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2005年 第27卷 第4期    刊出日期：2005-12-08

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地震地质2005年第27卷第4期目录

2005, (4):  0-0. 

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研究论文

利用河流阶地限定活动褶皱的类型和生长机制:运动学模型

陈杰, Scharer K M, Burbank D W, 王昌盛

2005, 27(4):  513-529. 

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与生长地层类似,在活动褶皱生长发育过程中形成的河流阶地堆积、阶地面与褶皱陡坎记录了褶皱发育的详细过程,其基本几何结构主要受控于下伏褶皱生长的机制与类型。文中讨论了简单膝折带迁移(恒定翼间角)生长断弯褶皱与断展褶皱、翼旋转(恒定翼长)滑脱褶皱、膝折带迁移滑脱褶皱、膝折带迁移-翼旋转联合作用以及弧形弯曲枢纽膝折带迁移褶皱作用下河流阶地的几何结构以及阶地面与下伏基座岩层间的角度关系,提出了这几类褶皱生长与河流阶地相互关系的运动学模型,同时考虑了河流加积和下切侵蚀作用对河流阶地最终几何结构的影响。在这些模型中,变形河流阶地和褶皱陡坎的基本几何结构既具有相似之处,也有截然不同之处。因此,通过对河流阶地和褶皱陡坎的细致填图、测量和测年,不仅可推断其下伏活动褶皱的生长变形机制,而且可以估算褶皱的隆升速率和控制褶皱生长的断层的滑动速率。

西南天山明尧勒背斜的第四纪滑脱褶皱作用

陈杰, Scharer K M, Burbank D W, Heermance R, 王昌盛

2005, 27(4):  530-547. 

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通过对明尧勒活动背斜喀浪勾律克河剖面生长前地层和翼部生长地层几何结构的填图以及变形河流阶地的系统测量,结合磁性地层及释光年代学研究,认为该背斜的滑脱褶皱作用起始于距今约1.6Ma,其总体几何结构形成于褶皱作用的早期,但其生长扩展并不完全遵从自相似性特征。持续的缩短作用部分被褶皱翼部陡倾膝折带的加长所吸收(由此导致背斜波幅的增加),另一部分可能是通过不同时期褶皱翼部不同膝折带组的旋转和迁移来实现的。明尧勒背斜的持续构造抬升是背斜区河流下切形成多级基座阶地的主因。晚第四纪褶皱的生长以背斜的垂直抬升为主,主要集中在北翼近核部,背斜宽度变化不大。背斜不同时期的抬升量和抬升速率均大于其缩短量和缩短速率,表明明尧勒背斜的变形以翼旋转为主(Pobletet al.,1996)。背斜自形成以来缩短速率和抬升速率均有减小的趋势。

宁波地区第一硬土层的年代

尹功明, 王旭龙, 周本刚, 叶建青, 李建平

2005, 27(4):  548-555. 

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在长江三角洲、钱塘江及东海陆架广大地区的晚第四纪地层中发育若干层厚度不等的暗绿色、黄褐色的硬质黏土层,简称硬土层。最上面的硬土层称“第一硬土层”,第一硬土层之上为海相地层。第一硬土层一直被认为是全新统的基底而被作为划分全新统与更新统的重要标志层。文中对采自宁波地区第一硬土层及上覆海相层和下伏地层中的19个样品进行了光释光测年和¹⁴C测年,结果表明,第一硬土层的母体形成于45~55ka BP,它并非连续分布,局部被后期海侵剥蚀而未保留,与上覆海侵层是突变关系。在宁波地区,全新世的底界不能简单地划在第一硬土层和海相层之间,海侵可能早在晚更新世末期就开始发生了。

福州盆地埋藏晚第四纪沉积地层划分

郑荣章, 陈桂华, 徐锡伟, 朱金芳, 黄宗林, 李建平

2005, 27(4):  556-565. 

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文中以14个钻孔地层编录为基础,结合前人研究资料,初步总结了福州盆地埋藏第四纪地层的沉积特征。福州盆地沉积始于晚更新世中期(约56.5ka BP),由砾石、砂、黏土、淤泥组成,总体表现为从下至上粒度变细的沉积序列,地层岩性横向变化较大;盆地内发育3层淤泥,第1,2层淤泥发育于全新世中晚期,时代为1.44～7.86ka BP,为“长乐海侵”的产物,第3层淤泥发育于晚更新世晚期,时代约为44～20ka BP,为“福州海侵”的产物;盆地埋藏晚第四纪地层可划分为上更新统和全新统,分为4个组,从老至新分别为龙海组(Q³_pl)、东山组(Qhd)、长乐组(Qhc)与江田组(Qhj)。龙海组归属上更新统,划分为3段,其余3个组归属全新统。

新闻信息

全国第4次火山学术研讨会在北海召开

孙谦

2005, 27(4):  566-566. 

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由中国灾害防御协会火山专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会火山与地球内部化学专业委员会、IAVCEI中国委员会和广西地震局主办的全国第4次火山学术研讨会于2005年10月23日至26日在广西北海举行。来自中国地震局、中国科学院、高等院校、国土资源部以及香港大学等50余个单位的120余名代表出席了会议,代表中既有德高望众的老一辈科学家,也有年富力强的科研骨干,更有朝气蓬勃的新生力量。中国灾害防御协会、中国矿物岩石地球化学学会和北海市有关领导出席了会议。火山作用是联系地球各层圈——地核、地幔、地壳乃至大气圈和生物圈的纽带,火山学研究对探索地球奥秘、防灾减灾、保护环境、开发资源等方面具有重要意义。

研究论文

沉积物放射性元素含量对粒度及气候变化的响应——以福州盆地SZK1、SZK2钻孔地层为例

郑荣章, 徐锡伟, 朱金芳, 黄宗林, 李建平, 计凤桔

2005, 27(4):  567-577. 

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根据福州盆地2个钻孔地层放射性元素(铀、钍、钾)含量的变化特点,结合孢粉分析等结果,探讨了地层放射性元素含量变化与岩性、沉积环境的关系。沉积地层中的放射性元素含量与沉积物粒度、岩性等密切相关,在泥质沉积(如淤泥、黏土)中含量较高,在砂质沉积中较低,在砾石层中介于前两者之间。同时,放射性元素含量的高低还与古气候环境有关,温暖潮湿的环境放射性元素含量较高,凉爽干燥的环境含量较低。

海原断裂带刺儿沟古地震剖面炭屑¹⁴C年龄及其意义

尹金辉, 陈杰, 郑勇刚, 张克旗, 刘粤霞

2005, 27(4):  578-585. 

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在青藏高原东北缘海原断裂带刺儿沟古地震剖面上不仅保存了地震活动的崩积楔遗迹,还发现多层炭屑以及与人类活动有关的铁渣、陶片等遗物,文中运用¹⁴C测年法和经红外释光照射后的绿光释光测年法(Post-IR OSL)分别对剖面上的炭屑、烘烤黏土、沉积物等样品进行年龄测定和比对,获得了各炭屑层和人类活动遗迹的年代。测定的人类活动遗迹年代与海原周缘历史记载的强震发生时间序列比对结果表明,刺儿沟人类活动遗迹的形成可能与历史地震无关,过去以炭屑年代作为地层年代来限定古地震发生的时代,建立的古地震事件时序的结果可能不正确,上述工作为进一步研究海原断裂带的强震复发规律和海原地区考古提供了重要的基础资料。

西南天山明尧勒背斜河流阶地沉积物的光释光测年

王昌盛, 陈杰, 张克旗

2005, 27(4):  586-598. 

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晚第四纪细颗粒河流阶地沉积物的准确定年是当前光释光测年研究中的一个难点。利用简单多片再生法(SMAR)、单片再生法(SAR)等对新疆西南天山喀什前陆盆地明尧勒背斜喀浪勾律克河阶地沉积物样品的细颗粒石英光释光(BLSL)信号、混合矿物红外释光信号(IRSL)和红外后蓝光释光信号([Post-IR]OSL)进行测量。通过对比同一样品的细颗粒石英BLSL、混合矿物IRSL和[Post-IR]OSL的等效剂量值,认为细颗粒石英简单多片再生法是河流阶地沉积物释光测年最为适用的方法之一。对于细颗粒混合矿物而言,由于长石矿物的异常衰退,对于等效剂量De>70Gy的样品,其IRSL等效剂量值均偏小;其[Post-IR]OSL等效剂量值仍需慎重使用。通过对同一样品细颗粒石英多个测片的单片再生法等效剂量值分布以及简单多片再生法多个测片校正后天然释光信号强度的一致性判断,认为样品LEDL03-87q,LEDL03-86q和LEDL04-54q在沉积时的光晒退是不均匀的,采用最小等效剂量组分来计算沉积年龄。

新闻信息

2004年地球科学类期刊总被引频次和影响因子排序表

2005, 27(4):  599-599. 

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(据中国科学技术信息研究所,中国科技期刊引证报告2005年版)。

研究论文

吉林红旗岭地区造山后镁铁-超镁铁岩体的年代测定及其意义

张广良, 吴福元

2005, 27(4):  600-608. 

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吉林省中部红旗岭地区镁铁-超镁铁杂岩广泛发育,年代学资料表明,红旗岭-漂河川岩体形成于晚三叠纪(距今约216Ma),与该区A型花岗岩的年龄相当,但略微年轻一些。岩石学和地球化学特征表明,镁铁-超镁铁岩普遍可见包橄结构,橄榄石晶体平衡岩浆属于高MgO玄武质岩浆,微量元素和同位素模拟结果均显示岩浆源区主要为亏损地幔或新生岩石圈地幔。根据这些结果,同时结合相关研究,提出这些镁铁-超镁铁杂岩体的形成与该区大量造山后A型花岗岩带的形成相吻合,其形成主要是由于造山后期岩石圈板块的拆沉减薄效应,软流圈地幔上隆及大量幔源岩浆上侵,底垫于地壳底部,并经历了强烈的结晶分异作用。

K-Ar和Ar-Ar方法的精细测年及其检验

李大明, 李齐, 郑德文

2005, 27(4):  609-614. 

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活动构造研究、近现代火山研究、古地磁研究等要求K-Ar和Ar-Ar年代学方法不断向越来越小的年龄尺度和越来越精细的方向发展。文中以腾冲等火山地区的K-Ar和Ar-Ar年代学研究结果及实验方法研究结果为根据,对K-Ar和Ar-Ar方法的精细测年及其检验进行阐述。说明K-Ar和Ar-Ar年代测定结果是单个样品的单次测量结果,其影响因素包括样品因素和实验因素。为了提高测年结果的准确度和精确度,必须有严格而合理的野外采样和实验过程,并且在具体的地质样品年代测量之外,还应经常利用一系列可能的方法对实验结果进行检验。

细颗粒石英光释光测年:简单多片再生法

王旭龙, 卢演俦, 李晓妮

2005, 27(4):  615-623. 

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文中报道了细颗粒石英光释光测年中测量等效剂量的一种可靠技术——简单多片再生法。该技术的核心是引入单片再生法中试验剂量校正感量变化的功能,即在天然和再生多测片光释光信号测量后,再对各测片辐照以试验剂量,利用试验剂量的光释光信号响应对各测片归一化,同时校正可能发生的感量变化。从方法学上,这一技术具有以下优点1)试验剂量可以校正各测片的感量变化;2)对各测片归一化,克服了实验数据分散度的问题;3)通过对比简单多片再生法与单片再生法在测年中的表现,证实简单多片再生法可以克服单片再生法中可能发生的光释光信号的积累问题。最后,文中通过测定参考年龄样品,即洛川剖面末次冰期马兰黄土(L₁)的开始堆积年龄,验证了简单多片再生法的可靠性,即在提高测量准确度和精度的同时,更节约时间。

Quantulua-1220型低本底液闪仪的性能测定

郑勇刚, 尹金辉, 刘粤霞

2005, 27(4):  624-632. 

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Quantulua-1220型低本底高灵敏度液闪仪是¹⁴C测年系统中的关键设备,其质量直接影响¹⁴C测年数据的准确性,文中使用中国糖碳、合成本底和成对样品来评估新购置的Quantulua-1220型低本底液闪仪的本底、探测效率及仪器的长期稳定性等重要性能指标是否满足¹⁴C测年要求。测试结果表明,在一般工作环境下,液闪仪的本底低于0.5cpm,最大可测¹⁴C年龄估计值为48ka;由于猝灭因素引起的年龄偏差不超过100a,新液闪仪经过10个月的运行后,所测定的¹⁴C年龄具有可对比性。

Daybreak厚源α-计数仪的标定及测量影响因素的初步研究

王同利, 陈杰, 杨传成

2005, 27(4):  633-644. 

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年剂量测量是释光和电子自旋共振测年的关键之一。厚源α-计数仪(简称TSAC)是年剂量测量中的常用仪器。通过不同标准源的标定对比实验,对美国Daybreak公司582,583型低本底厚源α-计数仪的高压值(HV)和积分甄别器阈值(DISC)进行了标定。同时,对测量过程中的诸多影响因素如被测样品的氡逃逸、粒度、含水量、颜色以及ZnS闪烁屏的密度、测量时间等开展了初步的实验研究,并根据实验结果提出了针对本型号仪器在实际测量时的改进措施,以提高厚源α-计数仪的测量精度。

侧向应力扰动对断层摩擦影响的实验研究

崔永权, 马胜利, 刘力强

2005, 27(4):  645-652. 

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利用双向伺服控制装置,对含有与最大主压应力σ₁呈45°夹角的预切面的花岗闪长岩标本进行了摩擦实验,结果表明,在σ₁方向位移速率恒定、侧向应力σ₂恒定的条件下,粘滑间隔随滑动面上正应力的增加而增加,粘滑应力降也随滑动面上正应力的增加而呈线性增加。但当σ₂叠加了高频小振幅的正弦波扰动时,这种相关性发生了明显的变化,应力降大小和粘滑间隔的离散度均显著提高,特别是应力降可能会大幅度增加。与σ₁扰动的实验结果相比,σ₂扰动对断层粘滑的影响更为显著,这主要归因于正应力变化使滑动面的非均匀性加剧。

实验室声发射实验数据服务系统的构建

扈小燕, 刘培洵, 刘力强, 马胜利

2005, 27(4):  653-660. 

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在岩石变形声发射研究中,为了更好地探究声发射的物理特征,需要不断发展声发射数据的采集和处理技术。地震动力学国家重点实验室的声发射观测系统的记录能力在成倍提升,实验中产生的数据量也大幅增加,这对声发射数据存储、处理和系统地开展岩石变形声发射实验提出了挑战。针对用户的不同需求,文中构建的基于网络的实验室声发射实验数据服务系统不仅实现了数据积累,还实现了数据处理方法的积累和共享。加之与设备无关的声发射数据访问接口的实现,降低了数据访问与处理的门槛,提高了数据的使用率和处理效率。该系统能够满足科研和程序开发用户的需要,能够减少现有工作模式中存在的弊端,可以将其解决方案推广,应用于其它实验数据,提高科研工作效率。

突出地表热辐射场中现今构造活动信息的均值梯度法

陈顺云, 马瑾, 刘培洵, 刘力强, 陈国强

2005, 27(4):  661-668. 

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利用热辐射探索构造活动具有“强背景,弱信息”的特点。地表辐射的探测精度与构造活动引起的辐射增强同属一个量级,有效信息可能被淹没于反演误差之中。并且,获得足够的精度后如何突出构造活动信息也是难点。为了解决上述问题,文中提出一种新方法——均值梯度法。其基本特点是,首先利用长时间数据进行平均,以损失一定的时间信息为代价获取更高的数据精度。然后根据大气和构造活动对地表热辐射影响的不同,利用热辐射梯度突出正在活动之断裂带的空间展布。分析表明,该方法可为利用热辐射探测现今构造活动的时空变化提供一些信息,同时也可为地震危险区划提供帮助。

问题讨论

新发现的唐山地震大断层

邱泽华, 马瑾, 刘国玺

2005, 27(4):  669-677. 

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在对唐山地面塌陷的研究中发现了一条与唐山地震相关的大断层,该断层至少长90km,地面垂直错距3m,明显具有铲形正断层特点。该断层倾向NW,可分为南、北2段。南段的确定主要依据震后地面形变野外调查、水准形变资料、航片解译和石油地球物理勘探资料;北段的存在则有强烈线状喷沙冒水分布以及地震反射测深资料作为证据。唐山地震主震的余震大致分布在该断层地表出露迹线的NW侧,这种位置关系显示了新发现的断层对唐山地震的控制性。

专题综述

古地震¹⁴C年龄的日历年代校正

尹金辉, 郑勇刚, 刘粤霞

2005, 27(4):  678-688. 

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文中简要概述了古地震¹⁴C年龄转换成日历年龄的必要性和树轮校正曲线研究历史以及当前最新研究进展,并介绍了树轮校正方法和相关校正软件,分析了日历年龄区间变宽的原因,这将有助于正确理解¹⁴C年龄及其时间标尺的内涵。

科研简讯

城市活断层探测中钻孔岩心光释光样品的采集

王萍, 陈杰, 卢演俦, 刘进峰

2005, 27(4):  689-697. 

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钻孔岩心测年样品具有较一般地质样品更为复杂的影响因素,样品特征对年龄可靠性有非常重要的影响,且主要受钻进方法和采样过程的制约。采用回转钻进取全心的方法,对光释光测年带来的不确定性影响因素主要有扰动导致软弱土层、砂层的混染;泥浆渗入对样品的污染;挤压和摩擦生热对释光信号的可能影响等。除样品特征外,含水量的变化及放射性平衡状况等对钻孔岩心样品的年龄可能存在影响。释光测年样品的基本要求、测试技术和方法是野外正确采样的依据,针对城市活断层探测工作中钻探任务的一般要求,文中提出了岩心光释光样品采集的建议,并对年代测试时需要考虑的不确定性因素进行了讨论。

ESR测年研究中人工辐照吸收剂量的确定

林敏, 贾丽, 丁艳秋, 崔莹, 陈克胜, 李华芝, 肖振红, 尹功明

2005, 27(4):  698-705. 

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在ESR测年研究中,被测样品的年代是通过样品的古剂量与样品所接受的年剂量的比值得到的。古剂量则是在实验室内经放射性源的人工辐照模拟自然界的ESR信号增长情况获得的。因此,人工辐照样品吸收剂量的确定成为影响测年可靠性的一个重要因素。目前一般有两种方法确定测年样品的人工辐照吸收剂量值一种是剂量率法,即在辐照前利用标准剂量体系对辐照位置的吸收剂量率进行校准,然后在同一位置辐照被测样品,通过校准得到的吸收剂量率和辐照时间确定样品的吸收剂量,通常所用的标准剂量体系为硫酸亚铁剂量计;另一种是伴随法,即在辐照前将参考剂量计与被测样品一起放到辐射场中辐照,参考剂量计一般采用经标准剂量体系(如硫酸亚铁剂量计或量热计等)校准过的丙氨酸剂量计,照后由参考剂量计直接给出被测样品的吸收剂量。文中就确定吸收剂量的两种方法的可靠性进行了探讨,并利用两种类型的丙氨酸剂量计通过伴随法测定了被测样品的吸收剂量。结果表明,根据目前ESR测年研究中地质样品人工辐照的实际情况,利用伴随法通过参考剂量计确定被测样品的吸收剂量更为实用与可靠。

新技术应用

基于GPS观测资料反演庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带的滑动速率

周德敏, 甘卫军, 任金卫, 倪国辉, 宁树正

2005, 27(4):  706-714. 

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根据地质资料,首先建立庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带空间展布的三维几何模型和分段模型,并把地质方法大致推测或估计的各段滑动速率和滑动方式作为先验初值,通过三维深断裂位错模型对GPS观测站点速度场的最佳拟合,反演获得各断裂段的现今滑动速率。结果表明,马衔山北缘断裂有1.4～3.0mm/a的逆倾滑,且中部断层段有约3mm/a的左旋走滑;庄浪河断裂有0.6～1.2mm/a的逆倾滑,走滑分量不明显。这些滑动速率值均在地质方法的推测范围内,且模型预测的GPS站点速度与实际观测值在整体上取得了较好的吻合。本研究表明,对于庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带这样一些滑动速率相对较低且传统地质调查方法较难实施的断裂,基于GPS观测结果的滑动速率反演是一种有效的补充手段。

新闻信息

新构造年代学实验室简介

陈杰, 尹功明

2005, 27(4):  715-716. 

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中国地震局地质研究所新构造年代学实验室成立于1984年,1990年被批准为中国地震局开放实验室,丁国瑜院士为开放实验室主任。2003年底并入地震动力学国家重点实验室。现有研究和技术人员14名,其中研究员5名,8人具有博士学位;并且招收和培养相关学科的硕士和博士研究生。