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川滇地区下地壳流动对上地壳运动变形影响的数值模拟

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地震学报 2007年第6期29卷 581-591页

作者：王辉曹建玲张怀张国民石耀霖申旭辉中国地震局地震预测研究所中国北京100036 中国科学院研究生院计算地球动力学实验室中国北京100049

根据活动断裂分布和区域流变结构建立川滇地区三维有限元模型,采用上地壳为弹性介质,下地壳和上地幔为Maxwell体的粘弹性模型,模拟川滇地区地壳现今运动和应力分布,探讨川滇地区地壳运动变形的动力学机制.通过4种不同边界条件和深度分... 详细信息

根据活动断裂分布和区域流变结构建立川滇地区三维有限元模型,采用上地壳为弹性介质,下地壳和上地幔为Maxwell体的粘弹性模型,模拟川滇地区地壳现今运动和应力分布,探讨川滇地区地壳运动变形的动力学机制.通过4种不同边界条件和深度分层结构有限元模型的计算结果的对比,认为川滇地区绕喜玛拉雅东构造结顺时针旋转的地壳运动模式主要受川滇地区特殊的边界动力作用控制,川滇菱形块体下地壳流动对上地壳的拖曳作用亦不容忽视.同时,川滇地区各块体的现今地壳运动场和应力场还受到区域主要活动断裂带的影响,呈现分块特征.

关键词：川滇地区地壳运动下地壳流动数值模拟

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青藏高原东缘下地壳流动的地震学证据

四川地震 2006年第4期 1-4页

作者：王椿镛王溪莉苏伟常利军韩渭宾吕智勇戴仕贵中国地震局地球物理研究所北京100081 四川省地震局四川成都610041

在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚（主要是下地壳增厚）、地壳平均速度低等特点，显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现Pm... 详细信息

在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚（主要是下地壳增厚）、地壳平均速度低等特点，显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现PmP（莫霍界面反射波）弱能量的特点，推断在川西高原的下地壳介质具有强衰减（Qp=100—300）的性质。利用我国西部地区的宽频带地震台站的面波资料反演青藏高原及其邻区的地壳上地幔S波三维速度结构，在周期T=29．2s和T=42．9s的Rayleigh波群速度分布图上，显示了青藏高原东部（包括川西高原）呈现大范围的低速异常。多方面的结果表明，地震学方法为当前流行的下地壳流动模型提供了深部证据。

关键词：青藏高原深地震测深介质衰减面波层析成像下地壳流动

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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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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

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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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川西地区现今垂直地壳运动研究

中国科学（D辑） 2008年第5期38卷 598-610页

作者：王庆良崔笃信王文萍张四新刘锦文史旗中国地震局地震预测研究所兰州科技创新基地兰州730000 中国地震局第二监测中心西安710054 国家测绘局大地测量数据处理中心西安710054

地处川滇菱形活动地块中、北部的川西及邻区，是青藏高原物质大规模东南方向运动的重要通道，也是青藏高原上新世以来大幅隆起的重要延伸区和影响区．利用川西及其邻区1970年至2006年的多期水准观测资料，采用以相邻水准点间高差变化速... 详细信息

地处川滇菱形活动地块中、北部的川西及邻区，是青藏高原物质大规模东南方向运动的重要通道，也是青藏高原上新世以来大幅隆起的重要延伸区和影响区．利用川西及其邻区1970年至2006年的多期水准观测资料，采用以相邻水准点间高差变化速率为观测值的垂直形交网平差方法，获得了川西地区近30年来的长期地壳垂直运动速度场图像．结果表明，相对稳定的四川盆地，川西地区现今仍处在差异性的快速隆升阶段，其中：（1）位于泸定、雅江之间的高尔寺山地区现今隆起速率为3．0-4．0mm／a，位于雅江、理塘之间的剪子弯山-卡子拉山地区的现今隆起速率为4．0～4．8mm／a，而位于理塘、中旬之间的沙鲁里山、大．小雪山地区，其现今隆起速率为3．0～4．0mm]a．（2）位于鲜水河断裂带东南端的贡嘎山区，其相对四川盆地的现今隆起速率至少为5．8mm／a，相对安宁河谷地的隆起速率也不小于3．0～4．0mm/a，贡嘎山隆升速率之大可与喜马拉雅山5～10mm/a的隆起速率相媲美．（3）大凉山地区的现今隆起变形主要集中在安宁河断裂带与大凉山断裂带之间的块体上，相对四川盆地的隆起速率为2．5～3．0mm／a．（4）位于川滇菱形地块中部的丽江、永胜、攀枝花地区，相对四川盆地表现为-2．0—1．0mm/a的下降运动，其相对下降运动与GPS地壳水平运动所表现出的东西向拉张变形特征相一致．（5）综合GPS、水准、大地电磁测深等观测资料分析认为，川西地区尤其是贡嘎山脉的现今快速隆升运动，可能与下地壳塑性流的受阻增厚密切相关，而川滇菱形地块中南部的东西向拉张和下沉变形，则可能与喜马拉雅东构造结地区下地壳塑性流的南东、南西向分又运动有关．

关键词：川西地区水准垂直运动下地壳流动

大陆板内地震的发震机理与地震预报--以汶川地震为例

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地质科技情报 2008年第5期27卷 1-6页

作者：李德威中国地质大学地球科学学院

大陆板内地震主要产于新生代厚壳造山带或高原，在平面上呈弥散状分布，在剖面上震源沿中地壳成层分布，为浅源地震。盆山活动断层系统呈规律性组合，盆山挤压边界为逆冲型压性发震断层；盆山走滑转换边界为走滑型扭性发震断层；造山带... 详细信息

大陆板内地震主要产于新生代厚壳造山带或高原，在平面上呈弥散状分布，在剖面上震源沿中地壳成层分布，为浅源地震。盆山活动断层系统呈规律性组合，盆山挤压边界为逆冲型压性发震断层；盆山走滑转换边界为走滑型扭性发震断层；造山带内部主要是伸展型张性发震断层。大陆板内地壳分层流变作用制约了板内地震的构造物理过程。大陆下地壳韧性流层为地震活动提供了热能，热软化和热融化介质发生缓慢的韧性流动，是孕震构造；中地壳韧一脆性剪切带发生热一应力转换，聚积应力和应变，为蕴震构造；当下地壳流动在中地壳积累的应变超过上地壳特定构造部位介质的应力一应变极限时，上地壳形成脆性发震断层，产生地震。震源出现在上地壳脆性断层与中地壳脆一韧性剪切带的交汇部位，青藏高原的震源深度通常为12-35km。目前地震预报是世界科学难题，然而，大陆动力学和板内地震的理论突破可能为短临预报提供了新思路。如果大陆下地壳热动力作用是中地壳产生地震和上地壳发生地震的根源，那么上地壳脆性断层活动会释放出地壳深部的热流体和热气体，引起局部的地温异常、水文异常和大气异常。建议从大气到地表再到地下系统地监测活动断层带及邻区的地下水、地表水、大气的温度异常和成分变化，结合观测下地壳流层厚度、地应力一应变变化、重力异常、磁异常、地电异常等，综合评价地壳活动性和发震可能性。2008年5月12日发生的里氏8．0级汶川地震处于龙门山造山带与四川盆地的构造边界上，是典型的大陆板内地震，震源处于映秀－北川断层上，震源深度为12km。350km长的地表破裂带呈右行左阶雁行排列在具有逆冲和右行走滑性质的汶川－茂县－青川、映秀－北川和江油－都江堰3条断层带上。下地壳的韧性流动伴随中地壳韧一脆性剪切带应力和应变的积累，产生上地壳脆性活动断层，并控制地表破裂带和滑坡的分布。

关键词：板内地震发震机理地震预报下地壳流动汶川地震

青藏高原东部壳幔速度结构和地幔变形场的研究

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地学前缘 2006年第5期13卷 349-359页

作者：王椿镛吴建平楼海常利军苏伟中国地震局地球物理研究所北京100081

在青藏高原东部地球动力学问题中,笔者在文中主要考虑与地壳上地幔速度结构和地幔变形场有关的问题,它涉及当前流行的下地壳流动模型和壳-幔的耦合-解耦模型。在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面,揭示了川西高原的... 详细信息

在青藏高原东部地球动力学问题中,笔者在文中主要考虑与地壳上地幔速度结构和地幔变形场有关的问题,它涉及当前流行的下地壳流动模型和壳-幔的耦合-解耦模型。在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面,揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚(主要是下地壳增厚)、地壳平均速度低等特点,显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现PmP(莫霍界面反射波)弱能量的特点,推断在川西高原的下地壳介质具有强衰减(Qp=100～300)的性质,支持存在下地壳流动的模型。青藏高原东部和川滇西部地区的上地幔各向异性(SKS波快波偏振方向和快慢波延迟时间)的初步结果表明,这两个地区的壳-幔变形特征是不同的,尽管它们在地理位置上属于同一个板块碰撞带。在青藏高原内部的壳幔变形属于垂直连贯变形,它以缩短为主,而高原外部的地壳(或岩石圈)则相对于其下方地幔运动。在高原内部和外部之间存在一个重要的地幔变形过渡带。然而,高原内部的垂直连贯变形与高原内部存在大范围下地壳流动的模型不一致。笔者在该地区开展了近两年的宽频带流动地震观测,试图从地震记录中确定过渡带的位置和探讨它的流变性质。文中扼要回顾已经取得的结果,并介绍正在进行的研究。

关键词：地壳上地幔结构地幔流动场板块碰撞带下地壳流动简单软流圈流动

大陆板内盆山耦合及盆山成因——以青藏高原及周边盆地为例

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地学前缘 2009年第3期16卷 110-119页

作者：李德威夏义平徐礼贵中国地质大学(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 中油集团东方地球物理勘探有限责任公司河北涿州072751

大陆造山带与沉积盆地之间具有十分密切的内在联系,空间上相互依存,物质上相互补偿,构造上相互作用,时间上同步演化。这些内在联系体现在统一的形成机制上:大陆造山带和沉积盆地是在大陆边缘俯冲板片脱水熔融和大陆内部地幔柱(枝)上隆... 详细信息

大陆造山带与沉积盆地之间具有十分密切的内在联系,空间上相互依存,物质上相互补偿,构造上相互作用,时间上同步演化。这些内在联系体现在统一的形成机制上:大陆造山带和沉积盆地是在大陆边缘俯冲板片脱水熔融和大陆内部地幔柱(枝)上隆的热动力作用下,地壳由盆向山侧向流动,导致盆山地壳物质发生循环运动。青藏高原与周边盆地的耦合作用十分典型。青藏高原不是印度板块与欧亚板块碰撞的结果,而是形成于下地壳流动驱动的板内盆山作用。青藏高原板内盆山耦合可分为两个阶段:(1)板内造山成盆阶段,表现为180～120Ma→65～30Ma→23～7Ma从青藏高原北部和东部盆山系统→青藏高原中部盆山系统→青藏高原南部盆山系统有序迁移,以构造隆升、水平运动、地质作用和大规模板内金属成矿为特征;(2)均衡成山成盆阶段,表现为从3.6Ma开始,青藏高原整体快速隆升和周边沉积盆地边缘坳陷带巨厚的磨拉石沉积,以3.6MaB.P.、2.5MaB.P.、1.8～1.2MaB.P.、0.8MaB.P.和0.15MaB.P.等一系列脉动式快速隆升、垂直运动、地理作用和水系-环境变化为特征。大陆板内盆山构造演化经历从伸展构造向挤压构造的转换,伴随盆地主动作用转变成造山带主动作用。大陆下地壳流动和盆山耦合形成非安德森式的低角度拆离断层、波状起伏逆冲断层和异常共轭关系走滑断层。

关键词：下地壳流动盆山耦合板内构造非安德森断层青藏高原