丁国瑜、马宗晋评《中国地震历史资料汇编》

本书共五卷七册,是中国地震历史资料编辑委员会组织全国力量编纂的一部供地震研究和地震工程使用的大型工具书。书中摘编的资料,最早上溯到公元前23世纪。

地球南北半球的非对称性

依据新的计算分析和空间观测数据 ,进一步论述了地球南北半球的非对称性 .全球热散失量的计算得出 ,南半球高出北半球 3 3 %;南半球地幔热散失量是北半球的 2倍 .比较南北半球S波速度分布 ,得出南半球的上地幔为低速、高温 ,北半球的上地幔为高速、低温 .计算地幔各层的质心位置发现 ,地球的质心偏于北半球 .计算地球经、纬圈长度的年变化率表明 ,南半球在扩张 ,北半球在收缩 .用空间大地测量数据的检测结果证实 ,南半球处于扩张状态 ,北半球处于压缩状态 .对地球的非对称性作了初步的动力学解释 .

东亚与全球地震分布分析

现代地震学是一门年轻的学科,但人类对地震现象的观察、记录和思索已有数千年历史。特别是在中国,很早就有灾害性地震的详细历史记载。最近40多年,我国、东亚及世界其他大陆地区的多次大地震的发生,推动了地震构造研究的发展,加深了对地震分布规律性及其地球动力环境的认识。从地质背景和发生机制看,全球地震构造可分为三大类:第一是太平洋海底地壳与陆缘地壳浅、中、深俯冲构成的地震带;第二是南半球离散地壳块体对北半球大地块边缘碰撞浅俯冲带;第三是全球三大洋脊张裂转换构造带。地球北半部内陆的中纬度地带有4个多震密布区,它们都处于N25°～55°的纬向大陆带内,与大陆会聚所造成的陆内变形有关。4个多震密布区的东半部则是相对少震区,显示出相对稳定的地壳结构。全球表壳GPS矢量场和北南两个极区各有不同,北半球欧亚大陆是向北呈弓字形运动;南半球是南美、非洲、阿拉伯、印度、澳大利亚等5块离散的大陆块,除南美大陆,其他4块大陆都是向NE和NNE方向运动。这4块大陆都是依次运动加速,澳大利亚陆块运动最快,向NNE方向约10 cm/a;同时从南太平洋南部沿NWW方向左型转换断层的运动也是高速的,这两个方向运动的交叉相碰,现已处在全球最为强烈的地震活动区域。北冰洋内群岛GPS站点向阿留申岛弧推进;南极冰陆的9个GPS站点则呈现旋扭状彼此相差约90°,可能表明北/南半球彼此有明显的1/4左右表壳的扭动。从卫星重力数据推测的地球的形状、全球热流的和地内热散失量的分布、地球磁场的西漂以及大地震引起的地球振荡特征等证据推测,地球的内部结构具有一定程度的非对称性和非均匀性,它们对全球板块运动、板块变形以及大地震的空间分布可能有一定的控制作用。

青藏高原三维变形运动学的时段划分和新构造分区

青藏高原形成至今经历了4个互有叠接的构造期。α期以南北缩短和向北推移为主,主要发生在45～35 Ma期间,β期表现为长周期缓慢隆升,在35～5.3 Ma期间占主导地位;γ期为短周期快速隆升阶段,自5.3Ma开始,3.0 Ma以后逐渐达到高峰;δ期以东西向伸展变形为特征,3.0 Ma以前出现在喜马拉雅地区,3.0 Ma以后遍及整个高原.第四纪以后表现为占主导地位的变形运动形式。根据γ期和δ期构造变动在空间和时间上的不均匀性,把青藏高原划分为西藏、羌塘和柴达木3个构造域。

地球的多圈层相互作用

地球科学的发展已逐渐进入对地球进行多圈层相互作用研究的新阶段。如大气中温室气体浓度剧变的天然原因何在 ;海水缺氧、厄尔尼诺和成烃极盛期由什么引起 ;什么因素导致生物的俱生与俱灭等人类社会和地学发展所需解决的一些难题 ,只有开展地球多圈层相互作用研究才能深入解决。在白垩纪中期发生了一系列相互关联的地学现象 ,可以作为研究地球多圈层相互作用和地球系统科学的切入口。

从GPS水平矢量场对中国及全球地壳运动的新认识

利用中国GPS矢量场和IERS公布的全球矢量场,对中国及全球地壳水平运动的状态进行了从全球到局部不同空间尺度的构造运动的描述和理解,其要点如下:①GPS矢量场定量地显示了中蒙构造区是全球大陆内变动最强的地区;②中蒙构造区(或中蒙次板块)内部可分出三级各具特色的构造区块、条块和地块;③中蒙西部区块呈大" ",3条边缘带都是地壳厚度陡变带,是结构性地震带,控制了全球大陆内2/3以上的8级地震;④中蒙东部构造区块是挤压型和伸展型大陆边缘最典型地区,GPS矢量场展现了现今向东的伸展蠕散运动;⑤中国西部2001年在昆仑山发生的8.1级地震与西部从GPS矢量场算得的视应变场中高应变带相关;⑥全球GPS矢量场揭示N/S半球之间存在明显的运动不协调带,该带(B带)直接表现为13条左列的走滑兼挤压断裂带,该带控制的强震活动与环太平洋俯冲带(A带)控制的地震自1897年以来交替活动已有七幕。讨论提出:①全球4个构造系(环太平洋构造系、洋脊构造系、北半球大陆高原构造系和环赤道构造系)是否与地球的N/S半球、0～180°半球的双重非对称有关?②全球GPS矢量场所描述的板块运动可否作为约束推算地幔三维运动的表层条件?

准噶尔盆地盆山构造耦合与分段性

自海西运动以来,准噶尔盆地边缘构造带经历了海西运动期强耦合为主阶段、中生代至新生代早期弱耦合及调整阶段、新近纪南缘单边盆山强耦合阶段;边缘构造带活动强度自海西运动期以来呈明显下降态势,至中生代为低平缓弱活动调整态,新生代造山期强度又呈回升状,但未达到海西运动期水平,呈现强-弱-强的三阶段式演化特点。准噶尔盆地的6边形边缘带划分为6个边缘构造带分段构造组合:准噶尔盆地南缘西段、南缘东段、准东隆起西缘段、乌伦古边缘构造段、加依尔山边缘段和准噶尔盆地西部边缘段。各构造段表现出明显的构造样式差异,其中,准噶尔盆地南缘西段为推覆前方无约束的舒展逆冲推覆系统;准噶尔盆地南缘东段为指向前陆的强约束逆冲推覆构造;准东隆起西缘段为隆升背景上的东西向水平挤压变形带;准噶尔盆地东北缘段(乌伦古边缘构造段)为多层滑脱面断坡控制的膝折型断阶和断坪控制的基底凹陷等;准噶尔盆地西北缘为多期次不同规模的逆冲和推覆叠置系统,准噶尔盆地西部边缘段为隆升背景下侧向挤压的断弯-断展机制的膝折带构造。

中国布格重力异常水平梯度图的判读和构造解释

分析和对比中国大陆布格重力异常水平梯度的彩色图像,得到一些新的构造特征信息.大致以105°E为界,图像的东部以蓝色低梯度为背景,出现中、高梯度带状构造和大梯度差值边界的线状构造;西部以高、中梯度的带状构造为格架,镶嵌着低梯度区,区内有阴影线状构造.总体上,重力异常水平梯度构造可概括为三大组.第一组是NNE向的大兴安岭、太行山、武陵山高梯度带与斜切东部全区的郯庐大断裂带和NNW向的斜切西部全区的三条大断裂带;第二组为西部的NWW向与NEE向高、中梯度带的交叉构造格局,以及东部近于等间距的三条NWW向断续的阴影构造带和一条单一的构造线,而华南则仅有NE向的低梯度构造线;第三组是横贯全区的的几条近EW向和中部SN向宽而复杂的构造带,在后者的东、西两侧散臣着大间距、小长度、断续的SN向阴影构造线.这三组重力梯度构造不仅反映了地貌起伏的信息,而且显示了大区域构造,特别是深部构造的密度差.各组线状构造带的内部结构和各组的形成时间及演变历史可能不同,但它们相互复合构成现今总体的构造格局,对大尺度现代构造应力场作用都会有不同的响应,因此导致主应力方向的区域性变化.

现今全球构造特征及其动力学解释

构造地质学、大地构造学和全球构造学是三个尺度的构造学研究领域,它们平行交叉而且互有扬弃。全球构造学可分为历史的和现今的两个分支。岩石圈板片和板条构造、板舌构造、洋脊构造以及大陆岩石圈多元组合板的多重滑脱构造和多层剪切构造网络等是现今岩石圈板的基本构造形态。全球级现今岩石圈构造主要表现为三大构造系统:环太平洋深消减带板舌构造系、大洋增生带洋脊构造系和大陆碰撞造山构造系,三者在球坐标系内表现出构造形态、物理场背景和动力学状态等多方面半球级的反对称关系(南/北、0°/180°),各构造系统内部还表现了普遍的东西反对称。论其动力学解释,岩石圈向西和地幔向东相对漂移的定向性显示了地球自转变化的导向作用,决定了经向构造两侧的多级反对称;地震层析探测到的地幔结构显示的热心南偏和质心北偏可能是南北反对称的动力基础;上地幔分层结构及“软层”物质在构造引张条件下形成的热涌有可能解释地表的视对流现象,有助于说明构造变动的跳位和变格以及板条和反对称运动机制。

全球GPS矢量场的分区描述及规律性分析

以平均选择的GPS站点运动年速率编制了全球板块运动矢量场,从而揭示了以下几点规律:1从北大西洋洋脊东侧起,直至西北太平洋岛弧带,欧亚大板块总体呈现顺时针宽弧形运动;2从北大西洋洋脊西侧直至美洲大陆西边缘,北美大板块呈现反时针宽弧形运动;3从南大西洋洋脊东侧起,直至克马德克—新西兰一线,非洲板块和印—澳板块一并呈现从北东指向渐变为北北东指向的运动;4东南太平洋洋脊西侧太平洋板块总体向北西西方向运动;5东南太平洋脊东侧海底大小板块总体向北东东运动;6南美洲整体向北运动;7北极区总体向太平洋北缘运动;南极洲总体向大西洋区运动,并有分裂—对旋迹象。分析上述运动的分区展布,可推论以下几点运动动力学的认识:1拖动全球板块一级运动势态的地幔流可分解为由南极区向北的径向流与由大西洋洋脊和东南太平洋洋脊的东西两侧纬向流的二元动力联合作用,从而造成全球性指向北东和北西的斜向运动;2以重力大地水准面所展现的低阶双重非对称的地球,是引导表壳发育张裂洋脊带和汇聚俯冲带的力学条件;3沿赤道两侧不协调运动带呈现压扭、张扭的复杂变动除了南半球与北半球地幔流在运动指向和速度的差异而造成之外,还可能与地球质心的偏心和南、北半球自转速度的差异变化有关;4南极洲相对环南极洋脊的偏极分流运动还有待进一步研究。在以上认识的基础上,本文讨论了造成三大洋脊在全球表壳的分布、全球深俯冲带仅仅在环太平洋边缘带内发育、北半球和南半球的板块径向、纬向运动有整体性差异等问题的原因。造成上述现象是与地球整体的双重不对称性有关,即北、南半球和0°/180°半球的缩、胀和快、慢的双重非对称,而这种双重不对称性是地球内部物质的热状态、运动状态以及质量分布等原因造成的,我们认为以重力大地水准面所展现的低阶双重非对称的地球表壳,既是约束地幔流的上边界条件,又是引导表壳发育张裂带的力学条件,目前地球表面的这些一级构造因素并不是随意造成的,它们有着深刻的地球物理背景。本文还着重讨论了双重非对称畸形壳体的构造力学背景,根据GPS资料建立了地球热流驱动的地幔经、纬向一级对流格局。

地质灾害对区域可持续发展影响指标体系与评价方法的初步探索

就地质灾害对区域社会经济可持续发展影响评价的指标体系与方法进行了探索，提出了建立指标体系的基本原则、框架和评价方法，并以省（市、自治区）为单元，对中国地质灾害对社会经济可持续发展的影响程度进行了试验性评价．

准噶尔盆地构造格架及分区

对准噶尔盆地基底地球物理异常和深部探测剖面以及盆地盖层断裂、构造格局、分区进行综合分析后指出,基底总体表现为北高南低,东高西低的构造格局;沉降中心在盆地南缘和加依尔山之下,盆地内部、西缘、东缘沉降中心不断变迁,构成了沉降与隆升不断变化的时空格局;基底构造格局受陆梁隆起和南缘东西向基底断裂的控制,分为北部陆梁隆起区、南部大型坳陷区,盆地南部基底构造形态为方形的基坑状坳陷区,陆梁隆起西侧为玛湖坳陷。综合褶皱基底、结晶基底构造及其组合样式,将准噶尔盆地基底构造划分为陆梁-乌伦古隆起区(Ⅰ)、玛湖坳陷区(Ⅱ)、沙湾坳陷区(Ⅲ)和昌吉坳陷区(Ⅳ),并在此基础上对准噶尔盆地现今构造进行了分区。

天山与阴山─燕山造山带的深部结构和地震

天山与阴山-燕山是中国北部两个重要山系，它们几乎位于同一纬度。天山造山带是一个著名的地震活动带，而阴山-燕山断隆带历史上不但没有大地震发生，小地震也不多见，是一个地震空白区。这两个造山带地震活动性的差异与它们在时、空域中的构造环境相联系：中国的西部处于强烈的挤压环境，而东部为一伸展与走滑环境。天山造山带是中、新生代造山带，目前构造活动水平较高；而阴山-燕山造山带新生代以来已经成为东北稳定块体的一部分，其构造活动的鼎盛期已经过去，目前构造活动水平较低。地震的孕育、发生与深部构造环境密切相关。天山地震带的地壳内部，发育壳内高导层与低速层，地壳结构复杂；阴山-燕山造山带下面没有发现壳内高导层与低速层，整个地壳结构比较简单。壳内低速层、高导层的存在表明地质构造活动强烈，是地震带的重要标志之一，也是地震孕育、发生的深部动力学条件。

地震迁移的规律、解释和预报——中国大陆四条地震带的地震迁移

本文对中国大陆南北中轴地震带、天山地震带、山西地震带和燕山地震带等4条地震带内地震迁移现象进行了研究,证明了迁移的定向性,发现了迁移快波和慢波现象,求得迁移速度(V_M、V_m),提出了迁移的基础不是地震断裂的连续伸延,而是边界动力源脉动式推压引起的动力波的传播所决定的。

全球构造研究的思考

“板块构造”并不直接等价于全球构造。将各板块同一构造力学属性和特征的边界分别连接起来 ,可以建立起环太平洋深俯冲构造系、南半球为主体的洋脊构造系和北半球为主体的陆 /陆浅俯冲构造系 ,它们空间展布的分区 ,揭示了全球表层构造格架具有N/S半球与 0°/ 180°半球双棕胀缩耦合非对称性。这一认识获得全球地热与地幔质量分布非均一性的初步证明。此全球构造格局和运动 ,可作为启发和约束地幔运动和动力学分析的表层边界条件。全球板块内部的次级构造 ,在大陆型板内有两种 ,一是以盆、山、原 (高、低 )作为次级构造单元 ,重点是研究它们的演化耦合关系 ;二是以次板块、地块、块体之类的概念作为次级、再次级构造单元 ,重点是研究块体以及多块体之间的应力、应变和运动的相互关系。两种研究方式的不同 ,也可能与研究的目的和时间尺度要求不同有关。两者能否融合 ,应不应该融合 ,需深入思考。地球多圈层相互作用的科学目的是建立地球大系统科学。流体地球部分与固体地球部分以往因研究的时间尺度很难匹配而分立。但地球一系列“微动态”行为 ,如地震、火山、洋脊涌流等 ,其时间尺度和多级的动态韵律与地球流体的动态韵律是可以比较的。固体地球微动态行为对地下流体的运动有重要影响。

准噶尔盆地深浅构造分析及油气展布规律

根据人工地震宽角反射、折射剖面、地震转换波剖面、重磁力勘探资料,以及地震层析成像资料,对准噶尔盆地的深浅部构造及其相互关系进行了研究。指出盆地的沉积盖层平均厚约10km,之下的上地壳为褶皱基底和结晶基底,中地壳厚4～10km,具软流性质,下地壳厚而硬。准噶尔盆地东西两侧地壳总厚度约46～51km,不具山根,与天山、阿尔泰山的盆山耦合结构截然不同,根据各种地球物理探测资料对盆地基底的三维构造进行了分析,指出基底构造的升降控制着基底以上各沉积期的构造格局、沉积盖层各时期的构造基本相似,对盆地周缘盆山耦合关系进行了逐段分析。在上述认识的基础上提出了在盆地进一步开展油气勘探应遵循准则。

全球空间测地站矢量场对板块运动的描述及地幔的经、纬向流

从 2 0 0 1年IERS公布的ITRF参考框架系下的 4 32个空间测地站中以面积平均随机选用了111个站 ;这些点的站速度矢量图描述了北半球欧亚 (EA)、北美 (NA)和北太平洋 (NP)三大板块的运动态势 :以北大西洋洋脊为轴 ,欧亚板块向NE—E—SE运动 ;北美板块向NW—W—SW运动 ,呈绵羊角式张裂运动 ,两者在大西洋两侧的N向运动越过极区后 ,汇集指向阿留申 ;北太平洋板块以超过北美板块和欧亚板块 6倍左右的速度向NWW运动 ,与欧亚板块呈正面碰撞型关系 ,表现为大洋壳的深俯冲与大陆壳仰冲 ;北太平洋板块与北美板块以圣安德烈斯断层为界呈剪切拉张型关系。文中描述了南半球南美 (SA)、非洲 (AF)、阿拉伯 (AR)、印—澳 (IN—AU)和东南太平洋 (SP)的运动态势 :以东南太平洋洋脊为轴 ,其东侧的纳兹卡 (NZ)板块高速向东运动 ,而其前方的南美、非洲、阿拉伯和印—澳等板块则向NE—NNE运动 ,速度依次增高 ,可能与其间的大西洋洋脊、印度洋洋脊和红海裂谷张裂的正、反向叠加作用有关。西南太平洋与澳大利亚板块的东北缘和东缘均呈强碰撞强剪切型运动关系 ,而纳兹卡板块与北美板块呈追尾型运动关系。南极板块 (Ant)从环南极洋脊的东南太平洋段为起点向南运动 ,过南极后继续向北、向非洲、印度洋方向运动 ,并略显右旋。上述板?

全球Ms≥7￣3／4级地震的定向迁移

对全球尺度的６条大地震带内１９００～１９９０年中１８４次Ｍｓ≥７３／４级地震进行了沿地震带方向定向迁移的分析，获得了全球统一的地震定向迁移规律，总体是由西向东，迁移速度由７００ｋｍ／ａ变为１５０ｋｍ／ａ，此现象可以作多种暂态地球动力作用过程的推论，如以大西洋脊间歇式张裂引起上地幔软流物质自西向东运动，呈现纵波式的振荡传播；也可解释为非洲板块、阿拉伯板块和印度板块自西南向东北对欧亚地震带依次的推压引起向东的应变波的传播；太平洋脊两侧洋底板块向西北和东北两侧的斜向推压，可能是造成两侧地震带地震向北迁移的触发源。

地球韵律的时空表现及动力问题

文章介绍了大洋底１５６６Ｍａ以来六个时段增生构造的划分，前五个时段平均３０Ｍａ，具一定韵律性，以此与中国大陆１７５Ｍａ以来岩浆构造活动的分段进行了比较，它们共同的韵律时段是（３０±８）Ｍａ。文中还介绍了一组全球地震活动的分幕性及其空间展布的有趣现象，包括低、中纬度与高纬度地震２０年左右的交替活动，南、北极区地震的交替活动，Ｍｓ≥８级大震呈现正交型与斜交型全球图像的分幕性交替活动，还有地球转速加速期和减速期地震发生地区的韵律性分布等。就上述中期和短期的地球韵律表现，进行了地球韵律判定的复杂性和动力学背景的讨论，强调了地球韵律的应用和地球本体研究的重要性。

2004年12月26日苏门答腊—安达曼大地震构造特征及地震海啸灾害

2004年12月26日在印度尼西亚苏门答腊岛西侧海域发生的地震是自1964 年阿拉斯加大地震以来最大的地震,震级达到9级或9级以上。它是由印度洋板块向缅甸微板块底下俯冲过程中的逆断层作用造成的。印度洋板块以每年6~7 cm的速率向北北东方向运动,与南亚板块发生斜向聚敛俯冲,此运动在该地区解耦为印度洋板块沿巽他海沟的正向俯冲及缅甸微板块东侧的右旋走向平移运动。主震破裂模型研究的结果表明,破裂是由南向北传播的,地震破裂带长达1 200余km,宽度约100 km,最大位移约为20 m,地震断层向上穿透海沟底面,估计约有10 m左右的错距。这次大地震的同震效应导致地球自转轴摆动、地球自转加速,日长缩短。据目前统计,地震引发的大海啸造成305 276人死亡,被此次海啸夺走生命的人数超过了有史以来历次大海啸灾难中死亡人数的总和。