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地壳的裂隙分布和渗透性是随时间演变的,在较长的时间尺度下,化学反应过程、生物和构造过程都可改变裂隙和渗透率,从而改变流体和地热在地层中的传输。深部的地下裂缝的传统研究方法需要三维、昂贵的主动震源高频勘探地震成像技术等,但这类技术只能探测较大(长度为数百米)的裂缝,而天然地震波的频率太低、波长太长,无法探测到浅地壳地层的裂缝。能否发展探测浅地壳裂缝的新方法一直以来都是国内外迫切关心的问题。
俯冲带是地球上板块构造活动最为活跃的区域之一,孕育了地球上绝大多数的大地震。俯冲带如何产生地震,一直以来都是科学家最为关心的问题。要研究该问题,需要对俯冲大断层滑动的时空特征进行精确厘定,然而俯冲地震前后(即震间和震后)的断层滑动非常难以限定,因为地表形变观测结果(如GNSS/GPS、InSAR、水准测量等)不仅蕴含了断层运动的信息,还包括地幔流变及其空间结构的影响。具体而言,在俯冲地震周期过程中...
全球动力学变化,或者叫低频动力学变化,通常包含低阶重力场带谐系数 (例如J2)变化,三维地球自转变化(极移和日长变化)等,这些参数的变化主要来自于内部圈层的质量交换,故能够揭示不同时空尺度下的固体地球系统的动力学以及地表流体的质量运输过程。
北京时间2022年9月5日12点52分 (UTC 2022-9-5 04:52:20) 在我国四川省泸定县发生了M6.8级地震。地震发生后,我们从IRIS数据中心下载了地震数据资料用于研究地震震源机制和震源破裂过程。选取其中信噪比较高并且沿方位角分布比较均匀的19个远场P波波形(震中距位于30°<△<90°范围之内)和21个SH波波形资料进行点源模型的震源机制解反演;根据反演结果构建有限断层模型进...
新特提斯洋闭合以及后续的印度-欧亚大陆碰撞是全球标志性构造事件之一,对新生代气候环境和生态系统造成了重大影响。新特提斯洋时期,印度板块异常快速地(~20 cm/yr)向北漂移,造成了印度-欧亚大陆的强烈碰撞。印度板块高速漂移的动力学机制长期存疑,目前学术界存在两种不同的解释模型。第一种模型认为印度岩石圈的减薄导致漂移阻力减小(Kumar et al., 2007)。第二种是新特提斯洋双俯冲模型。认...
地震滑坡是地震诱发的次生灾害,往往造成惨重的人员伤亡和巨大的财产损失,而认识边坡的动力响应规律是评价边坡地震稳定性、工程岩体抗震设防和地震滑坡区域预测的关键。众多的震后调查和试验也发现,边坡顶部存在明显的地震动放大现象,是造成边坡失稳的重要原因。然而,影响边坡动力响应的因素众多,主要包括震源特征、传播路径、场地特征等,其涉及岩土体动力学、地球物理学等多学科交叉,极其复杂,加之单面边坡只有一个自由面...
西太平洋板块的岩石圈在日本岛弧俯冲进入深部地幔。由俯冲回退造成的地幔对流驱动了大陆裂解,弧后盆地扩张以及边缘海的形成 (Martin, 2011)。然而,西太平洋板块和菲律宾板块的共同俯冲作用 (图1)导致了复杂的岩浆活动和多种模式的地幔对流,因而使得对日本海张开机制的解释存在巨大争议 (Van Horne et al., 2017)。日本海形成之前的晚白垩世,日本列岛曾经是亚洲大陆东北边缘的一部...
火山区域发生的地震事件会携带火山内部流体迁移的信息。在爆发性火山喷发期间,喷发所激发的地震事件通常可以由区域或者全球地震台网观测到。在火山喷发间歇期间,火山内部岩浆供给系统中流体迁移所激发的重复性火山地震事件却只能通过靠近火山口的观测网络进行观测研究。然而,对于能否可以有效评估火山喷发的可能性和危害性来说,系统地认知活火山内部微弱重复性地震事件显得更加重要。因此,探讨能否使用远距离地震台网来系统理...
自板块构造运动启动以来,大陆地壳物质被认为主要通过俯冲相关的岩浆活动等方式产生,又通过俯冲侵蚀等方式被破坏。相关统计研究表明,目前全球大陆地壳的新生速率近似等于大陆地壳的破坏速率,意味着全球大陆地壳的净生长趋近于零(Clift et al., 2009)。但这种大陆地壳总量的收支平衡在地球历史中并非总被保持。大量研究显示,在不同的历史时期存在着一些大陆地壳净生长的高峰期,它们在时间上与超级大陆的形...
当地时间2020年8月4日下午,黎巴嫩首都贝鲁特港区一仓库发生剧烈化学爆炸。据美国地质调查局报道,该事件的发震时刻为UTC时间2020年8月4日15时8分18秒,震源深度0千米,震中位于北纬33.901度,东经35.519度(图1) ,爆炸引起的震动相当于一次ML3.3级地震。此次爆炸事件产生了广泛影响,同时也留下大量观测数据,为利用地震学方法检测爆炸事件属性及测量有关爆炸参数提供了条件。
同震滑坡是最具破坏的地震次生灾害之一,可以造成大范围严重的破坏,尤其是山区,了解同震滑坡的易发性控制因素是预测潜在地震区同震滑坡易发性、危险性和风险性的基础,对防震抗灾具有重要意义。然而,控制同震滑坡发生的因素众多,包括气象水文、地形地貌、地质构造、地层岩性、岩体破碎程度、同震断层、地震、场地烈度、人类活动、土地利用等,各个因素之间相互影响,相互依存。为此,前人发展了信息量法、主成分分析法、频率比...
世界上很多大城市,如旧金山、洛杉矶、东京,以及我国的北京、重庆、成都等处于活动断层带上,地震风险等级较高。城市区域较高的人口、建筑密度,一方面增大了地震灾害的风险;另一方面,人类活动产生各种强噪声,极大地污染了地震记录,降低了检测灵敏度,增加了误检测率,为地震监测带来了困难。因此,压制城市地震噪声水平,提高信噪比,进而加强地震监测能力对高风险城市区域的防震减灾具有重要的意义。
多尺度地震波数值模拟可以同时兼顾大尺度宏观效应和小尺度精细结构,从而有效地节省计算量,在实现过程通常需要对局部模型进行细化。基于有限元方法的域缩减法,可以灵活处理局部复杂结构和起伏地表的跨尺度问题,是实现多尺度模拟的常用手段之一。在处理过程中,过渡区域需要对外域(粗网格)波场进行插值,实现上采样,以适应内域(细网格)的波场(图1)。然而,常用的波场插值方法精度较低,通常只能实现较小的上采样倍率(M...
波场分离方法可以剔除地震数据中的干扰信号,保留有效信号,在数据处理领域具有重要地位。传统滤波方法需要在变换域设置衰减带,然而,衰减带过宽将导致信号和噪音无法有效分离,过窄则会引入数值假象。
地震波正演模拟是逆时偏移(Inverse time migration,RTM)和全波形反演(Full-waveform inversion, FWI)的基础,在地震数据处理过程中起着关键作用。与传统的时间域方法相比,频率域方法具有适合多炮计算、便于模拟粘滞效应、易于并行运算等优点。频率域弹性波正演模拟中的传统9点方法(图1a)适用于任意不等的空间采样间隔,具有很强的灵活性,但需要很细的网格划分才...

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