日本9.0级地震后山东及周边地区地壳运动状态分析

采用GPS连续观测数据,利用去周期后的K-L最佳直线拟合方法及站心坐标系下的基线结果,对大陆范围内地块运动状态、山东所处地块与周边地块及沂沭断裂带两侧的相对运动状态进行了分析。结果表明:(1)日本9.0级地震使大陆东部地块向东的速率加大(6~9 mm/a),偏向板块俯冲区域;(2)山东地区所处地块与其西侧鄂尔多斯地块对日本9.0级地震响应的差异引起两地块间的拉张;(3)日本9.0级地震前沂沭断裂带表现为挤压右走滑状态,而地震后表现出分段特征:北段为挤压右走滑特征,南段为拉张左走滑特征。     

苍山5.2级地震前的测震学异常特征

本利用山东,江苏省地震台网的资料,对苍山５．２级地震前沂沭带南段地震活动性参 的变化特征进行了分析研究。发现苍山５．２级地震前沂沭带南段３、４级地震活动增强,应变能释放速率加速,地震波速比的时空变化,震前出现明显的低值异常时段和低值异常区。据比异常变化曾在震前提出过预报意见。     

沂沭断裂带垂直形变特征与异常分析

利用跨断层水准测量资料,结合长水准测量成果,重点分析了沂沭断裂带及其附近地区垂直形变特征及末区中强地震前异常形态。结果表明：沂沭带附近的地壳变形明显受新构造活动的控制,断层的最大垂直运动速率为０．５０ｍｍ／ａ,沂沭带断层垂直运动平均速率合成值约为０．３４ｍｍ／ａ,现今总体活动水平较低;沂沭带北段及北西向断裂近期呈反向运动,南段呈继承性构造运动,部分测点在本区中等及中强地震前异常较典型,主要异常形态     

沂沭断理解带（山东段）断层系统分维几何学特征

地表的断裂分布具有复杂的几何结构，分形几何学是定量研究断裂复杂性和破碎性的一种数学方法，本文应用分维几何学的方法，在比例尺为1：50万的山东省构造体系图上，对沂沭断裂带（山东段）（以下简称沂沭带）断层系统进行了分段解析、计算，并得到了各段的分维值。沂沭带全带断层的分维值为1.34，南段分维值为1.29，北段分维值为1.41，结果表明，分维可以表征断层的不均匀性、不规则性和复杂性等。与沂沭带地震活动南高北低情况对比认为，断层系统分维低的地区地震活动性可能较高。     

沂沭带应力场动态追踪研究与苍山5.2级地震

通过对沂沭带应力场动态变化的追踪，利用《地震学分析预报方法程式指南》中的一些方法，对沂沭带进行了系统的计算和分析，发现了在苍山Ｍｓ５．２地震前，沂沭带中，南段应力场小区域综合震源机制解Ｐ轴方位出现了长达１０年的分离现象，初动矛盾符号比出现了１０年低值异常，多项地震活动性参数也出现了不同程度的异常显示。     

2011年日本MW9.0地震对沂沭断裂带及其两侧地区地壳运动的同震影响研究

2011年日本M_W9.0地震（简称日本地震）后沂沭断裂带及其两侧地区地震活动显著增强,研究日本地震对该地区地壳运动及地震潜势的影响十分必要.为此,本文通过112个连续GPS观测站获取了研究区高空间分辨率的日本地震同震形变场并得到如下认识：（1）8个定点地球物理观测的同震响应验证了本文同震形变场的可靠性;日本地震的东向拉张使研究区整体上处于张性同震应变状态,但存在局部挤压区域,其中莱州湾至海州湾的挤压条带穿过沂沭断裂带并对断裂带南北两段产生了不同的同震作用,对南段具有拉张作用,对北段产生挤压作用;（2）同震形变场在鲁东隆起和鲁西断块产生了显著的剪应变,地震b值显示上述区域的构造应力在日本地震后增强,因此同震形变场可能改变了这些区域的应力特征;（3）地震矩张量叠加分析显示,同震形变场短期内对鲁西断块、鲁东隆起区和沂沭断裂带南段累积了地震矩,可能有助于上述区域在日本地震以后的地震活动增强;日本地震对沂沭断裂带北段的地震矩具有释放作用,或许是该区域地震活动减弱的原因.     

沂沭活断层北段F＿1断层滑动方式的讨论

通过野外调查和室内分析，并结合对比南段全新世粘滑破裂的特征，对沂沭活断层北段Ｆ＿１的滑动方式进行了讨论。断层泥ＳＥＭ的判别结果表明，晚更新世（Ｑ＿３）以前，北段Ｆ＿１以强烈的粘滑错动为主，而宏观调查及断层泥粘土矿物的分析显示出断层自晚更新世中晚期以来，其滑动方式可能由粘滑向蠕滑转变。结合年代学的研究，初步认为其转变时代为距今５万ａ左右。该结论对沂沭断裂带及其附近地区的地震预报及工程建设均具有实际意义和参考价值     

基于遥感和重力多源数据研究沂沭断裂带南段及周边断裂的交切关系

以沂沭断裂带南段(沂水县—郯城县)及周边地区为研究对象,收集该地区的遥感影像、数字高程模型和布格重力数据,研究区域构造地貌和地壳深部构造特征,进一步对沂沭断裂带南段与周边断裂的交切关系予以分析.研究结果显示:在遥感影像中,蒙山山前断裂和苍尼断裂的构造地貌特征明显,断裂沿线发育水系转弯、河流错断、断层陡坎、断层崖、断层三角面等地貌现象,反映了两断裂正断兼左旋走滑的活动性质,其中蒙山山前断裂向东延伸至莒南县附近,苍尼断裂向东延至郯城一带,两条断裂在地貌上均截切了沂沭断裂带;在重力细节场中,两断裂形成了不同尺度上的重力梯度带,切割至下地壳深度,在地壳浅层至深层均交切于沂沭断裂带,且交切处出现扭曲、断折、串珠状等重力异常现象,证实其在地壳深部切穿沂沭断裂带.因此,两条断裂的遥感和重力场解译结果具有明显的一致性,在地貌及深部均截切沂沭断裂带南段,使其出现分段性特征.此外,在临沭县附近发现了一条新断裂,即相庄—沙岭断裂,该断裂在地貌上呈北高南低,沿线水系发生左旋同步转弯,且在1—3阶重力细节场中形成线性梯度条带,故推测该断裂下切至中地壳深度,在临沭县附近截切沂沭断裂带交切于东地堑,并未延伸至西地堑.      

郯庐断裂带沂水-汤头断裂南段晚第四纪活动新证及构造意义

以往对郯庐断裂带沂沭段各条断层第四纪活动性研究工作都集中在有历史地震记录的东地堑断层,而对断裂带西地堑断层却极少涉及,仅有的关于西地堑2条断层活动性的研究也至今没有定论。针对沂沭断裂带南段西地堑2条断层开展系统的浅层地震勘探和钻孔联合剖面相结合的研究,明确了鄌郚-葛沟断裂(F4)可能是第四纪早期断裂,而活动性较强的沂水-汤头断裂(F3)属于晚更新世活动断裂,其最新1次活动时间发生在距今(91.2±4.4)~(97.0±4.8)ka。结合断裂带其他断层的最新研究成果,对比东、西地堑活动断层最新活动时间,揭示出沂沭断裂带南段晚第四纪活动是断裂带对来自两侧应力的构造响应。沂水-汤头断裂可能是该区域未来中强地震的潜在发震构造。     

沂沭断裂带地壳结构特征

本文利用1986年在鲁南地区开展深地震测深所获资料,反演了沂沭带南段的地壳速度结构和地壳层构造。结果发现:(1)沿沂沭断裂带的地壳低速层是不连续的,在相当于1668年8(1/2)级地震的发震段(河阳—郯城)的中、下地壳内都有低速层,在该段南、北分别缺失下地壳与中地壳的低速展;(2)沂沭断裂带深部存在四条超壳断裂,西侧二条深断裂东倾,东侧二条深断裂直立,形成上宽下窄斗形超壳断裂带;(3)沂沭带地壳的破裂程度明显存在由北向南逐渐减弱的现象;(4)沂沭带莫霍面为向下拗曲带,其两侧地壳层形变程度具有西强东弱、下强上弱和由郯城向南、向北减弱的特征;(5)郯城附近,沂沭带东地堑浅层断裂相对于深部断裂向西位错约6公里。     

NEW EVIDENCES FOR LATE QUATERNARY ACTIVITY IN THE SOUTHERN SEGMENT OF THE YISHU-TANGTOU FAULT,THE TAN-LU FAULT ZONE,AND ITS TECTONIC IMPLICATION

The Tan-Lu Fault Zone(TLFZ), a well-known lithosphere fault zone in eastern China, is a boundary tectonic belt of the secondary block within the North China plate, and its seismic risk has always been a focus problem. Previous studies were primarily conducted on the eastern graben faults of the Yishu segment where there are historical earthquake records, but the faults in western graben have seldom been involved. So, there has been no agreement about the activity of the western graben fault from the previous studies. This paper focuses on the activity of the two buried faults in the western graben along the southern segment of Yishu through combination of shallow seismic reflection profile and composite drilling section exploration. Shallow seismic reflection profile reveals that the Tangwu-Gegou Fault(F₄)only affects the top surface of Suqian Formation, therefore, the fault may be an early Quaternary fault. The Yishui-Tangtou Fault(F₃)has displaced the upper Pleistocene series in the shallow seismic reflection profile, suggesting that the fault may be a late Pleistocene active fault. Drilling was implemented in Caiji Town and Lingcheng Town along the Yishui-Tangtou Fault(F₃)respectively, and the result shows that the latest activity time of Yishui-Tangtou Fault(F₃)is between(91.2±4.4)ka and(97.0±4.8)ka, therefore, the fault belongs to late Pleistocene active fault. Combined with the latest research on the activity of other faults along TLFZ, both faults in eastern and western graben were active during the late Pleistocene in the southern segment of the Yishu fault zone, however, only the fault in eastern graben was active in the Holocene. This phenomenon is the tectonic response to the subduction of the Pacific and Philippine Sea Plate and collision between India and Asian Plate. The two late Quaternary active faults in the Yishu segment of TLFZ are deep faults and present different forms on the surface and in near surface according to studies of deep seismic reflection profile, seismic wave function and seismic relocation. Considering the tectonic structure of the southern segment of Yishu fault zone, the relationship between deep and shallow structures, and the impact of 1668 Tancheng earthquake(M=8(1/2)), the seismogenic ability of moderate-strong earthquake along the Yishui-Tangtou Fault(F₃)can't be ignored.     

红河断裂深部震源环境介质力学性质分析

应用震源波谱分析对红河断裂带深部震源环境介质力学性质和地质资料的研究,证明在弥渡以南的红河断裂深部存在有利于蠕滑活动的环境介质条件,从而对红河断裂地震活动的不均匀性提出了新的解释     

沂沭断裂带重复地震识别及断裂深部活动速率的估算

利用山东及邻区数字地震台网2001- 2012 年的地震观测报告及波形资料分析了沂沭断裂带及周缘地区的地震活动并利用识别出的重复地震估算了断层深部滑动速率。重新定位后的地震图像清晰展示了沂沭断裂带南北两段及东西两侧地震活动的显著差异,在研究时段内,60%以上的地震发生在沂沭带东侧的两条断裂上,震源深度分布与研究区的深部构造吻合。根据波形意义上相似地震(cc≥0.8)的定义,识别出了沂沭断裂带及其周缘相似地震共50例,组成相似地震对和多重相似地震对共19组,相似地震对的复发间隔较为随机,从数小时到数百天不等。通过对相似地震对震源位置- -致性的强约束后,基于1组重复地震估算出安丘-莒县断裂在地表以下5.9km处的滑动速率估计值为2.19mm/a,与GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本一致。     

爬移状态对服役曲线梁桥抗震性能影响分析

服役曲线梁桥常存在爬移病害。为探讨爬移病害程度对曲线梁桥抗震性能的影响规律,通过总结服役曲线梁桥爬移病害,确定以不同梁端爬移位移量作为描述服役曲线梁桥爬移状态的对比分析工况,并以一座三跨预应力混凝土曲线梁桥为例,采用MIDAS Civil建立有限元模型,考虑桩-土相互作用、双向碰撞效应及材料非线性,分析曲线梁桥支座及桥墩等主要受力构件地震响应规律,探讨爬移状态对服役曲线梁桥抗震性能影响。研究结果表明：主梁的爬移病害对桥梁的抗震性能会产生不利影响,会导致支座位移的增长,增加支座破坏的风险,从而增加桥梁上部结构碰撞效应及落梁风险;随着爬移位移的增加,桥墩的损伤状态可能由爬移前的无损伤转变为考虑爬移后的严重损伤状态。因此,在进行服役曲线梁桥抗震性能评估时应量化其爬移状态,并采用合理的措施对主梁的爬移进行限制。     

沂沭带形变、重磁场时空变化特征与地震活动

综合利用流动水准和流动重磁复测资料,分析沂沭断裂带上地壳形变场和地球物理场的时空强变化特征,揭示沂沭断裂带活动特征是以鲁中隆起的继承性活动为主,沂沭带北端的双山-李家庄断裂两盘的垂直形变受区域断裂控制并与区域地震活动有关,与1983年荷泽地震和1995年苍山地震有较好对应关系;沂水附近地磁场有“窗口效应”,尤其与南黄海地震活动及沂沐断裂带上的小震活动有关。     

日本MW9.0地震后沂沭断裂带两侧块体相对运动及对地震活动的影响

基于连续GPS数据,利用滑动块体模型研究了日本M_W9.0地震前后沂沭断裂带两侧块体连续的相对运动状态,并研究其对区域地震活动的影响,结果表明日本地震以来：1）两侧块体呈右旋走滑兼挤压状态,平均走滑、挤压速率分别为0.9±0.1 mm·a^-1和-0.7±0.1 mm·a^-1,相比日本地震之前,运动过程更具起伏特征,可能与日本地震前后俯冲带两侧板块间相互运动状态的改变有关;2）沂沭断裂带两侧地区地震活动频次N、总释放能量折算震级M、地震活动度S值、地震b值与两侧块体相对运动的相关系数分别为0.66、0.69、0.74、-0.6,T检验显示相关性显著.在研究区地震能量集中释放阶段两侧块体相对运动方向和研究区主压应力方向一致,相对运动速率和地震活动强度变化具有同步特征,两侧块体相对运动对区域地震活动具有控制作用;3）莱州序列和乳山震群的发生可能与两侧块体相对运动促进的局部区域应力调整有关.     

THE RELATIONSHIP BETWEEN REGIONAL SEISMIC ENERGY RELEASE AND RELATIVE MOTION BETWEEN BLOCKS ON BOTH SIDES OF YISHU FAULT ZONE

Following the 11 March 2011 Japan M_W9.0 earthquake, frequent moderate and small events occurred on the Yishu fault zone and its either side. Using continuous GPS data and a sliding block model, this work studies the relationship between the energy release of these shocks and the block relative motion of either side of the Yishu fault zone. The results show that(1)the equivalent magnitude M from released energy and the two blocks' relative motion are well correlated when earthquakes are selected in a retrieval circle(whose center is the midpoint of the Yishu fault zone)with a radius of 250~500km and using a sliding time window of 3~10 months. The best correlation coefficient between M and the two blocks' relative motion is 0.74 and the T test shows a significant linear correlation between them.(2)Spatial distribution of the correlation coefficients shows that the relative motion of the blocks on both sides affects the energy release in the area from the north part of Yishu fault zone to the Jiaodong Peninsula area and southwest Shandong-Henan border area obviously.(3)Since June 2014, the relative motion of the two blocks on both sides of the Yishu fault zone presents a wave of change, which may be an expression of the accumulation of seismic strain energy in the Yishu fault zone and its two sides. The linear relationship between the equivalent magnitude M from released energy and two blocks' relative motion V can be fitted by linear equation M=0.51*V+3.9, showing that strain energy accumulation could be released by the moderate and small earthquakes in a timely manner, which may favorable to delay the seismic risk in the study area. It also shows, on the other hand, that earthquake energy was not released so completely in the study area since the end of 2015 to 2016, which is likely associated with the Changdao earthquake swarm in 2017.     

沂沭断裂带重力场及地壳结构特征

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段,新构造运动显著,是华北地区的强震活动带之一。文中收集了该地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对重力场进行有效分离,研究区域地壳结构特征及断裂空间展布,并应用Parker变密度模型对区域莫霍面进行反演分析,得到以下几点结论:1)重力区域场显示,沂沭断裂带形成了NNE走向的大型重力梯度带,分隔了鲁西、鲁东地块,成为区域内重要的地球物理分界线。2)重力局部场显示,中上地壳结构复杂,沂沭带内部呈现两堑一垒的重力异常格局,5条主干断裂形成线性梯度带分布于东、西地堑内,鲁西块体的多条NW向活动断裂交切于沂沭断裂带,多数断裂只交切于西地堑,而蒙山山前断裂和苍尼断裂横穿沂沭断裂带;下地壳结构相对简单,发生明显的褶曲构造,表现出大规模高、低密度异常相间排列的典型特征。3)区域莫霍面形态东高西低,沂沭断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异格局,潍坊东—莒县—临沂一线出现莫霍面上隆区,具有强震发生的深部孕震环境。4)区域内地震多发于高、低重力异常转化带之间,特别是活动断裂对应的重力梯度条带之上,地震的发生与断裂活动有着密切的关系,沂沭断裂带地震活动性最强,且东地堑强于西地堑。