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2003年 第25卷 第1期    刊出日期：2003-03-06

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地震地质2003年第25卷第1期目录

2003, (1):  0-0. 

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研究论文

地壳介质的流变性与孕震模型

张国民, 李丽

2003, 25(1):  1-10. 

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在分析归纳中国大陆地区地震震源深度分布特征的基础上,着重分析了地壳介质的物理性质,特别是地壳介质的流变特征,进而探讨了震源深度分布的物理解释和孕震环境.文中应用中国陆区地热研究中的有关成果,推导了中国东、西部地区壳内脆韧性转换带的深度,给出东部地区壳内脆韧性转换带深度为20～25km,西部地区为35～45km,这一结果显示出壳内脆韧性转换带与我国东、西部震源深度的下界面基本一致,且中国大陆地震的深度大体上终止于壳内脆韧性转换带.从而表明,壳内脆韧性转换带有可能是控制大陆地震震源深度分布的主要原因.在这些研究的基础上,建立了大陆强震的震源模型,讨论了大陆地震的孕震过程和有关机理问题.

中国大陆强震区的形成及其动力学分析

洪汉净, 于泳, 陶玮, 刘培洵, 郑秀珍

2003, 25(1):  11-22. 

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根据强震能量密度分布图对中国大陆强震区进行分析,运用三维黏弹性有限元模拟研究在印度次大陆的长期推挤作用下中国及其邻区的黏弹性变形场与应力场.中国大陆强震区主要是在3方面的动力作用下形成的:1)印度次大陆长距离的挤入使碰撞带2犄角的变形不断延伸,形成两侧的变形梯度带,高原巨厚地壳为弹性应力能的集中创造了介质条件,处于较大深度和较高温度下的下地壳的蠕变使上部弹性层的应力集中.2)亚洲东部大尺度向E运移使印度板块向NNE的挤入在青藏高原北部转为NE向运动,同时也使两侧变形带由NNE转为NE向.3)高原内部的不均匀挤出促进了高原东侧3个弧形带的形成.

中国大陆构造块体的现今活动和变形

黄立人, 王敏

2003, 25(1):  23-32. 

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在重新对1998年和2000年的中国地壳运动观测网络基准站和基本站的2期观测资料进行预处理的基础上,得到了ITRF97坐标框架下,参考时刻分别为1998年9月5日和2000年6月8日,分布在全国各主要构造块体上的79个GPS站的坐标和协方差矩阵.分别以中国岩石圈动力学地图集(马杏垣,1989)中的中国大陆主要构造单元(称之为亚板块)和张培震等(2002)给出的中国主要活动块体为格架,用笔者提出的1种推广了的QUAD方法对中国大陆的20个主要构造块体逐个进行判别检验.那些现今无明显相对运动的相邻块体则被归并起来,从而确定了活动块体和它们的边界.采用刚体运动+块体均匀应变+局部变形的模型作为描述中国大陆构造块体的现今活动和变形的模型.求出了有明显相对运动块体的欧拉运动矢量和块体的整体均匀变形参数、各块体内部的不均匀局部变形以及活动边界的活动方式和强度.在此基础上,除了一般地指出中国大陆地壳运动西强东弱的特征之外,还对西部主要活动块体和边界活动强弱给出了定量比较结果,从而为强震危险区的判别提供了形变背景依据.

地震矩张量元素M_rr的空间分布与中国大陆岩石层地块

吴忠良, 黄静, 张东宁, 周公威, 张国民

2003, 25(1):  33-38. 

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用哈佛CMT目录和中国地震震源机制目录给出了地震矩张量元素M_rr的符号的空间分布.这种空间分布图像相当于Tanimoto等(2000)的"地壳势能变化"的空间分布图像的一种简化形式,M_rr的符号代表了地震震源处的应力状态.之所以进行这种简化是因为在相当多的情况下,地震的震源或矩心深度难以测准,并且震源机制目录的完整性得不到保证.将M_rr的分布图像与中国大陆岩石层地块的分布图像进行对照,可以发现由M_rr标志的地块内部的应力状态具有相当的一致性.地块边缘处的应力状态与地块内部的应力状态不同,似乎表明地块本身具有一定的整体性,同时地块之间存在相对运动.

中国大陆东部大洋板块俯冲的三维黏弹性有限元模型

陶玮, 洪汉净, 刘培洵, 于泳, 郑秀珍

2003, 25(1):  39-51. 

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利用三维黏弹性有限元模型,模拟出中国大陆的长期平均运动状态.其位移场与当前GPS结果比较有很强的一致性和较小的差异性,这从一方面说明了各时期板块边界的运动状态可能只是在均衡状态附近的幅度不大的震荡.进一步分析其应力场,由于海洋板块的俯冲,在大陆东部边界产生挤压、引张、挤压应力相间的情形,华北地区出现引张力作用,与其他研究结果一致.分析大陆东部的剖面,进一步证明大陆东部应力性质的变化,并且由于大陆岩石圈本身分层流变性会使应力逐渐集中到黏滞性较大的地壳部分.模拟显示在大陆岩石圈剖面中形成规模不等的位移对流环,还有待进一步的研究.

青藏高原东北缘、鄂尔多斯和华北唐山震区的地壳结构差异——深地震测深的结果

张先康, 李松林, 王夫运, 嘉世旭, 方盛明

2003, 25(1):  52-60. 

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划分大陆活动地块的重要标志之一是它们在地壳结构间的差异.大陆不同地块具有不同的地壳结构特征.这些结构和构造上的不同反映了它们在地壳内部的变形特征和动力过程的差异.文中利用深地震宽角反射/折射剖面的结果,讨论了青藏高原东北缘东昆仑巴颜喀拉地块、鄂尔多斯地块和华北地块唐山震区地壳结构的差异.它们分别是变形强烈的活动地块、内部变形小相对稳定的地块和现代发生过强震的活动地块.在地壳结构上它们之间的差别是明显的.这些差异表现在地壳的分层性质、上地壳和下地壳的结构、地壳结构的不均匀尺度、壳/幔分界的性质、壳内低速层的分布、地壳界面、特别是莫霍面的构造形态等方面.

川滇菱形块体顺时针转动的构造学与古地磁学证据

徐锡伟, 程国良, 于贵华, 宋方敏, 向宏发, 张兰凤, Hagai Ron, 王洋龙, 闻学泽

2003, 25(1):  61-70. 

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川滇菱形块体内部受NE向丽江-小金河断裂的切割,可进一步划分为川西北次级块体和滇中次级块体等南北2个部分;各次级块体东边界断裂有规律地左旋滑动、西边界断裂的右旋滑动及其滑动速率值的差异,反映出新生代时期各次级块体作向SE的水平滑移叠加绕垂直轴顺时针转动的复合运动.其中,川西北次级块体SE向的水平滑移速率5mm/a,顺时针转动角速度1.4°/Ma;滇中次级块体SE向的水平滑移速率3.5mm/a,顺时针转动角速度约1.5°/Ma.在滇中次级块体内部姚安、大姚、永仁、昆明北马街等地采集到约90个古新世地层的定向样品,通过交变退磁和热退磁获得了它们各自的剩磁矢量(实验磁偏角和磁倾角),由实测磁偏角与期望磁偏角相比可知川滇地区滇中次级块体中新世早期以来的顺时针转动累积量可达30°～48°.次级块体的整体转动与块边活动断裂的左旋滑动符合左旋走滑断裂作用区块体作顺时针转动的运动学模式.

川滇地块的震源力学机制、运动速率和活动方式

程万正, 刁桂苓, 吕弋培, 张永久, 李桂芳, 陈天长

2003, 25(1):  71-87. 

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用442次中强地震的震源机制解分析了川滇次级地块应力场的优势方向.使用771次3级左右地震的滑动角λ参数统计确定震源断层的错动方式,并用中强地震P波初动解的N轴仰角的统计分布结果得到的震源断层错动或滑动型式去佐证.拟合中强地震的矩张量速率式,计算了川滇次级地块各地震构造区的年均滑动速率,并进行比较.根据1980-2001年川青地块、雅江地块和滇中地块边界断裂带跨断层短水准、短基线定期复测结果,分析了水平和垂向年均形变速率.川滇地块间的运动是不均匀的.川青地块的运动方向为SEE.雅江地块压应力场优势方向为SSE,相对川青地块的运动速率更大.滇中地块承袭雅江地块的运动方向,略偏东.密支那滇西地块压应力场有2组优势方向,存在向NE方向的推挤和SSE方向的逃逸,活动速率大.

由小震震源机制解得到的鄂尔多斯周边构造应力场

范俊喜, 马瑾, 刁桂苓

2003, 25(1):  88-99. 

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利用格点尝试法首先分区对鄂尔多斯地块周边的3 000多个小震震源机制解进行了处理.结果显示,在震源机制解覆盖的时段内,地块周边地区的平均构造应力场有以下特征:地块周边主要以水平构造作用力为主,且其主压应力轴走向以地块西南侧为中心,从北至东呈扇形展布.在分区基础上,对各区的平均主应力轴分布进行了扫描,得到了其随时间的变化过程.其中渭河、六盘山和银川区的构造应力场相对稳定,临汾和同心区的构造应力场变化复杂,临河、包头、呼和、大同和太原区的构造应力场变化与该区的几次中强地震有密切关系.另外,地块周边除个别区外大多数区域在1992年和1996年前后,主压应力轴走向有趋近于N75°E的现象.

地震前卫星红外异常与发震断裂的关系研究——以2001年昆仑山8.1级地震为例

陈梅花, 邓志辉, 贾庆华

2003, 25(1):  100-108. 

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以2001年11月14日昆仑山8.1级地震为例,运用月均亮温点对点差值分析法和断裂带内外亮温差值分析法,研究了活动断裂与震前红外异常的空间关系及发震断裂上震前卫星红外异常的时间演化过程.研究发现:震前月平均亮温相对于2000年同期平均亮温的增温区沿发震断裂呈条带状分布;从震前1个半月的2001年10月开始,断裂带内外的相对温差发生明显变化,断裂带内的平均亮温与其外围的平均亮温差从-2℃增加到1℃,相对增温幅度达2～3℃左右,地震之后相对温差又回到正常状态.由此可见,震前卫星红外增温与东昆仑断裂带存在着明显的对应关系;地震前沿断裂带的红外增温大于其它地区.断裂带内外亮温差值分析法是定量研究红外增温与活动断裂的时空关系、挖掘震前增温异常的有效方法.

地壳主要岩石流变参数及华北地壳流变性质研究

周永胜, 何昌荣

2003, 25(1):  109-122. 

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岩石流变参数和变形机制是根据断层摩擦和岩石幂次流动本构关系建立岩石圈强度剖面的基础.近30年来,高温高压实验取得了很大进展,获得了大量地壳矿物和岩石流变资料.本文系统总结了这些流变实验资料,并应用流变数据结合地震震源深度分布,对华北地壳流变性质进行了研究.结果表明,以花岗岩和低级变质岩为代表的上地壳为脆性破裂,其强度受断层摩擦约束,以长英质片麻岩为主的中地壳和以中性麻粒岩为主的下地壳上层处于塑性流变状态,由干的基性麻粒岩组成的下地壳下层处于脆性向塑性流变的过渡状态.华北地壳的这种物质组成和流变为地壳不同层次的解耦和强震孕育提供了力学条件,也构成了不同尺度块体的底边界.

砾石钙膜显微纹层的扫描图像分析及其测年意义

郑文俊, 郭华, 刘百篪

2003, 25(1):  123-132. 

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砾石钙膜作为一种反映环境变化的沉积物标志,记录了比较完整的环境和气候信息,其实物的直接表现形式就是沉积了明暗相间的纹层,而形成明暗纹层的主要原因是受沉积时碳酸盐的纯度和结晶物的粒度以及杂质等的影响.作者用普通的扫描仪获取钙膜纹层明暗度图像,通过计算机自动识别获取明暗度变化的特征曲线,并将其与深海氧同位素曲线、黄土-古土壤序列、黄土粒度曲线、磁化率曲线等进行对比分析,从而达到确定砾石钙膜所代表的地貌面年龄的目的,同时分析其气候效应.初步研究表明,这种方法是可行的,它不仅提高了定年的精度和时间跨度,同时也拓宽了沉积物年代学方法在古环境及古气候研究中的应用.

问题讨论

黄河中上游阶地对青藏高原东北部第四纪构造活动的反映

刘百篪, 刘小凤, 袁道阳, 郑文俊, 郭华, 曹娟娟

2003, 25(1):  133-145. 

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黄河中上游河段是横贯整个"柴达木-祁连山活动地块"的贯流水系.通过对青海共和至宁夏石嘴山段长约1 800km的黄河中上游阶地的系统考察、阶地剖面实测和年代测定,绘制了该河段的阶地纵剖面图.综合分析各段的阶地级数、高度、年代及变形特征得到以下认识:该流域可划分为若干个次级活动地块,表现在不同地块之间的阶地抬升幅度和速率存在较大差别;活动地块内部在较大程度上具刚性特征,表现在块体内部阶地级数、高度和形成年代基本相当;阶地纵剖面反映的本区活动地块自1.6Ma B.P.以来的抬升量大于3.6～1.6Ma B.P.的抬升量;柴达木-祁连山活动地块距今1万年以来和15～20万年间存在2次强烈的构造抬升运动.

科研简讯

渭河盆地断层活动反映的第四纪构造事件初步研究

田勤俭, 申旭辉, 冯希杰, 韦开波

2003, 25(1):  146-154. 

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研究了渭河盆地南缘和北缘几条断裂第四纪活动性的迁移变化.利用横跨断裂的构造地层剖面,结合断裂上覆黄土地层的年代学研究结果,对断裂活动强度迁移变化的演化阶段进行了研究.结果表明,在大约80～0万年前,渭河盆地南缘的临潼-长安断裂带的活动性发生了显著变化,骊山山前断裂也有活动性迁移现象,渭南塬前断裂开始强烈活动,渭南塬全面抬升;12万年前左右,渭河盆地北缘的口镇-关山断裂活动性明显减弱.该区断层活动的这些变化是对第四纪中晚期的2次重要构造事件的反映.

青海热水-日月山断裂带的新活动特征

袁道阳, 刘小龙, 张培震, 刘百篪

2003, 25(1):  155-165. 

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热水-日月山断裂带是发育在青藏高原东北缘柴达木-祁连活动地块内部的1条重要的NNW向逆-右旋走滑活动断裂带,长约183km.断裂由4条不连续的次级断裂段右阶羽列而成,阶距2～3km左右,在不连续部位形成拉分区.主断裂两端则形成帚状分叉.断裂活动形成了一系列山脊、冲沟和阶地等右旋断错微地貌,其中Ⅰ级阶地右旋断错约8～m,Ⅱ级阶地右旋断错约35m.同时沿断裂带还形成了许多断层陡坎,Ⅰ级阶地或洪积台地上断层陡坎高约0.5～1m,最高达2.8m,Ⅱ级阶地或台地上的断层陡坎高约2.5～3m,最高达4～5m.根据相应的阶地年代,计算得到断裂带全新世以来的平均水平滑动速率为3.16mm/a,垂直滑动速率为0.83mm/a.

宁、蒙、甘交界罐罐岭发现地震地表破裂带

柴炽章, 焦德成, 廖玉华, 张思源, 杜鹏, 沈卫华

2003, 25(1):  167-168. 

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在宁、蒙、甘交界区的景泰小红山 (甘肃 )、罐罐岭 (内蒙古 )和沙井 (宁夏 )等地发现了年轻的地震地表破裂遗迹 ,它们与中卫小红山 -孤山子地震地表破裂一起 ,构成了一个完整的地震地表破裂带。我们将此破裂带定名为罐罐岭地震地表破裂带 ,相应的地震为罐罐岭地震 (图 1 )。