研究亮点
  • 06-24 (2018)
    【苏哲等,GJI】台湾东北部宜兰平原GPS、小基线PS-InSAR和水准测量震间期形变监测:从弧-陆碰撞到弧后拉张的构造转换 盲断层是最为常见的活动构造之一。由于这一类构造常常埋藏于沉积物底部,断层的构造形迹、构造活动性等都很难在地表进行监测和追索。位于台湾岛东北部的宜兰平原,历史上曾多次发生M>5.5级地震。自上新世以来,平原接受了来自周边山系(雪山山脉和脊梁山脉)厚达<1000 m的河流相松散沉积物。由此造成了平原内的活动断层,全部被掩藏起来。这些活动断层的地表形迹连同现今的蕴震活动性,都不得而知。此外,宜兰平原地还处在一个十分特殊的构造转换带内,即西侧毗邻菲律宾海板块与中国大陆架西南缘的挤压碰撞边界性断裂--梨山高角度逆冲断裂,而东侧紧挨冲绳海槽弧后拉张盆地。在短短不到30 km距离内,宜兰平原是如何从碰撞挤压转变到弧后拉张的,也是本研究关注的焦点之一。
  • 06-20 (2018)
    【任俊杰等-GJI】青藏高原东缘1933年叠溪7.5级地震的地表破裂证据及其构造意义 青藏高原东缘强震频发,而1933年叠溪7.5级地震是川西地区二十世纪以来除了2008年汶川地震以外伤亡人数超过万人的地震(图1)。因为当时中国正处于军阀混战时期,又加上该区域山高沟深,地震发生后缺少详细的地质调查,至今对其发震构造仍存在很大的争论:(1)一种观点是发生在近东西向的蚕陵山断裂上;(2)还有观点认为发生在北西向的推测的(或隐伏的)松坪沟断裂上,但未发现断裂存在的直接证据;(3)现在主流的观点认为发生在近南北向的岷江断裂上或其下的褶皱上。但这些观点仅为推断,缺少可靠的地质证据的支持。另外,该地震的烈度图呈现北西向的走向(图1),这也与岷江断裂的走向不符。
  • 06-15 (2018)
    【周新等-JGR等】重力卫星数据揭示俯冲板块特大地震引起的质量迁移 重力卫星GRACE的观测时间序列不仅能够检测到陆地水储量、两极和高原冰川变化、海洋等引起的地球大尺度质量迁移,还能够检测出发生在俯冲板块边界的特大地震引起的重力场变化,如2004年苏门答腊Mw 9.3,2010年智利Mw 8.8和2011年日本东北Mw 9.0等地震事件。重力卫星能够为地震研究提供地球质量重新分布的约束,对进一步理解地震发生、震后衰减和地震孕育有着重要意义。本研究将以2011年日本东北地震为例,阐明重力卫星数据在地震研究中的作用。
  • 06-09 (2018)
    【孙小龙等-Journal of Hydrology等】承压井-含水层系统水力参数反演研究进展 井-含水层系统水力参数通常基于实内岩样分析、野外水力试验和水流模型反演等方法来估算,但由于各方法自身的数学物理特性所限,不同时空尺度条件下获得的水力参数会存在较大的差异,尤其是针对深层承压含水层组,比较成熟的方法相对较少。如何科学、合理、准确地估算目标含水层系统的水力参数,是当前地下水资源评价和地震地下水异常识别所面临的关键技术问题。
  • 06-02 (2018)
    【田云锋-JGR】基于密集连续GNSS台网的微弱区域瞬态形变探测 微弱的区域构造信息识别需要同时分析相邻连续GNSS台站的位置时间序列。此前常用的方法是利用区域叠加滤波或PCA变换去除GNSS位置时间序列中的非构造噪声,以突出构造形变。这些方法存在一些不足:1)只适用于处理区域尺度(例如500km)的数据;2)容易受到异常观测的影响。
  • 05-31 (2018)
    【李玉江等-JAES等】川滇地区现今地壳运动学特征及动力学模拟 川滇地区位于青藏高原东南缘,是印度与欧亚板块碰撞的前缘地带。区域构造变形复杂、断裂活动强烈,同时历史强震多发,而且该地区也是检验青藏高原岩石圈变形机理的关键地区之一。因此,川滇地区的地壳运动学特征、变形模式及动力学机理一直是青藏高原研究的热点。
  • 05-27 (2018)
    【胡幸平等-JAES】中国及邻区地壳应力模式研究 参照世界应力图的最新标准,补充完善了中国大陆地壳应力环境数据库的应力数据信息,并将中国应力数据与世界应力图数据相融合,形成了一套中国及邻区的完整规范的应力数据。该项工作使得中国及邻区的应力数据有了大幅度的增加,在45-155°E,0-60°N范围内获得了8,228条质量可靠(A-C级)的应力数据(图1)。利用融合后的应力数据,分别采用固定尺度和变化尺度的平滑方法,获取了中国及邻区地壳应力方向的大尺度的宏观特征以及小尺度的局部变化,并给出了应力方向的非均匀尺度分布的定量结果。结果清晰地显示出,中国及邻区的应力方向围绕着青藏高原呈现发散分布的宏观特征(图2)。
  • 05-14 (2018)
    【黄学猛等-Tectonophysics等】甘孜-玉树断裂玉树巴塘断裂晚第四纪活动特征研究进展 根据几何结构与历史地震活动的差异,甘孜-玉树断裂被分为甘孜段、马尼干戈段、邓柯段、玉树段和当江段。与其它各段相比,玉树段结构相对较为复杂。玉树段主要由玉树断裂与玉树南巴塘断裂组成。玉树段长期被认为是晚更新世以来活动性较弱,然而玉树地震的发生揭示出我们对该段晚第四纪活动性认识的不足。遥感影像解译、野外调查发现该断裂地貌位错明显,主要表现为显著的断层陡坎、系统的水系、阶地、洪积扇连续位错。地貌微地貌填图、光释光(OSL)测年、碳十四测年表明巴塘断裂是一个晚全新世活动断裂,主要为左旋走滑并具有逆冲分量。晚更新世以来平均左旋走滑速率为2-4mm/yr,垂直滑动速率为0.2-0.6mm/yr。
  • 05-05 (2018)
    【姜大伟等-Geomorphology等】龙门山南段前陆区晚第四纪构造变形研究进展 龙门山的构造样式存在明显的南北分段特征,体现为中北段的三条主干断裂向南分散为多条活动断裂,同时南段前陆区发育熊坡背斜、三苏场背斜等褶皱及配套断裂,探明前陆区这些构造的活动性对理解龙门山的活动构造样式与地震危险性有重要意义。
  • 04-29 (2018)
    【包创等-Geoscience Frontiers】狼山构造带的划分与归属 狼山构造带位于阿拉善地块与华北克拉通结合部位,长期以来其均被划为华北克拉通西部块体的北缘构造带。但是,随着近年来新元古代岩浆事件在狼山地区陆续被报道(彭润民等,2010;Hu et al., 2014; Wang et al., 2016; Liu et al., 2017),狼山构造带的归属备受关注。根据狼山地区西南缘存在新元古代岩浆事件和狼山构造带主体具有与华北克拉通类似的年龄结构,Wang et al.,(2016)将狼山构造带划分为南部狼山构造带和主狼山构造带(图1),且认为南部狼山构造带属于阿拉善地块,主狼山构造带属于华北克拉通。然而,在主狼山构造带北侧狼山群中存在878 Ma的变酸性火山岩和大量中元古代晚期的碎屑锆石,且主狼山构造带北侧和南部狼山构造带均具有与阿拉善地块相似的年龄结构(Liu et al., 2017),说明南部狼山构造带与主狼山构造带北侧均具有亲阿拉善地块的特征。而在主狼山构造带南侧的狼山群第一岩性组中,未见中元古代晚期和新元古代岩浆事件和碎屑锆石记录,且碎屑锆石U-Pb年龄分布与华北克拉通相似(Wang et al., 2016; Liu et al., 2017)。同时,付星辉等(2016)对主狼山构造带南缘东升庙地区的侏罗系地层开展的碎屑锆石U-Pb年龄测试,也未发现格林威尔期的锆石,且前寒武纪锆石具有18亿年和25亿年的华北克拉通年龄特征峰,说明主狼山构造带南北两侧可能具有不同的构造归属。
  • 04-26 (2018)
    【李林林等-Basin Research等】柴西南新生代物源演化与古海拔恢复研究进展 青藏高原新隆升是新生代全球最重要地质事件,高原构造演化模式、隆升机制及生长过程一直是地学关注的焦点。柴达木盆地位于青藏高原北缘,被阿尔金断裂带、东昆仑断裂带、祁连-南山冲断带所围限,是高原内最大的新生代沉积盆地(图1a),盆地保留了一套完整的新生代陆相河流-三角洲-湖泊沉积地层序列,盆地沉积充填演化过程与造山带演化及高原隆升过程息息相关。
  • 04-18 (2018)
    【李永生等-Remote Sensing】2016 Mw 5.9门源地震的空间对地形变观测与建模 确定逆冲带的地壳运动与断层之间的关系对于了解地质构造的发育和解决潜在的地震危险性是必不可少的。2016年1月21日,青海青藏高原东北部门源地区发生5.9级地震。我们结合Sentinel-1A卫星干涉测量、历史地震记录、余震重定位和地质资料来确定断层发震构造几何学及其与冷龙岭断层的关系。结果表明,2016级地震的逆冲分布在西南倾向铲形断层段上。主震破裂发生在断层面的深部。2016级地震的震源机制与1986级地震的震源机制有很大的不同。两次地震都发生在次级断层的两端。与1986次地震的结合分析揭示了冷龙岭断裂的余震和构造变形之间的强烈联系。这两次地震都是由冷龙岭断裂带的左旋走滑造成的,表现出明显不同的震源机制特征。在剪切作用下,在冷龙岭断裂带的西段,次支断裂的两端皆发生弯曲向主断裂收敛交汇在一起,在平面上分别组成左行左阶与左行右阶的构造样式,在冷龙岭断裂带的剪切作用之下,西端形成了剪切拉张区,而东端则形成了剪切挤压区。该区的地震活动表明,冷龙岭断裂带的左旋走滑对青藏高原构造变形的调整起着重要作用。
  • 04-06 (2018)
    【沈晓明-Tectonophysics】长江第一湾地区高原隆升时间的限定 ——来自磷灰石(U-Th-Sm)/He定年的证据 藏东南三江地区高原隆升的时间和机制长期存在着争论。本研究使用磷灰石(U-Th-Sm)/He方法对长江第一湾附近的老君山地区出露的长英质侵入岩进行了低温热年代学研究,定年样品采自老君山1800m高差的高程剖面。结果显示在渐新世-早中新世(约30-20 Ma)存在河流中等速度的下切过程(约100-180m/Ma)。该年龄明显早于藏东南之前获得的晚中新世河流下切的年龄,而与该地区开展的稳定同位素研究结果相一致。因此,我们认为藏东南长江第一湾地区的河流快速下切和地表抬升开始的时间可能发生在中新世之前而不是之前所认为的晚中新世。结合前人研究,在藏东南两种不同的高原隆升动力学模式下,我们新获得的数据表明,如果隆升是由下地壳流引起的,那么下地壳流在渐新世-早中新世时就已经开始,而不是之前所认为的晚中新世;另一种可能的解释是渐新世-早中新世的高原隆升可能是由于该时期藏东南处于印-亚碰撞造成的转换挤压背景下形成的。藏东南高原隆升的时间和机制仍然需要深入研究。
  • 03-21 (2018)
    【JAES】中国东北地区居里点深度及其对松辽盆地的热启示 中国东北地区自中生代以来经历了强烈的伸展与火山活动(图1),我们根据全球地磁场模型NGDC-720-V3.1研究东北地区的岩石圈热结构。模型试算结果表明上延20 km后的磁异常可用于精确的居里点深度反演(图2)。
  • 03-13 (2018)
    【姜文亮等-Tectonics】沂沭断裂带强震复发特征的地貌学证据 -基于历史航片与美国锁眼卫星影像的研究 沂沭断裂带是中国大陆东部最为活跃的全新世活动断层,对华北地区的经济发展与安全稳定具有很大的影响。由于该断裂带处于中国东部人口密集区,近几十年经济快速发展,城市变迁、人类活动对断层经过区域的地形地貌改变很大,因此现有的高分辨率遥感资料以及野外调查工作难以揭示断层活动对地形地貌的改造作用。然而,上世纪六十年代获取的航片与美国侦察卫星资料,可以很好地地保留原始的地形地貌特征。因此可以用来研究沂沭断裂带上强震活动造成的地形地貌变形特征。
  • 03-05 (2018)
    【申文豪等-JAES】基于InSAR结果的尼泊尔Mw 7.8地震近场强震记录混合模拟 2015年4月25日尼泊尔发生了Mw 7.8级地震,震源位于加德满都以西约80公里的廓尔喀地区,此次地震是继1934年Mw 8.1级地震后尼泊尔地区发生的最大地震,造成了严重的人员伤亡和财产损失。美国地质调查局(USGS)给出的震源机制解显示,主震的发震断层为一条走向295°, 向北倾斜11°的喜马拉雅主边界断裂(BT: Main Boundary Thrust),滑移矢量(擦痕)近乎垂直断层走向,故该断层为一低角度逆冲断层。此次尼泊尔地震有数个台站记录到了地震的加速度时程曲线,其中KATNP台站位于加德满都市,距离发震断层仅11 km,其加速度记录体现出明显脉冲特征,研究其特征对于深入认识尼泊尔地震强地面运动特征具有重要意义。本研究利用ALOS-2卫星数据反演得到此次地震同震滑移模型,计算得到断层面上同震剪应力变化和空间拐角波数值,利用混合方法模拟得到KATNP台站的强地面运动记录
  • 02-18 (2018)
    【田甜-JAES】汶川地震小鱼洞断裂规模及构造意义研究进展 小鱼洞断裂是一条在汶川MS8.0 地震中首次引起人们注意的一条断裂,位于龙门山断裂带南段,走向NW ,倾向南西,兼有逆冲垂直分量、左旋走滑性质,震后可追溯的地表破裂长约6km,最初被认为是连结北川- 映秀和汉旺- 白鹿两条主地表破裂带、调节地壳不均匀缩短的捩断层性质的地表破裂。然而小鱼洞断裂的规模及意义随着研究的深入逐渐产生了一些争议。小鱼洞断裂的规模究竟是仅限于地表的6km还是可达余震分布所展示的60km或者具有更大的规模?小鱼洞断裂是一条具有独立意义的NW向断裂还是仅为龙门山构造应力背景下的一条局部次级断裂?我们基于重磁数据,采用小波断裂分析方法,研究小鱼洞断裂的规模,探讨小鱼洞断裂构造意义。
  • 02-11 (2018)
    【雷建设等-JGR等】青藏高原东缘深部细结构与深层动力学过程研究 对青藏高原东缘高密度固定地震台站记录到的大量高质量到时资料进行反演研究,结果显示该区下方的地幔转换带存在明显高波速异常,且该高波异常东向延伸至小江断裂带,北向延伸至昆仑山断裂带,且腾冲火山下方及其它地区的上地幔深部存在明显低波速异常(图1),可能说明印度板块东向俯冲至地幔转换带,北向俯冲至昆仑山断裂带,腾冲火山作用可能与印度板块的东向俯冲密切相关。为证实这一作用,利用2011年6月20日和8月9日在云南腾冲发生的两次5.2级地震及余震的观测震相到时及波形互相关数据对5.2级双震及其余震序列进行重定位和双震全矩张量解,结果显示双震震中位于龙川江断裂的西侧,余震序列在深度上为一个倾斜的柱状体,且倾向腾冲火山区(图1);6月20日和8月9日5.2级地震均表现为体积缩小的闭合型破裂,均包含有明显的非双力偶成分,但后者包含的非双力偶成分相对明显减小(图2b和2c),说明腾冲5.2级双震及余震活动可能与火山下方的地壳岩浆作用密切相关,而龙川江断裂可能为热物质向上运移提供了良好通道。Pms震相各向异性结果显示,快波方向近似以腾冲火山为中心向四周发散, 这可能和上地幔热物质上涌在到达地壳后由于受上地壳介质的阻挡作用向四周发散有关(图3)。
  • 02-11 (2018)
    【任俊杰等-Tectonophysics】东昆仑断裂带东端的构造转换与强震孕育 东昆仑断裂带是青藏高原东北缘一条重要的活动变形吸收和转移的大型断裂带,被认为是承担青藏高原向东挤出运动的重要通道之一。该断裂西自阿尔金断裂,向东经阿尼玛卿山、玛沁和玛曲,最东延伸至岷山一带,总长达1600 km(图 1a)。构造上它是巴颜喀拉地块和柴达木块体的边界断裂,地貌上表现为南侧低缓连续的高原面与北侧由活动褶皱造山带和山间盆地区的陡变分界。晚第四纪滑动速率研究表明,东昆仑断裂的中、西段(92ºE-100ºE)具有均一稳定的~10-12 mm/a的左旋滑动速率,而东段(100ºE-102º)的左旋滑动速率则从~6-7 mm/a降低至玛曲附近的~3-5 mm/a,至最东端的塔藏断裂为1.4-3.2 mm/a(图 1c)。东昆仑断裂带上向东减少的左旋滑动被认为转移到南侧的阿万仓断裂和北侧的白龙江断裂、光盖山-迭山断裂和西秦岭断裂带等走滑断裂上
  • 02-01 (2018)
    【姜文亮等-Lithosphere】冷龙岭断裂带全新世破裂特征及门源地震发震构造机制研究 冷龙岭断裂带位于青藏高原东北缘,是祁连—海原构造带中段重要组成部分,其构造变形与地震活动反映了祁连—海原构造带对青藏高原东北缘地壳运动的调整与转换。然而目前对冷龙岭断裂地震地质研究程度比较低,关于冷龙岭断裂带的全新世活动习性与大震复发特征也有待深入研究。此外,发生在2016年与1986年的两次门源地震,造成该区地震地质研究形势非常严峻。沿冷龙岭断裂带分布一系列大型断错地貌,都直接反映出该断裂带在晚更新世以及全新世期间必定存在多次强震活动。
  • 01-21 (2018)
    【李永生等-Survey Review】2015 年Mw 6.4皮山地震:基于Sentinel-1干涉测量的大地测量建模 本研究探讨2015年7月3日(MW = 6.4)皮山地震位于塔里木盆地西南部和西藏高原西北部之间的边界。利用合成孔径雷达干涉测量,我们绘制了地震近场地表位移,以更好地表征地震事件的震源参数。分析Sentinel-1A卫星在IW模式下的升轨和降轨干涉图,并采用两步反演策略进行建模,结果显示共轭断层系统可以从升轨和降轨InSAR观测都可以产生非常相似的形变模式,南倾断层作为最优选择。反演中的最佳拟合滑动模型表明,同震滑动的大部分集中在走向112°、倾角25°、平均滑动角为89°的逆冲断层上。最大滑移量为1.2 m,深度为12.5 km。累积地震矩为4.5x1018 Nm,相当于Mw 6.4的震级。InSAR结果揭示了西昆仑北缘断裂地震活动以逆冲运动特征为主,与该区主要断裂的构造变形特征一致。
  • 01-16 (2018)
    【何案华等:Tectonophysics】山西静乐井对尼泊尔(Mw 7.8)地震的同震响应特征 山西静乐井水位对尼泊尔地震(2015年4月25日,Mw 7.8)记录到非常明显的同震响应。通过井水位,我们可以清晰地识别P,S与面波。然后安装于350米处的温度传感器却未记录到同震响应。通过不同时间段的水震波频谱分析得出,井水位水震波频率与幅度取决于井孔固有频率,而与输入量(地震波)无关。井—含水层系统对地面振动有着机械放大功能。
  • 01-09 (2018)
    【李安等-Natural Hazards等】逆冲构造的古地震和活动构造研究进展 由于印度-欧亚板块新生代的碰撞,导致青藏高原的隆起,并且在我国内陆的天山造山带以及青藏高原东北缘的祁连山造山带发育了许多逆冲断裂和褶皱带。因此对于逆冲构造的构造活动习性、运动学和几何学特征、古地震及其发震构造的研究对了解这些区域的构造变形样式与地震危险性等具有非常现实的意义
  • 01-01 (2018)
    【张磊、刘耀炜等,Tectonophysics】汶川科钻1号孔汞同位素地球化学特征研究进展 2008年5月12日我国四川汶川8.0级地震发生后,在龙门山地震断裂带上快速开展了“汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD)”项目,直接钻穿地震断裂带,研究有关地震愈合和破裂周期、地震摩擦热、岩脉填充、渗透性、流体作用、应力状态等基本科学问题(许志琴等,2008)。汞元素作为地震地下流体研究中的一项重要手段,被用来研究断裂活动和地震孕育前兆过程。在WFSD项目支持下,我们发现WFSD 1号孔在汶川地震主破裂部位,存在高浓度的总汞异常。为了分析总汞异常的原因,开展了汶川地震断裂带汞同位素研究工作,分析大震后断裂带汞同位素的地球化学特征,探讨汞同位素在研究流体对汶川地震响应中的作用。