全球地震、火山分布及其变化特征

地震和火山都反映了地球表层的构造活动,因而地震活动区往往也是火山活动区。根据全球大震、火山活动目录,分析研究了全球地震、火山分布的特征。描述了各区的地震、火山活动分布,总结了地震、火山活动强度的时、空分布特征。全球地震、火山活动可以分为碰撞带、大陆区和大洋区。大陆地震以其片状的分散分布而不同于板块边缘的带状分布,大陆火山活动比大洋火山更受应力场的影响。大洋区地震活动相对较弱,岩浆活动主要是平静的岩浆溢出与洋中脊的扩张,往往没有形成火山喷发。有记录的火山喷发主要来自深部地幔的热柱。俯冲-碰撞活动区地震活动与火山喷发最强烈,大角度俯冲的弧后火山活动最强,当板块运动方向与板块边缘走向成小角度相交时,缺少正面俯冲的动力,火山活动相对平静。>500km深震的地段,火山活动较弱。火山与地震强烈活动的大多在大地水准面(Geoid)异常高的区域。地震与火山平均纬度随时间表现出同步的变化外,火山和大震活动也显示了大致同步的变化。

全球火山活动分布特征

根据全球活动火山目录 ,分析研究了全球火山分布的特征 ,描述了各区的火山活动分布 ,总结了火山活动强度的时、空分布特征。全球火山活动可分为三大区 ,西太平洋火山活动区 ,主要与太平洋板块向北西西方向的俯冲活动有关 ;东太平洋火山活动区 ,主要与太平洋东面的小板块 (胡安德富卡板块、科科斯、纳斯卡板块 )向美洲板块的俯冲有关 ;大西洋火山活动区 ,与大西洋和非洲的裂开 ,以及地中海带的活动有关。不同火山区带具有各自的最大喷发等级与相应的复发周期。一条火山弧上活动强度的分布往往是不对称的 ,意味着火山弧在整体上有其动力学的控制机理。火山活动显示了随纬度成带状分布。在 - 10～ 0° ,10 2 0° ,30 4 0°,5 0 6 0°分布有高值带。火山喷发活动还与当地的重力势有关 ,重力势正异常可能与高的正压力有关 ,有利于产生特大喷发。火山活动与大角度的正面俯冲带的弧后火山活动最强 ,当板块运动方向与板块边缘走向成小角度相交时 ,缺少正面俯冲的动力 ,火山活动相对平静。

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。

长白山天池火山地震活动与西北太平洋俯冲带内中深源地震关系的研究

根据长白山火山活动的地球动力学背景,综合分析西北太平洋俯冲带俯冲作用所引起的中深源地震与长白山火山地震活动及温泉流体化学气体释放变化趋势的关系。认为在北纬35°以北,西北太平洋板块俯冲作用引起的地幔对流的扰动作用下,长白山火山活动从1999年至目前大体经历了3个阶段:1999年6月至2002年5月为扰动起始阶段,2002年6月至2004年为扰动增强阶段,2005年至目前为扰动衰减阶段。在分析了3个阶段内长白山火山地震活动及温泉气体释放特征的基础上,讨论了长白山天池火山目前的活动状态。从日本海至中国东北深源地震区地震活动期和平静期存在的韵律性活动过程出发,对长白山天池火山未来喷发的可能性进行了分析。

1597年10月6日“珲春—汪清深震区”M≥8地震触发的湖震和火山喷发

探讨了1597年10月6日(明万历二十五年八月二十六日)地震的烈度特征,地震伴随的湖震和火山喷发,以及地震类型与规模.结果表明,1597年10月6日地震为可能发生在"珲春—汪清深震区"的一次M≥8深源地震;地震在中国东部地区产生了广泛的湖震,其多种形态可与1775年葡萄牙里斯本地震产生的湖震比拟;地震触发了望天鹅火山的一次中小规模爆发式喷发,其地点在中国吉林省长白县境内.

全球变化与海岸海洋科学发展

研究海陆过渡带的表层系统作用过程、环境资源特性及发展变化规律,与人类生存发展关系密切。全球气候与海平面自然变化、全球性频繁的地震、火山构造活动研究及国际海洋权益之重新组合,促进海岸海洋科学的新发展。

基于高精度GPS监测龙门山断裂带中段及邻区现今地壳活动性研究

高精度GPS测量是研究现今地壳运动和地壳形变的重要手段之一.龙门山断裂带一直备受地质学者关注,尤其是2008年5月12日汶川大地震发生以后,对龙门山断裂带的研究提出了许多新的认识.汶川大地震后通过对1991年至2008年龙门山断裂带长期GPS监测成果(0.3～7mm/a)的分析、研究总结后认为这种低速率断层经过长期缓慢的能量积累,同样能够产生大地震;近期(2008～2010年)GPS观测数据结果揭示,龙门山断裂带中段及邻区的地壳运动速率由地震前的0.3～7mm/a,提高到4～57mm/a,分析认为在观测期内龙门山断裂带中段及邻区正处于一个震后应力释放期,这种应力释放可能还将持续相当长时间,影响着龙门山断裂带现今的活动性.今后一段时间龙门山断裂带可能仍处余震的高发期,需引起关注!对于今后龙门山活动性是否已经进入一个新的活动期,还需要进一步长期的高精度监测来确认、修正.

山西分区地壳速度模型的建立及应用

将山西地区划分为北部、中部和南部3个区域,利用2009~2019年山西省及周边50 km范围内的地震事件波形资料,使用线性拟合、折合走时及Hyposat批量定位等方法确定各分区的地壳速度模型。采用批量定位比较残差、PTD方法测定震源深度及非天然地震事件检验等方法对分区模型进行验证,结果显示,相对山西2015速度模型,分区模型的适用性更佳,两者的差别主要体现在P波在上地壳和莫霍面的传播速度及莫霍面深度方面。分区模型显示,P波在上地壳的传播速度由北向南逐渐变小,而在莫霍面的速度则逐渐变大,莫霍面深度表现为北厚南薄。北部区域上地壳速度偏高,莫霍面速度偏低,地壳厚度较厚,可能是受大同火山的影响;南部区域上地壳速度偏低,推测是由于巨厚沉积层所致。

近年来全球地震与火山活动分析

1990年日本云仙岳火山和1991年菲律宾皮那图博火山喷发,引发了菲律宾海板块西缘的活动。全球板块运动以及相应的地震、火山活动进入一个新的阶段,特大地震活动以南半球为主,发生了2004年苏门答腊Mw9.1大震(Mw是矩震级),2010年智利Mw8.8级大地震。火山活动也有类似表现,两个VEI≥5(VEI是火山爆发指数)的喷发都发生在南半球。2011年日本仙台东发生Mw9.1级大震造成巨大的灾难,也影响了世界地震活动的格局。考虑到1933年日本三陆大震后的图像,日本弧大震可能没有完全改变全球活动格局。

全球地震及火山的分布特征及其变化关系

根据全球地震和火山的分布特征,发现全球的地震和火山具有相似的活动区,其活动区与板块运动密切相关.全球的地震和火山活动区大致可以分为大陆活动区、大洋活动区和俯冲-碰撞带.根据近一个世纪内地震和火山发生强度的大小,将全球的地震和火山活动划分为四个时期,通过分析全球地震和火山分布的平均维度曲线,发现地震和火山在时空上具有同步变化的特征,这很可能与板块的运动密切相关,但局部却显示出不一致性.

美国新马德里地震带的震间应变积累

使用全球定位系统（ＧＰＳ）卫星接收仪在美国新马德里地震带重新测量了历史上的三角网，并据此估算了震间应变速率．使用的观测资料包括５０年代初期在这个地区２０多个测站上获取的三角测量数据，以及在这些测站上于１９９１年和１９９３年所取得的ＧＰＳ测量数据．在整个网内的平均应变速率为每年０．１４１±０．０２５微应变．最大主压缩轴方向为ＮＥ８９°±６°．这一实测平均应变速率的数量级与考古地震研究和地震活动速率关于大地震重复周期在新马德里地区大约为５００－１０００ａ的估计相吻合．在美国中部进行的原地应力测量指出，该地区的最大主任应力轴为ＮＥＥ向，本文关于最大主压缩轴方向的结果与此相－致．

汤加-克马德克俯冲带的地质构造与地震火山特征

2022年1月15日西南太平洋的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生了爆炸式的剧烈喷发,吸引了全球的关注。洪阿哈阿帕伊岛海底火山位于汤加-克马德克俯冲带,综合前期研究结果,对汤加-克马德克俯冲带的地质构造特征、地震和火山分布进行初步分析,发现:(1)从汤加-克马德克俯冲带弧前向海方向直到俯冲的太平洋板块,构造上主要表现为大规模正断层。(2)路易斯维尔海山链的俯冲将汤加-克马德克俯冲带分为北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带,沿汤加俯冲带板块汇聚率为67~84 mm/a,沿克马德克俯冲带板块汇聚率为41~58 mm/a,板块俯冲速度的差异造成汤加俯冲带和克马德克俯冲带目前俯冲深度的不同。(3)在路易斯维尔海山链以北,太平洋板块上覆沉积物厚度不足0.4 km,而在南侧达到1 km左右,由于俯冲板块上覆沉积物厚度的差异而造成北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带孕育地震能力的差异。这些认识对研究该俯冲带的火山喷发机制、大地震成因机理及其灾害风险具有重要意义。