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中国海-西太平洋地区典型剖面的重-磁-震联合反演研究被引量：8: 2018年; 重-磁-震联合反演是获取地壳结构的重要方法.此次研究,我们主要基于全球最新的水深、重磁异常、沉积物厚度等数据,结合实测地震数据和前人研究成果,分析了中国海—西太平洋地区的莫霍面展布特征,并利用重磁震联合反演方法获得了跨越中国海-西太平洋典型剖面的地壳结构和异常体分布,揭示了陆壳到洋壳的典型变化规律.结果表明,从浙江地区到马里亚纳俯冲带,地壳结构大致呈现由厚到薄、由老到新、由复杂到简单的特征.浙江地区(扬子块体和华夏块体)地壳结构复杂,三层结构明显,地壳内断裂带发育,并伴有广泛的岩浆侵入;东海地区莫霍面起伏剧烈,地壳厚度变化较大,冲绳海槽地壳明显减薄,是其过渡壳性质的体现;西菲律宾海盆、九州—帕劳海脊、帕里西维拉海盆、马里亚纳俯冲带等构造单元地壳结构相对简单,二层结构明显.其中,西菲律宾海盆和帕里西维拉海盆地壳内部磁异常变化较为剧烈,海盆扩张过程中形成的磁异常体分布广泛,地壳厚度(5~8km)明显小于陆壳;九州—帕劳海脊地壳厚度可达~20km,缺失中地壳,表现为岛弧地壳结构;同源的西马里亚纳岛弧和东马里亚纳火山弧地壳结构相似,浅层磁异常体分布广泛,西马里亚纳岛弧地壳厚度(~17km)略小于东马里亚纳火山弧(~20km),体现了裂离的不对称性;马里亚纳海槽具有正常的洋壳结构(~7km),但扩张中心未发生明显破裂.对比各构造单元地壳结构的异同点,我们进一步认识到,陆壳与洋壳之间不是孤立的,陆壳可能会演化出洋壳的结构或组分,板块的演化总是处于动态循环过程中.此研究加深了我们对中国海—西太平洋深部构造特征的整体理解,促进了我们对大陆边缘演化与板块相互作用的认识,深化了我国管辖海域及邻近地区的基础地质调查.; 张正一范建柯范建柯董冬冬; 关键词：地壳结构

裂隙充填型天然气水合物的地震各向异性数值模拟被引量：1: 2015年; 裂隙充填型天然气水合物广泛发育在深水盆地的泥质沉积物中,呈结核状或脉状充填于近似垂直的高角度裂隙中,导致含水合物层出现明显的高电阻率各向异性异常,但是地震波传播的各向异性特征目前还不清楚。本文以印度克里希纳-戈达瓦里(K-G)盆地NGHP01-10井的速度、密度和地层倾角等测井数据为基础,建立含水合物层地质-地球物理模型,运用弹性波方程的交错网格有限差分数值分析方法,模拟了各向同性和各向异性条件下均匀和层状水合物层的地震波响应特征与传播规律。地震波正演数值模拟结果表明,对裂隙充填型水合物层,基于各向异性的地震波速度和振幅与各向同性有明显不同,不但各向异性的水合物层内部反射明显多于各向同性的情况,而且各向异性情况下,其平均速度也要高于各向同性情况下的平均速度。; 钱进王秀娟董冬冬吴时国; 关键词：天然气水合物裂隙各向异性数值模拟

山东地区地壳P波三维速度结构及其与地震活动的关系被引量：16: 2016年; 利用山东及周边区域地震台网1975—2014年1月期间记录到的1369个地震的13781个P波到时数据对山东地区地壳结构进行了层析成像研究.结果表明,山东地区地壳速度结构存在明显的不均匀性.沂沭断裂带介质速度结构复杂,呈现明显的分段特征,两侧块体速度存在差异,具有块体边界的构造特征.鲁西断块20km以下深度处存在大规模的低速异常区,这与该地区始新世发生的大规模滑脱拆离构造有关,可能产生于太平洋板块的西向俯冲导致地幔热物质沿沂沭断裂带向上并向西涌动.历史大震及ML4.0以上中强震大部分为走滑型地震,主要发生于高低速异常过渡带且有深大断裂穿过的地区.震群主要发生于低速体上部或周边,且震源深度优势分布在中上地壳,这与地下介质富含流体并导致应力集中有关.; 苏道磊范建柯吴时国陈传绪董晓娜陈时军; 关键词：地震层析成像地震活动性

马尼拉俯冲带的地震层析成像研究被引量：10: 2014年; 基于国际地震中心的P波走时数据和层析成像反演方法，获得了具有较高分辨率的马尼拉俯冲带的深部速度模型．结果表明，（1）高速的南海俯冲板片沿马尼拉俯冲带的俯冲形态随纬度发生变化，在14°N和16°N之间，板片俯冲角度较大，俯冲深度可达400∽500km，在17°N附近，俯冲板片角度和深度较南部变小，而在18°N附近，俯冲板片以近垂直角度俯冲到地幔转换带；（2）17°N和18°N之间俯冲角度的变化意味着南海板片发生了撕裂；（3）在14°N附近，南海板片由300km以上的近垂直俯冲转为200∽300km深度的近水平展布，与震源分布存在较大的差异，表明南海板片发生了撕裂，并且导致410km间断面抬升．根据成像结果计算的不同位置南海板片的俯冲长度和时间表明，南海板片俯冲之前的面积为现今面积的两倍，14°N最先开始发生俯冲，并由南向北扩展．; 范建柯吴时国; 关键词：地震层析成像菲律宾海

南海共轭被动大陆边缘洋陆转换带构造特征被引量：8: 2015年; 南海被动大陆边缘洋陆转换带与典型洋陆转换带相比有其特殊性,南海共轭被动陆缘的构造运动、火山活动以及海底地形的差异表明南、北洋陆转换带具有不同的构造特征。本文利用多条多道地震反射剖面和重力异常数据,研究南海共轭被动陆缘洋陆转换带构造特征差异性,探讨南海被动陆缘的类型和伸展模式。南海北部陆缘洋陆转换带可以划分为两种类型:一类以前缘铲状断块为界与洋壳区分,发育有裂陷期断陷、火山带(埋藏海山带)和不十分发育的向海倾的掀斜断块带;另一类则以海山为界,发育裂陷期断陷、宽缓的低凸起和火山或海山。深反射地震特征显示出了下地壳高速层的存在。南部以裂陷期断陷和明显的向海倾的掀斜断块为特征,以前缘铲式断层为界与洋壳区分。自由空间重力异常由陆向海从高异常值过渡为低异常值再到高异常值,预示着地壳由陆壳→过渡壳→洋壳的变化。结果表明,南海共轭被动陆缘更可能属于非火山型被动大陆边缘,其洋陆转换带的构造差异主要受岩石圈差异伸展变形控制。; 高金尉吴时国彭学超董冬冬范建柯贾连凯周金扬; 关键词：被动大陆边缘珠江口盆地

西太平洋雅浦俯冲带的地貌及地层结构特征被引量：8: 2017年; 2015年中科院海洋所在西太平洋雅浦海域首次开展了综合地球物理调查,并同步采集了重磁震及多波束、浅地层剖面等数据,主要利用采集的多道地震剖面及多波束数据研究了雅浦俯冲带主要构造单元的地貌及沉积地层结构特征,并进一步探讨了加罗林洋脊俯冲作用下的构造特征。研究表明弧后的帕里西维拉盆地为区域沉积中心,最厚处可能发育近千米沉积层,而雅浦海沟内未发育明显水平沉积,以俯冲侵蚀作用为主;加罗林俯冲板片之上的加罗林洋脊因其特殊的地形地貌改造了俯冲带的构造发育特征,可能造成了岛弧岩浆作用的南、北部差异;揭示了雅浦海沟北段的地貌及地质结构细节特征,认为加罗林洋脊的高地形可能导致了海沟附近的俯冲板片更大的挠曲拉张量,从而形成垒堑构造带;为索罗尔海槽的盆地张裂结构提供了多道地震剖面证据,并推测了海槽的形成年代。; 董冬冬张广旭钱进范建柯张正一张国良; 关键词：多道地震

板块俯冲侵蚀雅浦岛弧的地形制约被引量：13: 2017年; 俯冲侵蚀是一种将地壳及岛弧物质从弧前搬运走的地质过程,会导致弧前物质的缺失,这种地质过程普遍地出现在汇聚型板块边缘。雅浦海沟位于加罗林板块与菲律宾海板块之间,是一个活跃的俯冲带。利用2015年中科院海洋所在西太平洋雅浦海采集的最新的多波束和地震数据,给出了雅浦海沟发生俯冲侵蚀的直接证据:(1)雅浦海沟具有异常短的沟弧间距(41km);(2)海沟呈不对称的"V"字形,增生楔缺失;(3)俯冲板片基底起伏程度大,加罗林洋底高原上洋脊、海山、地垒地堑构造发育;(4)海沟内壁斜坡较陡,弧前斜坡坡度的平均值约8.69°,雅浦海沟的弧前增生楔缺失。揭示了雅浦海沟南北两侧俯冲侵蚀模式的差异,北部的俯冲侵蚀主要由于洋底高原上地垒地堑与上覆板块的摩擦造成,板块之间可能不是直接接触,存在"剥蚀带";南部的俯冲侵蚀主要由于洋底高原上的海山与上覆板块的摩擦造成,板块之间可能是直接接触的。; 张正一董冬冬张广旭张国良

南海共轭大陆边缘的构造对比及差异伸展模式被引量：11: 2014年; 南海陆缘的伸展模式虽被广泛研究,但目前为止仍存在争议.本文基于最新的高质量多道地震数据、水深数据及其他地球物理资料,开展南海共轭陆缘构造不对称性的对比研究,并在此基础上探讨南海陆缘的伸展模式.揭示了南海陆缘在地形地貌、基底构造和陆缘断裂发育等方面具有空间差异性.在南北方向,北部陆缘基底呈现向海方向的阶梯状下降,而南部陆缘主要发育宽阔的掀斜断块基底,深度变化不大.两侧的断裂发育也具有不同的特点,在南部陆缘识别出大型拆离断层体系;在东西方向,南海东部和西南次海盆的陆缘分别发育了不同的构造单元.提出一种差异伸展模式解释南海陆缘空间差异的成因,认为拆离断层在南海新生代演化过程中发挥了重要的作用.以拆离断层为界,古华南陆缘上地壳主要发生单剪变形,而下地壳和上地幔则以塑性纯剪变形为主,上下两部分的形变区域在横向上具有不同的偏移距离,使得位于下板块的南部陆缘发育了不同的构造单元.南海东部较大的偏移距离导致边缘高原(礼乐滩)的发育,而西部较小的偏移距离则形成外部隆起(郑和隆起).现今南海的演化过程可能受到古南海关闭不同时性的影响.; 董冬冬吴时国李家彪Thomas LUDMANN; 关键词：拆离断层

鲁西隆起地壳厚度和泊松比及其地质意义被引量：4: 2015年; 鲁西隆起是华北克拉通东部重要的伸展构造,为分析鲁西隆起地区地壳结构特征,本文通过选取2010-2013年鲁西隆起及周边地区28个地震台站记录的102个远震波形（MS〉6.0、震中距30°~90°）,利用远震接受函数方法获得各台站下方的地壳厚度、泊松比值,结果显示：鲁西隆起地区地壳厚度值大致在29.9~36.1km之间,地壳厚度最小的区域位于北部地区,总体表现为南北向的变化特征,向南逐渐增大;相反,鲁西隆起北部地区的地壳平均泊松比值最大,向南逐渐减小.根据地壳厚度、泊松比分布特征,本文认为鲁西隆起地区的地壳结构特征是由地幔的主动上涌及对地壳的热侵蚀作用造成,这在北部地区表现最为典型.鲁西隆起伸展构造的形成是华北岩石圈减薄过程中地壳响应的结果,表明中生代华北岩石圈减薄过程存在明显的热侵蚀作用.; 苏道磊吴时国申金超张斌刘晨董晓娜陈时军; 关键词：鲁西隆起地壳厚度泊松比

基于叠前地震数据和岩石物理的游离气定量估算方法——以印度Krishna-Godavari盆地NGHP01-10A井为例被引量：6: 2016年; 天然气水合物稳定带下方游离气分布模式、气体含量及其对水合物富集成藏的指示是水合物研究中的难点,而利用振幅随偏移距变化（Amplitude Versus Offset,AVO）与岩石物理模型能够对游离气含量进行地震定量解释.我们对印度Krishna-Godavari（K-G）盆地的地震资料进行了叠前保幅处理,在测井数据和层位标定的基础上,基于等效介质岩石物理模型和AVO正演模拟定量估算了NGHP01-10A井的游离气饱和度,发现水合物下方的游离气饱和度与其分布模式有关.游离气呈均匀分布时饱和度为孔隙空间的0.3%~0.4%,而块状分布时为3%~4%,该结果与NGHP01-10D实测计算的泊松比交汇分析结果吻合很好.最后再根据干燥岩石骨架的泊松比反演结果进一步判断游离气分布为均匀分布,其饱和度为0.3%~0.4%.; 钱进王秀娟董冬冬吴时国Sain Kalachand叶月明; 关键词：天然气水合物岩石物理 AVO

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中国科学院战略性先导科技专项(XDA11030102)

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