氡和土壤气汞的测量工作。根据12条断层气测线的测量结果,结合人工地震探测资料,对断层气异常位置与断层位置的关系进行了分析;运用断层气异常强度与断层活动性的关系对海河断裂的活动性进行了研究,给出了海河断裂天津段的位置和活动性分段。研究结果表明,断层气方法不仅能给出断层的初步位置,而且能够用于断层的活动性初步分段,但断层气方法所给出的断层位置应是一个条带。经与人工地震探测结果对比分析,断裂位于这个条带内;根据土壤气氡测量结果,可将海河断裂分为东、西两段,且东段的活动性要强于西段。这种强、弱之分仅是一种相对结果,在判定断层是否为活断层方面还存在一定困难。

昆仑山口西M_S 8.1地震同震影响场的数值模拟

王辉, 张国民, 张怀, 石耀霖, 刘杰, 申旭辉

2007, 29(3):  637-647. 

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根据野外调查得到的地震破裂以及同震位错分布,利用三维有限元模型研究了昆仑山口西M_S8.1地震的同震位移场和同震应力场的分布,讨论了震后地震活动与同震应力场变化的关系。模拟的M_S8.1地震同震位移场显示,东昆仑断裂带南北两侧的同震位移衰减程度存在差异,断裂带南部的同震位移衰减大于北部同震位移的衰减;同震应力场研究结果则表明,M_S8.1地震的同震最大剪切应力主要集中在东昆仑断裂带的周边地区,最大剪切应力等值线沿断裂带密集分布,形成了高梯度带。M_S8.1地震的发生使青藏活动地块区的地壳应力发生了剧烈的变化,可能导致研究区的地壳应力场得到松弛。库伦破裂应力的研究表明,昆仑山地震对其后发生的5次强余震有一定的触发作用,昆仑山口西M_S8.1地震可能也触发了2003年的德令哈6.6级地震。

黑龙江省延寿地震台竖直摆倾斜仪潮汐短临变化特征

李继业, 胡滨生, 曲永斌, 石伟, 李国庆

2007, 29(3):  648-656. 

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选择黑龙江省延寿地震台CZB-1型竖直摆倾斜仪2005年的固体潮观测资料,提取了2005年7月25日黑龙江省林甸M5.1和9月19日内蒙古牙克石M4.7地震前,倾斜固体潮半日波(M₂)的潮汐因子γ及相位滞后因子Δφ等参量,综合分析了中强地震前区域倾斜形变潮汐的短临变化特征。认为:1)对潮汐频段参数潮汐因子、相位滞后因子异常信息进行提取,有利于捕捉地震前兆异常。2)潮汐因子的变化特征从时间上给出了震源的短临前兆信息。从图形变化看,这种变化过程可归纳为趋势性背景变化→增大(或减小)→极值→恢复→等待→发震。3)固体潮调和分析方法具有较强的抗干扰能力,图形变化稳定、异常突出明显。

专题综述

龙门山断裂带晚第四纪活动性分段的初步研究

陈国光, 计凤桔, 周荣军, 徐杰, 周本刚, 黎小刚, 叶友青

2007, 29(3):  657-673. 

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NE向展布于松潘-甘孜造山带与扬子陆块之间的龙门山断裂带,是由后山断裂等4条主干断裂及其控制的冲断构造岩片组成的具前展式发育特点的推覆构造带。它形成于印支运动,此后多次活动,第四纪以来活动强烈,但不同地段活动程度具有明显的非均一性。根据地貌、地质构造、布格重力异常和地震活动等资料的综合分析研究认为:1)以位于虎牙—北川—安县一线的近SN向虎牙断裂和擂东断裂为界划分出断裂带西南段和东北段,其活动性迥然不同,西南段晚更新世以来活动强烈,中小地震频繁;东北段第四纪活动微弱,仅偶有小震分布。2)在青藏高原被挤压隆升和块体侧向滑移的作用下,川青地块向SEE滑动,使它东缘发育的岷山隆起与被其截切的龙门山断裂带西南段一起构成了川青地块东部的活动边界,而龙门山断裂带东北段则被遗弃。

新技术应用

实验室声发射三维定位软件

刘培洵, 刘力强, 陈顺云, 扈小燕

2007, 29(3):  674-679. 

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简要介绍了地震动力学实验室新一代声发射定位软件的主要功能、定位算法的实现方案以及定位效果的评测结果。新软件配有多种通用数据库接口,具有与设备无关的处理能力。它除了可以进行三维定位之外,还可以进行面定位与线定位。定位时,可以给定样品的波速,也可以把波速当未知数求解。定位算法的主要改进有两个方面:1)以稳健的走时绝对偏差最小作为定位目标函数;2)方程组求解优化过程采用了模拟退火法直接搜索目标函数的全局最小值。新软件显著提高了定位的精度,同时提供了一个方便快捷的数据处理平台。

基于ArcGIS和3DS Max的砖平房震害三维可视化方法研究

杨泽, 李志强

2007, 29(3):  680-686. 

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震害预测系统可为防震减灾提供良好的技术支持,并随着GIS技术和震害预测理论的不断完善日趋成熟。但传统的震害预测软件的结果大都以表格、曲线、直方图等二维形式进行显示,很难直观地反映建筑物震害的实体特征。因此,文中针对如何使用主流的3D建模软件建立房屋震害模型进行了研究,有效地将房屋纹理与震害信息进行合成,并结合主流的GIS软件——ArcGIS9.0,以砖平房震害为例实现了房屋震害的三维可视化,进一步促进了三维可视化技术在防震减灾方面的应用,为房屋震害可视化提供了一条新的思路,也为基于GIS的3D震害预测软件的建立提供了一条新的思路,具有一定的现实意义。

井下瞬变电磁技术在探测煤矿老空水方面的应用

刘白宙

2007, 29(3):  687-691. 

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介绍了全空间瞬变电磁(UWTEM)技术在煤矿井下探测老空水方面的应用,研究了井下巷道有限施工条件下探测不同赋存方位采空区的方法,证明了UWTEM技术在探测巷道掘进头前方、巷道顶底板及巷道侧帮等方向老空水的有效性,总结了井下瞬变电磁技术应用中需注意的若干关键问题。结果表明,UWTEM技术能在井下有效地探测巷道顶底板、侧帮及掘进头前方的老空水位置和范围,为井下水害预报和防治提供可靠依据。

新闻信息

《地震地质》稿件编写要求

本刊编辑部

2007, (3):  692-692. 

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1 论文题目:应精练,概括主题(研究什么),一般不超过20个字。2 论文作者:只列出主要参加者,一般不超过6个,其余者可在脚注中说明。3 作者单位:应写全称,单位所在城市名称,邮政编码。4 论文摘要:应简要介绍研究目的、方法、结果和主要结论,尤其要说明论文的创新之处。一般300字左右。给出3～8个关键词,要紧扣文章主题。5 首页脚注:注明基金项目或其他来源项目及编号;可写上作者单位的论著标注号。