地殼深部結構的探測(1 / 2)

地震發生的地質環境研究 地殼深部結構的探測

為了地震監測和地震科學研究的需要,中國開展了深部地球物理探測工作。所采用的綜合地球物理方法有:人工震源(包括核爆、機械能可控震源)地震探測,天然震源地震測深(利用其體波、麵波、轉換波等),大地電磁測深,重力測量,地磁測量(包括航空磁測),大地熱流測量以及重磁資料的解釋研究等。

通過上述方法,在全國範圍內進行了不同程度的探測工作,對華北地區特別是京津地區進行了較為詳細的探測研究,獲得了中國不同地區特別是華北地區有關地殼、上地幔的速度結構、密度結構、磁性結構、電性結構、地熱結構等的大量數據和成果。據此可了解地震活動與地殼厚度、地殼上地幔結構和構造之間的相互關係。

一、深部探測工作發展概況

中國深部地球物理探測研究工作大致分為三個發展階段:

第一階段,五十年代和六十年代,試驗階段。

一九五八至一九六○年,中國科學院地球物理研究所在西北和西南地區開展了深地震測深試驗研究,做了兩條長約120公裏的剖麵。一九六六至一九六七年,昆明地球物理研究所與石油工業部六四六廠三大隊合作,通過邢台震區作了270公裏的元氏—濟南深地震測深剖麵。中國科學院蘭州地球物理研究所在西北和邢台地區開展了大地電磁測深試驗觀測研究工作。一九六八年,地質部第一物探大隊開始在京津唐地區作深地震測深的試驗觀測研究,並著手籌劃大規模的探測研究工作。

第二階段,七十年代,組建專門隊伍,製定發展規劃,開展多種方法的探測研究階段。

一九七一年,地質部第一物探大隊劃歸國家地震局,正式組建了專門從事深部地球物理探測的隊伍——國家地震局地球物理勘探大隊,開展以深地震測深為主的綜合地球物理探測研究。從一九七五年起,他們在華北及西南龍陵地區開展了較大規模的深地震測深工作。同期,國家地震局在所屬的各有關單位,如地球物理研究所,地質研究所,蘭州地震研究所,遼寧、山東、廣東省地震局等,組建了專門從事深部地球物理探測研究的研究室、隊或組。

一九七七年,在全國自然科學發展規劃中,把地殼上地幔構造與成礦規律及地震成因的關係的研究列為國家重點科研項目。一九八○年,製定了《全國深部地球物理探測研究規劃布局方案(草案)》,為推動全國地殼深部探測研究工作的開展奠定了基礎。

第三階段,八十年代,中國深部地球物理探測研究工作的迅速發展階段。

這一階段的特點是:發展了專業隊伍,增加了技術裝備,擴大了研究領域,建立了探測研究基地,采用先進技術,大規模地開展了地殼深部探測研究工作,獲得了大量的實測數據和成果。同時還進行了國際性的科技合作與交流。

此外,國家地震局物探大隊在原有50台模擬磁帶地震儀的基礎上,又配備了50台數字磁帶地震儀。他們在陸地進行人工地震測深工作的同時,首先在渤海成功地進行了3噸級(最大為3.6噸)海上爆炸的試驗觀測工作。

京津唐地震預報試驗場是開展地殼深部探測研究工作的基地之一。在這裏開展了地震測深工作,並於一九八四年完成了聯合國開發計劃署京津唐地震預報試驗場項目(第一期任務)。國家地震局地質研究所等單位還在這裏開展了大地熱流測量工作、天然地震轉換波的研究以及大地電磁測深等項工作。

雲南省地震局、國家地震局地球物理研究所在滇西地震預報試驗場開展了中美合作深部探測研究工作。從而開辟了另一個地殼深部探測研究基地。在甘肅省也形成了一個大地電磁測深研究基地,取得了大量的資料。

至一九八五年,國家地震局係統共擁有各種模擬磁帶地震儀和數字磁帶地震儀400多台(套),形成了較強的野外探測力量。

在數據處理和資料解釋方麵,中國基本上已掌握了國際上通用的各種解釋方法。如用電子計算機繪製記錄截麵圖、一維走時曲線擬合、反射係數法、一維和二維的射線追蹤法、合成地震圖、全波理論地震圖等。

二、深部探測研究的結果

(一)全國區域性地殼厚度的探測與研究。

從七十年代開始,開展了利用重力資料和天然地震資料研究全國地殼厚度的工作。早期做出了兩種全國地殼厚度圖,一種是利用天然地震波頻散資料得到的,另一種是通過重力資料的解釋研究得到的。以後逐步有更多的人從事這方麵的研究,得到了一些新的結果。此外,還做了一些地區性(如華北平原)的地殼厚度圖。

中國各地區地殼厚度存在著較大差異,其總的變化趨勢是由東部向西部逐漸變厚。在有些地區內,地殼厚度也有較大變化。如華北地區,地殼厚度為廿幾公裏至四十幾公裏;平原地區較薄,山區較厚。