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2025年 第47卷 第6期    刊出日期：2025-12-20

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第47卷第6期目次

2025, 47(6):  0-0. 

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综述

(U-Th)/He定年矿物适宜性探讨

杨莉, 杨静, 张斌, 袁万明, 李肖, 叶张煌

2025, 47(6):  1495-1525.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240050

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磷灰石和锆石的(U-Th)/He定年方法得益于成熟的⁴He扩散模型及对低温事件的高度敏感性, 成为揭示成矿时代、 隆升剥露、 地貌演化、 沉积盆地热历史及深时热年代学等关键地质事件的关键技术。该方法已扩展到榍石、 磷钇矿、 金红石及石榴石等多种矿物, 适用于较老变质热事件(3 950Ma)的研究, 例如金伯利岩侵入时代的厘定和克拉通埋藏与剥露历史的重建。此外, 独居石、 石榴石和橄榄石的(U-Th)/He定年方法有望解决年轻火山岩(2.0ka)的定年问题, 并提供新的认识; 将其利用于赤铁矿、 磁铁矿及萤石等矿物, 使得矿床直接定年成为可能。针对针铁矿的研究为了解极年轻地质事件(0.4Ma)的降水和风化时间与速率提供了新的方法, 从而为大陆地表重建贡献了重要信息。方解石、 牙形石和海百合等矿物的应用丰富了沉积盆地演化研究的工具箱, 而对陨石的研究为理解行星形成和演化提供了独特视角。尖晶石、 钙钛矿、 绿帘石等矿物凸显出其在未来地质年代学研究中的潜力。研究者若想成功应用(U-Th)/He方法并获取高质量的年龄数据, 需要深入理解不同矿物的晶粒尺寸、 环带成分效应、 内部晶格损伤、 铀丢失效应、 包裹体、 矿物纯度及封闭温度等因素。文中概述了不同(U-Th)/He定年矿物的特征及应用领域, 汇总归纳了数据偏离的可能因素, 并指出相应的解决措施, 旨在帮助研究者正确理解(U-Th)/He年龄及其时间标尺的内涵, 从而进一步促进(U-Th)/He方法的发展。

研究论文

2024年1月23日乌什M_S7.1地震序列M_S≥4.0余震活动的潮汐触发特征

蒋海昆, 宋金

2025, 47(6):  1526-1545.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240055

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2024年1月23日新疆乌什发生 M_S7.1 地震。乌什 M_S7.1 地震为逆冲型破裂, M_S≥4.0的余震大多发生在2024年2月25日 M_S5.8 最大余震之前的早期阶段。余震分布尺度约62km, 沿迈丹-沙依拉姆断裂东北段大体上呈NE-NEE向展布。乌什序列M_S≥4.0余震的发生时间具有显著的半月潮大、 小潮触发特征。进一步研究显示, 乌什序列大潮时段的较强余震活动, 主要与主震破裂面节面 Ⅰ 上潮汐ΔCFS持续增强趋于峰值的变化过程有关, 而小潮时段的较强余震起伏则可能与震源机制节面 Ⅱ 上潮汐ΔCFS自峰值时段开始的转折下降有关。从潮汐应力分量具体来看, 乌什序列M_S≥4.0较强余震在半月潮朔、 望大潮时段的起伏, 主要缘于节面 Ⅰ 上的最大潮汐正应力σ_n及同时期持续增大的潮汐剪应力τ_n共同作用的影响; 而上、 下弦小潮时段的较强余震活动, 则主要缘于最大潮汐剪应力τ_n及同时期持续增大的潮汐正应力σ_n两者共同作用的影响, 被触发地震的发震断层的产状与主震震源机制的节面 Ⅱ 可能较为接近。研究结果还显示, 乌什序列70%的M_S≥4.0地震具有显著的半日潮触发特征, 其中64%震例的震源机制2个节面均显示受半日潮触发影响, 这与乌什 M_S7.1 地震及多数M_S≥4.0余震逆冲型破裂特殊的震源机制节面关系(2个节面走向大体一致、 倾向相反)有关。沿断层滑动方向叠加的半日潮剪切应力是导致乌什地震序列较强地震发生的主要潮汐触发因素, 在所有受半日潮触发的M_S≥4.0地震中, 60%的震例缘于潮汐剪应力的触发影响。从发震时刻来看, 94%的地震发生在潮汐应力分量峰值时段(峰值前后1.5h内)及紧邻的峰后时段。余震区相对松弛、 破碎的构造和介质环境, 震后短时期不稳定的临界高应力状态, 加之潮汐应力与构造应力“同向促滑”的叠加效应, 是乌什序列早期阶段较强余震活动显示明显的潮汐触发特征的可能原因。

门源 M_S6.9 地震前兆现象总结及对亚失稳研究的启示

高曙德, 吴小平, 罗维斌, 杨晓鹏, 王文才, 姚赛赛, 陈双贵, 刘君

2025, 47(6):  1546-1565.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240054

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“亚失稳”地震预报理论、 以场求源和以源观场技术是对重点地质构造区和活动断层判定未来地震发生地点和时间的一种方法。2021年玛多 M_S7.4 地震发生后, 阿尔金断裂东段至祁连山地震带先后发生了7次5级以上的地震。从历史地震活跃周期统计, 目前祁连山地震带仍是中国大陆地震活跃地区, 在这丛中强地震中青海门源 M_S6.9 地震影响最大。通过对该地震前的震情跟踪及地球物理场的时空演化总结发现, 祁连山地震带上在近4a内共出现23台项形变、 电磁、 地下流体等地球物理场异常。通过梳理异常变化的序列, 发现空间上5项背景异常(1a以上)分布在距震中300km以外, 8项中期异常中(0.3个月~1a)有2/3 的异常分布在震中距200km以内, 10项短临异常中(3个月以内)有4/5 的异常分布在震中距180km内。2021年7月以后, 中短期异常集中出现在祁连山地震带中东段, 该地区是甘青地震台网监测能力强、 台站分布最为密集的地区之一, 因此在异常变化成组、 成片同步出现时, 地震部门立即组织了现场核实和跟踪, 结合显著地震事件和地质构造特征, 在震前进行了短临预报, 取得了一定的减灾实效。文中研究带来的启示是: 在地震监测能力覆盖区域构造条件下, 利用“亚失稳”理论指导研究观测资料异常变化, 能为地震预报提供有力支撑, 可降低未来强震造成的灾害损失。

祁连山东段玛雅雪山断裂晚第四纪活动特征及其构造意义

陈艳文, 袁道阳, 姚赟胜, 于锦超, 文亚猛, 苏瑞欢, 孙浩

2025, 47(6):  1566-1585.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240052

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玛雅雪山断裂是祁连山东段的一条挤压逆冲断裂带, 整体呈向SW拱曲的弧形, 全长约152km。文中基于卫星影像解译、 地质地貌填图、 无人机航测和断错地貌面年代测试等技术方法, 对玛雅雪山断裂的几何结构和晚第四纪活动性等进行研究。结果表明, 该断裂晚第四纪构造活动具有分段性, 可划分为玛雅雪山(西)段、 宝泉山(中)段和虎南山(东)段3段, 其活动时代分别为晚全新世、 晚更新世末期和中更新世晚期。其中, 玛雅雪山段全新世以来活动强烈, 断错T₁-T₂级冲洪积阶地, 形成明显的断层陡坎, 其全新世以来的垂直滑动速率为(0.50±0.02)mm/a, 未来有发生6.7~7.0级强震的潜能。通过对比分析发现, 在晚第四纪活动性方面, 玛雅雪山段与庄浪河断裂之间可能具有更为密切的构造组合关系, 两者是在区域挤压应力作用下形成的弧形逆冲构造带。同样地, 青藏高原东北缘在NE向区域应力挤压和稳定地块的阻挡作用下, 形成了一系列前展式逆冲褶皱带和弧形挤出构造, 导致地壳缩短增厚和山脉快速崛起, 以次级地块分阶段逐次向外推挤的方式实现了青藏高原NE向的隆升扩展。

2023年甘肃积石山M_S6.2地震发震构造分析

张波, 王爱国, 冯紫微, 何小龙, 朱俊文, 姚赟胜, 蔡艺萌

2025, 47(6):  1586-1605.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240048

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2023年12月18日积石山 M_S6.2 地震发生在积石山东缘, 不同研究人员基于不同学科的研究数据, 得到的对发震构造的认识截然不同。文中通过系统考察震中附近的活动构造、 地震裂缝、 地质剖面等, 结合精定位地震序列和浅层地震勘探剖面, 综合分析此次地震的发震构造, 建立其构造模型。研究结果如下: 1)震中以西为积石山东缘断裂的左阶拐弯部位, 断裂西支发生左阶拐弯, 衔接积石山山前断裂, 断裂东支可能沿NNW的线性山梁和河谷向N延伸, 拉脊山南缘和北缘断裂终止在大河家以南, 没有延伸到震中附近; 2)极震区发育了大量不同类型的地表裂缝, 如边坡重力裂缝、 构造裂缝、 滑坡后缘张裂等, 除边坡重力裂缝和滑坡后缘张裂外, 其他裂缝宽度大多<1cm, 最宽5cm, 且在震中以西的积石山东缘断裂左阶拐弯部位尤为密集, 其走向集中于NWW(21%)、 NNW(30%)和NE(16.5%), 与积石山东缘断裂的走向一致, 先存断裂控制了过半的地表裂缝, 地表建筑弱连接部位(如公路护坡接缝)控制了绝大多数裂缝。综合多学科资料, 我们推测发震断层为临夏盆地内部的一条倾向W的隐伏断层, 该隐伏断层属于积石山向临夏盆地的逆冲扩展体系。在晚新生代青藏高原向NE扩展、 顺时针旋转和挤出的构造背景下, 西秦岭北缘断裂的左旋走滑转换为积石山断裂的逆冲活动, 促使积石山发生构造抬升并向两侧盆地扩展, 在临夏盆地内部形成逆断层-褶皱带和显著的挤压缩短变形, 2023年积石山 M_S6.2 地震便是积石山向临夏盆地的扩展事件。

重力场变化异常特征提取方法及其在甘肃积石山M_S6.2地震地点判定中的应用

郝洪涛, 常鲁冀, 丁振森, 吴桂桔, 韦进, 胡敏章

2025, 47(6):  1606-1624.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240024

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针对重力变化分析和强震地点判定目前仍采用人工判读方式的问题, 文中研究了重力变化图像中“四象限”、 “梯度带”和“零值线”等重力变化异常特征的自动化识别方法, 以及将异常特征区聚焦至块体边界带圈定潜在强震地点的方法, 并以2023年12月18日甘肃积石山 M_S6.2 地震为例进行了测试。结果表明: 1)文中方法可快速识别出“四象限”、 “梯度带”和“零值线”等各类重力变化异常特征区, 以便于对各类异常特征进行全面的统计分析。2)在积石山 M_S6.2 地震前, “四象限”、 “梯度带”和“零值线”3类重力变化异常均显示在祁连块体东南角地区存在高值现象, 3类异常的叠加结果进一步凸显了该地区高值异常特征, 而本次地震即位于该高值异常区的边缘。以上分析表明, 文中方法有助于给出更为精确的强震地点判定意见。

2021年云南漾濞6.4级地震前的重力变化特征及其深部物质迁移过程探析

刘志惠, 郝洪涛, 胡敏章, 李忠亚, 汪健, 张新林, 王嘉沛

2025, 47(6):  1625-1648.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240062

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文中对滇西地区流动重力观测资料进行精细处理, 获得了2021年云南漾濞6.4级地震前重力变化特征, 利用GLDAS全球水文模型, 基于负荷理论分析了区域水文重力变化效应, 利用GNSS观测获取的地表长期垂直位移速率评估了地壳形变引起的重力变化。进而在分析和剥离水文、 地壳形变等重力变化效应的基础上, 探讨了震中及周边区域可能的深部物质迁移过程。结果表明: 1)2016年以来, 区域重力变化明显, 至2018年, 在震中周边形成“四象限”分布, 重力变化正-负差异量级最大超过50μGal, 其演化空间范围覆盖了整个滇西-滇西南地区, 演化半径达200~300km, 地震发生在“四象限”中心, 2019年后, 累积变化幅度略有减小, 至发震前仅余小幅度的局部变化; 2)基于密度界面反演方法, 评估了漾濞6.4级震前区域深部物质的迁移情况, 2016年至震前, 地震周边地区地壳内部物质交换频繁, 可能引起断层周边应力场发生反复调整, 2016年9月-2018年9月的应力变化使得震中及周边区域呈现出“四象限”特征, 以震中为中心300km范围内模拟物质流入达5.2×10¹²kg。模拟物质的质量经历了增加-减小-增加的变化过程, 临震前涌入的模拟物质质量达到峰值, 为1.45×10¹³kg, 最终引发地震。

2023年微山震群震源区三维速度结构与发震构造

戴宗辉, 曲均浩, 徐宁, 李翠芹, 李冬梅, 尹玉振

2025, 47(6):  1649-1666.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240067

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文中基于深度学习方法, 对微山震群附近地区进行了地震检测和地震精定位, 并通过双差层析成像方法反演了震源区的三维速度结构。基于地震精定位结果和反演的三维速度结构, 并结合部分M_L≥2.0地震的震源机制解, 对微山震群的孕震环境和发震构造进行了深入分析。研究结果表明, 微山震群的发震断裂为一条高角度左旋走滑断裂, 走向NWW, 略向SW向倾斜; 发震断裂破裂面尺度较小, 破裂由8km深度处开始向地表方向破裂, 同时沿断裂走向两侧破裂, 但未破裂至地表。地下介质波速和泊松比在孙氏店断裂和凫山断裂两侧变化剧烈, 且不同深度具有一定的分层特征。微山震群位于P波、 S波高速异常体内, 同时泊松比相对较低。基于发震断裂的性质与区域地壳结构特征, 分析认为震源区坚硬地层的脆性破裂是微山震群的直接成因, 反映了区域应力的集中释放过程。上述发现深化了对微山震群地震活动机制和孕震环境的理解。

太行山东南缘汤东断裂浅层几何结构特征--基于浅层地震勘探与三维建模

蔡明刚, 彭白, 鲁人齐, 张扬, 刘冠伸, 徐芳, 陶玮, 张金玉, 郝重涛

2025, 47(6):  1667-1687.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240015

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分析活动断层的浅层精细几何结构, 对于防震减灾和地震机理研究具有重要意义。对断层的人工地震探测和三维模型构建, 能够详细揭示活动断层的空间构造特征。文中针对太行山东南缘的汤东隐伏活动断裂, 利用小道距浅层反射地震勘探方法, 布测了10条总长28km的高质量反射地震数据, 通过数据处理获取了高分辨率的反射地震剖面, 开展了断层详细解译, 并基于SKUA-GOCAD软件平台进行了三维建模。结果表明, 汤东断裂为NNE走向的高角度正断层, 在北段其浅层由2支断层组成, 在南段(卫贤镇以南)合并为单一断层; 汤东断裂在浅层的倾角变化范围较大, 约为55°~80°; 与北段和南段相比, 中段(盘石头新村L6和岗坡村北L7测线之间)的倾角相对较缓, 形成了一个马鞍形的断层几何结构; 汤东断裂2条分支断层出现明显的分区性和分段性, L6测线以南的最新活动表现在断层F_3-2 上, 而以北的最新活动只表现在F_3-1 上。石油地震反射剖面给出的深部结构显示, 汤东断裂具有上陡下缓的特征, 东、 西2支断层在深部约1.8km处收敛合并, 为典型的铲型正断层。这些认识对于理解汤东活动断层的空间展布和运动特性至关重要, 并将为该地区的活动断层避让、 地震风险评估和防震减灾工作提供重要的科学依据。

基于时序InSAR的海原断裂带震间形变监测

秦友森, 徐小波, 李彦川, 张迎峰, 连达军, 杨朝辉, 陈凯, 荣欣悦

2025, 47(6):  1688-1707.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240104

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海原断裂带是青藏高原东北缘重要的块体活动边界和强震活动带, 是中国地震发生最频繁的地区之一。文中基于短基线集干涉测量(Small baseline subsets interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)技术, 采用2018-2024年Sentinel-1A T135、 T62 2个轨道的数据监测海原断裂带震间形变。对形变速率场进行跨断层分析, 并重点分析了断裂转换带处形变, 发现冷龙岭断裂中东段、 金强河断裂、 毛毛山断裂和老虎山西段断裂南、 北2盘形变速率差较小, 符合震间闭锁特征, 其中, 靠近2022年门源地震震源处的冷龙岭断裂剖面南、 北2盘形变速率差较大, 达4mm/a。老虎山断裂东段存在浅层蠕滑现象, 海原断裂南、 北2盘形变速率差明显, 最大相差3.7mm/a, 表现为左旋走滑的运动特征。联合InSAR与GPS数据进行震间反演, 得到海原断裂带闭锁和滑动亏损分布, 结果显示, 闭锁最深处(深度为16km)位于冷龙岭与金强河断裂交界处, 最浅处(深度<1km)位于老虎山西段, 滑动亏损速率为1.9~5.2mm/a, 大致呈自西向东递减的趋势。综合分析海原断裂带地震危险性, 冷龙岭断裂、 金强河断裂、 毛毛山断裂闭锁较深, 滑动亏损较大, 地震危险性较高; 老虎山、 海原断裂闭锁较浅, 滑动亏损较小, 发生大地震可能性较小。