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地震预测:从芦山地震到大陆地震

地学前缘 2013年第3期20卷 1-10页

作者：李德威陈桂凡陈继乐郝海健中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)重大地质灾害研究中心湖北武汉430074

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性... 详细信息

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性断层释放。在地震孕育过程中通常会伴生跨年度干旱和异常降雨,构成热灾害链。近5年内青藏高原东部连续发生汶川、玉树、芦山大地震,形成于从亚东流经羊八井、安多、玉树并分支流向汶川和芦山—康定的下地壳"热河"的仰冲式和侧冲式撞击作用。从2008年9月以来连续发表5篇论文,根据地壳热构造和热灾害链的时空结构对芦山地震的三要素进行了长期和中期预测。2008年9月预测从2013年开始可能发生大地震,2012年9月将鲜水河—安宁河—小江异常热流构造带5年内将发生多个7级地震的首个大震锁定在芦山或西昌。芦山地震只释放了亚东—羊八井—安多—玉树—鲜水河—安宁河—小江"热河"剩余热能中的一小部分,在西昌—会理—昭通地区、道孚—康定地区、通海—石屏地区近5年内很可能发生4个7级左右的地震。此外,华北典型的热灾害链结构表明震情严峻,环渤海地区近3年内很可能发生大地震。从地震热流体撞击机理与地震异常之间的关联性出发,提出了动态立体监测及短临预测地震的思路和方法。

关键词：地震机理地震预测下地壳流动芦山地震青藏高原

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华北热灾害链的结构、成因及强震趋势分析

地学前缘 2013年第6期20卷 102-108页

作者：李德威郝海健刘娇周洋陈桂凡梁桑中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)重大地质灾害研究中心湖北武汉430074

华北地壳热活动强烈,重大自然灾害频发。华北自然灾害具有区域性、群发性、连发性、关联性特征,组成热灾害链。华北热灾害链的典型结构是跨年度干旱—异常路径台风—异常降雨—异常海冰—强震—异常降雨,受控于源于渤海和青藏高原的下... 详细信息

华北地壳热活动强烈,重大自然灾害频发。华北自然灾害具有区域性、群发性、连发性、关联性特征,组成热灾害链。华北热灾害链的典型结构是跨年度干旱—异常路径台风—异常降雨—异常海冰—强震—异常降雨,受控于源于渤海和青藏高原的下地壳不均匀流动形成的"热河"及其热能有规律地积累与释放,渤海放射状下地壳热流系统与地幔软流圈底辟作用有关。当前华北热灾害链已经有序演变到地震阶段,近5年内在韧性下地壳中6条"热河"的6个撞击区可能发生多个强震,流经辽东湾向北东方向流动的下地壳"热河"撞击区、临汾—太原—大同下地壳"热河"与流经渤海湾—通县—沙河下地壳"热河"的夹击区危险性最大,应当尽快系统监测与热流体有关的地震前兆异常,科学开展地震短临预测。查明华北韧性下地壳中"热河"的三维动态演变,系统梯级开发各条"热河"的热能资源,对于发展经济、减灾减排都具有十分重大的意义。

关键词：热灾害链机理下地壳流动强震预测华北

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西南地区热灾害链及其与芦山地震的关系

地学前缘 2013年第6期20卷 141-148页

作者：陈桂凡郝海健冯旻譞纪星星陈继乐李德威中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)重大地质灾害研究中心湖北武汉430074

通过对西南地区干旱（森林大火）-洪涝（或冰冻）-地震灾害链的分析,发现＂4·20＂芦山地震震前出现了一系列与该灾害链相关的热异常现象,即：川滇地区自2009年以来,先后经历了跨年度干旱,并伴随森林大火,2012年5月中旬局地开始出现暴... 详细信息

通过对西南地区干旱（森林大火）-洪涝（或冰冻）-地震灾害链的分析,发现＂4·20＂芦山地震震前出现了一系列与该灾害链相关的热异常现象,即：川滇地区自2009年以来,先后经历了跨年度干旱,并伴随森林大火,2012年5月中旬局地开始出现暴雨洪涝,还引发大量滑坡、泥石流等地质灾害,2013年初南方多地相继出现大雾、低温、冻害、雪灾,在此期间,川滇地区还发生了一系列4.0~6.0级范围内中强地震,随后于4月20日发生了芦山地震。此外,通过芦山地震考察,发现震前8~6h内出现喷水冒砂、天气闷热、狗狂吠等宏观异常,地震的同时震中地区出现爆炸、冒烟等现象,这些现象进一步说明芦山地震成因并非断层错动,而是地下热异常积累到一定程度后突然释放。同时,结合西南地区热灾害链结构推测,西南地区近期内仍将有强震发生。

关键词：芦山地震灾害链热异常

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大陆地震构造系统:以青藏高原及邻区为例

地球科学（中国地质大学学报） 2014年第12期39卷 1763-1775页

作者：李德威陈继乐陈桂凡梁桑中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学重大地质灾害研究中心湖北武汉430074

青藏高原及邻区三角形发震构造域是全球大陆最显著的地震多发区。脆性活动断层及其弹性回跳模式无法合理解释该区深度集中分布在10-40km的点状震源。针对发震构造和地震机理不明确这一重大科学问题，以大陆动力学和地球系统动力学新思... 详细信息

青藏高原及邻区三角形发震构造域是全球大陆最显著的地震多发区。脆性活动断层及其弹性回跳模式无法合理解释该区深度集中分布在10-40km的点状震源。针对发震构造和地震机理不明确这一重大科学问题，以大陆动力学和地球系统动力学新思想为指导，对青藏高原及邻区发震构造系统进行域、层、带、点相关研究，阐明大陆地震构造系统的结构型式，认为下地壳固态流变及其韧性剪切带是提供地震能量的孕震构造，中地壳韧-脆性剪切带是累积地震能量的发震构造，上地壳脆性断裂是释放地震能量的释震构造。在研究青藏高原及邻区地震构造系统及其形成背景的基础上，进一步论证了大陆地震热流体撞击的形成机理：地幔墙导致大洋中脊之下的软流圈热流物质层流到大陆特定部位汇聚加厚并底辟上升，造成大陆下地壳部分熔融和固态流变，并改变莫霍面的产状，固态流变物质侧向非均匀流动，形成大陆盆山体系，流动的韧性下地壳与脆性上地壳之间具有韧-脆性剪切滑脱性质的中地壳不断积累由下地壳热能转换而来的应变能，形成发震层，震源定位于下地壳热流物质富集带（“热河”）中的固态-半固态流变物质撞击到强弱层块之间的构造边界，不同热构造环境和撞击角度产生5种不同类型的地震。从而为大陆地震的科学预测奠定了全新的理论基础。

关键词：地震构造系统下地壳流动地震机理地震预防青藏高原

滇东南建水火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、地球化学特征及地质意义

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大地构造与成矿学 2016年第1期40卷 161-173页

作者：陈超周涛胡维云陈桂凡李华亮张林友李德威中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 湖北省地质调查院湖北武汉430034 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)青藏高原研究中心湖北武汉430074

滇东南建水地区位于师宗-弥勒构造带的南段,区内出露一套玄武岩–安山岩–英安岩–流纹岩组合。研究这套火山岩的形成时间和形成环境对认识滇东南构造格局有着重要意义。本文首次对建水火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得两个样品的... 详细信息

滇东南建水地区位于师宗-弥勒构造带的南段,区内出露一套玄武岩–安山岩–英安岩–流纹岩组合。研究这套火山岩的形成时间和形成环境对认识滇东南构造格局有着重要意义。本文首次对建水火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得两个样品的年龄分别为261.9±2.2 Ma(MSWD=0.80)、264.8±1.7 Ma(MSWD=1.12),属中二叠世晚期,代表建水火山岩的形成时间。建水玄武岩与安山岩具有低TiO_2含量(0.50%~0.88%)、高Mg~#(52.0~64.5)、弱富集LREE((La/Yb)_N=1.42~3.44)、富集LILE(Rb,Th,U,Pb)、轻微亏损HFSE(Nb,Ta,Ti)的特点,具典型岛弧玄武岩的特征;英安岩和流纹岩高ΣREE含量(139.5×10^(–6)~313.6×10^(–6))、富集LREE((La/Yb)N=4.16~9.78)和LILE(Rb,Ba,Th,U)、亏损HFSE(Nb,Ta)、强亏损Sr、Ti、Y等元素的特点与典型的岛弧流纹岩相似,但高钾(K_2O含量平均7.73%)、钙碱性(δ=0.93~2.94)、强过铝质(A/CNK=1.13~2.10)的特点使之区别于一般岛弧酸性火山岩,而具有一些上地壳部分熔融形成的S型花岗岩的特点。综合建水火山岩岩石组合、地球化学和区域地质背景,认为建水火山岩形成于活动大陆边缘的弧后盆地伸展环境,是地幔部分熔融形成的玄武质岩浆结晶分异与上地壳混染作用的共同结果,与滇桂交界处岛弧火山岩、两广交界处岛弧玄武岩等同为哀牢山洋向北俯冲的产物。

关键词：火山岩锆石U-Pb测年地球化学弧后盆地滇东南建水

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西藏乌鲁穷含铜磁铁矿床的发现及地质特征

中国地质 2018年第6期45卷 1214-1227页

作者：杨绍李德威陈桂凡李华亮张硕周涛中陕核工业集团地质调查院有限公司陕西西安710100 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074 江苏省地质调查研究院江苏南京210000 四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队四川成都610213

继尼雄、弗野、材玛等铁矿床的发现之后,新一轮1∶5万区域地质调查又在班公湖—怒江成矿带西段乌鲁穷地区发现了较大规模的含铜磁铁矿矿床。野外路线调查、剖面实测和大比例尺填图表明,乌鲁穷磁铁矿形成于南羌塘南缘中—晚侏罗世中酸性... 详细信息

继尼雄、弗野、材玛等铁矿床的发现之后,新一轮1∶5万区域地质调查又在班公湖—怒江成矿带西段乌鲁穷地区发现了较大规模的含铜磁铁矿矿床。野外路线调查、剖面实测和大比例尺填图表明,乌鲁穷磁铁矿形成于南羌塘南缘中—晚侏罗世中酸性岩体与上三叠统日干配错群二组(T3R2)碳酸盐岩外接触带中,矿体受后期近南北向高角度正断层改造,成矿作用表现出多期次、多阶段特征。通过对矿体邻近的石英闪长岩、二长花岗岩和控矿断层中同构造碳酸盐脉进行锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得石英闪长岩、二长花岗岩成岩年龄分别为:(161.3±0.72)Ma、(157.5±1.7)Ma,并获得同构造碳酸盐脉热液锆石年龄为(84.2±1.1)Ma。结合前人研究和1∶5万地质调查成果,认为乌鲁穷含铜磁铁矿在中—晚侏罗世(157.5～161.3 Ma)班公湖—怒江洋北向俯冲过程中初步富集成矿,形成矽卡岩型含铜磁铁矿矿床,矿体在晚白垩世(84.2 Ma)陆内伸展过程中再次富集;提出班公湖地区在晚白垩世中期存在一期横跨缝合带的陆内伸展成矿事件,成矿作用与班公湖—怒江洋闭合后地幔软流圈底辟及其相关的地壳线性热隆伸展是一个机理关联的系统。

关键词：班公湖-怒江成矿带伸展成矿矽卡岩型铁矿乌鲁穷

西藏班公湖蛇绿混杂岩中火山岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

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大地构造与成矿学 2014年第1期38卷 157-167页

作者：周涛陈超梁桑陈桂凡李华亮李德威中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)青藏高原研究中心湖北武汉430074

班公湖地区位于班公湖-怒江缝合带西段,蛇绿岩出露完整,火山岩类型多样,但一直缺少高精度年龄约束。本文报道了西藏班公湖地区卜垄蛇绿混杂岩中火山岩的岩石学、年代学和地球化学数据。研究结果表明:火山岩中锆石结构和Th/U比值都显示... 详细信息

班公湖地区位于班公湖-怒江缝合带西段,蛇绿岩出露完整,火山岩类型多样,但一直缺少高精度年龄约束。本文报道了西藏班公湖地区卜垄蛇绿混杂岩中火山岩的岩石学、年代学和地球化学数据。研究结果表明:火山岩中锆石结构和Th/U比值都显示其为岩浆成因,锆石U-Pb年龄163.9±0.7 Ma(MSWD=1.06)代表火山岩形成时代。岩石亏损轻稀土元素,暗示岩浆源于亏损地幔;同时显示富集K、U、Th、Ba、Pb等大离子亲石元素及亏损Nb、Ta等高场强元素的岛弧火山岩地球化学特征,与形成于活动大陆边缘之上伸展环境的岩浆岩类似。结合区域构造背景研究,认为火山岩形成于弧间盆地或弧前盆地,岩浆起源于亏损地幔,一定程度上受到板片俯冲脱水和陆壳的影响;蛇绿岩属于SSZ型蛇绿岩,是中晚侏罗世班公湖-怒江洋盆北向俯冲的产物。

关键词：火山岩锆石U-Pb年代学弧间盆地或弧前盆地蛇绿岩班公湖

青藏高原东北缘深部地质构造与地热资源分布关系研究

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中国地质 2021年第3期48卷 721-731页

作者：龙登红周小龙杨坤光辜平阳高银虎王树明陈桂凡甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院甘肃天水741020 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054

青藏高原内部及边缘分布大量地热田,主要有青海共和—贵德地热田、甘肃张掖盆地地热田、甘肃天水地热田、云南腾冲地热田等,所有地热田系统整体围绕青藏高原边缘呈带状展布,主要受控于青藏高原构造活动。对该区域多个地热田进行分析,均... 详细信息

青藏高原内部及边缘分布大量地热田,主要有青海共和—贵德地热田、甘肃张掖盆地地热田、甘肃天水地热田、云南腾冲地热田等,所有地热田系统整体围绕青藏高原边缘呈带状展布,主要受控于青藏高原构造活动。对该区域多个地热田进行分析,均具有深部热源垂直传导供热、深大断裂和其发育的次级断裂为有利通道等特性。青藏高原深部分布多个通道流,在地震层析成像观测结果、远震P波走时层析成像等地球物理资料上均有显著反映,青藏高原中北部地壳低速-高导层是部分熔融层的岩石学证据亦被证实。主要地热田均分布在通道流沿线,根据地热田的研究成果,认为下地壳的通道流不仅为地热田提供热源,形成明显的大地热流异常区带,通道流区域的地壳厚度减薄、构造活动增强,热流易于向上传导运移。文章综合分析后初步建立了地热分布与通道流关系模型、与通道流相关的地热田地热模型,认为青藏高原东北缘地区分布的多个地热田均受控于其深部的通道流;通过对该区域地热资源前景进行分析,认为甘肃天水地区位于通道流的交汇部位,地热资源前景巨大。

关键词：地热资源青藏高原通道流天水地热地质调查工程

冈底斯西北缘晚白垩世石英二长岩的年代学、地球化学、构造环境及成矿意义

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大地构造与成矿学 2014年第3期38卷 694-705页

作者：李华亮杨绍李德威张硕吕志伟陈桂凡中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)青藏高原研究中心湖北武汉430074

85-90 Ma是班公湖-怒江构造带一个重要的成矿期。目前对该期矿床的形成环境和矿床成因还存在争议,而且该带西段的研究比较薄弱。通过区域地质矿产调查,我们在班公湖-怒江构造带西段日土县西侧扎隆琼娃发现与近南北走向的伸展构造和晚白... 详细信息

85-90 Ma是班公湖-怒江构造带一个重要的成矿期。目前对该期矿床的形成环境和矿床成因还存在争议,而且该带西段的研究比较薄弱。通过区域地质矿产调查,我们在班公湖-怒江构造带西段日土县西侧扎隆琼娃发现与近南北走向的伸展构造和晚白垩世富镁石英二长岩密切相关的富铁矿。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb测年法获得石英二长岩的成岩年龄和成矿年龄分别为85.60±0.48 Ma和85.51±0.77 Ma。地球化学特征显示石英二长岩类似埃达克质花岗岩,却具有较高的Mg#（52.9-56.8）、Cr（106.8×10^-6-597.1×10^-6）、Ni（60.6×10^-6-78.2×10^-6）,岩石富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、Th、U等,亏损重稀土和高场强元素Nb、Ta、Ti等。据此初步认为：晚白垩世中期班公湖-怒江构造带在陆内地幔软流圈底辟及相关的地壳热隆伸展构造背景下,通过壳幔相互作用形成了富镁石英二长岩及其相关的富铁矿。

关键词：石英二长岩伸展构造壳幔作用陆内成矿班公湖-怒江构造带西段