接触岩面烧结与地壳深部地震机制

玄武岩、花岗岩、闪长岩以及安山岩的接触面,在350℃—900℃,1×10~8—4×10~8帕围压下,经过1—35天,便烧结成一个整体,并具有很高但低于原岩的剪切强度。此强度随温度、围压和时间的增加而增大。在烧结面与主压应力方向夹角大于55°时,便不再断裂,而沿其它方向剪断。烧结过程中,没有新矿物产生,也没有矿物熔融作用参与,但岩石密度增加,晶粒长大。晶粒粘附作用和原子体积扩散是烧结的物理机制,晶粒表面能自发地从高向低转化,是促进烧结的基本动力。烧结面的再破裂和延裂便是断裂带在地壳深部重复发生地震的主要机制。实验最低温度和围压相当地壳十公里深,这应是深大断裂的上部裂面与下部烧结层的界限,受载后便向下延裂,而在下部形成地震震源。这可能是地壳中震源多在15—25公里深的重要原因。     

中国西南部强震带大震复发机制

我国西南部鲜水河断裂带、红河断裂带、安宁河断理解带和龙门山断裂带四个测区内，用Ｘ射线法 得的宏观残余应力场和用震源机制解Ｐ轴显示的发震时现今应力场的水平最大主压应力方向基本吻合。这种叠加应力场的水平最大主压力分布方向与发震断裂带总体走 交角约为４０－５５°左右，使断裂带易于发生剪切错动。宏观残余水平最大剪应 值区的分布，也与区内大震震中的分布基本吻合，岩石裂面在３００℃和３００ＭＰａ围压下经１０天     

日本M_W9.0级地震后辽宁营口区域构造应力场研究

本文整理了辽宁营口地区2011～2013年期间257个小震震源机制解数据,采用分区的方式利用震源机制解反演应力场的网格搜索法反演了该地区的平均应力场。反演的应力场结果显示:总区(辽宁营口地区)主压应力轴分布于北东东—南西西方向,主张应力轴分布于北北西—南南东方向,与前人研究的结果基本一致。B区(营口—海城断裂带和海城河断裂带区域)主压应力轴为北东东—南西西方向,主张应力轴为北北西—南南东方向,这与该地区的构造应力场方向相同。C区(金州断裂带区域)主压应力轴与主张应力轴方向均为北东东—南南西向。针对C区(金州断裂带区域)出现的这一异常情况,研究将地震震级M_L≥3.0的震源机制解数据从总的数据中重新挑了出来,并重新将它们分区进行反演,结果显示C区(金州断裂带区域)的主压应力轴与主张应力轴方向仍为北东东—南南西向。对C区(金州断裂带区域)出现的这一异常现象,本文从断裂带分布与孕震机理的角度进行了详细的研究分析,以期对其做出合理的解释。     

紫坪铺水库附近都江堰震群小震震源机制解分析

2008年2—4月,位于汶川大震初始破裂点的紫坪铺水库附近发生了一系列的小震活动,它们与汶川地震和紫坪铺水库小震的关系值得研究。本文采用CAP方法,反演了紫坪铺水库7个专用数字地震台站的数据,得到震级大于M_L 1.0的28个震源机制解。结果表明:有19个地震事件集中在紫坪铺水库东南方向的都江堰附近,最大地震为逆冲型,发震机制为逆冲型带走滑分量,少量带正断层分量;从深度剖面看,地震震源深度主要集中分布在地下13km附近区域,都江堰震群丛集在前山断裂带上,其它地震散布在中央断裂带上;发震最大主压应力方向随时间的变化具有从最大主压应力方向变化比较大到趋向一致的演化过程。这些现象说明龙门山断裂带在都江堰附近存在1个凸凹体,形成应力集中点,引发都江堰震群活动,由此迫使龙门山断裂带前山断裂发生逆冲性活动,从而加剧了龙门山断裂带中央断裂的活动,在一定程度上加速了汶川地震的发生。     

由M_L≥4.0地震震源机制解推断四川理县-黑水断裂构造特征

基于四川台网宽频带数字地震波形资料和CAP波形反演方法,提取了四川理县-黑水地区2008年1月至2014年12月10个M_L≥4.0中等强度地震的震源机制解。结果显示:10个中等强度地震震源机制解节面分布主要集中在北西-南东和北东-南西两个优势分布方向。据众多学者研究结果推断,北西-南东向展布的节面为发震断层面;理县-黑水断裂大致沿北47°西(近北西向)展布,属高倾角陡峭断裂,主倾向南西;压应力(P轴)呈近东西水平挤压特征,与断层面斜交,以左旋走滑运动为主;张应力(T轴)呈近南北水平撕裂特征;中等强度地震的震源主压应力方向与青藏地块东部地区主压应变率方向比较一致,说明理县-黑水断裂主要是受区域应力场控制的一个区域性构造左旋走滑断裂。     

2010年以来四川地区中强地震震源机制反演及深度确定

2008年5月12日四川龙门山断裂带发生了汶川8.0级地震,之后四川境内发生了两次7.0级地震(其中一个是芦山地震),为了研究汶川地震之后龙门山断裂带及周边区域的地震活动性,本研究收集了国家地震台网和四川区域地震台网2010年1月1日—2017年12月31日四川地区发生的17次M≥5.0地震以及120多次5.0>M≥4.0地震的波形资料,利用波形拟合法反演了震源机制解及区域应力场.反演结果显示,位于龙门山断裂带上的地震,震源机制以逆冲型为主,鲜水河断裂带地震震源机制以走滑型为主,而川滇块体西南部的理塘断裂、金沙江断裂附近,震源机制解以正断层为主.根据震源机制解反演得到的龙门山地区、鲜水河地区的主压应力场方向为WNW、近EW向.川滇块体的巴塘、理塘等地区,其主压应力轴方向为12°左右,接近SN向,且仰角接近40°左右.本研究利用面波振幅谱特征对震源深度进行了精确定位,定位结果与中国地震台网中心(CENC),美国地震调查局(USGS),国际地震中心(ISC)等机构地震目录进行了对比.结果显示,四川地区强震震源深度主要分布在20km以上的中上地壳.龙门山地区震源优势分布在10～20km,鲜水河断裂地震震源深度在10km左右,川滇块体西南部的理塘断裂,巴塘断裂,金沙江断裂等地区,震源深度一般在5～10km范围.     

中国大陆东部现今构造应力状态

本文依据原地应力测量(套芯解除法90余个,水压致裂法6个),结合油田测井、震源机制解和断层现今活动资料等,综合研究了该地区的现今构造应力场特征,认为: 1.中国大陆东部地区现今构造应力状态似乎具有分区性.华北地区最大主应力方向为近东西向,太行山以西地区转为北北东向,华南地区为北西向.一个地区的主压应力方向在地下几十米至4000米大体是一致的. 2.华北地区地表以下几十米内的最大水平主压应力值一般在2——6MPa,而华南地区似乎比华北地区略高,两区的最大和最小水平主压应力平均差值也不相同。 3.现代活动的郯庐断裂带上,其剪切应力值远低于断裂带以外地区,离断裂带一定距离后,趋于区域正常值. 4.大震的发生,明显地影响极震区的应力场,但在一定时间内能恢复到原有的区域应力状态.      

四川地区地震震源机制解及震源深度特征——以中等强度地震为例

以四川地区2008—2015年期间发生的ML4.0～6.0地震为例,利用四川区域台网宽频带波形资料,采用CAP(Cut and paste)方法计算其震源机制解和最佳震源深度,在此基础上分析地震震源机制解和震源深度空间分布特征。结果表明:(1)四川地区地震震源机制解类型存在显著空间分区特征。逆冲型地震集中分布在龙门山断裂带和川东盆地,揭示青藏高原的巴颜喀拉地块与华南地块的相互作用方式——强挤压。走滑型地震绝大多数分布在川西高原和攀西地区,这是由于印度板块向北东推挤和青藏高原物质向东扩张所导致的上地壳物质沿大型断层滑移。正断型地震主要分布在金沙江断裂带北段和汶川大震主震区,金沙江断裂带北段的拉张应力状态应是由青藏高原东部下地壳物质流动对上地壳物质有拖曳作用,与多力源组合共同作用决定的;而汶川主震区的正断型地震应是主震后震源区不同来源动力作用的复杂应力调整现象。其他类型地震都分布在龙门山断裂带,属于汶川或芦山地震的余震活动,其成因为大震后震源区不同来源应力作用使主应力方向倾斜偏离了水平面和垂直面而引起的应力变形。(2)震源机制解参数中的P、T、N轴反映了地震前后震源区应力状态的变化,是震源区构造应力的一种体现。四川地区构造地震的P、T轴方位空间展布存在地区差异:川西高原地区以约31°纬线为界,北部区域P轴方位呈NEE向,南部区域呈SEE向(平均约E19°S);龙门山断裂带南段P轴方位呈SEE向(平均约E25°S),中、北段P轴方向离散,无优势方位;攀西地区P轴方位呈SE向(平均约E51°S);T轴方位在川西高原呈近SN向拉张,在攀西地区又转为NE向,呈顺时针旋转趋势。(3)四川地区地震震源深度空间分布差异显著。从整体来看,四川地区地壳优势孕震层深度范围为5～15km,深度更深的地震分布在地壳厚度存在异常的大型断裂带(龙门山、小金河断裂带)或盆地至高原的过渡地带(乐山、犍为等地)。龙门山断裂带地震震源深度空间分布呈现出西南深、东北浅的特征,西南段地震震源最深达26km,中、北段地震震源最深达19km;且断裂带上走滑型地震相对于逆冲型和正断型地震存在震源深度偏浅的现象。川东盆地地震震源深度空间分布展显出西南深、东南浅的特征,盆地东南部地震震源深度分布范围为2～5km。揭示出四川地区地震震源是沿活动的脆性上地壳分布。     

北京及其邻区小震重定位与活动构造分析

使用双差定位法对北京及其邻区(38°~42°N,113°~120°E)范围内2002年1月~2015年12月的11 796个小震进行重新定位,获得9 311个重定位结果,结合北京及其邻区地质构造特征,分析了小震空间分布特征与活动构造的关系及其揭示的信息。结果表明:重新定位结果显著提高了原始定位结果的精度。震源深度主要分布在6~16km,显示孕震层主要位于中上地壳,且平原区的震源深度比基岩山区深。小震的空间分布明显受活动构造控制,主要分布在晚第四纪活动断裂发育的张家口—渤海构造带、山西断陷盆地带和华北平原断拗区内,并多沿活动断裂(带)呈线状分布或在不同方向活动断裂交会区呈面状分布。小震活动可明显反映断裂(带)的活动性,如程各庄—夏垫—固安断裂带、唐山—沧东断裂带、太行山山前断裂带等均呈明显的分段活动性。小震分布在一定程度上也可以揭示断裂的倾向、倾角及其延伸展布情况。沿二十里长山断裂至蓟运河断裂一线可能存在地下贯通的NW向隐伏活动断裂带,过文安地区可能存在走向为NNE—SSW的隐伏活动断裂带,永定河断裂可能延伸至平原区内部,到达廊坊一带。     

芦山地震序列震源机制及其构造应力场空间变化

利用近震波形拟合方法获得2013年芦山Ms7.0地震序列共37个余震的震源机制解及其深度(3.4≤Mw≤5.1).大部分地震震源机制以逆冲为主,有个别走滑型地震.震源深度主要分布在10~20 km范围.在稳定可靠的震源机制解基础上,用阻尼线性逆推法,划分不同间距网格,分别计算研究区平均构造应力场.结果表明,芦山及其周边地区的应力状态以挤压为主,应力性质主要为逆冲型,但局部地区出现走滑应力性质,最大主应力方向主体呈NW-SE,不同深度的构造应力性质和方向在局部地区存在一定差异.对比分析汶川地震震源区一带的构造应力场,龙门山断裂带西南段,除北西向小鱼洞破裂带外(最大主压应力和最小主压应力近水平,应力性质以走滑为主),其应力状态基本一致,以挤压为主,应力性质主要是逆冲型,有少量走滑型,最大主应力方向与龙门山构造带近垂直.     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

Distribution of throughfall and stemflow in multi‐strata agroforestry,perennial monoculture,fallow and primary forest in central Amazonia,Brazil

The partitioning of rain water into throughfall, stemflow and interception loss when passing through plant canopies depends on properties of the respective plant species, such as leaf area and branch angles. In heterogeneous vegetation, such as tropical forest or polycultural systems, the presence of different plant species may consequently result in a mosaic of situations with respect to quantity and quality of water inputs into the soil. As these processes influence not only the water availability for the plants, but also water infiltration and nutrient leaching, the understanding of plant effects on the repartitioning of rain water may help in the optimization of land use systems and management practices. We measured throughfall and stemflow in a perennial polyculture (multi‐strata agroforestry), monocultures of peach palm (Bactris gasipaes) for fruit and for palmito, a monoculture of cupuaçu (Theobroma grandiflorum), spontaneous fallow and primary forest during one year in central Amazonia, Brazil. The effect on rain water partitioning was measured separately for four useful tree species in the polyculture and for two tree species in the primary forest. Throughfall at two stem distances, and stemflow, differed significantly between tree species, resulting in pronounced spatial patterns of water input into the soil in the polyculture system. For two tree species, peach palm for fruit (Bactris gasipaes) and Brazil nut trees (Bertholletia excelsa), the water input into the soil near the stem was significantly higher than the open‐area rainfall. This could lead to increased nutrient leaching when fertilizer is applied close to the stem of these trees. In the primary forest, such spatial patterns could also be detected, with significantly higher water input near a palm (Oenocarpus bacaba) than near a dicotyledonous tree species (Eschweilera sp.). Interception losses were 6·4% in the polyculture, 13·9 and 12·3% in the peach palm monocultures for fruit and for palmito, respectively, 0·5% in the cupuaçu monoculture and 3·1% in the fallow. With more than 20% of the open‐area rainfall, the highest stemflow contributions to the water input into the soil were measured in the palm monocultures and in the fallow. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Anthropogenic Eutrophication and Red Tide Outbreak in Lacustrine Systems of the Kashmir Himalaya

Red tide, a recurrent phenomenon has become conspicuous in several Kashmir lake ecosystems since 1991. The responsible organism (Euglena pedunculata), a rare flagellate rediscovered in the Kashmir Himalaya (Khan 1993) caused first and unprecedented red tide outbreak, constituting a maximum of 96% of resident numerical phytoplankton density in Dal Lake. At present, conflicting hypotheses exist on the generation of causal assemblage(s) imparting redness to waters: Jeeji Bai (1991) linked its origin to acid precipitation – a fallout of burning oil‐fields during the Gulf War – whilst Khan (1993) holds local factor(s) responsible. Field/experimental studies support the latter contention that the influx of untreated sewage, in unison with warm temperatures, high levels of PhAR, iron and interruption to hydrological flow‐pattern together with absence/or reduction in grazing activity created conducive environmental milieu for red tide outbreak. Dal Lake “red tide” drifted the bloom‐inoculum to other waters, including Lake Wular, where additional ecological niches were carved out, threatening the aesthetic value and biological diversity of Kashmir lakes. Ecological monitoring indicates frequent seasonal red tide occurrence in Dal Lake (including summer‐autumn event of 1998) which testifies its unabated eutrophication status. Further studies are needed on ecological adaptability and biogeographic distribution of this rare and unique red tide‐causing flagellate.