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青藏高原通道流模型动力环境的数值模拟

地球物理学报 2013年第8期56卷 2625-2635页

作者：杨辉滕吉文皮娇龙中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

"中、下地壳流"模型作为一种可能的动力学演化机制,在解决诸如喜马拉雅造山带和青藏高原东缘、南缘等区域地壳中岩层的通道流或韧性剪切挤出等方面的解释给出了相应的模型和阐述.本文基于青藏高原壳、幔介质平均速度模型,采用二维黏弹... 详细信息

"中、下地壳流"模型作为一种可能的动力学演化机制,在解决诸如喜马拉雅造山带和青藏高原东缘、南缘等区域地壳中岩层的通道流或韧性剪切挤出等方面的解释给出了相应的模型和阐述.本文基于青藏高原壳、幔介质平均速度模型,采用二维黏弹性数值模型对高原下地壳物质流动的动力学边界条件进行探讨.研究结果表明:(1)青藏高原下地壳与上地幔盖层物质作为坚硬的固态物质相接,不具备可运动的边界条件,难以在Moho界面处任意地域发生相互运动.壳、幔介质中需存在可供物质高速运动的边界条件,即以上地壳底部的低速层为上滑移面,以上地幔软流圈顶部为下滑移面,才有可能在足够强的力系作用下促使"下地壳+岩石圈盖层"物质发生同步运移;(2)若不具备这样的初始与边界条件是难以产生深部物质运移的.因此,青藏高原深部壳、幔物质运动不可能是普遍存在的,只能是局部和在特异环境下才能实现.

关键词：下地壳流青藏高原初始和边界条件数值模拟滑移面

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地震槽波的数学-物理模拟初探

地球物理学报 2018年第6期61卷 2481-2493页

作者：皮娇龙滕吉文刘有山中国地震局地球物理研究所北京100081 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中... 详细信息

针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面,通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型,利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明,在煤层内槽波的地震波场中,Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量,大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量,Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中,地震波仍以槽波形式传播,随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄,煤层槽波主频向高频方向移动,频散现象增强,传播速度增大.

关键词： Rayleigh型槽波 Love型槽波交错网格有限差分法数值模拟物理模拟

含小断层煤层Rayleigh型槽波波场和频散分析

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地球物理学报 2018年第12期61卷 4976-4987页

作者：乔勇虎滕吉文皮娇龙山西师范大学山西临汾041000 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 吉林大学长春130026

煤层隐伏小断层在煤田地质勘探期间能否查明,是影响煤矿安全生产的主要地质因素.煤层中传播的地震槽波,非常适用于探测煤田异常构造.本文利用谱元法模拟计算了含断层模型Rayleigh型地震槽波的产生、传播过程,对于直达槽波、反射槽波、... 详细信息

煤层隐伏小断层在煤田地质勘探期间能否查明,是影响煤矿安全生产的主要地质因素.煤层中传播的地震槽波,非常适用于探测煤田异常构造.本文利用谱元法模拟计算了含断层模型Rayleigh型地震槽波的产生、传播过程,对于直达槽波、反射槽波、透射槽波进行了波场特征分析,频散特征分析,频谱特征分析.根据不同小落差断层模型(垂直断距分别为1/4、1/2、3/4、1个煤厚;断层倾角分别为90°、60°、45°),分析了Rayleigh型槽波传播过程中断层对反射槽波、透射槽波能量、频谱的影响效应.基于以上分析,对于小断层模型中的Rayleigh型地震槽波取得了一些规律性认识,并对Rayleigh型地震槽波的勘探应用做了一些探讨.

关键词： Rayleigh型槽波谱元法数值模拟频散分析小落差断层

2015年尼泊尔M_S8.1大地震孕育的深层过程与发生的动力学响应

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地球物理学报 2017年第1期60卷 123-141页

作者：滕吉文马学英张雪梅刘有山皮娇龙中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 中国地震台网中心北京100045 中国地震局地球物理研究所北京100081

2015年4月25日发生在尼泊尔博克拉M_S8.1大地震的深层动力过程与"地中海—喜马拉雅—南亚地震带"的中段喜马拉雅地震活动带密切相关.这次大地震是该地震强烈活动带上长期以来深部物质与能量强烈交换、运动,并导致构造活动和应力积累的产... 详细信息

2015年4月25日发生在尼泊尔博克拉M_S8.1大地震的深层动力过程与"地中海—喜马拉雅—南亚地震带"的中段喜马拉雅地震活动带密切相关.这次大地震是该地震强烈活动带上长期以来深部物质与能量强烈交换、运动,并导致构造活动和应力积累的产物.综合分析与研究提出:(1)博克拉M_S8.1大地震的孕育、发生和发展具有长期活动和近年来相邻地带地震活动频繁的背景;这一地带自1505年—2015年,即500多年来相继发生多次M_S≥8.0的大地震.(2)这一地带具有特异的地球物理边界场响应和深层动力过程,显示深部物质的重新分异、调整与能量交换.(3)大地震发生与周边地带应力场分布特异,壳、幔结构与介质属性变异及破裂响应与断层面解的属性相关.(4)喜马拉雅地带的三条北倾断裂带以不同角度向深部延伸、震源位置及浅表层的变形特征尚应深化理解.(5)M_S8.1大地震的发生对相邻地带的波场影响强烈,故应强化高精度地球物理场的观测和探测,以"捕捉"未来可能大地震的孕育与发生.

关键词：博克拉大地震喜马拉雅地震带两陆-陆板块碰撞物质与能量交换特异地球物理边界场响应

龙门山造山带及邻区重力场特征与动力学响应数值模拟

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地球物理学报 2013年第1期56卷 106-116页

作者：杨辉滕吉文王谦身皮娇龙中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室(筹) 武汉430077

龙门山造山带重力场研究表明它处于不均衡的状态,为此,构建了横贯松潘—甘孜块体、龙门山造山带和四川盆地的二维剖面的数值模型,采用黏弹性模型对重力场响应对研究区构造演化过程及动力学效应进行探讨.研究结果表明:(1)重力均衡调整导... 详细信息

龙门山造山带重力场研究表明它处于不均衡的状态,为此,构建了横贯松潘—甘孜块体、龙门山造山带和四川盆地的二维剖面的数值模型,采用黏弹性模型对重力场响应对研究区构造演化过程及动力学效应进行探讨.研究结果表明:(1)重力均衡调整导致了深部物质的垂向复杂动力学响应.在印度板块碰撞挤压效应与青藏高原东缘重力势能差的共同作用下,使得高原东缘深部物质在龙门山深处向东运移时潜入地幔,构成了青藏高原物质向东运移的另一种补偿方式;(2)流变结构及应变能的计算结果表明,龙门山上、中地壳层能量集中危险度较高的地段与汶川大震的孕震及发震方式基本一致,龙门山两侧介质属性、构造格局和流变属性的差异对汶川大地震的孕育和发生均起到了重要作用;(3)进一步开展由包含地表剥蚀的重力均衡调整效应与挤压缩短共同作用下的动力学模型,可以为合理地解释龙门山及周缘地带动力学响应提供重要的参考依据.

关键词：龙门山造山带重力均衡地震孕育数值模拟流变模型

内蒙满都拉—广西凭祥超长剖面地壳介质密度分布及深部结构特征探榷

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地球物理学报 2017年第12期60卷 4681-4698页

作者：王谦身滕吉文张永谦陈石文武皮娇龙马学英中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地震局地球物理研究所北京100081

通过对跨越内蒙构造带、阴山造山带、华北克拉通、秦岭造山带、扬子克拉通和华南陆内造山区等几大地质构造单元即北起内蒙满都拉、向南经陕西、越秦岭、过重庆、穿贵州、直抵南端广西凭祥全长2280km超长重力探测剖面的数据进行处理分析... 详细信息

通过对跨越内蒙构造带、阴山造山带、华北克拉通、秦岭造山带、扬子克拉通和华南陆内造山区等几大地质构造单元即北起内蒙满都拉、向南经陕西、越秦岭、过重庆、穿贵州、直抵南端广西凭祥全长2280km超长重力探测剖面的数据进行处理分析和解释,构建了沿剖面的二维地壳密度结构模型,并详细分析了沿剖面壳内各界面与Moho界面展布的深部结构和构造特征,构划出了沿剖面主要深部断裂分布,研究分析了剖面辖区跨越的克拉通、造山带、盆山耦合带等各个不同构造单元的重力异常场、地壳密度结构、界面起伏及断裂构造分布的特征与差异.着重探讨了各构造单元之间的相互关系、相互作用等整体的系统关连性.以期能对深化认识该剖面跨越地区的特异地壳结构、各构造单元的界域与关连、以及全剖面的大陆动力学研究等,提供相关重力场的依据.

关键词：内蒙满都拉广西凭祥重力场地壳介质密度分布地壳深部结构

鄂尔多斯—中秦岭—四川东部的重力异常场与深部地壳结构

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地球物理学报 2015年第2期58卷 532-541页

作者：王谦身滕吉文张永谦皮娇龙中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

本文基于在跨越鄂尔多斯盆地、中秦岭造山带与渭河盆地、四川盆地东部长达1010km的综合地球物理探测剖面,实地采集的最新高精度重力位场数据,分析了不同构造单元的重力位场特征,构建了该剖面区域的地壳密度结构模型.进而通过分析地壳内... 详细信息

本文基于在跨越鄂尔多斯盆地、中秦岭造山带与渭河盆地、四川盆地东部长达1010km的综合地球物理探测剖面,实地采集的最新高精度重力位场数据,分析了不同构造单元的重力位场特征,构建了该剖面区域的地壳密度结构模型.进而通过分析地壳内部不同密度界面的横向差异特征及分区,确定了该剖面区域内的断裂分布,提出了鄂尔多斯盆地—中秦岭造山带—四川盆地的"盆-山-盆"型构造体系的新认识.

关键词：重力场地壳密度结构中秦岭造山带鄂尔多斯盆地四川盆地

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中国大陆动力学研究内涵与轨迹的思考

地球物理学报 2012年第3期55卷 851-862页

作者：滕吉文皮娇龙杨辉刘少华中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院研究生院北京100049

大陆动力学已成为21世纪地球科学研究中的热点和中坚,在它面对当今资源、能源、灾害和环境等社会与经济快速发展需求日益增长的同时,是机遇,却也是挑战.因此厘定其研究的内涵和导向是十分重要的.基于多年的研究实践和探索,本文将对以下... 详细信息

大陆动力学已成为21世纪地球科学研究中的热点和中坚,在它面对当今资源、能源、灾害和环境等社会与经济快速发展需求日益增长的同时,是机遇,却也是挑战.因此厘定其研究的内涵和导向是十分重要的.基于多年的研究实践和探索,本文将对以下五个方面进行讨论:1)大陆动力学研究的内涵与界定;2)大陆动力学研究的导向和轨迹;3)大陆动力学研究中地球物理反演结果和解释中的矛盾;4)强化发展学科交叉以构成交叉科学;5)对2011年大陆动力学委员会学术活动的思考.

关键词：大陆动力学地球物理场深部壳、幔结构学科交叉力源机制

秦岭造山带与沉积盆地和结晶基底地震波场及动力学响应

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地球物理学报 2014年第3期57卷 770-788页

作者：滕吉文李松岭张永谦赵金仁皮娇龙王夫运闫雅芬杨辉胡国泽潘素珍中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

秦岭—大别造山带横贯中国大陆中部，并将我国东部分为南北两部；即华北克拉通和扬子克拉通.在南、北相向运动力系驱动下构成了一个极为复杂的复合、叠加构造带、成矿带和地震活动带.同时导致了该地域异常变化的沉积建造和强烈起伏的结... 详细信息

秦岭—大别造山带横贯中国大陆中部，并将我国东部分为南北两部；即华北克拉通和扬子克拉通.在南、北相向运动力系驱动下构成了一个极为复杂的复合、叠加构造带、成矿带和地震活动带.同时导致了该地域异常变化的沉积建造和强烈起伏的结晶基底.然而对它们形成的地球物理边界场响应，岩相和结构的异常变化尚不清晰，特别对盆山之间的耦合响应更缺乏深层动力过程的理解.为此本文通过该区榆林—铜川—涪陵长1000 km剖面的地震探测和研究结果提出：（1）沉积建造厚度变化为4~10 km，结晶基底起伏强烈，幅度可达4~6 km；（2）一系列基底断裂将该区切割为南鄂尔多斯盆地和秦岭北缘前陆盆地、秦岭—大巴造山带和南缘前陆盆地与东北四川盆地，其中前陆盆地为秦岭北渭河盆地和秦岭南通江—万源盆地；（3）秦岭造山带是北部华北克拉通向南推挤、南部扬子克拉通向北推挤下隆升的陆内山体，并构筑了其南、北前陆盆地；（4）秦岭造山带的南、北边界并非是一条边界断层，而应是包括前陆盆地在内的组合界带；（5）秦岭与大巴弧形山系源于同一深部结晶基底，即同根生.这一系列的新认识对深化理解秦岭—大巴造山带形成的深层动力过程和演化机理及厘定扬子克拉通的真实北界具有极为重要的意义.

关键词：秦岭造山带地震波场沉积盆地结晶基底动力学响应