青藏高原地震活动特征及当前地震活动形势

青藏高原是我国现代构造活动和地震活动最强烈的地区,自有地震记录以来,在高原内记录到多达18次8级以上巨大地震和100余次7~7.9级地震,它们均发生在喜马拉雅板块边界构造带和板内断块区及其次级断块的边界活动构造带上.自1900年有地震仪器记录以来,青藏高原曾经历了3次地震活动丛集高潮,即1920-1937年,1947-1976年和1995-现在.在每次地震活动丛集期都形成以8级地震为核心的7级以上地震活动系列,它们分别是20世纪20-30年代的海原-古浪地震系列、50-70年代察隅-当雄地震系列和20世纪末期以来昆仑-汶川地震系列.每一个地震系列都有自己的主体活动区,最新的昆仑-汶川地震系列的主体活动区为巴颜喀喇断块.青藏高原地震活动高潮与全球M_w≥8.0巨大地震活动高潮紧密相关,昆仑-汶川地震系列与自2001年至今的全球最新地震活动高潮相对应,它们反映了两者的动力学联系.经过详细对比研究认为,它们至今均仍在延续之中,全球板块边界构造带8~9级地震和板内大陆断块区的7~8级地震都仍在连续发生.研究了全球和区域地震活动的相关关系及青藏高原地震活动的时空分布特征,指出了该区当前地震活动的总体形势,评价了其近期地震危险性,提出了加强地震监测的建议.     

青藏地块区大地震迁移规律与未来主体活动区探讨

文中在总结中国大陆7级以上地震迁移循环特征和机理的基础上,重点对青藏地块区7级以上地震的时空迁移特征、机理及未来发展趋势进行了综合分析。结果表明:中国大陆区域性强震、大地震活动存在时间上的丛集性和空间上的分区、分带性,并在时、空上表现出迁移和循环的特征。在过去的100多年,存在由西向东、由南向北迁移循环的4个大地震丛集区域,每个区域的丛集时间约20a,1个完整轮回时间约80a,其机理与中国大陆最新构造活动主要受印度板块向N对亚欧板块的持续挤压、青藏高原绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转作用以及地球自转速度变化所造成的附加应力场的影响有关。自1900AD以来,青藏地块区经历了3个地震活动的丛集高潮期(也称为地震系列),即1920—1937年的海原-古浪地震系列、1947—1976年的察隅-当雄地震系列和1995年至今的昆仑-汶川地震系列(主体活动区为巴颜喀拉地块)。这3个地震系列主体活动区的迁移图像反映了青藏地块区构造活动从块体周缘边界构造带逐渐向内会聚、高原内部发生挤压隆升和向SE挤出等现今构造变形过程。分析表明,已经持续20余年的昆仑-汶川地震系列可能趋于结束,未来20a中国大陆7级大地震的主体活动区可能迁移到青藏地块区周缘的边界构造带上,重点是东部边界构造带(即广义的南北地震带),同时应关注北部柴达木地块边界带等区域的主干活动断裂中大地震空区、空段等孕震有利部位。     

华北地区活动地块与强震活动

在华北活动地块的鄂尔多斯、华北平原和鲁东-黄海等3个二级活动地块中, 华北平原活动地块内部存在安阳-菏泽-临沂、唐山-河间-磁县两条活动构造带, 把该活动地块分割成太行山、冀鲁、豫淮等3个三级活动地块. 这些三级活动地块具有整体运动特征, 在新生代构造和深部构造上也有明显差异. 构成三级活动地块边界的活动构造带无论在活动强度、规模和地震活动水平上, 都小于一、二级活动地块的边界带. 华北地区活动地块边界带上M≥6级的地震密度比地块内部高出9 ~ 22倍, 平均而言, 在1个数量级以上. M≥7级的大震基本上都发生在活动地块边界带上. 这些差异不是偶然的, 而是反映了板内构造运动和强震活动特点, 是对活动地块假说非常有力的佐证.     

中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程

中国是一个地震灾害严重的国家,强震主要发生在天山、青藏高原和华北地区,其他地区的7级以上破坏性强震相对较弱．天山的强震主要发生在山体两侧的前陆逆冲推覆带上,山体内部也发生构造变形并控制着一系列中强地震的发生．华北西部鄂尔多斯内部构造活动性微弱,周边的地震活动却十分强烈．华北平原的强震主要发生在平原内部的北北东走向隐伏断裂上,特别是这些北北东走向隐伏断裂与燕山南缘张家口-渤海断裂带的交汇部位是巨大地震的发生场所．青藏高原的活动断裂和强震发生均与海拔高度相关：逆冲断裂和逆冲型强震主要发生在高原周边的低海拔区,高海拔的高原内部则以拉张性质的南北向正断裂和共轭走滑断裂为主,走滑断裂发育在高原的不同海拔不同部位,但北部是左旋走滑运动,南部是右旋走滑运动．中国大陆的强震总体上具有分布广泛、西强东弱、动静交替和分块成带的特征,形成这种地震活动图像的原因是中国大陆的强震受控于活动地块的运动和变形．活动地块是被形成于晚新生代、至今强烈活动的构造带所分割和围限的地质单元,其内部相对稳定,具有相对统一的运动方式,主要构造变形和强震都发生在边界带上,有历史记载以来的全部8级强震和80％以上的7级以上强震都发生在活动地块边界带上．在板块挤压、板内地幔对流等动力作用下,大陆活动地块发生相对运动和变形,上地壳的刚性地块运动和非刚性连续变形都是深部黏塑性流动的地表响应,中国大陆的现今构造变形可以用耦合的地块运动和连续变形模式来描述,活动地块的运动和变形是“陆内变形”的重要方式之一．     

中国大陆活动地块边界带的地震活动特征研究综述

中国大陆80%以上超过7级的强震发生在活动地块边界带上,活动地块边界带已逐渐成为地震地质、地球物理、大地测量等学科重点研究的对象。文中回顾了与中国大陆活动地块边界带地震活动相关的研究结果,已有的主要认识和存在的问题包括:1)目前,在活动地块边界带地震活动领域的大部分研究工作仍然停留在统计分析层面,针对其工作基础或实际工作条件开展分析有助于深入研究中国活动地块边界带的地震活动; 2)活动地块边界带的构造运动速率决定了地震应变释放速率,但由于边界带内活动断层的复杂性,活动地块边界带的平均复发周期与构造运动速率之间的关系存在较大的不确定性,需要对这些断层系统的复杂性进行深入探讨; 3)中国大陆活动地块边界带的强震时间过程呈现出区域特征,如中国大陆东部活动地块边界带多为丛集型,青藏高原中北部地区的走滑型活动地块边界带多为准周期型,但仍需要深入研究其区域构造和区域动力学的物理机制; 4)中国大陆强震孕育发生的动力学环境整体上呈"纵向分层、横向分块"的特征,尽管随着地球物理、地球化学、大地测量、地震地质等研究的不断深入,不同时空尺度的物理模型对解释活动地块框架下大陆强震的孕育发生具有指导意义,但由于活动地块运动与变形并非只有刚性运动,壳幔介质物性的横向差异比较普遍,故对大陆型强震动力学过程的认识尚需完善,需要在活动地块理论框架下系统开展深入的研究,建立与震源物理相关的各类基础模型。     

活动地块假说理论框架的提出、发展及未来需关注的科学问题

由中国科学家提出的"中国大陆强震受控于活动地块运动与变形"的假说,不仅可用于解释中国大陆强震的空间分布,同时基于其理论和定义可将中国大陆划分为6个Ⅰ级活动地块和22个Ⅱ级活动地块。活动地块之间的边界带往往由活动构造带组成,一般宽约几km至百余km,是强烈地震的多发区。活动地块假说指出,已发生的近100%的8级以上强震、约80%的7级以上强震震中均位于地块边界带上。近年来,中国大陆几次7级以上强震也都发生在活动地块边界带,这不仅验证了活动地块假说的理论模型,同时还预测了未来强震就发生在活动地块边界带内某些有利于应力集中的部位。活动地块假说经过近20a的发展,已建立并逐步完善了其理论框架,奠定了中国活动构造与强震预测的理论基础,正推动着强震预测由概率预测向物理预测过渡。但就活动地块的概念和理论框架而言,还存在的诸多问题需进一步回答和解释。众所周知,强震是活动地块边界带特殊构造部位应变逐渐积累、介质突发失稳和能量释放的结果,地震预测的突破性进展需要建立在充分理解其整个物理过程的基础之上。因此,以边界带断裂的活动性、现今的变形状态、深浅构造的耦合关系、强震孕育环境及震源物理模型为主要研究内容,开展针对活动地块边界带强震活动机理与预测的研究,是活动地块理论完善和研究未来关注的重要内容和重要科学问题。     

南北地震带近年大震危险性与监测预报

根据史料记载,南北地震带7级以上大震发生频度高.其构造分布特点是,主要沿东边界带密集成带分布.中北段,大震沿银川-天水-武都呈近南北向展布;中南段,大震沿康定-西昌-嵩明-通海也呈近南北向展布.中段的龙门山带错位,大震构造分布不连续.这与川青地块向南东运动,由于川中盆地的阻挡,形成兼右旋活动的动力学机制有关.这一现象在1900年以前的大震分布中可清楚见到.而1900年后的大震沿东边界带的成带分布不明显,更多分布在南北地震带中西部地区的几个主要构造带上,即北西向祁连山构造带的中段、库玛构造带、鲜水河构造带、川滇地块西侧几个构造带上.虽然地震在约10度范围内总体呈南北向分布,但不象1900年前在东侧边界带大震的集中性和成带性显著,整体散布在中西部地区的主要构造带上.尤其是1988年云南澜沧耿玛7.6级地震开始的本活跃期以来,南北地震带的6级以上强震相对集中在3个主体地区:滇西地块、雅江地块和滇中地块西侧地区、祁连和巴颜喀拉地块.根据各地震活跃期强震分布区的分析,在各地震活跃期强震主体地区会持续至该活跃期结束.为此认为未来南北地震带的7级地震仍然会发生在这3个相对6级地震集中区.进而可以在这3个地区寻找大震破裂的空段,或未破裂段,即是下次大震可能发生的潜在场所.     

2010年青海玉树地震及震后青藏高原强震趋势分析

2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震,这是该区历史上发生的最为强烈的地震。该地震属走滑型,地处青藏高原巴颜喀拉地块南边界,发震断裂为甘孜—玉树—风火山左旋走滑断裂,地震破裂主要向震中东南方向。该地震是巴颜喀拉地块与羌塘地块以不同速率向东运动,地块间的差异运动使其边界应力积累到一定程度引发破裂的结果。根据地震定标律估算的主震断层破裂参数和应力参数为:地震矩M0=1.78×1019N.m,矩震级MW=6.8,断层破裂面积S=468km2,断层错距D=1.4m,断层破裂长度L=37km,断层破裂宽度W=12.6km,剪应力τ0=16.8MPa,应力降Δσ=7.03MPa。历史地震分析表明,玉树7.1级地震是在世界8级以上地震、中国西部大三角7.8级以上地震、南北地震带7级以上地震和巴颜喀拉块体7级以上地震处于强烈活动背景下发生的。玉树地震后,青藏高原巴颜喀拉地块、羌塘地块及川滇菱形块体未来发生7级以上地震的危险性较大。     

汶川8.0级地震后中国大陆强震活动状态研究

本文从不同空间、 时间尺度对2008年四川汶川8.0级地震的影响意义进行了初步讨论, 并以此分析了其后我国大陆的强震活动状态。研究结果表明, 1800年以来中国大陆西部及邻区的大三角地区8级地震活动呈现为100年左右丛集性时间过程, 具有地震平静、 地震丛集、 地震丛集发生前的过渡和丛集发生后的调整等时间特征; 2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震和2008年5月12日四川汶川8.0级地震的发生表明, 目前该地区可能处于8级地震丛集发生前的过渡时段。20世纪以来, 中国大陆7级强震的时间活动过程明显受大三角地区8级地震时间进程的影响, 在8级地震活动的1900—1955年时段内, 7级地震幕式活动划分不显著, 而在8级地震平静的1956—2000年时段内, 7级地震幕式活动划分清晰; 以2008年汶川8.0级地震为标志, 受大三角地区8级左右巨大地震活跃控制, 中国大陆可能将进入一组新的幕式活动不清晰的、 类似于1900—1955年的强震活跃时段。     

中国大陆活动地块边界带强震活动特征的研究

在中国大陆及周边活动地块与活动地块边界带研究和划分的基础上,研究了中国陆区6个Ⅰ级活动地块区和22个Ⅱ级活动地块之间的共计24个活动边界带上的强震活动特征。从各边界带上强震活动的频次和单位时间、单位长度的地震应变能释放出发,讨论了各活动地块边界带的强震总体活动水平;并从震级频度关系出发,计算了各带的理论最大震级与复发周期。通过与实际地震记录对比发现,由中国大陆各主要活动地块边界带的地震活动参数(a/b)所推算的强震活动强度与实际地震活动强度总体上具有较好的一致性,强震复发期与构造活动速率则呈明显的反向变化关系,这也表明本研究给出的各边界带的a,b值具有一定的参考意义。文中还利用历史强震资料以及各带强震活动的离逝时间,基于泊松分布,探讨了各活动边界带的现今地震活动水平及其危险程度     

巴颜喀拉块体强震活动与2010年玉树7.1级地震的关系

系统地总结分析了巴颜喀拉地块北、东、南边界带的构造特征、各个边界带上的强震活动、部分强震的震源机制解和区域地震活动,从而探讨了2010年玉树7.1级地震发生前巴颜喀拉地块地震活动特征。从2008年玉树地区地震活动变化、巴颜喀拉块体北边界和南边界强震呼应及块体动力学过程进行了地震趋势预测的思考。     

龙门山及邻区区域活动构造与汶川8.0级地震

龙门山活动构造带位于青藏高原断块区巴颜喀喇断块与华南断块区四川断块之间,是青藏高原断块区东部边界构造带中段的一条北东向挤压推覆构造带,它南接川滇南北向构造带,北为岷山-西海固南北向构造带。与后二者历史上均发生过多次7~8级地震不同,龙门山构造带历史地震活动强度却相对较低,只发生过6~612级地震,汶川8.0级地震即发生在青藏高原断块区东部边界构造带中段这一历史地震活动水平相对较低的构造段。     

青藏高原北部活动地块内部的活断层定量资料

文中定义了祁连山活动地块的边界,列表给出了近十几年来在青藏高原北部活动地块内部的活断层定量资料。其内容主要包括:活断层的编号、名称、产状、主要的地质地貌标志、活动年代、断层分段、断层滑动速率、古地震及其年代、地震破裂带的主要特征等。这些资料表明:青藏高原北部活动地块的8级大地震集中在它的边界活断层上,断层的滑动速率都在5~12mm/a左右;7级左右的地震发生在其内部规模较小的断层上,断层的滑动速率都在1~3mm/a左右;青藏高原北部活动地块内部的活断层,可以将该活动地块划分为几个次级地块,这些次级活动地块以变形为主,没有发生旋转;我们的结果支持青藏高原"连续变形"的假说     

中国大陆的强震活动与活动地块

中国大陆晚新生代和现代构造变形以地块运动为主要特征,活动地块是被形成于晚新生代、晚第四纪(10～12万年)至现今强烈活动的构造带所分割和围限、具有相对统一运动方式的地质单元。不同活动地块的运动方式和速度是不同的,地块间的差异运动在其边界最强烈。强震是在区域构造作用下,应力在变形非连续地段不断积累并达到极限状态后突发失稳破裂的结果,活动地块边界带由于其差异运动强烈而构造变形非连续性最强,最有利于应力高度积累而孕育强震。我国大陆几乎所有8级和80％～90％的7级以上强震发生在活动地块边界带上,表明地块间的差异运动是大陆强震孕育和发生的直接控制因素。     

强震造成的活动地块地壳形变差异探讨

20 0 1年 11月 14日发生在昆仑山口西的 8 1级地震 ,在地表产生了长度大于 35 0km的破裂带 ,最大水平位移 6m左右 ,为左旋走滑断层。在昆仑山口西 8 1级地震周围不同活动地块内不同构造部位布设的GPS基准站对地震的响应存在明显的差异。其中位于柴达木活动地块内部的德令哈基准站在地震的当天观测到 7 5mm的同震位移 ,位于川滇活动地块西南边界带的下关基准站在震后 3d发生了 6 8mm以上的明显位移 ,而位于同一地块内部的昆明基准站和位于祁连山活动地块内的西宁基准站、位于拉萨活动地块内的拉萨基准站震时和震后都没有产生明显的位移。GPS基准站的观测资料表明 ,强震所处的活动地块和其相邻活动地块对强震有明显的响应 ,如果相隔一活动地块 ,则受强震的影响较小 ;在活动地块内 ,活动强烈的边界带或其它活动较强的部位对强震引起的地壳形变的响应明显大于活动强度较弱的部位 ;强震对相邻活动地块影响的差异 ,主要与强震所处活动地块运动时对其产生的作用方式的差异有关     

中国大陆活动地块边界带地震活动过程及其趋势研究

通过计算前人研究所给出的中国大陆26条活动地块边界带上地震过程的变异系数, 分析了各边界带的地震活动类型, 结果表明中国大陆东部地区的边界带地震都表现为丛集过程, 西部地区大多是泊松过程或者准周期过程, 尤其是大陆板块俯冲作用强烈的边界带上地震活动主要呈现为泊松过程, 青臧高原北部和东部地区的边界带都表现为准周期过程, 并讨论了可能的物理机制。 并在以往研究的基础上, 基于对数正态分布函数, 计算了各边界带目前地震发生的累计概率以及未来五年内地震发生的条件概率, 探讨了各活动地块边界带的危险程度等。     

鄂尔多斯地块周缘大地震间相互作用研究

活动地块作为地质构造单元,其周缘的地震常常较为活跃,并且有时表现出大地震丛集发生的现象.鄂尔多斯地块处于受来自青藏高原NE向的主压应力等多重构造应力作用下的区域构造环境中,地块周缘大地震间相互作用的机制值得研究.本文以鄂尔多斯地块周缘的几次历史地震为例,分别研究了级联断层、地块同侧断层、地块不同侧断层间大地震间应力转移的现象,尝试对地块在其周缘发生大地震时的应力传递和转移行为获得新的认识.得到的结论有：1920年宁夏海原8 1/2级和1927年甘肃古浪8.0级地震分别使六盘山东麓断裂和香山-天景山断裂的大地震期望复发时间提前了800年和20年,六盘山东麓断裂当前的大地震危险性较高.1626年山西灵丘7级地震和1654年甘肃天水南8级地震分别使五台山北麓断裂的大地震复发期望时间提前了50年和279年,鄂尔多斯地块可能将其西南缘受到的部分库仑应力扰动传递到了东缘的五台山北麓断裂.     

2014年新疆于田MS7.3级地震:巴颜喀喇地块侧向挤出的构造响应

青藏高原中北部的巴颜喀喇地块是近年来强震最为活跃的地区,自1997年以来在地块周围发生了一系列7级以上地震.2014年于田M_S7.3级地震就发生在该地块西边界附近的硝尔库勒盆地南缘,该区是阿尔金断裂、康西瓦断裂和东昆仑断裂等多组不同走向大型走滑活动断裂带的交汇部位,不同断裂走向的突然转变及滑动速率差异使该地区形成局部的拉张应力状态,发育了多条NE和近SN向的左旋正断裂. 通过余震分布、震源机制解结果等资料分析,认为此次地震的发震构造为阿尔金断裂西南端的一条次级断裂——硝尔库勒断裂,地震破裂特征为左旋走滑兼正断性质. 在巴颜喀喇地块这一轮的强震活动中,其北边界和东边界都显示块体向东挤出约7 m的位移量,但块体西边界产生的伸展量明显与整个块体向东的位移量不协调,2014年于田M_S7.3级地震是巴颜喀喇地块向东挤出的构造响应和应变调整.模拟结果显示阿尔金主断裂上的库仑应力有所增加,东昆仑—柴达木地块可能为下一个强震活跃区,特别是阿尔金断裂的中西段,是今后应该重点关注和监视的地区.     

老挝南俄四水电站区域构造特征及稳定性评价

通过详细分析老挝南俄四水电站区域的大地构造背景、主要构造断裂带的活动性、地震活动性等,认为水电站工程区没有超过7级以上地震记录,工程区构造活动弱,处于相对稳定的构造地块中,区域构造稳定性总体较好。     

川滇南部地区活动地块划分与现今运动特征初析

根据近几年取得的新资料和当今有关活动地块的研究 ,提出划分川滇南部活动地块的思路、依据和具体方法 ,作者认为具有一定规模且其活动性延续至今的第四纪活动断裂是划分活动地块必需的首要边界条件。指出新生的腾冲 -景洪北北西带和大理 -楚雄北西西带在活动地块划分中的重要作用。根据断块边界断裂活动性质、运动方式和GPS资料等 ,分析讨论了各活动地块现今活动方式得出 :≥ 7级以上地震主要集中在Ⅰ级活动地块边界 ;6～ 7级地震主要集中发生在Ⅱ级活动地块边界上 ;Ⅲ级活动地块是强震发生的主要位置所在