地震动力学国家重点实验室

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地震动力学国家重点实验室开放基金课题申请指南


(2006~2007)


一、宗旨


    地震动力学通过研究构造变形与地震活动的关系,揭示大陆强震发生的机理和动力学过程,发展地震物理预测的理论和方法,是地震科学的核心内容之一。为适应防震减灾事业和地震科学研究的发展需求,联合国内外地震科学领域的优秀科学家,共同进行具有创新性的高水平研究,推动地震动力学研究和相关学科的发展和青年人才的培养,地震动力学国家重点实验室对外开放,并设立专项基金,择优资助地震动力学及相关领域的研究课题。


二、研究方向


    地震动力学实验室以构造物理实验和模拟技术、新构造与年代学技术、空间对地观测技术、流动地震台阵技术等为依托,以地震动力学(地震机理、动力学过程等)与强震预测为主题,以现今构造变形图像与强震危险性、岩石圈三维精细结构与孕震环境、新构造和活动构造习性与强震发生规律、构造变形机制与强震发生机理为主要研究方向。


三、目前开放的主要实验设备、观测资料


  1、构造物理实验设备


    (1)构造变形物理场实验系统


    包括样品尺度可达30~50cm的双轴伺服控制加载装置、多通道高速数据采集系统(16通道、采样速率40MHz、动态范围12bit)、中频高精度数据采集系统(48通道、采样速率160KHz、动态范围16bit)低频宽动态高精度数据采集系统(96通道、采样速率0~100Hz、动态范围16bit)等数字化观测设备,配有热红外图像获取设备(波长8~14μm、温度分辨率0.06℃、像素320*240、25幅/s速度连续记录)和多点测温设备(分辨率:2.24mK、测点数96个、扫描频率100Hz)。该系统可在不同加载条件下、对不同结构样品变形过程中应力-应变、断层位移、波速、声发射时空强分布、温度等物理场进行高精度多点动态观测。


    (2)高温高压岩石力学三轴实验系统


    包括两套高温高压三轴实验设备:一套为气体介质三轴实验装置(伺服控制、温度700°C、围压500MPa、孔隙压200MPa),另一套为固体介质三轴实验装置(多功能伺服控制、围压2GPa,温度1200°C)。可供实验研究地壳和上地幔顶部温度压力条件下,岩石的破裂和摩擦强度、流变性质及变形机制。


    (3)高温高压岩石物理性质实验系统


    包括活塞圆桶式固体介质高温高压实验装置,压力1.5GPa、温度为1200℃,自动控制;4通道12bit-40M-32Kword弹性波全波数据采集系统, 可同时测量纵波和两个垂直振动方向的横波波速, 并记录其全波数据(每个波形的记录长度为32Kword);英国Solartron Moborey 公司生产的1260阻抗/增益相位分析仪和1296电解质接口,可以进行阻抗、电容、模、介质损耗正切角、Q值、介电常数等参数的精确测量。


  2、新构造年代学实验系统


    (1)碳十四测年实验室


    由2套Quantulus-1220超低本底液体闪烁测量仪、小样品14C测年系统(制备样品量小于500毫克,合成效率在75%以上,测年精度小于3%)、常规14C测年系统(制备样品量小于5克,合成效率在90%以上,测年精度小于2%)以及不同碳组分分离系统组成。可开展年龄范围在300-4′104年的各类含碳晚第四纪地质、考古等样品(5克-5毫克纯碳)的测年实验研究。


    (2)释光(OSL/TL)年代学实验室


    包括样品前处理系统、Daybreak 1100型TL/OSL测量仪、Daybreak 2200型OSL自动化测量仪(可分别进行多测片、单测片热释光、红外释光、蓝光释光信号测量)、801型多样品自动alpha源和beta源辐照仪、Daybreak 582和583型厚源alpha计数器(可对样品alpha衰变进行总事件、单事件计数、以及快、慢对计数,符合窗分别为0.4 m Sec和20-400 mSec)和便携式NaI GAMMA谱仪。可开展测定102-n×105年各种曾被充分曝光风积物、湖相、海相、河流相、洪积相、冰水相沉积物及古陶片、古砖瓦、古窑壁、火山喷发物和烘烤层等高温烘烤物年龄的实验研究。


    (3)电子自旋共振(ESR)测年实验室


    包括德国BRULER公司生产的EMS-6/1型ESR信号测量谱仪、Daybreak 583型厚源alpha-计数器、便携式GAMMA谱仪、万分之一电子天秤、高倍光学显微镜、、超声波清洗仪等设备。可开展102-108年各种碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐类样品、火山岩、牙齿、断层泥和沉积物样品的实验研究。


    (4)钾-氩(K-Ar)/氩-氩(39Ar/40Ar)测年实验室


    主要包括MM5400(He型)质谱仪与UP266紫外激光器及激光熔样萃取系统、MM1200静态质谱仪、电子轰击炉样品萃取系统和全金属气体纯化系统等,可进行年龄范围在几万年至十几亿年的火成岩全岩或角闪石、云母、长石等单矿物以及粘土矿物伊利石的测年。利用Ar-Ar法和K-Ar同位素稀释法可开展地质体经历的构造热过程研究和火山岩的精确测年研究。


    (5)裂变径迹 (FT) 分析实验室


    包括AutoScan FTD As3000B裂变径迹测量系统和OLYMPUS BX50-75E21P偏光显微镜、中心变倍装置、内径迹长度统计系统等裂变径迹数据处理系统,以及实验前处理系统(裂变径迹样品制片、抛光、化学蚀刻全套流程),可开展活动断裂带、山体隆升、沉积盆地等磷灰石、锆石低温封闭矿物裂变径迹年龄测定及热历史研究。


  3、空间对地观测资料和处理系统


    (1)GIPSY软件的高精度GPS数据处理系统


    该系统以UNIX系统为平台,以一套内容完整、层次清楚、分类合理的大型基础数据库为支撑,通过友好的界面和一系列命令模块实际调用GIPSY、QOCA等国际上先进的专业GPS数据处理软件及GMT图形生成系统,高效完成日常GPS数据的前期处理(包括连续观测站及流动观测站)、后期平差,并以图文并茂的网页方式自动实现结果的可视化,为后续的GPS地壳形变研究提供有力数据处理手段。


    (2)EV-InSAR 数据处理系统


    EV-InSAR 数据处理系统是获取DEM和地表连续形变场的软件系统。该系统以Window NT系统为平台,具有良好的图形化界面(GUI),并提供完全的处理过程控制,支持ERS-1、ERS-2、RADARSAT、JERS-1等传感器的SAR数据格式。通过采用EV-InSAR系统可获取米级精度的DEM图像,以及mm级的表面连续形变场图像。可用于对地震、地面沉降、滑坡、冰川运动等事件的形变场动态演化过程进行监测与研究。利用INSAR资料获取的地表形变场图像,可解译发震断层地表位错量、地表变形带宽度与长度、断层两盘形变差异等定量信息。


    (3)NOAA/FY卫星遥感数据


    NOAA/FY卫星遥感接收系统每天24小时接收美国气象卫星NOAA12-17共5个通道及中国气象卫星风云F1C、F1D共10个通道的可见光、热红外、大气水汽全部数据。每天接收卫星数据量达4G多,目前累计接收数据量超过3T。接收系统准实时处理模块包括:卫星接收数据的实时预处理、影像配准、干扰线消除、剔除云层以及图像投影、图像合成、遥感数据的存储模块等。可开展全国范围的地震、断裂、火山等构造活动信息动态跟踪,揭示现今活动断层及其周围地区遥感异常信号时空分布与现今活动断层、地震、火山的关系,为地震、火山预测提供依据。


    (4)“中国地壳运动观测网络”观测结果及定量化的中国大陆地壳运动GPS速度场数据(仅限国内人员)


    “中国地壳运动观测网络”是国家“九五”期间投资建设的一项重大科学工程,其中GPS观测由27个连续观测的基准站、55个年复测的基本站和近1000个不定期复测的区域站组成。自1998年该网络开始观测以来,基准站一直连续观测,基本站已观测7期,区域站于1999,2001,2004年观测了3期。目前实验室具有各站的原始观测数据、坐标时间序列和定量化的中国大陆地壳运动GPS速度场数据。对于国内用户,可根据协议使用这些数据,进行科学研究。


    (5)多传感器、多分辨率卫星影像数据


    目前累计了多年的MSS、TM、ETM、SPOT等卫星影像数据,其中部分数据已进行图像几何校正、辐射校正、拼接等处理,形成卫星高端数据产品。利用中低分辨率卫星数据获取中国大陆岩石圈新构造变形基本格局和基本特征;利用中高分辨率卫星资料获取活动断层、线性构造、隐伏断裂的分布特点,为开展断裂构造与地震活动性、历史大震的构造特征、影像线性特征与现代构造应力场等方面的研究提供重要依据;利用高分辨率卫星影像资料解译局部断层的空间展布、几何形态、分段特征、位错量,为确定发震断裂的性质提供基础数据。同时可利用高分辨率卫星影像开展震害快速调查和评估。对于国内用户,可根据协议使用这些数据,进行科学研究。


  4、流动台阵


    实验室现有流动宽频带地震仪142台,并配有相应的计算机数据处理系统、地震数据存储系统和三分量地震波形数据处理软件系统,现有的磁盘阵列中已存储延怀盆地、西天山、新疆伽师强震群区及首都圈地区的三维流动地震台阵观测数据,横跨大别山造山带、天山造山带、青藏高原东北缘和鄂尔多斯地块的线性台阵观测数据。正在我国川西北地区15万平方公里区域内布设的,由300台宽频带流动数字地震仪组成的巨型密集流动地震观测台阵正在迅速积累大量台阵观测数据。相应的地震台阵数据中心,包括32结点的并行计算系统正在建设中,并将于2007年完成。


四、近期研究重点及选题意向


  根据开放实验室基金的规模、实验设备运行状况和人员情况,近期实验室重点资助内容如下:


  1、现今构造变形图像与强震危险性


■地壳形变图像的运动学与动力学研究 

■基于地壳形变观测结果的岩石圈结构和介质参数反演研究 

■INSAR同震形变场图像分析与发震断层研究 

■卫星热红外构造活动信息研究 

  2、岩石圈三维精细结构与孕震环境


■中国境内天山造山带地壳上地幔Q值成像 

■天山地壳速度结构的面波层析成像 

■中国境内天山造山带的地震精确定位及地震活动性研究 

  3、新构造变形与强震发生规律


■全新世古地震及其年代学研究 

■中国大陆最新重大构造变动及其年代学研究 

■新生代祁连山造山带的构造热年代学研究 

■年轻火山岩年代学研究 

  4、构造变形机制与强震发生机理


■构造、介质、动力作用非均匀条件下岩石的变形破坏与地震物理过程 

■断层相互作用、块体运动与强震复发和迁移 

■断层摩擦强度、稳定性与地震成核 

■水热条件下的水岩相互作用与岩石流变 

■深部地壳岩石的变质和深熔作用以及流体的影响 

■原位条件下岩石的弹性和电性特征、熔体及其分布对岩石的弹性和电性及其各向异性的影响 

五、申请办法


  1、申请者可通过地震动力学国家重点实验室网站(http://www.eqlab.ac.cn)查阅实验室开放基金课题管理办法,下载课题申请书,并通过网站上报课题申请书电子版,同时向实验室提交申请书原件。


  2、实验室全年受理开放基金课题的申请,但原则上每年审批一次,评审和审批时间为每年12月。


  3、联系方式


    实验室通讯地址:北京9803信箱地震动力学国家重点实验室


    邮政编码:100029


    联系人:扈小燕

    电话:010-62009427


    E-mail:hhuxy@hotmail.com