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月球正面火山复合体穹窿形貌特征识别和聚类分析

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地球科学 2024年第3期49卷 1104-1118页

作者：殷浩林黄倩陈雨超赵健楠中国地质大学地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学地质探测与评估教育部重点实验室湖北武汉430074

月球火山穹窿是了解月球火山活动的重要窗口.利用高分辨率多源遥感数据,对月球正面的3个火山复合体区(Marius Hills和Rümker Hills位于风暴洋克里普地体,Gardner在风暴洋克里普地体外)里发育的火山穹窿进行形貌和铁钛元素特征提取,利... 详细信息

月球火山穹窿是了解月球火山活动的重要窗口.利用高分辨率多源遥感数据,对月球正面的3个火山复合体区(Marius Hills和Rümker Hills位于风暴洋克里普地体,Gardner在风暴洋克里普地体外)里发育的火山穹窿进行形貌和铁钛元素特征提取,利用这些特征参数进行层次聚类分析,并将所有穹窿划分为7个聚类(DC1~DC7);然后结合流变学、年代学和区域地质背景对3个火山复合体区的火山活动特征进行了综合分析.Marius Hills发育的火山穹窿数量多,高度和坡度较高,以中高钛为主,穹窿代表类型为DC7,岩浆活动时间跨度大(约2.6 Ga)、周期长,表明该区域存在多期次不同特征的火山活动.Rümker Hills发育的火山穹窿数量少,高度和坡度居中,以低钛为主,穹窿代表类型为DC1和DC4,活动时间相对集中(约0.8 Ga).Gardner及其周边区域发育的穹窿呈环状和带状分布,高度和坡度较低,以中低钛为主,岩浆活动时间持续约1.0 Ga,穹窿代表类型为DC6,该区域发生了多期次且复杂多样的火山活动.本研究揭示了月球正面火山复合体岩浆活动的复杂性,这种复杂性可能与岩浆源区及生热元素的不均匀分布情况有关.

关键词：月球火山复合体穹窿特征提取聚类分析遥感

中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场修正球冠谐模型(CUG_CLMFM3Dv1)

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1866-1880页

作者：张攀杜劲松李厚朴中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)武汉430074 海军工程大学电气工程学院武汉430043

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异... 详细信息

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异常数据与CHAMP卫星近十年的矢量测量数据,联合构建了中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场的修正球冠谐模型.该区域岩石圈磁场模型的分辨率可达球谐3500阶/次,进而基于该模型正演计算了研究区域不同高度的矢量数据.将区域模型与高分辨率的球谐模型分别在空间域与频率域进行对比,结果显示区域模型中的高频成份更加丰富,所描绘出的磁异常的形态和幅值更加接近原始建模数据,且在由低分辨率球谐模型补空的区域更加平滑.该应用案例证明,联合可靠的近地面标量与卫星矢量磁测数据,基于修正球冠谐分析方法,有能力构建出高精度与高分辨率的区域三维岩石圈磁场模型.

关键词：修正球冠谐分析岩石圈磁场高分辨率三维模型中国及邻区

2022年芦山MS6.1地震应力触发及地震危险性分析

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地球科学 2024年第8期49卷 2979-2991页

作者：肖阳单斌刘成利周万里中国地质大学地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室湖北武汉430074

2022年6月1日,四川芦山县地区发生了Ms6.1地震,造成4死14伤以及周围地区多县经济损失.考虑到地区丰富的断层背景、历史地震以及地震空区,对该地区重要历史地震序列的回溯研究以及未来危险性评估对防震御灾具有重要意义.基于弹性位错理... 详细信息

2022年6月1日,四川芦山县地区发生了Ms6.1地震,造成4死14伤以及周围地区多县经济损失.考虑到地区丰富的断层背景、历史地震以及地震空区,对该地区重要历史地震序列的回溯研究以及未来危险性评估对防震御灾具有重要意义.基于弹性位错理论以及地区岩石圈分层模型,计算了Mw7.9汶川地震以及Ms7.0芦山地震对本次地震在不同深度上的同震及震后粘弹松弛效应影响,讨论历史地震对本次地震发生的影响.同时,对未来十年该地区及周边活跃断层的应力积累进行计算,圈定未来地震危险性较高的区域.结果表明:(1)Mw7.9汶川地震导致2022年Ms6.1芦山地震震中的同震应力增量为0.014MPa,可能有效的促进了芦山地震的发生,而Ms7.0芦山地震的发生导致其应力释放0.174 MPa,起到抑制作用.考虑到震后粘弹松弛的影响,本次地震震中发震前应力积累为0.086 MPa,已恢复到较高应力水平,具备发震背景;(2)大邑地震空区中段、抚边河断裂带未来库仑应力增量进一步提升,地震危险性较强.

关键词：芦山地震汶川地震地震应力触发地震危险性库仑应力地震学

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基于自适应整形正则化的AVAz反演

地球物理学报 2024年第6期67卷 2429-2438页

作者：薛姣顾汉明贺梅张文涛中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074 电子科技大学长三角研究院(湖州) 湖州313001 地大汇能(北京)科技有限公司北京100085

高角度裂缝的存在导致地下介质呈现方位各向异性,具有水平对称轴的横向各向同性介质中反射系数随方位角的变化可以近似表示为傅里叶级数的形式.傅里叶系数的大小取决于背景介质和裂缝参数,傅里叶系数的相位角取决于裂缝对称轴方向.常规... 详细信息

高角度裂缝的存在导致地下介质呈现方位各向异性,具有水平对称轴的横向各向同性介质中反射系数随方位角的变化可以近似表示为傅里叶级数的形式.傅里叶系数的大小取决于背景介质和裂缝参数,傅里叶系数的相位角取决于裂缝对称轴方向.常规傅里叶级数分析利用逐个时间采样点的方位地震数据求和计算傅里叶系数,计算结果易受噪声影响.为了提高傅里叶系数估计的抗噪性和稳定性,将常规傅里叶级数分析与AVAz(振幅随方位角变化)反演方法相结合,提出一种基于整形正则化的AVAz二阶傅里叶系数反演方法.常规整形正则化约束中的整形算子形态固定,提出一种基于方位各向异性强度的自适应整形算子,利用基于常规傅里叶级数分析的二阶傅里叶系数初步估计结果计算阻尼因子,结合一阶差分矩阵构建自适应整形算子,达到在反演中自适应地调整整形算子形态的目的.理论测试表明,基于自适应整形正则化的AVAz反演方法具有较强的抗噪性,能够有效提高二阶傅里叶系数反演的稳定性.实际叠前地震数据应用结果显示裂缝预测结果与测井资料相吻合,证明了基于自适应整形正则化AVAz反演进行裂缝预测的有效性.

关键词：裂缝储层 AVAz反演傅里叶系数整形正则化自适应整形算子

华南陆块西南缘上地幔顶部三维密度结构及其地质意义

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地球物理学报 2024年第10期67卷 3766-3780页

作者：杨富强张思文廖海志梁青莫亚军李叶飞陈超中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 广西壮族自治区地球物理勘察院广西柳州545005 中国地质大学(武汉)地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074

华南陆块自新远古代拼合以来,经历了多期构造-岩浆活动,岩石圈及其深部结构较为复杂,前人对西南缘扬子与华夏地块缝合带位置的厘定仍有不同认识.研究该区域上地幔顶部密度结构,有助于进一步认识扬子—华夏地块拼合对岩石圈的改造,对确... 详细信息

华南陆块自新远古代拼合以来,经历了多期构造-岩浆活动,岩石圈及其深部结构较为复杂,前人对西南缘扬子与华夏地块缝合带位置的厘定仍有不同认识.研究该区域上地幔顶部密度结构,有助于进一步认识扬子—华夏地块拼合对岩石圈的改造,对确定扬子—华夏地块在广西地区的边界位置有重要意义.基于卫星布格重力异常,利用地震波速度-密度转换关系构建的上地幔密度参考模型作为约束,反演剩余的岩石圈和上地幔重力异常,获得了岩石圈至300 km深度的上地幔顶部三维密度结构.密度结构揭示了华南陆块西南部的岩石圈—软流圈界面起伏和上地幔物质密度的不均匀分布.分析结果表明广西中部存在高密度岩石圈物质下沉,南部低密度的软流圈物质上涌,取代已拆沉的岩石圈根并向上侵入地壳,是地表出露花岗岩的来源.结合区内基底特征和碎屑锆石陆缘来源,推断沿广西富川—武宣—隆安—凭祥一线为扬子—华夏地块在华南陆块西南缘(广西段)缝合位置.

关键词：华南陆块西南缘上地幔顶部密度结构三维重力反演

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利用InSAR技术反演甘肃积石山M6.2地震同震破裂模型及形变时间序列

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：高嘉楠邹蓉王峻祥郑瑞孟一帆中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司

使用升、降轨Sentinel-1A卫星数据，利用差分干涉技术获取甘肃积石山MS6.2地震高精度同震形变场，以此为约束反演同震破裂模型，然后采用SBAS-InSAR技术获取震中附近区域近6个月的累积形变时间序列。结果表明，本次地震地表形变以抬升... 详细信息

使用升、降轨Sentinel-1A卫星数据，利用差分干涉技术获取甘肃积石山MS6.2地震高精度同震形变场，以此为约束反演同震破裂模型，然后采用SBAS-InSAR技术获取震中附近区域近6个月的累积形变时间序列。结果表明，本次地震地表形变以抬升为主，升降轨数据最大同震视线向形变量分别约为6.8 cm和7.3 cm，破裂主要集中在7～15 km深度范围内，最大滑动量约为0.55 m；震后2个月内，震中近场及西北侧的抬升形变呈现扩大趋势。综合分析认为此次积石山地震走向西北、倾向东北，发震断层隶属于拉脊山南缘断裂东南侧的隐伏分支断层；震后的大面积突发形变可能与孔隙压力释放有关，地表稳定状态有待进一步观察。

关键词：积石山M 6.2地震合成孔径雷达干涉测量同震形变断层滑动分布时序InSAR

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基于黏弹模型的鲜水河断裂震间闭锁状态研究

中国科学：地球科学 2024年第1期54卷 138-151页

作者：朱亚戈刁法启陈飞王阅兵邵志刚汪荣江熊熊中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074 中国地震台网中心北京100045 中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036

断层滑动速率和闭锁状态是定量评估区域地震危险性的关键依据,然而相对于同震破裂或震后余滑来说,断层闭锁引起的地表变形较弱,利用地壳变形资料获取可靠的断层闭锁状态具有一定的挑战性.本文考虑地震周期过程中的黏弹松弛效应和其他模... 详细信息

断层滑动速率和闭锁状态是定量评估区域地震危险性的关键依据,然而相对于同震破裂或震后余滑来说,断层闭锁引起的地表变形较弱,利用地壳变形资料获取可靠的断层闭锁状态具有一定的挑战性.本文考虑地震周期过程中的黏弹松弛效应和其他模型参数(如块体内部应变等)的影响,融合了新增的13个近场GPS测站和区域内已有测站的观测资料,研究了鲜水河断裂的滑动速率和闭锁状态.结果显示,弹性模型会显著高估断层的闭锁深度,导致地震矩的积累速率被明显高估;同时,弹性模型得到的断层滑动速率(8.9~9.9mm a^(-1))略低于黏弹模型的结果(10.5~11.6mm a^(-1)),与理论模拟结果一致.根据获取的鲜水河断裂的闭锁强度,沿断层走向圈定了四个潜在的凹凸体.重要的是,圈定的凹凸体与断层上历史地震的破裂分布存在明显的空间相关性,暗示凹凸体的空间特征可能控制了地震的破裂范围和震级.另外,发现2022年M6.8泸定地震仅破裂了一个潜在凹凸体的部分区域,未破裂区域积累的能量相当于一个M_(w)6.9的地震,潜在的地震危险性值得重点关注.

关键词：断层运动学黏弹松弛效应 GPS观测地震危险性 2022年M6.8泸定地震

非洲Okavango裂谷及邻区三维剪切波速度与径向各向异性结构研究

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地球物理学报 2024年第10期67卷 3796-3813页

作者：王拓王旭陈凌喻志超胡少乾 Stephen S.Gao Kelly H.Liu 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地质大学地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074 Department of Earth Sciences and Engineering Missouri University of Science and TechnologyRollaMO 65409USA

非洲Okavango裂谷是东非裂谷系最年轻且仍处于发育初期阶段的裂谷,研究其地下结构及变形特征有助于深入了解东非裂谷系裂解初期结构构造特征,并进一步完善对裂谷系裂解动力学机制的认识.本文收集Okavango裂谷区域内41个宽频地震台站的... 详细信息

非洲Okavango裂谷是东非裂谷系最年轻且仍处于发育初期阶段的裂谷,研究其地下结构及变形特征有助于深入了解东非裂谷系裂解初期结构构造特征,并进一步完善对裂谷系裂解动力学机制的认识.本文收集Okavango裂谷区域内41个宽频地震台站的连续波形数据,采用背景噪声技术获取Rayleigh和Love波相速度频散数据,进一步通过直接成像技术获得研究区地下50 km深度范围内的三维剪切波速度和径向各向异性结构.剪切波速度和径向各向异性结果显示,Okavango裂谷的中地壳具有低速和负径向各向异性(V_(SH)V_(SV))的特征,结合前人资料,本文认为Okavango裂谷的发育可能是在先存构造薄弱带上由板内相对运动所提供的水平方向构造应力诱发的.此外,我们的结果还显示,在邻区Zimbabwe克拉通西南部,中、下地壳呈现出负径向各向异性,这一观测支持Okavango岩墙群侵入地壳导致该区域地壳增厚的认识.

关键词： Okavango裂谷裂谷发育机制背景噪声剪切波速度径向各向异性

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川滇主要地震空区危险性的研究现状及思考

中国科学:地球科学 2024年第11期 3375-3402页

作者：郑勇郭汝梦刘德川地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北省多尺度成像重点实验室华中科技大学精密重力测量研究设施中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北省珞珈实验室

川滇地区的鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带上存在多个地震空区,包括鲜水河断裂带上的道孚-石棉空区、安宁河-则木河空区、小江断裂带的部分空区以及汶川-芦山地震间的大邑空区等.其中道孚-石棉段空区和大邑空区的地震危险性受到高度关... 详细信息

川滇地区的鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带上存在多个地震空区,包括鲜水河断裂带上的道孚-石棉空区、安宁河-则木河空区、小江断裂带的部分空区以及汶川-芦山地震间的大邑空区等.其中道孚-石棉段空区和大邑空区的地震危险性受到高度关注,并存在较大争议.本文对国内外研究者近些年来在这些地区开展的地球物理观测,以及在发震构造、地震活动性、断层闭锁、应力场和地震触发等方面的研究进行了综述,并对目前的争议性观点进行了分析.综合已有的研究,我们认为目前道孚-石棉段空区沿断层走向的运动状态可能存在明显差异,但是由于数据和模型的制约,该区域的发震潜力还没有得到统一性的认识;而大邑地震空区则存在着较大的地震危险性.同时,本文对目前在川滇地区主要地震空区存在的科学问题进行了剖析,对未来在该区域的地震危险性研究进行了展望,提出了结合密集台阵和分布式光纤技术、人工智能和大数据技术、多地球物理场联合反演技术,以及数值模拟技术进行地震空区危险性综合分析的研究思路.

关键词：川滇地区地震空区危险性现状思考