The Present Space-Time Motion and Deformation Features of the Northeastern Margin of the Qinghai-Xizang(Tibet) Block and Its Adjacent Area

On the basis of Discontinuous Deformation Analysis (DDA), and considering the moderate intrusion of specific block boundaries to different extents, the first-order block motion model is established for the northeastern margin of Qinghai-Xizang(Tibet) block and the kinematical model for depicting deformation of small regions as well by using GPS observations of three periods (1991, 1999 and 2001). By simulating, we obtained the motion features of the first-order blocks between the large WWN faults on the sides of the studied region, the distribution features of the principal strain rate field and the inhomogeneous motion features with space-time of the faults in the northern boundary of the Qinghai-Xizang (Tibet) block.

华北克拉通中西部及周边地区瑞利面波相速度方位各向异性

利用“中国科学台阵探测”项目的密集流动台站以及区域固定台站的地震面波记录,采用程函面波成像方法,得到了华北克拉通中西部及周边地区14~100 s周期高分辨率的瑞利面波相速度方位各向异性分布图像.结果显示,鄂尔多斯块体内部中长周期(20~100 s)为大范围高速和弱各向异性分布特征,但在块体西南部区域各向异性明显增强,向东可一直延伸至108°E附近.我们认为,受青藏高原影响,鄂尔多斯块体西南部岩石圈已发生明显变形,高原扩张对鄂尔多斯块体的影响超出了止于六盘山逆冲推覆带的传统认识.在鄂尔多斯块体内部,长周期(80~100 s)的相速度显示高速区向中部和东南部区域收缩,各向异性强度在高速区外围明显增强,揭示了块体边界带的岩石圈在后期构造活动过程中已遭受不同程度的变形改造,厚度发生了不同程度的减薄.山西断陷带北部大同火山区附近,在20 s以上周期为显著低速异常,不同周期段各向异性存在明显差异,我们推测该区不同深度的各向异性差异与鄂尔多斯块体东北部岩石圈不同深度的几何形态以及青藏高原远程挤压效应有关.山西断陷带中南部区域,在20~60 s周期显示高速和近EW向快波方向,与鄂尔多斯块体中东部高速区具有较好的连续性,认为该区岩石圈仍保留部分原有华北克拉通岩石圈的属性.青藏高原东北缘地区不同周期相速度表现为明显的低速异常,快波方向呈现较为一致的NWW-SEE向分布特征,揭示了在高原下方壳幔介质变形连续一致,符合岩石圈垂直连贯变形模式.

2023年12月18日甘肃省积石山6.2级地震的控震构造及特征

2023年12月18日23时59分在甘肃省临夏州积石山县发生6.2级地震,造成了严重人员伤亡,及时了解此次地震的发震构造及其特征,对于分析区域未来强震危险性具有重要意义。综合区域地震构造、地质、震源机制、地震烈度和余震重定位等资料,对此次地震的控震构造及特征进行综合分析后认为,此次强震是发生在西宁—兰州断块内部的一次北北西向逆冲断层作用事件,距震中最近的拉脊山逆冲断裂带构成了此次地震的控震构造。该断裂带处于北西向日月山右旋走滑断层与北西西向西秦岭北缘左旋走滑断层交汇部位,整体呈北西至北北西向弧形展布,包含了南缘与北缘两条倾向相反的分支断裂带。震中位置、余震及烈度分布等数据指示此次地震的具体发震断层为拉脊山北缘逆冲断裂带南段的东支断层带,余震分布和极震区范围等符合逆断层型地震的上盘效应特征,但是否引起同震地表变形,还需进一步的现场调查确定。综合研究认为,此次积石山地震是在印度与欧亚板块持续陆陆碰撞作用下,青藏高原东北缘的西宁—兰州断块沿海原左旋走滑断裂向东侧向滑移过程中,在北东向挤压构造应力场下,引发日月山断层与西秦岭北缘断层构成的区域共扼走滑断裂系交汇挤压部位发生逆断层活动的结果。此次强震进一步指示青藏高原东缘的向东挤出构造体系仍是近年来我国陆内强震活动的主要控震构造,并警示应重视活断层相对发育的断块内部城镇密集区的强震灾害风险。

扬子地块东北缘多期叠加变形及形成演化

对扬子地块东北缘的地层序列研究进展、多期叠加变形特征等作了较系统阐明。识别出在中三叠世末至早侏罗世前,由深层滑脱折离剪切形成的区域性NW-NWW向,向西倒覆褶皱,并被随后的主期变形所叠加,形成一系列以NE向为主,在早期褶皱正常翼上为背、向斜,在倒转翼上为背形向斜、向形背斜褶皱带。晚侏罗世到早白垩世间形成滑覆逆冲构造,并随着北侧的大别山地,南部的皖南山地急剧抬升,在安徽宣州市北至贵池市南,形成由山地向盆地中心,因重力相向滑覆冲断形成的对冲带。在重新认识区内构造演化的基础上,对动力学作了初步分析。

青藏块体东北缘近期GPS水平运动特征与汶川大震影响

利用青藏块体东北缘2004～2007年、2007～2009年GPS水平运动观测资料,分析地壳运动与活动断裂带构造变形演化特征以及汶川大震对活动断裂的影响。研究表明:祁连山—海原断裂带近期仍呈现与其构造活动背景一致的左旋挤压特性,观测结果未显示汶川大震对断裂有明显影响。而汶川大震对西秦岭构造区中东部、六盘山断裂中南段、秦岭北麓与渭河断裂的西段的影响相对显著,其中对西秦岭构造区中东部的大范围区域应变积累可能呈以增强为主的影响,其它断裂段近期可能呈以调整为主的状态特征。

青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块壳幔电性结构及构造变形研究

为了获取青藏高原东北缘至鄂尔多斯地块的壳幔电性结构,研究祁连造山带、鄂尔多斯地块及六盘山构造带的构造变形,布设一条甘肃陇西至陕西黄陵的近东西向大地电磁测深剖面,获取了91个大地电磁测深点的响应.经过对全剖面观测资料的数据处理、分析及二维反演,获得了剖面壳幔电性结构模型.研究结果表明:剖面横向可划分为三个区块,分别对应祁连造山带、六盘山构造带与鄂尔多斯地块;祁连造山带东段可能残存沟弧盆体系的构造格架,青藏高原北东向生长可能是在这一先存格架上的叠加与改造;六盘山构造带壳幔结构复杂,以中地壳拆离断层为界,上地壳发育拆离断层系统而下地壳挤压缩短增厚;鄂尔多斯地块成层性较好,地块总体较为稳定,但局部经历了与地幔上涌相关的物质与结构再造.

六盘山断裂带及其邻区地壳结构

新生代期间,中国大陆西部受印度一欧亚板块碰撞和青藏高原隆升影响,以地壳缩短、增厚、陆内造山和强烈地震活动等为主要特征.在青藏高原东北边缘,高原物质侧向移动被鄂尔多斯地块所阻,在六盘山地区发育了一系列左旋斜冲断裂.断裂带周缘构造变形强烈,地震活动频繁,是研究青藏高原横向扩展控制大陆内部弥散变形的理想场所.本文对穿越青藏高原东北缘一六盘山断裂带一鄂尔多斯地块的宽角反射与折射地震资料使用层析成像和射线反演算法进行成像,获得了研究区地壳速度结构模型,其结果反映出六盘山断裂带两侧地壳结构、构造特征差异显著:1)上地壳层析成像结果显示鄂尔多斯盆地一侧地壳上部速度较低,等值线呈近水平状,具有典型的沉积盆地特征,而青藏高原东北缘一侧上地壳速度相对较高,横向变化剧烈,呈褶皱状,二者的分界为海原一六盘山逆冲走滑断裂;2)全地壳射线反演结果显示鄂尔多斯地块地壳速度梯度大,下地壳底部速度高由铁镁质物质组成,具有典型稳定古老克拉通的特征,青藏高原东北缘地壳速度总体较低,主要由长英质及长英-铁镁质过渡物质组成,具有典型造山带的特征,而六盘山断裂带下方地壳速度结构复杂,层面呈拱形,部分层出现速度逆转,为两个构造单元的接触过渡带;3)青藏高原东北缘一侧地壳厚度~50 km,鄂尔多斯地块地壳厚度~42 km,六盘山断裂带下方莫霍面发生叠置,揭示出青藏高原东北缘、鄂尔多斯地壳在六盘山下汇聚,较薄且刚性的鄂尔多斯地壳挤入较厚且塑性的青藏高原东北缘地壳中的构造模式.

昆仑山与汶川强烈地震对青藏块体东北缘地壳运动及应变积累的影响

充分应用GPS、区域水准、跨断层等地形变观测资料,借助非震负位错反演,结合地震活动,综合研究2001年11月14日昆仑山Ms8.1级地震对青藏块体东北缘地壳运动与应变积累的影响。通过分析笔者认为,青藏块体内部Ms8.1级巨大地震能量释放产生的扰动应力场对NE向主压背景应力场的调制作用,导致块体边界构造区域地壳差异运动和应力应变状态发生变化。其中,对阿尔金断裂东段与祁连山断裂带西段的应变积累状态反映减缓为主的影响,而对祁连山断裂带中东段则反映促进应变积累为主的影响。这种影响是一定时期、一定程度的。近期青藏块体东北缘区域应力场处于昆仑山、玉门、民乐等地震后的恢复状态。而由2008年5月12日汶川Ms8.0地震后有限的GPS、跨断层短水准观测资料,可推测汶川地震对甘川交界东段-甘川陕交界区应变积累状况一定程度促进影响。

罐罐岭断裂带最新活动特征

断层的最新活动时代以及分段特征一直在重大工程安全性评价中具有特别重要的意义。在解决黄河黑山峡地震地质问题时,通过对罐罐岭断裂带的航片解译、野外追踪调查、地形地貌测量和古地震槽探资料研究,从而确定了该断裂带的活动时代以及分段特征。该断裂带发育在青藏块体东北缘,是中卫-同心弧形活动构造带的一部分,总体走向近EW,长约60km,分为5条不连续的次级断层,各段成左阶羽列,晚第四纪以来表现出强烈的左旋走滑兼挤压逆冲活动特征。断层错断了一系列山脊、小冲沟和阶地等,发育醒目的断层陡坎。研究发现,罐罐岭断裂最新一次地震破裂发生在距今700～1200a之间,最大同震位移位于罐罐岭附近,全新世以来水平左旋最大错距达6m。

华北陆块东北缘张三沟岩组SHRIMP锆石U-Pb年代学研究及其地质意义

出露于华北陆块东北缘的张三沟岩组为一套变质火山-沉积岩系,前人根据变质程度和地层对比将其划归古元古代。本文通过SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,获得2517±9Ma、2518±7Ma和2534±26Ma原岩年龄,2439±24Ma、2464±73Ma和2433±71Ma变质年龄。这表明该套变质岩层形成于新太古代晚期,变质时代在新太古代末—古元古代初。结合区域资料,其变质年龄可能代表了古龙岗陆块与位于其北东侧的其它陆块(如佳木斯陆块)碰撞造山的时代,表明华北克拉通在新太古代末—古元古代初期经历过一次重要的克拉通化。

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震,结合以往研究结果,对跨断层资料进行了重新梳理,重点分析了1995年永登5.8级、2000年景泰5.9级、2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。结果表明：这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多,为13-23项不等;分布范围较广,震中距在600km范围内,相对集中出现在300km左右范围内,也有近震区异常;异常特征以逆断加速、趋势转折、活动加剧、突跳、大幅变化等为主;震前2-3年或稍长时间开始出现异常,震前半年至1年半时段异常集中出现,具有中期背景或短期前兆意义,异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。

东北地区晚古生代海相地层属于大陆边缘沉积的确定

东北地区晚古生代海相地层围绕佳—蒙地块呈环带状分布。岩屑长石砂岩等非稳定型沉积发育,岩性横向变化较大,岩相不稳定,火山岩发育等说明其属于活动型沉积。从佳—蒙地块的核心到边缘缝合带可见有古陆—类陆表海—陆棚海—深海的较为明显岩相带变化。从环带状分布、活动型沉积和构造岩相带有规律分布等方面确定东北地区晚古生代海相地层属于佳—蒙地块的大陆边缘沉积。

青藏块体东北缘近期地壳水平运动与应变积累

利用青藏块体东北缘2001—2004年、2004—2007年GPS水平运动速度场结果,借助负位错模型,研究该区当前的地壳水平运动特征与应变积累状况。分析表明:经昆仑山、玉门、民乐地震后一段时间的调整,2004—2007年青藏块体东北缘总体反映与长期背景场一致的应变场重构特性。祁连山断裂带东段应变大体维持2001—2004年的积累背景;祁连山断裂带中—西段、庄浪河断裂南段及甘南地块、河西走廊较2001—2004年应变积累有所增强;阿尼玛卿断裂带东段、秦岭北麓断裂存在应变积累趋势。

鄂尔多斯块体东北缘的P波速度精细结构

筛选出2009年以来26个台站记录的726条天然地震的7 100条P波到时数据和91 513条相对到时数据,采用双差层析成像方法反演了鄂尔多斯块体东北缘地壳浅层15km深度以内的P波速度三维精细结构。结果显示,研究区西北部存在明显的连续的高速体,高速体的横向面积随着深度逐渐增加,东部和南部则表现为相对低速的分布特征。速度横向不均匀性在各个深度都存在,但在不同深度上又有差异,这种速度横向分布的差异性与地震活动性和断裂构造具有一定的相关性。从0~15km的深度剖面看,地震多发生在相对高速区或者高、低速过渡区,这在一定程度上反映了区域地壳介质体比较脆弱,断裂构造在纵横方向上差异活动比较剧烈,易于吸收并储存应变能,产生了较强的地震活动。凉城一带的地壳下方存在1个"Y"字型的相对高速区通道,并与NW向展布的黑老夭-杀虎口活动断裂组对应,呈现了该区新近纪—第四纪玄武岩喷发的运移轨迹,而1976年和林格尔6.2级地震的发生更是与该部位火山喷发引起热力"焊接"后形成闭锁区段有关。文中给出的P波速度三维精细结构,为揭示鄂尔多斯块体东北缘的地壳介质体的物化性质及地震孕育的深部构造环境提供了直观的地震学依据。

川滇块体东北缘晚第四纪区域气候-地貌分析及其构造地貌年代学意义

地貌年代是新构造特别是活动构造定量研究的瓶颈问题。通过对川滇块体北东边界构造带所在的区域气候变化过程和地貌研究成果的综合分析,利用众多的年代学数据,从区域尺度对地貌的年代、形态和物质组成等特征对比分析,探讨了该区冰川地貌、河流阶地和冲洪积扇的演化特征,揭示了区域气候变化与区域性地貌演化存在的内在对应关系。气候变化产生的气温、湿度、降水量等变化控制了该区冰川地貌和流水地貌的演化。区域内冰川地貌主要是末次冰期的产物,对应于末次冰期两个冰阶,河流作用在7～10ka和1～5ka两个阶段改造末次冰期堆积地貌形成相应的侵蚀地貌。主要河流阶地发育对应于降水量剧烈变化的气候过程,其中形成三级阶地面的流水下切作用最强,随后堆积的深厚物质是二级阶地的主体,并一直没有被后期流水下切作用蚀穿,与气候变化的强度等特点对应。区内冲洪积扇主要有3个堆积时期,即3～5ka,7～10ka和20～25ka,主要发育在气候变化最剧烈的时期,大量的碎屑物形成并短距离搬运堆积。将区域分析综合的结果应运到康定南团结乡附近的地貌分析,可以很好的理解该区的地貌演化,用侵蚀改造的地貌演化结论否认了以前的堆积地貌认识,理清了地貌发育的年龄序列。综合分析与应用的结果表明,区域气候-地貌-构造系统研究对于活动构造年代学具有非常重要的意义。

陕甘宁青地区的地形变特征与强震活动

分析了陕甘宁青地区的地壳形变特征及其与强震的关系 ,结果表明 :(1)地壳形变特征存在时空差异性 ,不同地区地形变活动强弱与其至主要边界断裂带的距离存在相关性 ,主要边界断裂带附近地区相对活动强烈 ,远处则减弱。 (2 )不同时期各断层地形变活动强弱不同 ,既和构造应力场的变化有关 ,又与地震活动关系密切 ;断层垂直形变的逆继承性构造运动的活动时期远小于继承性构造运动的活动时期 ,且不同区域地壳构造运动发生转折的时间不尽相同 ,同时断层形变前兆异常亦存在时空差异性。 (3)多场地、大范围的断层活动异常可能与强震活动相呼应。

青藏块体东北缘地壳运动与孕震特征

为了探索昆仑山口西Ms8.1大震后青藏块体东北缘中强地震相对活跃的原因 ,利用近几年来的GPS观测资料 ,用有限元方法研究了该区的水平运动变形与孕震特征 ,结合其它成果分析得到 :1)昆仑大震对青藏块体东北缘的运动变形产生相当影响 ,对其西部的影响亦很大 ;2 )差异运动强烈区域发生中强地震的危险性较高 ,压性区可能是应变能积累的反映 ,而张性区的出现及规模可能是大震发生紧迫性及震级大小的反映 ;3)研究区的西部地区近年来一直是应变能积累较快的地区 ,从区域变形特征与强震的对应关系看 ,近一两年发生中强地震的危险性仍然很大。

基于GPS的青藏块体东北缘近期地壳水平运动与变形研究

以"中国地壳运动观测网络"工程1999-2001年GPS观测数据以及"大陆强震机理与预测"国家基础研究项目青藏块体东北缘GPS网1999,2001,2003年的观测资料为基础,应用GAM IT/GLOBK软件对数据进行精密解算,获得了青藏块体东北缘1999-2001年相对于鼎新基准站以及欧亚板块的水平运动速度场。结合板块构造以及大地动力学理论,对青藏块体进行了块体的划分,分析了块体间的相互作用,并进一步分析了该地区的地壳水平运动特征,得出了以下结论:(1)GPS技术用于地壳运动的监测是可行的;(2)1999-2001年期间,祁连-海原断裂带GPS运动位移与地质结果十分吻合;(3)印度板块与欧亚板块的碰撞以碰撞后印度大陆继续以50 mm/a的速度向北推进是青藏块体东北缘的运动动力;(4)甘青块体西部子块体以北东向挤压运动为主;东部子块体主要表现为以海原断裂带为北边界的顺时针旋转为主;(5)鄂尔多斯块体存在逆时针旋转运动,其旋转速度在块体西南侧的六盘山断裂带一带最大,向北至块体西北部明显减小。

青藏块体东北缘及其周围地区现今时空运动变形特征

依据非连续变形分析 (DDA)方法 ,考虑特定块体边界不同程度的适度侵入 ,利用 3期GPS观测资料 (1991、1999、2 0 0 1年 ) ,建立了青藏块体东北缘及其周围地区的一级块体运动模型和划分较细的、反映较小区域运动变形的较理想块体运动模型。模拟得到了研究区内北西西向大断裂间一级块体的运动变化特征、研究区主应变率场的分布特征及青藏块体北边界断裂的分段非均匀时空运动特征。

青藏块体东北缘平均波速比的测定及研究

利用兰州数字地震遥测台网观测报告,采用和达法计算出2001年1月—2007年6月发生在青藏块体东北缘2 953次地震的波速比值。将青藏块体东北缘按1°×1°、0.2°×0.2°分成小区,求出每个小区域内的平均波速比值。分析得出如下结论:(1)青藏块体东北缘平均波速比值在空间分布上有一定差异,甘东南(N34°以南)波速比值最高,祁连山地震带和西秦岭北缘断裂附近次之,甘肃中部最低;(2)青藏块体东北缘矿震分布区域和1°×1°的低波速比值区域一致,地震波速比值是判定矿震的可能依据之一;(3)地震波速比值随震级的增大而增大。所得的平均波速比值为研究青藏块体东北缘波速比值随时间变化有一定参考价值。