华北强烈地震深部构造环境的探测与研究

20世纪六七十年代以来, 华北地区发生了一系列强烈地震． 强烈地震的孕育、 发生和发展与深部构造密切相关． 近50年来, 我国地震科学领域在强烈地震的地震构造和深部环境方面开展了大量的研究． 深部地球物理探测和地震层析成像结果揭示了华北地区地壳结构的基本特征, 并在强烈地震发生的深部构造环境等问题上取得了重要进展． 本文在回顾华北地区地壳上地幔结构探测的基础上, 对1966年邢台M_S7.2, 1976年唐山M_S7.8, 1975年海城M_S7.3和1679年三河—平谷M8.0地震的地震构造和深部构造环境进行评述． 深部地球物理数据的综合分析表明, 震源下方的低速异常带, 高角度超壳深断裂, 地壳深浅构造的不一致, 偏低的上地幔顶部速度和局部隆起的莫霍界面, 是华北伸展构造区深部孕震环境的共同特征．      

唐山－河间－磁县新生地震构造带

地震构造研究往往注重那些形成历史长且规模较大的活动断裂带。实际上还存在一种与现代地质环境和区域应力状态基本保持一致的最近构造阶段新发育的断裂带，即新生断裂带。地震活动与这两种构造带关系密切。根据地震和地质构造等资料分析认为，唐山－河间－磁县地震带是一条晚第三纪开始发育的新生地震构造带     

唐山－河间－磁县新生地震构造带

地震构造研究往往注重那些形成历史长且规模较大的活动断裂带。实际上还存在一种与现代地质环境和区域应力状态基本保持一致的最近构造阶段新发育的断裂带，即新生断裂带。地震活动与这两种构造带关系密切。根据地震和地质构造等资料分析认为，唐山－河间－磁县地震带是一条晚第三纪开始发育的新生地震构造带。     

中国地震大地测量——半个世纪的历程与科学贡献

自1966年邢台地震以来,中国尝试用大地测量手段监测地震变形,至1976年唐山地震,变形监测到达高潮,但受地面技术局限,20余年可以用于分析震源的震例寥寥。自20世纪90年代初全面进入空间观测时代以来,境内或边邻6级以上强震大多数有相应的近场变形观测和破裂模型研究,这其中又以2001年昆仑山口西、2008年汶川和2015年廓尔喀3次特大地震的变形资料相对完整、破裂特征清晰、理论成果丰富,成为近期大陆内部最引人注目的大震事件。近30年来,对包括中国台湾在内的60余次强震变形的系统研究丰富了人们对区域地震活动性及危险性的认识,也为青藏高原构造演化研究提供了观测依据与理论参考。半个世纪积累的经验、夯实的基础以及未解的难题更为未来的地震大地测量提供了历史借鉴、前进动力和发展方向。     

基于大地形变监测的大震预测问题思考

本文以中国西部大地形变监测与地震预测实践为基础, 简要总结回顾了利用大地形变进行强震预测研究的工作思路、方法和一些进展; 进而结合2001年昆仑山口西8.1级、 2008年四川汶川8.0级特大地震前区域地壳运动变形背景和已有的研究结果, 分析和探讨了基于大地形变监测、 并考虑地震构造的差异性来进一步提高大震预测的有效性...     

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     

卡方检验在华北强震前的应用

用卡方检验的数理统计方法,结合华北地区活断层、震源机制解等地震地质构造,对华北地区3次强震前的地震活动进行了时间及空间上的检验.认为,卡方检验不仅揭示了中强震前地震的丛集特性,而且体现了强震与地震地质背景之间的密切关系,揭示了构造体系与地震的某些联系.     

北京地区上地壳三维细结构层析成像

利用三维不分块地震层析成像技术对北京东北部地区的三维人工地震莫霍反射波走时数据进行反演,得到了该区上地壳的三维P波、S波慢度及波速比结构图像,三种结构不同深度的切片图像揭示出慢度和波速比分布有呈北东向和北西向展布的特征.断裂活动引起沉积不均匀造成现今的速度分布,地震大多分布在波速比较低的块体内,说明地震不仅与断裂活动有关,有可能还与物质结构和性质相关;北京地区上地壳速度结构、断裂活动和物质性质三者之间存在密切关系.     

俯冲带地震动特征及其衰减规律探讨

随着我国南海不断开发建设,海洋工程的抗震问题日益受到重视.我国南海东部区域位于大陆板块与海洋板块共同作用的俯冲带地区,地震活动频繁,震级较大,潜在地震对南海开发建设有重要影响.为了研究俯冲带地震的地震动特征及其衰减规律,本文基于实际俯冲带地震数据,并结合数值模拟方法,分析和探讨了俯冲带板内、板缘地震与浅地壳地震的地震动特征和衰减规律的差异.研究结果表明:俯冲带地震动存在区域性差异,在地震动衰减特征方面,同一区域的俯冲带板缘地震要比浅地壳地震衰减慢,俯冲带板内地震要比浅地壳地震衰减得快;数值模拟分析不同深度海水对海底地震动的影响表明,海底地震动水平分量几乎不受海水介质的影响,但是竖向分量随海水深度的增加有减小的趋势.最终,基于数值模拟和经验关系的混合方法建立了南海俯冲带地震动衰减关系模型,其结果可为海域区划等相关研究和海域工程建设提供参考.     

西部地区特大地震活动特征及其对大华北地震趋势的影响

在分析 190 0年以来中国大陆西部特大地震 (MS≥ 7 5 )的时空分布特征的基础上 ,进一步研究了大陆西部特大地震与大华北地区强震 (MS≥ 6 0 )活动的相关特征 ,结果表明 :地震构造对西部的强震活动显示出很强的控制力 ;大华北强震与西部特大地震具有同步活动特点 ,但滞后于西部的地震活动 ;西部特大地震第 3活跃时段已经开始 ,但大华北地区出现 6级以上地震的连发还为时尚早     

南海北部陆缘反“S”型构造带及其对地震活动的影响

通过地形—地貌、断裂构造、地壳结构、中新生代沉积盆地、第四纪地质特征等分析,认为南海北部陆缘存在滨岸岛链、陆坡北缘和陆坡南缘三条反“S”型构造带,它们形成于晚第三纪,较“新华夏系”和“南海系”晚。上新世末期以来,反“S”型构造带的活动方式,对南海北部陆缘第四纪地质特征影响显著,同时控制了这一区域的地震活动方式和地震带展布,其中,“滨海地震带”和“雷琼地震带”同属于滨岸岛链带,“台西滨外地震带”和“东沙—海南地震带”同属于陆坡北缘带。     

中国大陆的垂直形变速率梯度及地震活动

在GIS平台上 ,以 195 1～ 1990年中国大陆垂直形变速度图为基础求出的垂直形变速率梯度 ,其变化情况基本上反映了中国大陆地壳的垂直剪应变及相应的剪应力的大小。东部的华北块体垂直形变速率梯度值明显地高于东北和华南地区 ,西部地区的青藏块体和天山地块的梯度较高 ,它们是现代构造活动较强的块体。斜贯中国大陆的察隅 -通化北东向高梯度带和其西侧的银川 -乌丽北东向高梯度带是现代地壳垂直差异活动强烈的地带。现代强震主要孕育发生在高梯度异常区及其附近 ,垂直形变速率梯度异常对地震危险区预测有一定的应用价值     

大陆板内震源断层的特征

基于对大陆板内地震构造的分析,讨论了浅源地震与断层的关系。说明了震源断层概念,从构造环境和震源参数方面分析了大陆板内震源断层的特征。提出了A、B两种震源断层。它们各自具有不同的构造动力学背景,应采用不同的研究方法     

Fractal analysis applied to faults and earthquakes—A case study of China

The characteristics and correlation of faults and earthquakes are discussed based on fractal and statistical analysis of the earthquakes in the last 500 years and the active faults in China. It is found that fractal relationship exists between the frequency and the length of the active faults, and the fractal dimension is 1.70 in the continental region of China, and 1.40 in the northwest China. The fractal relationship also exists between the frequency and the scales of earthquakes during the last five centuries and the fractal dimension is 1.30 for the whole continental region of China and 1.08 for the northwest China. The differences of the fractal dimensions between the active faults and the earthquakes indicate that some of the active faults have not caused earthquakes during the last 500 years. The differences of fractal dimensions of the active faults and earthquakes between the northwest China and the whole continental region of China suggest that the frequency of strong earthquakes is greater in northwest China than that of the average level of China, because the number of longer active faults is larger in northwest China than that of the average in whole China. Thus, the fractal analysis is an effective method for studies of faults and earthquakes.     

Fractal analysis applied to faults and earthquakes——A case study of China

Ｆｒａｃｔａｌａｎａｌｙｓｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｆａｕｌｔｓａｎｄｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ———ＡｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＣｈｉｎａＪＩＡＮＷＡＮＧ（王建）ＸＩＡＯＨＵＡＺＨＵ（朱晓华）ＹＯＮＧＨＵＩＸＵ（徐永辉）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｇ...     

华北地壳的多(应力集中)点场与地震

不连续介质中应力的分布是不均匀的,其中应力集中点发育情况的一般问题,在固体力学中已有相当的研究。地壳中存在许多不连续界面,再受垂向和斜向断裂的切割,其不连续的特点更为明显,这在地质构造研究中已引起广泛注意。但在研究地震的蕴育问题时,许多概念往往还仅局限在连续体中考虑问题,如把震源看成是单一的应力集中点,把前兆场视为“单点场”所决定的,认为前兆的强度和出现的先后都是由震源向外发展的。1966年以来,在研究我国近期发生的一系列强震时,逐步归纳出以下一些现象与概念,如地震前兆     

南海西沙石岛地震台下的地壳结构研究

为加强海上天然地震观测和岩石圈结构研究，我们在南海西沙群岛建立了石岛流动地震台，进行了为期一年多的观测试验.观测结果表明，虽然岛礁区的地震数据受热带气旋影响期间背景噪声较大，但仍能记录到MW 6级以上的地震.本文对具有清晰P波波形的远震记录进行了接收函数处理和计算模拟，得到台站下简单的地壳结构模型，其莫霍面深度为28 km，上地壳顶部有一层2 km厚的低速层，横波速度只有23 km/s，向下逐渐过渡到横波速度为38 km/s的下地壳.与已有的研究结果比较，发现石岛台与琼中台的地壳结构模型是西沙海槽剖面的自然延伸，西沙地块的地壳结构属减薄型陆壳，可与华南地块的正常陆壳对比.     

川滇地块东边界中南段构造应力分布特征与历史强震活动关系的数值模拟

本文以构造应力场观测结果、 岩石圈流变特性为约束, 采用摩擦接触单元反映断裂带空间分段特征, 以最接近真实地下环境的非线性黏弹性材料为模型的本构关系, 建立包括安宁河—则木河—小江断裂带的三维有限元模型, 模拟在速度边界条件和重力势能等动力因素共同作用下的断裂带应力分布特性. 研究结果表明, 模拟得到的断裂带现今构造应力场与地震活动有明显的对应关系, 应力比较集中的区域, 如石棉、 西昌、 巧家、 东川附近, 极有可能是未来的地震危险区域.      

中国大陆地壳地震震中分布的卫星磁异常约束

陆壳中的地震更危险,但其分布更具有弥散性,尤其在中国大陆地区;因此可靠且易用的地震警示信息显得非常重要.目前这类信息主要来自历史地震目录,大地测量及构造等资料,还需要补充其它的地学资料.本文提出一种来自卫星地壳磁场的约束.对于中国大陆的壳内地震(M_S≥5.0),研究表明其大都(80％以上)位于卫星地壳磁场的垂向磁感应强度分量的零等值线上或附近,并且理论上可以用一作用于半无限磁弹性平面中的集中力所产生的磁场分布来进行相应解释.尽管存在许多不确定因素,这种新的独立于传统资料的约束,提供了更为详细的地震警示性信息.同时,在缺少历史地震目录,大地测量及构造资料的地区,这种约束可作为一种先导性的监测信息加以使用.     

新地震区划图地震构造区划分的原则和方法——以中国东部中强地震活动区为例

在新编全国地震区划图潜在震源区划分工作中,采用了三级划分的技术思路,即在地震统计区内先划分出地震构造区,以控制地震统计区内地震构造和地震活动的差异性,然后,在地震构造区内再进行潜在震源区划分。地震构造区划分是新编全国地震区划图潜在震源区划分工作中的一个关键环节。本文论述了地震构造区的定义、作用、划分原则和依据等。介绍了中国东部地区地震构造区划分方案,并以东北地震区和华南沿海地震带为例,对地震构造区划分方案进行了详细论述。