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。     

中国大陆活动地块与强震活动关系

研究了中国大陆各Ⅰ级活动地块区强震活动特点, 包括强震活动的总体水平、地震应变能释放速率、震级频度关系、震源破裂特性和地震应力场特征等, 以及由GPS资料给出的各活动地块运动变形特征, 如各地块运动的速度、地块变形的应变速率、最大主压应变方向、地块运动变形中的张、压状态等. 在此基础上, 对中国陆区Ⅰ级活动地块区的强震活动特点和地壳运动变形性状进行对比研究, 给出各活动地块的构造动力环境及其运动变形的性状决定其地震活动的总体状况, 包括: 活动地块现今地壳运动变形的应变速率与地震应变能释放呈线性相关; 由震源机制给出的各活动地块的地震应力场与由GPS观测给出的现今地壳运动应变(应力)场的同一性, 以及震源破裂类型与地壳形变张、压状态的一致性等. 这些结果显示了中国大陆活动地块及其运动性状对强震孕育发生的控制作用.     

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     

中国大陆活动地块边界的地震学证据

应用中国大陆地区地震活动的地震学参数（如大震烈度图、综合等震线、余震分布、震源尺度、地震矩、地震应变、能量、震源机制解和震中分布等，通过综合集成，刻画了我国陆区地震活动性的空间展布格局。并将其与中国大陆活动地块及其边界相比较，发现中国7级以上强震活动基本上都集中在活动地块的边界上，这对进一步了解活动地块的运动性状、探讨地块之间相互作用及与强震发生的关系具有重要意义。     

强震成组孕育,成组发生过程中相互间影响的研究

中国大陆地震具有成组活动的特征，成组强震活动之间有增震和减震作用，本文应用构造块体成组孕育的理论模型讨论了成组强震活动间的相互影响及其物理机制，通过强震成组孕育，成组发生的理论模型分析了一次地震发生对其它震源区应力变化的影响，对前兆复杂性的影响，及此类模型在地震预报工作中的应用。把强震成组孕育和活动的模型应用到危险性分析和地震长期预报研究领域将对地震预报实践起到一定的指导意义。     

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。     

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。     

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．     

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。     

地块活动与成组地震关系的初步探讨

中国大陆构造的成块性与中国地震活动的成组性构成中国地震构造和地震活动的一个突出现象．本文在前人对中国大陆地震成组划分的结果和地块划分方案的基础上,研究了中国大陆地块与成组地震活动之间的关系,发现大部分强震分布于地块边界断层上,成组地震的孕育和发生与块体活动有关．由成组地震震中分布图表现出来的地块活动方式主要有４种:单缝式活动型、单地块活动型、多地块活动型和地块内部活动型．地块活动频度以单缝式活动型为最高,在成组地震中则以单地块活动型为多．大陆内部各地块的活动性有差别,东部比较活跃的地块有太行山和华北平原地块,西部比较活跃的地块有川滇和昆仑-松潘地块．      

Basic characteristics of active tectonics of China

Active tectonics is inferred to all the structures which have been active since the late Pleisto-cene, 100—120 ka B.P., are still active recently, and will be active in a certain time period in the future, such as active faults, active folds, active basi…     

青藏高原东部构造块体的运动学及形变特征分析

通过分析青藏高原东部的活动断裂资料和GPS速度场数据,试图阐述活动地块的几何学、运动学和形变特征。初步认为:(1)第四纪特别是晚更新世以来的活动地块边界带与早期的构造单元边界密切相关,但也具有明显的新生性;(2)根据两种资料推导出的各个活动地块的运动学特征基本上是吻合的,其中鲜水河-玉树-玛尼断裂带是一条重要的分界线,其南、北部活动地块的运动方式差异明显;(3)除了活动地块的边界带强烈活动外,各个地块内部也显示出很强的变形;(4)晚更新世以来,青藏高原地壳的运动学和形变特征表现为在印度板块挤压力作用下,活动地块在向NE方向的运动过程中遇到稳定地块阻挡,调节方式是地壳增厚以及南、北部地块分别向SE-SSE和NWW-W方向的构造软弱部位水平侧向迁移。     

Correlation between movement of tectonicblocks and earthquakes in groups

Introduction ZHANG and ZHONG (1977), ZHANG, et al (1978) and ZHANG (1984) pointed out that Chinese mainland is divided into two parts by the NS-trending tectonic belt, i.e., the eastern area and the western area, and each area is divided into tectonic blocks by faults. In the eastern area, the faults are trending NNE and NNW, mainly NNE, and the long axis strike of blocks is nearly trending NS. In the western area, faults are trending NEE and NWW, mainly NWW, long axis strike …     

西南地区次级构造块体与分区强震预报

依据西南地区现今构造、活动断裂和历史地震活动特点以及西南地区断裂带间相互作用等，将西南地区划分为次级构造区或次级块体——即将西南地区划分为5个构造次级块体，川青甘块体、川西块体、滇中块体、滇西南块体、川东南块体；针对西南次级构造区或次级块体的现今强震活动特征和历史中强地震特点，将中强地震归属划分为5个地震预测跟踪区，探讨基于西南次级构造区或次级块体的分区强震预报。     

Pattern of latest tectonic motion and its dynamics for active blocks in Sichuan-Yunnan region, China

Based on the concept of "active blocks" and spatial distribution of historical earthquakes with surface ruptures as well as major and subordinate active faults. The Sichuan-Yunnan region can be divided into four first-order blocks. They are the Markam block (I), the Sichuan-Yunnan rhombic block (II), Baoshan-Pu'er block (III), and Mizhina-Ximeng block (IV). Cut by sub-ordinate NE-trending active faults, the Sichuan-Yunnan rhombic block (II) can be further divided into two sub-blocks: the northwestern Sichuan sub-block (II1) and the middle Yunnan sub-block (II2), while the Baoshan- Pu'er block (III) can be further divided into three sub-blocks: Baoshan sub-block (III1), Jinggu sub-block (III2), and Mengla sub-block (III3). A quantitative study of offset landforms is carried out and the basic types of active faults and their long-term slip rates along the major boundaries of active blocks of different orders in the Sichuan-Yunnan region are determined, through slip vector analysis, the motion states of the active blocks are clarified and the deformation coordination on the block margins is discussed. It is suggested that the tectonic motion of the blocks in this region is a complex or superimposition of three basic types of motions: southeastward sliding, rotating on vertical axis, and uplifting. The Markam block (I), the northwestern Sichuan sub-block (II1), and middle Yunnan sub-block (II2) have a southeastward horizontal sliding rate of 1-5 mm/a, clockwise rotating angular rate of 1.4-4(/Ma, and uplifting rate of about 1 mm/a. The Baoshan-Pu'er (III) and Mizhina-Ximeng (IV) blocks have also been extensively clockwise rotated. This pattern of motion is a strain response to the collision between the Indian and Eurasian plates and the localized deformation and differential slip on the block margins associated with the northward motion of the Indian Plate. Because a set of transverse thrusts between the blocks absorbs and transforms some components of eastward or southeastward sliding motion, the eastward escape or extrusion of the Tibetan Plateau is limited as "imbricated thrusting transformation-limited extrusion model".     

中国大陆活动地块边界带与强震活动

本文在前人对中国大陆及周边活动地块研究和划分的基础上，系统研究了6个Ⅰ级活动地块区和22个Ⅱ级活动地块之间共26个活动边界带的构造变形与强震活动，包括强震分布与活动边界带的关系，边界带构造活动速率与地震活动水平及强震复发期等的关系. 给出了边界带强震活动水平与构造活动速率之间的线性关系和强震复发期长短与构造活动速率的反向变化关系. 从而进一步揭示了中国大陆活动地块构造及其块体运动特征，以及块体边界带的构造变形对强震的控制作用.     

中国大陆构造块体的现今活动和变形

在重新对 1998年和 2 0 0 0年的中国地壳运动观测网络基准站和基本站的 2期观测资料进行预处理的基础上 ,得到了ITRF97坐标框架下 ,参考时刻分别为 1998年 9月 5日和 2 0 0 0年 6月 8日 ,分布在全国各主要构造块体上的 79个GPS站的坐标和协方差矩阵。分别以中国岩石圈动力学地图集 (马杏垣 ,1989)中的中国大陆主要构造单元 (称之为亚板块 )和张培震等 ( 2 0 0 2 )给出的中国主要活动块体为格架 ,用笔者提出的 1种推广了的QUAD方法对中国大陆的 2 0个主要构造块体逐个进行判别检验。那些现今无明显相对运动的相邻块体则被归并起来 ,从而确定了活动块体和它们的边界。采用刚体运动 +块体均匀应变 +局部变形的模型作为描述中国大陆构造块体的现今活动和变形的模型。求出了有明显相对运动块体的欧拉运动矢量和块体的整体均匀变形参数、各块体内部的不均匀局部变形以及活动边界的活动方式和强度。在此基础上 ,除了一般地指出中国大陆地壳运动西强东弱的特征之外 ,还对西部主要活动块体和边界活动强弱给出了定量比较结果 ,从而为强震危险区的判别提供了形变背景依据     

Movement and strain conditions of active blocks in the Chinese mainland

The definition of active block is given from the angles of crustal deformation and strain. The movement and strain parameters of active blocks are estimated according to the unified velocity field composed of the velocities at 1598 GPS stations obtained from GPS measurements carried out in the past years in the Chinese mainland and the surrounding areas. The movement and strain conditions of the blocks are analyzed. The active blocks in the Chinese mainland have a consistent E-trending movement component, but its N and S components are not consistent. The blocks in the western part have a consistent N-trending movement and the blocks in the eastern part have a consistent S-trending movement. In the area to the east of 90°E, that is the area from Himalayas block towards NE, the movement direction of the blocks rotates clockwisely and the movement rates of the blocks are different. Generally, the movement rate is large in the west and south and small in the east and north with a difference of 3 to 4 times between the rates in the west and east. The distributions of principal compressive strain directions of the blocks are also different. The principal strain of the blocks located to the west of 90oE is basically in the SN direction, the principal compressive strain of the blocks in the northeastern part of Qingzang plateau is roughly in the NE direction and the direction of principal compressive strain of the blocks in the southeastern part of Qingzang plateau rounds clockwisely the east end of Himalayas structure. In addition, the principal strain and shear strain rates of the blocks are also different. The Himalayas and Tianshan blocks have the largest principal compressive strain and the maximum shear strain rate. Then, Lhasa, Qiangtang, Southwest Yunnan (SW Yunnan), Qilian and Sichuan-Yunan (Chuan-Dian) blocks followed. The strain rate of the blocks in the eastern part is smaller. The estimation based on the stain condition indicates that Himalayas block is still the area with the most intensive tectonic activity and it shortens in the NS direction at the rate of 15.2±1.5 mm/a. Tianshan block ranks the second and it shortens in the NS direction at the rate of 10.1±0.9 mm/a. At present, the two blocks are still uprising. It can be seen from superficial strain that the Chinese mainland is predominated by superficial expansion. Almost the total area in the eastern part of the Chinese mainland is expanded, while in the western part, the superficial compression and expansion are alternatively distributed from the south to the north. In the Chinese mainland, most EW-trending or proximate EW-trending faults have the left-lateral or left-lateral strike-slip relative movements along both sides, and most NS-trending faults have the right-lateral or right-lateral strike-slip relative movements along both sides. According to the data from GPS measurements the left-lateral strike-slip rate is 4.8±1.3 mm/a in the central part of Altun fault and 9.8±2.2 mm/a on Xianshuihe fault. The movement of the fault along the block boundary has provided the condition for block movement, so the movements of the block and its boundary are consistent, but the movement levels of the blocks are different. The statistic results indicate that the relative movement between most blocks is quite significant, which proves that active blocks exist. Himalayas, Tianshan, Qiangtang and SW Yunnan blocks have the most intensive movement; China-Mongolia, China-Korea (China-Korea), Alxa and South China blocks are rather stable. The mutual action of India, Pacific and Philippine Sea plates versus Eurasia plate is the principal driving force to the block movement in the Chinese mainland. Under the NNE-trending intensive press from India plate, the crustal matter of Qingzang plateau moves to the NNE and NE directions, then is hindered by the blocks located in the northern, northeastern and eastern parts. The crustal matter moves towards the Indian Ocean by the southeastern part of the plateau.