Mechanical analysis of en echelon structure and its significance of controlling earthquakes

ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｎｅｃｈｅｌｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓＸｉｎ－ＳｈｅｎｇＸＩＥ（谢新生）ａｎｄＸｉａｏ－ＰｉｎｇＲＵＡＮ（阮小平）（Ｉｎｓｔｉｔ...     

2010年玉树地震地表破裂带典型破裂样式及其构造意义

野外调查表明,青海玉树M_S7.1地震发生在青藏高原中部甘孜-玉树断裂的玉树段上,在玉树县结古镇至隆宝镇之间产生了一系列包括剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂及其不连续岩桥区出现的鼓包或陷落坑(拉分盆地)、高寒地区特有的冰裂缝等地表破裂单元,它们斜列组合成整体走向约300°、长约65 km、最大同震左旋位移2.4 m的地表破裂带,具有变形局部化的基本特征.玉树地震地表破裂带整体上可划分为长约15 km的结隆次级地表破裂带和长约31 km的结古次级地表破裂带,两者呈左阶羽列,其间无地表破裂段长约17 km,对应于M_W6.4和M_W6.9两个次级地震事件.地表破裂类型、基本组合特征等显示出甘孜-玉树断裂两盘块体的运动方式以纯剪切的左旋走滑为主,从一个方面反映了青藏高原物质存在着向东的逃逸和挤出现象.     

An experimental study on variation of b value during deformation of rock samples with different structural models

Introduction Analyses of the b value in the frequency-magnitude relation (Gutenberg & Richter curve, G-R curve), lgN=a?bM, is one of important methods for earthquake prediction. It is often used to study the state of tectonic deformation and regional stress field. Many studies on the b value have been made in aspects of seismicity, experimental modeling (acoustic emission) and theory (Mogi, 1962; Scholz, 1968; LI et al, 1978; MA, 1978; CHEN, 1977; GENG, 1986; DU and MA, 1986; CAI et…     

岩石介质中多裂纹扩展相互作用及其贯通机制的数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统，通过对岩石试样中预置的一组右行右阶雁列式裂纹扩展过程的数值模拟，研究了非均匀岩石介中多裂纹扩展的相互作用模式及其贯通机制。数植模拟再现的受压混合型裂纹扩展过程中逐步演变的全场变形过程，以及与细观非均匀性有关的声发射和断续扩展模式的“岩桥”现象，清晰地揭示出多裂纹扩展的相互作用及其贯通机制。模拟结果说明，对于岩石这种地质介质而言，忽略其非均匀性影响，可能会掩盖岩石变形与破裂过程中的许多与非均匀性有关的特殊现象，包括声发射或微震模式、岩桥或雁行断裂等。     

受压岩石裂隙相互作用导致破裂的机理

应用伪张力法，研究了在压应力状态下岩石内部任意多条随机微裂隙的相互作用和扩展聚集机理．即在受载岩石裂隙的相互作用下，形成一个裂隙较易聚集的方向，岩石的宏观破裂与此方向有关．给出了岩石宏观破裂判据，并确定了破裂面的方位．指出库仑准则所确定的初始剪切破裂方向仅为本文的一个特例．作为实例分析了雁形裂纹的形成和扩展机制．     

1997年新疆伽师强震群发展过程中发震断层间相互作用的影响

1997年发生在新疆伽师的强震群迄今仍在持续活动，从1997年1月21日震群发生至1997年10月18日，共发生5级以上地震15次.震群发生前，该地区几乎没有地震活动.根据伽师震群地震的精确定位结果及震源机制解，我们设定该震群的发震构造是一组NNW（北北西）向的雁形右旋走滑断层和一组NE（北东）向雁形正倾滑断层.并以此作为模拟该区域理论地震活动的力学模型，开展震群区域理论地震活动的模拟研究.模拟结果证实了断层间的相互作用或应力传递能产生震群活动的猜测，并对伽师震群中为何部分地震的震源机制是正断层进行了合理解释.进一步推测伽师位于地壳厚度的陡变带也可能是引起该地区地震活动丛集发生的原因.     

雁列式断层变形过程中物理场演化的实验研究（二）

在双轴压缩条件下对由挤压型和拉张型雁列式断层组合而成的复杂雁列断层系变形过程中声发射、断层位移及应变的时空演化进行了实验研究，结果表明，复杂雁列式断层系的变形过程及相应的物理场演化并非是两种雁列式断层的简单叠加，而是包含着它们之间的相互作用。能量较强的声发射事件成核部位主要集中在应力水平较低的张性雁列区附近的主于断层上，而不是应力水平较高的压性雁列区，但这种事件发生的时间则明显受控于压性雁列区的变形过程     

Lateral displacement pattern in the Humorum region

Medium- to high-resolution photographs taken by the Lunar Orbiter missions of the Humorum region show a definite pattern of lateral displacements of topographic elements and en echelon arrangement of crenulations upon mare ridges. The southern wall of Gassendi crater has been dextrally offset for distances up to 6 km along east-southeast faults. Towards the west the strike-slip faults continue into highland material as bands up to 10 km wide of sinistral en echelon fractures, while towards the east the same faults transform into mare ridges with sinistral en echelon crestal crenulations. It is, therefore, very probable that the en echelon crenulations represent igneous rock intruded into or extruded through tension gashes which developed in lava that overlie strike-slip faults and through movement along these faults.The pattern of commonly recurring lineament strikes and sense of wrench faulting corresponds to a generating stress system in which the regional maximum compression acted between 10 and 20° and the intermediate compression was directed vertically. Lineaments that strike northeast and those trending within the northwest quadrant show indications of slip in left-lateral and right-lateral sense, respectively.     

雁列断层变形过程中的声发射特征

对拉张型、挤压型雁列断层变形过程中岩桥区和主断层上的声发射特征进行了对比研究，结果表明，雁列断层变形中的声发射对应着多种机制：拉张型雁列岩桥区的声发射为单一事件组成，波振幅小、持续时间短、主频高、震源机制为张裂型；挤压型雁列岩桥区的声发射也是单一事件，波振幅较大、持续时间短、主频较低、震源机制为双剪型；而雁列主干断层上的声发射由多事件组成，波振幅大、持续时间长、主频低、震源机制与挤压型雁列岩桥区的声发射机制不同。这些特点与各区域所处力学状态有关     

鲜水河断裂反“多”字型地裂缝带的成因机制

本文以1981年道孚6.9级地震考察资料为基础,结合1973年炉霍地震资料并运用光弹,泥料实验,讨论了鲜水河断裂上反“多”字型地裂缝带的成因机制。笔者认为反“多”字型地裂缝是断层水平剪切运动的产物,出现与相邻两条羽列裂缝交替部位的鼓包是裂缝水平错动在垂直方向调整作用的结果。鼓包两翼往往东陡西缓,鼓包轴部的逆断层也往往由西向东逆掩,这可能与断裂南西侧向南东运动有关,是以滇菱形断块向南南东运动产生的结果     

具有多种断层结构岩样的形变和破裂特征的试验研究

在岩石板上切割出多条切缝并以石膏填充,将其分为3个构造特征区:A区(断层交汇区)、B区(左行左列岩桥区)、C区(右行左列岩桥区)。采用双轴加压、定点应变、声发射信息系统和实时全息干涉计量方法(激光)进行观测研究。结果表明:在岩样破坏孕育过程中,各个特征区都出现了特大破裂。每个特大破裂发生前定点应变、激光干涉条纹图(应变场)和声发射信息都出现了特征变化。特大破裂的发生有先后,其前兆特征的出现也有先后,并且各区有各自的特点,某些前兆还可能在各区之间交替出现。研究认为,三个区的断层结构性质不同,这就导致了不同的破裂顺序,甚至产生不同的前兆现象。     

Complex time－space spreading and focal mechanism of the 1989 Batang earthquake swarm （M_s＝6．7）

Ｃｏｍｐｌｅｘ　ｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９８９　Ｂａｔａｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｓｗａｒｍ　（Ｍ＿ｓ＝６．７）（程万正）（陈天长）Ｃｏｍｐｌｅｘｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅｓｐｒｅ...     

含V形构造花岗岩块体破坏过程中的声发射特征

试样采用 2 0 0mm× 2 0 0mm× 15mm云南大理产粗粒花岗岩 ,其上切割出雁列式断层组成的V形块体边界 ,切缝以石膏填充。按构造特征 ,把样品分为几个区 ,其中A区为断层交汇区 ;B区为左行左列岩桥区 ;C区为右行左列岩桥区。采用双轴加压。文中详细讨论了岩样受压破坏过程中的声发射特征。微破裂定位表明 ,声发射有区域群发性和成群的迁移性。微破裂从A区向B区迁移最后到C区。在迁移初期 ,声发射在原发生地与迁移地两处交替发生。相对较大的声发射 ,每个时期每个区域均有发生 ,但C区即最后发生地相对集中 ,该处岩桥区断裂后试样崩溃。定点应变结果也出现了 3次突跳 ,与声发射A ,B ,C区的声发射移动特征相吻合。用“累计频度 -能级”关系对局部b值的分析显示 :主破裂前 ,C区b值明显减小。从构造特征上看 ,三区为不同构造的相交处 ,为事件发生敏感地段 ,这就导致了不同的破裂顺序 ,甚至产生不同的破裂前兆现象     

雁列构造的几何及其应力场的数值模拟

用数值模拟方法研究了几何、力学条件不同的雁列构造模型的应力场,探讨了几何参数对应力场的影响。模拟结果表明,在几何参数不同的情况下,雁列构造中局部断层扩展引起的应力扰动场会对相邻构造产生作用。围绕断层扩展部位剪应力增量场呈八瓣式分布,平均应力增量场呈四象限分布。在较小范围内同时存在几个断层扩展区的情况下,围绕这个弱化区仍可形成上述增量场图案     

鲜水河全新世断裂带的分段性、几何特征及其地震构造意义.

由五条左旋走滑的主要分支断层组成的鲜水河全新世断裂带,以惠远寺拉分区为界,可分为结构特征不同的两段:北西段结构较为简单;南东段则表现了由若干分支断层组成的复杂结构.这种断裂结构的分段性,造成了历史强震活动性的分段差异,同时也可能是断层近代滑动速率空间变化的主要原因. 该断裂带主要的几何特征之一是具有多重羽列性质.本文按阶区尺度的相对大小,作了羽列级别划分.其中,A级羽列不连续区伴有明显的地貌效应,是该断裂带分段的界限,其对历史上7级左右地震的破裂具有较明显的终止作用;B,C两级羽列不连续区也有一定程度的地貌显示,但对历史上大地震的破裂不具有明显的终止作用;更低级别的羽列几何则是在第四纪盖层中发育的地震地裂缝的主要组合型式. 另一种重要的几何特征是断层弯曲.无论沿整个断裂带还是在一些断层段上,均存在着不同程度的走向弯曲.局部弯曲的结果,可能是造成一些大地震时不对称破裂扩展和烈度衰减的重要几何影响因素,同时也可能是大地震或强震原地重复的构造条件之一.文中最后分析和讨论了两次历史大地震发震断层的立体模型.      

论西安地裂缝

西安地裂缝具定向延伸、多级羽列和成带、等距的分布格局,为水平左旋和南盘依次下落的同步位错。是基底断裂在统一区域应力场作用下,长期蠕动形成的隐伏微细裂缝,在地下水活动的附加作用下显现出来的一系列构造地裂缝。其发生方式为多点双向破裂,发生时间和活动高峰依次由南向北迁移。它们不均匀地蠕滑、时隐时现,有4、20、400和750年四种活动周期,可与渭河盆地的地震活动对应,是区域构造应力场加强的信息     

基于声发射实验结果讨论大震前地震活动平静现象的机制

基于岩石变形声发射实验结果讨论了大震前地震活动平静现象的机制。在双轴压缩、等位移速率加载条件下 ,挤压型雁列断层、含宏观凹凸体断层、Ⅲ型剪切断层等非连续断层在临近滑动失稳前 ,声发射活动均出现了明显的相对平静现象 ,表现为声发射事件的发生率和应变能释放水平显著降低。与此阶段相对应 ,断层带 (特别是非连续部位上新形成的一小段断层 )发生了蠕滑和匀阻化作用 ,并使得标本的差应力开始下降。根据实验结果提出 ,大地震前断层的“蠕滑 -匀阻化”过程是造成地震活动平静现象的可能机制     

伽师强震群震源特征及震源机制力学成因分析

应用改进的主地震相对定位法对17年伽师强震群3级以上地震进行了精确定位,根据较强地震的空间分布和震源机制解推断出伽师震群的发震构造为北北西向的雁行断裂.根据伽师震群地震的2177个P波初动方向记录,计算了伽师震群的平均震源机制解.基于Silver的震源模型,由震源谱推断了伽师震群主要地震的破裂方向,破裂尺度及应力降.文中最后用右阶雁行断裂的数值模型计算了伽师震群的发震构造所产生的扰动应力场的空间分布图像,用其解释了序列地震震源机制的多样性和低应力降现象,并认为特定的雁行发震构造与强震的多发性有关.     

龙陵-澜沧断裂带双震型强震活动破裂模型讨论

龙陵地震和澜沧－耿马地震是龙陵－澜沧断裂带上两次典型的双震型强震活动,但它们在地质构造背景、应力场分布、发震构造和烈度分布等方面却具有截然不同的特点。龙陵地震发生在主要由花岗岩构成的地块内,地质构造比较均一;地震处在ＮＮＷ向挤压的统一应力场中;两主震的发震构造走向和两个Ⅸ度区长轴近于直交。澜沧－耿马地震发生在一古板块边界附近,震区构造复杂,耿马７．２级地震和澜沧７．６级地震发生于不同的应力环境中,发震构造和极震区长轴近于平行,呈斜列状分布。通过对龙陵地震和澜沧－耿马地震的对比分析,提出了双震型强震活动的共轭型和牵动型两种破裂模型,并对各自的特点及形成条件进行了初步分析     

雁列式断层变形过程中物理场演化的实验研究（一）

在双轴压缩条件下对挤压型和拉张型雁列式断层变形破坏过程中声发射、断层位移及应变场的时空演化进行了实验研究。研究表明，两类雁列式断层具有类似的变形破坏过程，即前期以雁列区的破裂贯通为主，后期以沿断层的滑动为主。但挤压型雁列区内可积累较高的应变能，有较强的应变释放和声发射活动，雁列区对滑动始终起着阻碍作用；而拉张型雁列区内难以产生快速的应变释放和较强的声发射活动，雁列区对后期的滑动也无明显的阻碍作用。两类雁列区贯通所引起的失稳均有明显的前兆，而在随后滑动过程中失稳前兆的出现，取决于断层不同部位或段落之间是否有应变传递