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山西断陷带的地震分布及地壳地震波速度结构

北京大学学报（自然科学版） 2020年第2期56卷 283-290页

作者：王雨李自红宁杰远北京大学地球与空间科学学院北京100871 山西省地震局太原030002

为了研究山西断陷带的地震活动性及其物理背景,利用国家地震科学数据共享中心以及山西省地震局提供的地震震相数据,通过tomoDD方法对1990-2008年和2012-2016年期间的地震进行重定位,并反演山西断陷带附近的地震波速度结构。地震集中于... 详细信息

为了研究山西断陷带的地震活动性及其物理背景,利用国家地震科学数据共享中心以及山西省地震局提供的地震震相数据,通过tomoDD方法对1990-2008年和2012-2016年期间的地震进行重定位,并反演山西断陷带附近的地震波速度结构。地震集中于山西断陷带内,基本上位于已知断层附近,主要分布在太原盆地的东北-西南两侧。震源深度范围为0~30 km,北部区域震源深度小,震源深度超过20 km的地震主要分布在忻定盆地以南地区,太原盆地两侧的地震集中区形成两个延伸深度最大的南北走向的垂直地震密集条带,推测受太原盆地两侧两个近南北走向的活动的深大断裂控制。太原盆地两侧近南北走向的两个活动深大断裂如果贯通,有可能发生7级以上强震。同时,研究结果显示山西断陷带地壳的地震波速结构变化剧烈,该断陷带下方的地壳普遍表现为低速,但其中太原盆地下方地壳的波速略高,其东北侧和西南侧断陷盆地下方的地壳则表现为更低的波速;与此相反,其西北侧和东南侧紧邻太原盆地的两个小区域下方的地壳则表现为明显的高速,大同西部区域下方的地壳也表现为明显的高速。这些波速特征都与地表构造以及地表热流值有很好的对应关系,太原盆地东北侧和西南侧都可能有热物质上涌,并且可能侵入西部的鄂尔多斯地块内部;相反地,热物质可能没有侵入太原盆地西北侧、太原盆地以及太原盆地东南侧下方的地壳中,说明太原盆地的拉张裂开可能并不是受热物质上涌控制,而是受青藏高原的推挤力控制。

关键词：山西断陷带地震分布地震波速度结构双差层析法

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山西断陷带主要活动断层基本特征与避让区划

山西地震 2023年第3期 46-51页

作者：史双双焦洁钰刘艳春闫小兵山西省地震局山西太原030002 太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站山西太原030025

山西断陷带是华北地区新近纪以来构造活动强烈的典型代表,其控盆边界断裂的活动是造成山西省地震灾害风险的重要因素之一。在山西断陷带14条断层填图研究的基础上,利用晚更新世以来滑动速率的比对来表征断层的晚第四纪运动学特征,得出... 详细信息

山西断陷带是华北地区新近纪以来构造活动强烈的典型代表,其控盆边界断裂的活动是造成山西省地震灾害风险的重要因素之一。在山西断陷带14条断层填图研究的基础上,利用晚更新世以来滑动速率的比对来表征断层的晚第四纪运动学特征,得出交城断裂、霍山山前断裂和六棱山山前断裂晚更新世以来的滑动速率分别为>1.4 mm/a、0.76~1.49 mm/a和1.6 mm/a,其余断裂均小于1 mm/a。同时,结合山西省地震灾害风险普查工程中的方案划分山西断陷带活动断层避让区划,探讨不断加强完善山西省活动断层探测工作。

关键词：活动断层山西断陷带滑动速率断层避让

背景噪声面波与布格重力异常联合反演:山西断陷带三维地壳结构

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地球物理学报 2015年第3期58卷 821-831页

作者：郭震陈永顺殷伟伟北京大学地空学院地球物理所北京100871 山西省地震局太原030000

讨论了利用面波与布格重力异常联合反演三维地壳速度结构的新方法,并利用该方法联合反演获得山西断陷带地壳S波速度结构.通过建立速度与密度之间的经验关系,利用非线性迭代反演方法获得最终速度模型.结果显示,联合反演获得的速度模型可... 详细信息

讨论了利用面波与布格重力异常联合反演三维地壳速度结构的新方法,并利用该方法联合反演获得山西断陷带地壳S波速度结构.通过建立速度与密度之间的经验关系,利用非线性迭代反演方法获得最终速度模型.结果显示,联合反演获得的速度模型可以同时提高对面波及重力数据的观测拟合程度,而面波单独反演得到的速度模型则无法很好的拟合重力观测数据.相比较,联合反演速度模型中的大同火山区中下地壳的低速异常幅值小于面波单独反演模型中低速异常体的幅值.联合反演速度模型结果揭示,吕梁山地区在中下地壳存在低速异常,并且和北部的大同火山区低速异常相连接,说明可能导致新生代以来大同火山区岩浆活动的上地幔构造活动(上地幔局部上涌,地幔柱)可能对山西断陷带的形成和构造活动起到了一定的控制作用,并且导致了吕梁山地区中下地壳的低速异常.

关键词：面波与重力异常联合反演地壳三维横波波速结构山西断陷带

山西断陷带地区高分辨率地壳速度结构及其构造演化意义

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中国科学：地球科学 2021年第5期51卷 709-724页

作者：窦立婷姚华建房立华罗松宋美琴闫晓美成诚山西省地震局太原030021 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站蒙城233500 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 中国地震局地球物理研究所北京100081

山西断陷带是中国大陆内部一条著名的板内强震带,位于华北克拉通中部造山带.华北克拉通中部造山带是华北克拉通东部块体和西部鄂尔多斯块体的缝合带,中部造山带形成后遭受了后期构造活动的改造,内部岩石圈结构复杂.获得山西断陷带地区... 详细信息

山西断陷带是中国大陆内部一条著名的板内强震带,位于华北克拉通中部造山带.华北克拉通中部造山带是华北克拉通东部块体和西部鄂尔多斯块体的缝合带,中部造山带形成后遭受了后期构造活动的改造,内部岩石圈结构复杂.获得山西断陷带地区的精细地壳结构对于认识山西地区的构造演化、发震机制有重要意义,并且能够为研究华北克拉通的形成演化提供参考.为了得到山西断陷带区域的精细地壳结构,本文利用山西及周边地区108个台站共18个月的连续波形数据,利用背景噪声互相关方法提取了4437条瑞利面波相速度频散曲线,周期范围为5~45s,然后使用基于面波射线路径追踪的面波直接成像方法得到了0~60km深度的三维横波速度结构模型.模型的横向分辨率在多数区域可达50~80km.成像结果显示,太原盆地的沉积厚度小于5km. 0~10km深度的速度分布与山西地表构造有很好的对应关系,裂谷中部为低速,而两侧隆起区为高速,低速区东西两侧边界与控盆断裂基本重合.随着深度的增加,低速区域有所收缩,且低速异常一直从地表沉积延伸到地下15km左右.从25km深度附近开始,中南部太原盆地、临汾盆地、运城盆地由上地壳的低速异常转为下地壳的高速异常,并一直延伸到上地幔顶部,可能为盆地拉张之前第三纪早期的玄武岩岩浆底侵至下地壳深度,之后冷却呈现出高速特征.大同火山区的低速异常从上地幔顶部一直向上延伸至20km深度,并由西向东转移,较清晰地显示了大同火山岩浆上涌通道.北纬38°以北大面积的低速区,可能是新生代以来大同火山大量的岩浆活动引起地壳升温乃至部分熔融造成的.该地区的地震主要分布在断陷带区域的5~20km深度范围内,且地震大都发生高低速转换区域偏向高速的地区.本研究获得的三维高分辨率地壳速度结构模型为认识山西断陷带地区的构造演化及地震分布特征提供了重要的地震学约束.

关键词：山西断陷带背景噪声成像横波速度结构岩浆底侵地震分布

利用GPS观测研究山西断陷带现今构造应力场变化与地震活动

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地震工程学报 2021年第2期43卷 251-258页

作者：刘瑞春张锦郭文峰陈慧陈永前太原理工大学山西太原030024 太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站山西太原030021 山西省地震局山西太原030021

基于1999—2007年山西断陷带GPS站点位移速率,采用格林函数法计算了山西断陷带地壳10 km深处的最大主应力和最大剪应力变化,并与区域地质构造、中强地震活动及其震源机制解等对比分析,结果表明:山西断陷带中强地震活动受区域构造应力场... 详细信息

基于1999—2007年山西断陷带GPS站点位移速率,采用格林函数法计算了山西断陷带地壳10 km深处的最大主应力和最大剪应力变化,并与区域地质构造、中强地震活动及其震源机制解等对比分析,结果表明:山西断陷带中强地震活动受区域构造应力场的控制,现今应力场变化强烈的区域,地震活动水平相对较高,地震震源机制与构造应力场变化特征一致性较强;构造应力场变化和中强地震活动还受构造相关区强震活动的影响,2009年以来忻定盆地原平段至石岭关隆起区中强地震活跃可能与汶川8.0级地震影响有关;山西南部尤其是运城盆地具有较高的背景应力水平,应进一步关注该区域的地震危险性。

关键词：山西断陷带 GPS位移速率构造应力场变化地震活动震源机制

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山西断陷带地震矩释放现象特征研究

地震地磁观测与研究 2021年第1期42卷 7-12页

作者：李宏伟王霞宋美琴陈慧山西省地震局中国太原030021

对山西及邻区22次M_(L)≥5.0地震前不同时间尺度的累积benioff应变释放特征进行分析,认为约55%的地震震前存在地震矩加速释放现象;同时对地震矩释放异常空间区与主震间的关系进行分析,结果表明,在震前1年内大部分地震震中附近出现大范... 详细信息

对山西及邻区22次M_(L)≥5.0地震前不同时间尺度的累积benioff应变释放特征进行分析,认为约55%的地震震前存在地震矩加速释放现象;同时对地震矩释放异常空间区与主震间的关系进行分析,结果表明,在震前1年内大部分地震震中附近出现大范围椭圆形的地震矩低值区域,且主震震中位于异常区内部或边缘。由此认为,地震矩加速释放现象在山西及邻区具有一定的普遍性,且为中期地震前兆异常。

关键词：地震矩释放现象 benioff应变释放山西断陷带

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鄂尔多斯地块与山西断陷带地壳结构研究

鄂尔多斯地块与山西断陷带地壳结构研究

作者：李朋辉华北水利水电大学

学位级别：硕士

在这里主要简述了鄂尔多斯地块与山西断陷带地区的区域地质与大地构造概况,回顾了众多学者在鄂尔多斯地块与山西断陷带地区地壳上地幔结构的研究成果,并在此成果的基础上提出对该研究区域进行下一步研究的建议以及发展展望。对该研究区... 详细信息

在这里主要简述了鄂尔多斯地块与山西断陷带地区的区域地质与大地构造概况,回顾了众多学者在鄂尔多斯地块与山西断陷带地区地壳上地幔结构的研究成果,并在此成果的基础上提出对该研究区域进行下一步研究的建议以及发展展望。对该研究区的研究工作是从华北地区150个三分量宽频流动台站自2016年11月至2019年1月期间记录的远震数据中,利用时间域迭代反褶积的方法提取了16745条高质量的径向P波接收函数。利用H-κ扫描叠加方法得到了鄂尔多斯地块与山西断陷带地区地壳厚度和波速比结构的分布,并通过波速比的最优值计算得出了研究区泊松比的分布,进而讨论了研究区内地壳的物质组成成分;通过接收函数的共转换点（CCP）叠加方法直观地得到了鄂尔多斯地块与山西断陷带地区的莫霍面形态,并结合其他已有的地质与地球物理资料研究了该区域的地壳及上地幔结构并对研究区内区域构造特征进行了研究,另外结合区域构造特征对山西断陷带的形成过程进行了初步的讨论。主要的研究成果为:（1）研究区地壳厚度介于30—47km,变化范围大,且从西向东具有逐渐减薄的横向变化,并且Moho面深度与地形海拔高度之间存在镜像关系;山西断陷带的地壳厚度相比两侧鄂尔多斯地块与太行隆起地壳厚度较薄,并且鄂尔多斯地块地壳厚度明显厚于吕梁山区以及山西断陷带的地壳厚度,分析是华北克拉通破坏造成的浅部效应在两个构造单元中的体现。（2）鄂尔多斯地块东北部与山西断陷带交界的吕梁山地区下方的Moho面与其西侧的Moho面深度存在大约3km的突变,并且该区域的泊松比值较高,表明该区域下地壳可能存在低速体,分析为大同火山区岩浆活动在一定程度上控制着山西断陷带的形成和构造活动,上地幔上隆形成地幔柱从而导致了该区域的低速特征。（3）山西断陷带的临汾盆地以及太原盆地与临汾盆地之间的灵石、霍州区域存在地幔上隆现象,推测由于板块之间的相互作用所产生的拉张应力造成地幔上涌,地壳减薄,岩石圈被拉张,从而使地表下沉形成断陷带。（4）在研究区的东经111°以西,地壳泊松比分布较为均匀,但是在鄂尔多斯地块与山西断陷带的交界处泊松比的分布并不均匀,鄂尔多斯地块东部的吕梁山地区存在高的泊松比分布,反映出该区域下地壳存在低速体;山西断陷带下方泊松比要比两侧的山区要高,推测为上地幔物质上涌导致。（5）研究区北纬38°以北地区台站下方地壳的泊松比值较大,而北纬38°以南区域的泊松比值较低,推测出该区域38°以北下地壳出现了部分熔融而呈现出低速特征,北纬38°以南地壳结构仍然保持着稳定地壳的一些结构特征。

关键词：鄂尔多斯地块山西断陷带接收函数 H-κ扫描叠加 CCP叠加地壳结构

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山西断陷带地震活动的新构造背景

山西地震 1988年第4期 2-6页

作者：苏宗正山西省地震局

鄂尔多斯块体东缘的山西断陷带,是块体周缘形成最晚、地震活动强度最大,频度最高的断陷带.地震活动与控制断陷盆地的主干断裂、盆地的沉降中心、盆地的发育历史、盆地新构造的复杂程度、盆地的北北东走向段等密切相关.盆地间与盆地内的... 详细信息

鄂尔多斯块体东缘的山西断陷带,是块体周缘形成最晚、地震活动强度最大,频度最高的断陷带.地震活动与控制断陷盆地的主干断裂、盆地的沉降中心、盆地的发育历史、盆地新构造的复杂程度、盆地的北北东走向段等密切相关.盆地间与盆地内的北西向断裂对地震活动也有一定的控制作用.文章还讨论了断陷盆地是一种地震构造类型及晋陕断陷带等问题.

关键词：断陷盆地东向构造活动主干断裂地堑盆地山西断陷带新构造运动地震活动

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山西活动断陷带主要断层垂直形变分段特征

中国地震 2023年第4期39卷 821-831页

作者：李惠玲李冬梅李颖陈永前陈慧高云峰魏凯艳太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站太原030025 山西省地震局太原030021

断层运动方式与滑动速率是断层活动性研究和地震危险性判定的重要参数。本文基于山西断陷带多年积累的跨断层水准观测资料,在处理与重构的基础上采用断层活动性分析方法,基于构造分区给出各构造区主要断层现今运动特征。结果表明,山西... 详细信息

断层运动方式与滑动速率是断层活动性研究和地震危险性判定的重要参数。本文基于山西断陷带多年积累的跨断层水准观测资料,在处理与重构的基础上采用断层活动性分析方法,基于构造分区给出各构造区主要断层现今运动特征。结果表明,山西断陷带主要断层在观测期内以继承性正断运动为主,各盆地断层运动特征具有显著差异,表现为南、北两段的垂直活动量明显大于中段,其中,忻定盆地累积变化量值最小。从断层垂直活动速率来看,五台山断裂、系舟山山前断裂、唐河断裂和霍山山前断裂跨断层测段活动速率明显低于全区水平;受长期构造应力加载及区域中强地震影响,各时段断层运动也存在差异变化,下达枝、亭旨头、太原、广胜寺等部分跨断层测段表现出明显的断层逆继承运动、断层相对闭锁等特征。

关键词：山西断陷带跨断层观测垂直形变时空分段特征