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五大连池老黑山熔岩溢出过程和传输系统

岩石学报 2024年第7期40卷 2056-2074页

作者：陈正全赵勇伟吉林长白山火山国家野外科学观测研究站中国地震局地质研究所北京100029 陆内火山与地震教育部重点实验室中国地质大学(北京)北京100083 中国地震局地震与火山灾害重点实验室北京100029

五大连池老黑山火山曾在公元1720-1721年喷发,熔岩出露面积60.2km^(2)。老黑山具有我国境内最新喷溢的熔岩流区,使其成为研究单成因火山熔岩表壳类型、熔岩传输系统和熔岩流灾害的理想对象。老黑山火山喷发兼具爆炸性与溢流性,以溢流性... 详细信息

五大连池老黑山火山曾在公元1720-1721年喷发,熔岩出露面积60.2km^(2)。老黑山具有我国境内最新喷溢的熔岩流区,使其成为研究单成因火山熔岩表壳类型、熔岩传输系统和熔岩流灾害的理想对象。老黑山火山喷发兼具爆炸性与溢流性,以溢流性为主。本文使用0.05~0.92m/pix无人机航拍数据和12.5m/pix卫星数据,在实地验证的基础上,制作了11000比例尺熔岩流分布过程图。我们将老黑山的6个熔岩流区界定为相应熔岩溢出口的产物,并区分出每个熔岩流区内部的亚区和岩流组。本文归纳出不同尺度熔岩流边界界定的2个标准:(1)熔岩流区的边界界定,需要以大尺度的地形凹陷和沟谷为线索,以熔岩趾分布和压盖关系辅助确定;(2)熔岩流区内部岩流组的界定,更多地依赖于熔岩表壳相组合分析,并辅以地形特征确定。通过对岩流表壳相的分析,本文总结出老黑山熔岩流主要由渣状岩流传输模式主导,同时具有结壳岩流传输和膨胀传输类型。根据老黑山不同岩流的分布和传输特征,我们提出了使用逐层、逐组估算岩流体积的方法。老黑山火山爆炸性碎屑物体积为70×10^(6)m^( 3),爆炸性喷发指数VEI=1~2;熔岩流体积为290×10^(6)m^( 3),溢流式喷发的等级(magnitude)为4.9。根据与Puu Oo 1983-84岩流特征进行对比,推测老黑山喷发烈度为弱-中等(intensity=4~8)。

关键词：五大连池老黑山岩流表壳类型熔岩传输体积估算

瑞利波相速度和椭圆率与远震P波联合反演蒙古中南部地壳高分辨率S波速度结构

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地球物理学报 2024年第1期67卷 89-107页

作者：徐荟吴庆举中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

利用蒙古中南部台阵记录的连续背景噪声数据、天然地震面波数据和远震P波波形数据,开展瑞利波相速度、椭圆率和远震P波叠加波形的联合反演,建立了蒙古中南部地壳三维S波速度模型.结果显示,蒙古中南部的瑞利波相速度及椭圆率、沉积基底... 详细信息

利用蒙古中南部台阵记录的连续背景噪声数据、天然地震面波数据和远震P波波形数据,开展瑞利波相速度、椭圆率和远震P波叠加波形的联合反演,建立了蒙古中南部地壳三维S波速度模型.结果显示,蒙古中南部的瑞利波相速度及椭圆率、沉积基底深度、莫霍面深度、地壳S波速度在蒙古—鄂霍茨克缝合线和蒙古主构造线南北两侧分布均有明显差异,暗示了这两条缝合线至少为地壳级别的分界.中戈壁火山和Bus-Obo火山在地壳内相互连通,在下地壳存在大面积低速层.我们推测杭盖穹隆上地幔热物质上涌在中戈壁带地壳底部形成岩浆囊,为这两座板内火山活动提供了岩浆来源.

关键词：蒙古中南部 S波速度结构蒙古—鄂霍茨克缝合线蒙古主构造线板内火山

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近震体波走时与重力联合反演华北地区地壳上地幔顶部P波速度结构

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1439-1453页

作者：李鑫月石磊李永华中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

华北是克拉通破坏的典型案例,也是陆内强震活动最为强烈、频繁的地区之一,对该区壳幔速度结构进行研究,可为深化认识克拉通的形成演化、板内强震与火山发生机理等研究提供重要的深部约束.利用202个固定台站、360个流动台站所记录到的天... 详细信息

华北是克拉通破坏的典型案例,也是陆内强震活动最为强烈、频繁的地区之一,对该区壳幔速度结构进行研究,可为深化认识克拉通的形成演化、板内强震与火山发生机理等研究提供重要的深部约束.利用202个固定台站、360个流动台站所记录到的天然地震事件P波资料和实测布格重力异常,采用近震体波走时与重力联合反演方法获得了地壳、上地幔顶部P波速度结构.重力资料的引入不仅对壳幔结构进行了更合理的约束,而且有效提高了浅层和边缘射线分布稀疏区的成像能力.联合成像结果显示,鄂尔多斯地块和华北平原浅层表现为明显的低速异常,可能与其存在厚的松软沉积层有关;鄂尔多斯东部上地壳存在明显的P波高速异常,推测该高速异常与古元古代孔兹岩带的形成有关.大同火山区15~25 km和25~40 km表现为明显的低速异常,且这两个低速层是连通的,推测与地幔热物质上涌导致的多期次岩浆侵位有关.三河—平谷8.0级地震和邢台7.2级地震震源都位于脆性的上地壳,均下伏低速异常,推测在区域动力环境加载作用下,韧性的壳内蠕变导致脆性上地壳岩石中弹性应变能的局部积累,从而引起地震的发生.

关键词：华北地区重力异常近震走时联合成像 P波速度

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广东硇洲岛火山地质与射气岩浆喷发

岩石学报 2024年第7期40卷 2122-2134页

作者：王佳龙成智慧丁冉刘春茹岭南师范学院地理科学学院湛江524048 中国地震局地质研究所地震与火山灾害重点实验室北京100029 陆内火山与地震教育部重点实验室中国地质大学(北京)北京100083 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

硇洲岛位于雷州半岛东部海域,该岛最具特征的火山喷发形式是发生在其东南部那晏湾的射气岩浆喷发,这也是揭开硇洲岛火山喷发历史、环境和过程的窗口。本文从硇洲岛火山地质、射气岩浆喷发基浪堆积物粒度分析、有机质稳定同位素分析、电... 详细信息

硇洲岛位于雷州半岛东部海域,该岛最具特征的火山喷发形式是发生在其东南部那晏湾的射气岩浆喷发,这也是揭开硇洲岛火山喷发历史、环境和过程的窗口。本文从硇洲岛火山地质、射气岩浆喷发基浪堆积物粒度分析、有机质稳定同位素分析、电子自旋共振(ESR)测年等方法入手,分析讨论火山活动历史和射气岩浆喷发特征并追溯其基浪堆积物原始沉积环境。研究结果表明,早更新世强烈的岩浆溢流完成了岛屿的初始建造,之后硇洲岛高出海平面以上停止接受沉积;中更新世发生了两幕中小规模的火山活动,分别为距今约588ka的射气岩浆喷发和距今448ka的岩浆溢流;晚更新世在存亮湾附近可能发生了弱爆炸式火山喷发,自此硇洲岛的火山活动结束。

关键词：硇洲岛射气岩浆喷发物源分析

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北祁连山晚中新世以来的隆升历史——来自河道高程剖面的约束

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第四纪研究 2024年第2期44卷 338-353页

作者：苏晓倩庞建章王一舟郑德文张会平郝宇琦中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

北祁连山作为青藏高原隆升与扩展的最前缘,一直以来都是研究的热点。本研究为弥补活动构造与热年代学方法时间尺度上难以链接的不足及提供青藏高原扩展隆升机制相关证据,利用河流水力侵蚀模型的方法模拟得出北祁连山河道陡峭指数与部分... 详细信息

北祁连山作为青藏高原隆升与扩展的最前缘,一直以来都是研究的热点。本研究为弥补活动构造与热年代学方法时间尺度上难以链接的不足及提供青藏高原扩展隆升机制相关证据,利用河流水力侵蚀模型的方法模拟得出北祁连山河道陡峭指数与部分河流地质隆升历史。结果揭示出北祁连山河道陡峭指数与距断裂的距离存在显著关系,且具有从中间向东西两侧减小的特征,表现出北祁连山隆升速率大致也呈现自中向两侧减慢的特征;并通过分析处于北祁连山非沉积区白杨河、洪水坝河、丰乐河、马营河、大渚马河及洪水河这6条流域的地质隆升历史,发现在4 Ma左右,北祁连山隆升速率逐渐增加,且隆升速率大致在0.20~0.38 mm/a之间。直到0.6~1.0 Ma,隆升速率迅速加快,呈现陡增的趋势。因此,北祁连山的构造隆升并不是均匀的,而是随时间发生变化的。

关键词：北祁连山基岩河道河道陡峭指数水力侵蚀方程隆升历史

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基于热重力改正的接收函数与重力联合估计技术及福建地区的应用

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2668-2682页

作者：唐晗晗郭良辉李永华陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学北京)北京100083 中国地质科学院北京100037 地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学) 北京100083 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

接收函数与重力联合估计技术是获取台站下方地壳厚度和波速比参数的一种有效手段,重力数据的引入可改善传统接收函数H-κ叠加法在壳内多次波信号不清晰时估计不准的问题.在大地热流较高的地区,热重力扰动成为布格重力异常的不可忽略的... 详细信息

接收函数与重力联合估计技术是获取台站下方地壳厚度和波速比参数的一种有效手段,重力数据的引入可改善传统接收函数H-κ叠加法在壳内多次波信号不清晰时估计不准的问题.在大地热流较高的地区,热重力扰动成为布格重力异常的不可忽略的重要组成部分,此时常规接收函数与重力联合估计技术并不适用.本文给出基于热重力改正的接收函数与重力联合估计技术,通过热重力改正削弱热异常对重力数据的影响,同时采用接收函数Ps震相与重力数据的联合约束算法,避免多次波不清晰而引入误差的问题,实现高热流背景地区地壳厚度和波速比的有效估计.模型测试验证了本文技术的有效性和稳健性,给出了启动热重力改正的阈值(-10 mGal).典型高热流背景的福建地区实际数据应用结果表明,福建地区地壳向沿海地区减薄(约28 km),闽西和闽东南地区泊松比偏高(>0.26),暗示其下方存在地壳减薄的同时伴随着幔源物质的底侵.

关键词：热重力接收函数与重力联合估计福建地区地壳厚度波速比

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共和盆地河流碎屑锆石U-Pb年龄特征、Hf同位素组成及其对构造和地壳演化的启示

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地质通报 2024年第6期43卷 1004-1020页

作者：艾尼卡尔·艾克帕尔陈岳龙梁乾坤康欢中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

为揭示青海共和盆地沉积源区构造活动和地壳演化历史,应用LA-MC-ICP-MS技术,对共和盆地曲什安河与西河河漫滩沉积物中的碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素分析。得出碎屑锆石U-Pb年龄可分为5组:309~172 Ma、471~368 Ma、943~737 Ma、236... 详细信息

为揭示青海共和盆地沉积源区构造活动和地壳演化历史,应用LA-MC-ICP-MS技术,对共和盆地曲什安河与西河河漫滩沉积物中的碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素分析。得出碎屑锆石U-Pb年龄可分为5组:309~172 Ma、471~368 Ma、943~737 Ma、2368~1698 Ma、2543~2453 Ma。结合研究区构造-岩浆事件得出,曲什安河与西河河漫滩碎屑沉积物是西秦岭地块在不同时期提供的结果。碎屑锆石U-Pb年龄存在2个主要峰值,约236 Ma和约403 Ma,反映了古特提斯洋和原特提斯洋在不同部分的俯冲导致陆块碰撞,形成强烈岩浆事件的地质记录,碰撞后伸展阶段出现裂谷和新生洋盆。Hf同位素组成特征揭示,源区地壳在2.7~1.3 Ga经历了主要增生期,形成现今地壳的84%。ε_(Hf)(t)值为-14.7~+15.0,Hf亏损模式年龄在3.6~0.24Ga范围内,表明源区基底存在古太古代古老地壳物质。约0.5 Ga以来,地壳增长以古老地壳物质再循环为主,并在0.28 Ga左右地壳停止了生长。依据前人公式计算了曲什安河与西河河漫滩碎屑沉积物物源区各时期的重熔/增生比例。

关键词：共和盆地碎屑锆石 U-Pb年龄 Lu-Hf同位素大陆地壳生长

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地震亚失稳过程中前兆异常演化的综合解释——以2014年鲁甸6.5级地震为例

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地震地质 2024年第3期46卷 513-535页

作者：蒋海昆邓世广姚琪宋金王锦红中国地震台网中心北京100045 中国地震局地震预测研究所北京100036

文中以2014年鲁甸6.5级地震为例,在亚失稳实验及理论指导下,基于震前地震活动及地球物理观测资料并结合地震成核数值模拟结果,综合分析前兆异常时空演化与亚失稳过程的关系,首次提供了一个可明确佐证亚失稳阶段震源区成核、震源区附近... 详细信息

文中以2014年鲁甸6.5级地震为例,在亚失稳实验及理论指导下,基于震前地震活动及地球物理观测资料并结合地震成核数值模拟结果,综合分析前兆异常时空演化与亚失稳过程的关系,首次提供了一个可明确佐证亚失稳阶段震源区成核、震源区附近协同化过程持续加剧的典型震例和观测事实。研究结果显示,依据大区域强震活动及流动重力观测,可判定鲁甸地震前研究区已处于高应力状态。在高应力背景判定的基础上,依据地震活动及地球物理观测前兆异常,可粗略判定鲁甸地震亚失稳过程可能起始于震前7、8个月,最突出的现象或判定指标是由震中附近小地震活跃所表征的断层应力状态由积累为主向释放为主的转变,以及由定点地球物理观测异常数量显著增加所表征的断层运动协同化现象,从地震成核的角度与成核后期核心弱化区扩张过程有关。之后至主震发生,还有2个时间节点需要关注:一是震前4、5个月,定点地球物理观测异常空间分布范围自震中附近向外围的明显扩展,显示断层变形的加速协同化;二是震前2个月之后,震中附近小地震活动开始减弱、微震活动及定点地球物理异常出现向震中的迁移收缩,与地震成核过程核心弱化区扩展之后的收缩过程相关联。

关键词：亚失稳阶段应力状态变化断层变形协同化鲁甸M 6.5地震小地震活动地球物理观测

基于短周期密集台阵的广州—佛山地区地壳浅部三维S波速度结构研究

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1454-1470页

作者：高占永叶秀薇林吉焱段永红王力伟周铭刘巧霞广东省地震局中国地震局地震监测与减灾技术重点实验室广州510070 广东省地震局广东省防震减灾科技协同创新中心广州510070 重大工程灾害与控制教育部重点实验室城市地震安全实验室广州510070 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带,三条区域性断裂从中交错穿过.广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构,对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义.本文利用布设于广州—佛山地区短周... 详细信息

广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带,三条区域性断裂从中交错穿过.广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构,对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义.本文利用布设于广州—佛山地区短周期密集地震台阵中的1104个台站记录到的连续波形数据,采用背景噪声互相关方法计算了台站对间的互相关函数并进一步提取到周期范围在0.1~5 s内的39488条高质量面波群速度频散曲线,然后通过基于射线追踪的面波直接反演方法计算得到了研究区内0.3~3 km深度的高分辨率三维S波速度结构.结果显示:研究区内地壳浅部S波速度横向差异显著,其中南部的珠江三角洲断陷盆地S波速度结构相对较为复杂,而北部的广花盆地内部S波速度结构则表现相对简单.研究区内的低速异常主要位于断裂附近,且大都位于断裂的下降盘.珠江三角洲内三水盆地东缘表现为马鞍状低速异常,向下最大延伸至2 km,低速体南北两侧边界与控盆断裂位置基本一致.广花盆地内部存在两个平行排列的高速异常,中间夹持一平行构造走向的低速异常,总体速度结构特征符合广花盆地为一复式向斜的地质构造背景.低速异常向下延伸至1.4 km深度处,可能指示了卷入向斜地层的最大埋深.沿广州—从化断裂发育条带状低速异常,与沿断裂形成的沉积地层有关.条带状异常在浅部分为两段,表明广州—从化断裂在历史上可能具有分段活动性.玉带公园周围被高速异常环绕,异常向上延伸至距地表约1.3 km处,结合研究区已有资料推测该高速异常可能为早期岩浆侵入在地壳浅部的反映.

关键词：密集台阵背景噪声成像地壳浅部 S波速度结构广州—佛山