三峡蓄水进程中库首区地震活动与库水位的关联性研究

利用三峡数字遥测地震台网产出的地震观测资料,基于互相关-重排实验技术系统分析三峡工程在蓄水进程中地震活动与库水位的相关性及不确定度,探讨三峡水库地震的成因机制。结果表明：1）蓄水进程中库首区地壳经历了“持续加载-渗透饱水-回弹与再平衡”的复杂过程,库区地震活动的时空分布特征与库水位的时序变化关系密切;2）从开始蓄水到175 m实验性蓄水阶段,巨量的直接库水荷载导致沿江近库岸10 km范围内的矿洞、溶洞、浅表性岩层、断层等失稳而诱发地震,震源深度5 km范围内的浅震活动明显与库水位快速上升产生的弹性加载有关,对库水位上涨呈“瞬时”响应;3）随着175 m实验性蓄水阶段稳定运行,渗透作用逐渐成为库区地震活动的主要影响因素,断层软化等作用可能是接连触发2014-03秭归M4.5、M4.9等构造型水库地震的原因,震源深度大于5 km的深震活动开始呈现对库水位的“滞后”响应特征。长江香溪库段作为仙女山、九畹溪断裂与长江交会的三角形构造部位,其周缘或存在发生中等强度地震的危险性。     

丹江口井网流体动态与尼泊尔M8.1地震同震响应分析

分析丹江口井网3口井水位、水温2013～2015年的观测数据,建立各个测项的正常动态,总结井网对2015-04-25尼泊尔M8.1地震的响应特征,探讨同震响应差异的可能原因,初步得到水位同震响应幅度与震级、井震距的关系。结果表明,井网水位年动态受降雨影响有一定规律,月正常动态普遍显示出固体潮效应与气压效应;水温年动态平稳,年变幅度在0.1 ℃左右。对于尼泊尔地震同震效应,唐扒井水位阶升-阶降式脉冲变化和水温陡降-缓升式脉冲变化是由水位和水温的变化机理不同导致的;雷庄井与唐扒井水位表现出不同的同震响应特征,判断与它们所处断裂的不同走向有关;盛湾井水温阶降型同震响应幅度较唐扒井小得多,可能是观测层岩性及地下水类型等差异导致的。     

利用gPhone重力仪监测三峡库区蓄水的重力响应

根据三峡秭归gPhone101#重力台站2012-06~2014-08重力观测资料,经处理改正得到的重力残差主要反映了库区蓄水变化的重力响应。不同的蓄水阶段,重力残差与库区水位变化响应特征不同,高差30 m的水位波动能够引起70 μGal的重力响应。利用gPhone重力仪能够有效监测三峡库区蓄水的重力响应,但局部及周边地区降水等水文效应也是连续重力观测结果的主要贡献之一,在监测库区蓄水对重力响应的影响时不可忽视。     

走滑断裂活动导致地应力解耦的机理研究——以龙门山断裂带东北段为例

2008年汶川MS8.0地震后,沿龙门山断裂带系列水压致裂地应力测量结果表明,断裂带东北段(茂县-绵竹连线东北侧)北川、平武及广元等地浅表层最大主应力方向与区域应力场相比发生了25°~69°不等的偏转,亦称地应力解耦。初步分析认为,龙门山断裂带东北段的右旋走滑活动直接导致了区域内最大主应力方向的解耦,且最大主应力方位向偏转角度与断裂右旋走滑活动量正相关。为合理解释这一现象,探讨走滑断裂活动导致地应力解耦的机理,本文采用二维有限元数值模拟方法,选取汶川MS8.0地震断裂(龙门山中央断裂)上的同震右旋走滑位移作为边界条件,首先模拟了龙门山断裂带东北段右旋走滑活动产生的扰动应力特征,之后结合断裂带附近典型钻孔地应力测量结果,叠加该扰动应力作用,从力学机理上深入剖析断裂右旋走滑活动产生的扰动应力对区域应力场(或初始应力场)的影响,并对其附近不同构造部位最大主应力方向偏转现象进行定量解释。初步结果表明：1) 走滑断裂活动导致地应力解耦主要是通过断裂滑动产生的扰动应力对区域应力场的附加影响实现的;2) 在固定的断裂活动长度和摩擦强度情况下,走滑断裂活动导致区域最大主应力方向偏转角度基本与活动断裂走滑位移量呈正比;3) 受汶川MS8.0地震影响,龙门山断裂带大致以茂县-绵竹为界,西南侧的宝兴-映秀-汶川一带最大主应力方向偏转角度很小,基本与区域应力场一致,而东北侧的北川-平武-广元一带则发生角度不等的偏转,3个地区最大主应力方向平均偏转角度分别为65°、56°和29°,该角度与龙门山断裂带东北段同震右旋走滑位移量呈正相关。     

三峡水库蓄水初期9次微震震源机制解特征

给出了三峡水库蓄水半年内库区9次微震震源机制解的结果，并对其特征进行了分析，得出：发震断裂滑动类型从蓄水前的斜滑型改变为蓄水后的倾滑型，地震构造主压应力P轴从蓄水前的以水平力和近水平力为主改变为蓄水后的以垂直力为主．构造主应力方位则不太集中。     

三峡水库蓄水重力效应数值模拟

运用精密数值模拟算法。计算了三峡水库库首区不同蓄水高度的重力效应;对比分析了首次蓄水前后局部重力监测网观测到的重力异常与模拟计算结果。得出结论：三峡水库蓄水引起的重力效应非常明显．蓄水过程中的重力异常是多种效应的综合反映,其中蓄水本身的直接重力效应是主要的重力效应。     

用GPS资料分析陇县-宝鸡断裂带构造应力场特征

借助GPS数据作为边界条件,运用有限元对陇县-宝鸡断裂带及其邻区进行位移场与应力场数值模拟,分析该地区现今地壳活动与构造应力场的分布特征。结果表明：1）陇县-宝鸡断裂带与岐山-马昭断裂南端渭河盆地的张应力较弱;2）鄂尔多斯地块西南缘与陇县-宝鸡断裂带接壤的SE向条带的节点应力性质、方向与陇县-宝鸡断裂带一致,显示出平行于断裂带SE走向的张性活动特征;3）最大主应力表明,陇西地块及秦岭构造区具有较高强度的张性应力;4）第二主应力表明,陇县-宝鸡断裂带南端与秦岭构造区接壤地区南侧的SEE向压性应力显著。     

应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.     

新疆精河2017年6.6级地震对2018年5.4级地震的应力影响分析

基于2017-08-09新疆精河6.6级地震同震破裂位错模型和区域地壳速度结构,利用粘弹性模型计算其地表位移、同震及震后应力场扰动变化,分析其对2018-10-16精河5.4级地震的应力触发关系。结果表明,精河6.6级地震造成的同震位移主要为地表垂向位移,最大位移量为84 mm,地表水平位移最大位移量为25 mm;地震引起发震断裂及其与博阿断裂交会区、库松木楔克断裂东段及分支断裂、喀什河断裂东段库仑应力增加,这些断裂靠近精河6.6级地震震中部分库仑应力增加超过10 kPa,但5~10 a尺度内的应力扰动基本为弹性响应,并未随时间显著变化。精河6.6级地震造成的精河5.4级地震震中位置同震库仑应力变化显著低于10 kPa的触发阈值,两者不存在同震或震后应力触发关系。     

鄂尔多斯盆地姬塬-元城地区构造裂缝特征与形成期次的划分

通过分析鄂尔多斯盆地姬塬-元城地区野外地质露头与井下裂缝特征，结合构造应力场背景分析，获得以下认识：1)该区构造裂缝以斜交于最大主应力的单条裂缝为主，尤其以SWW-NEE或近EW向裂缝和NNE-SSW或近S-N向裂缝较为发育，并发育少量对应的NW-SE和NE-SW向共轭裂缝。2）根据露头区裂缝系统的切割关系，NE向和近S-N向延伸的裂缝为后期发育， NW向和NEE向延伸的裂缝为早期发育；3)燕山期北西-南东向压应力场背景下，早白垩世末构造抬升造成的主应力差是早期共轭裂缝形成的主要原因；喜山期区域北东-南西应力挤压是后一期延伸裂缝的主要原因。     

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仙女山断裂北端地块微动态倾斜场变化

对周坪定点形变台的资料,利用小波多分辨率分析方法进行了不同频段（周期）的信号识别。结果显示：水管倾斜仪对蓄水效应有较好的响应,主要在数据的长趋势项（周期稍长的细节层）有反映;三峡库区附近的仙女山断裂带的活动发生了一些变化,说明蓄水使库区周围的倾斜场发生了微动态变化。     

福建水口库区次级断裂的应力分析和活动特征研究

为了解水口水库地区次级断裂的受力性质和活动特征,选用库区15个P波初动清晰可靠的地震震源机制解,采用力轴张量计算法推算了该区构造应力场的主轴方向,进而对断裂进行了应力分析。结果表明,湾口断裂受力性质为压性,其余为张性。根据库区布设的6个跨断层短水准场地观测资料,通过线性拟合方法,发现西瓜洲断裂为正断活动,其余为逆断活动。最后对两种方法得到的结果进行了比较。     

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长江三峡库区地震地形变监测研究

三峡地壳形变监测网络结合空间大地测量(GPS、InSAR)和传统大地测量的优点，在1998年以来的三峡工程建设期间和2003年水库首次蓄水中获取了大量监测成果。结果显示库区地壳运动的基本图像：垂直形变较为显著，主要来自因蓄水荷载而产生的形变，水平形变不明显．库区主要断层的活动性在蓄水期间有明显加强迹象。水准测量反映从1998年首期观测至2003年10月首次蓄水后的库区垂直位移．沉降范围较大；GPS给出了2003年蓄水前后库区的垂直位移，形变的范围主要集中在水库近岸区域。水准测量与GPS观测反应的垂直位移的量级基本一致，沉降的最大幅度在3～4cm左右。水准监测、GPS观测与重力监测结果有一定的对应性。从地壳形变监测与研究结果分析，近期负荷改变而诱发中强地震的可能性不大。     

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三峡库区的蓄水效应及对仙女山断裂活动的影响

为研究三峡水库蓄水所引起的库区地壳形变和断层活动,运用小波变换分析和处理了大坝附近两个定点形变台(周坪台和宜昌台)的倾斜观测数据,发现蓄水后库区仙女山断裂带的活动发生了一些变化,库区周围的倾斜场发生微动态变化,库区下游区域的倾斜场没有发生明显的变化。     

三峡地区雾渡河断裂构造特征及最新活动性研究

根据野外调查获得的第一手资料,结合前人有关雾渡河断裂的研究成果,论述了雾渡河断裂的区域地质背景、构造应力场、深部构造特征、地貌水系样式,其中重点解决了雾渡河断裂的运动学特征和断裂活动时代.根据所采断裂上覆第四纪沉积物样品的TL测年数据(76.43±6.49 ka),确定雾渡河断裂晚更新世以来活动不明显.     

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