张家口—渤海断裂带分段运动变形特征分析

利用张家口—渤海断裂带(张渤带)及其邻区1999—2007年的GPS观测数据, 研究了该区域现今地壳水平速度场特征。 运用最小二乘配置方法获得应变率场的空间分布特征, 根据区域地壳主应变率、 面膨胀率和最大剪切应变率等形变场的空间变化, 分析了张渤带各分段的形变特征。 结果表明: 相对于欧亚框架, 研究区内GPS速度场以SE方向运动为主; 应变场以NE方向的主压应变为主, 伴随着近NW方向的张性应变; 整个张渤带及其邻区的高剪切变形区主要位于河北香河、 文安以及唐山等三个地区。 利用跨断层GPS剖面分析得到张渤带以左旋走滑为主, 兼有挤压运动。 华北平原块体和燕山块体的相对运动是张渤带左旋走滑的直接动力来源, 而印度板块与欧亚板块碰撞后继续向北的推挤作用则是张渤带运动变形的根本动力来源, 太平洋板块的作用相对较弱。     

西昌地区现今地壳运动及主要断裂活动研究

利用2009—2017年GPS水平速度场和1990—2018年跨断层短水准资料, 分析西昌地区现今三维地壳活动及主要断裂的活动性。 结果表明: 在西昌地区, GPS水平运动场及应变场的大小和方向发生变化。 E向运动速率由北部的平均约8 mm/a减小到南部的平均约4 mm/a; S向运动以安宁河—则木河断裂为界, 西侧点位的运动速率明显大于东侧的点位。 相对华南地块的水平形变场也显示西昌地区水平运动的差异性。 主应变场在西昌地区以SW—NE向拉张和NW—SE向挤压为主。 大凉山次级块体东侧的张应变和压应变均大于西侧; 最大剪应变率在此次级块体以条带形式展布, 条带上的最大剪应变率大于东、 西两侧; GPS水平运动速率和变形宽度相比1999—2007年资料得到的结果大, 表明安宁河—则木河断裂带处于剪切应变积累阶段, 闭锁程度有所提高。 跨断层水准资料显示, 该断裂存在新的活动迹象, 应力持续积累。 综合分析两种资料结果, 推测区域地震危险性将进一步增强。     

用GPS数据反演分析海原断裂带分段活动特征

首先应用1999-2007年的GPS观测资料分析海原断裂带的运动特征,看出期间该断裂带GPS站点运动速度由南向北逐渐衰减,在NWW和NE走向断层两盘的运动差异较为明显,断层的活动以走滑运动为主.然后依据地质、地球物理等资料给出反演参数初值,利用水平形变资料对断裂三段的走滑速率及断层下界深度进行反演.结果为从西到东断裂带各段走滑速率分别为8.25 mm/a、5.49 mm/a和5.97 mm/a,断层底部深度依次为22.8 km;13.3 km;11.1 km.综合分析认为毛毛山-老虎山断裂运动速度明显高于海原断裂速度,在速度变化梯度较大的毛毛山断裂存在6级以上地震空区,推测具有发生强震的危险性.     

由跨断层形变测量反映的华北地块近期断裂活动特征

通过对华北地块不同构造部位、不同地震活动时段的跨断层测量资料研究表明，华北地块对于NE走向断裂作用为主的构造单元(包括地块和边界带)的强震活跃时段的断层运动速率明显小于强震不活跃时段；对于NW走向断裂作用为主的构造单元，其强震活跃时段的断层运动速率明显大于强震不活跃时段；对于NE、NW走向断裂共同作用的构造单元，断层运动速率变化特征类似于NW走向断裂作用为主的构造单元。结果还表明，华北地块现今强震活动主要受NW走向断裂的控制。     

中国福建及其边缘海域现时地壳运动定量研究－GPS、断层形变和水准等测量与震源机制结果的综合分析

基于中国大陆GPS测网（1994～1996年）、福建GPS测网（1995～1997年）和跨断层形变测量网（1982～1998年）、精密水准网（1973～1980年）以及近数十年来的震源机制资料,综合定量地研究了中国大陆东南缘－福建及其边缘海现时地壳运动．发现:此区域同大陆整体以11.2 mm/a速度较均匀地向SE方向运动;同时还存在着一种由泉州湾指向大陆内部,主方向NW 并向两翼扩展,其平均速度为3.0mm/a的运动．地壳形变测定的现时应变场与震源机制应力场以及地质学推测的构造应力场三者相符．区域应力场主压应力方位为NW（NWW）－SE（SEE）．在此应力场作用下,NE向断层呈压性运动,NW向断层呈张性运动．以泉州湾、晋江——永安NW 向断裂为界,地壳运动呈现分区特性:闽西南及闽粤交界区为上升区、闽东北区为下降区,前区的应变率和断层活动量均高于后区．本研究区受到喜马拉雅碰撞带侧向传递运动和西太平洋俯冲带挤压的共同作用;前者导致的运动量大于后者,但前者均匀后者不均匀．因此,本区强震的孕育发生与西太平洋俯冲带的关系更直接．      

基于精密水准的鄂尔多斯西北缘现今垂直运动分析

鄂尔多斯块体受青藏块体和华北块体的挤压,在其周缘形成一系列褶皱和压性断层,构造较为复杂。本文利用1980、1990和2014这3期精密水准资料计算了鄂尔多斯块体西北缘的垂直运动速率,分析结果表明:① 位于阴山断块隆起与鄂尔多斯断块隆起之间的河套盆地相对下沉,其中临河盆地最为明显,下沉速率为2-4mm/a,位于鄂尔多斯块体西缘的吉兰泰-银川断陷带沉降速率有所减缓,目前沉降速率约为2mm/a;② 整个测区表现为明显的山区上升、盆地下沉的继承性运动;③ 穿过乌拉山北缘断裂和磴口-本井断裂的2条水准剖面显示断裂两侧的垂直运动速率差异小于0.5mm/a。     

洗马林断裂构造几何与变形转换作用

洗马林断裂为洗马林-水泉断裂的西北段,是洋河盆地北缘断裂带的组成断裂之一,位于张家口-渤海断裂构造带与山西断陷盆地带的复合部位,其构造几何和变形特征是研究两大构造带相互作用的良好素材。文中采用地质地貌调查和地球物理探测等手段对该断裂进行探查和研究,阐述了断裂的几何展布、构造特征与活动性,分析了其与邻近断裂的构造关系,讨论了其在洋河盆地北缘断裂带中的变形转换作用。研究结果显示:洗马林断裂是1条以走滑为主、兼具逆冲的断裂,晚更新世中晚期以来和全新世期间的垂直滑动速率分别为0.17mm/a和0.25~0.38mm/a,水平滑动速率为0.58~0.67mm/a和0.50mm/a。断裂由NW向的主体断层和NE向的次级断层交替组合形成,NW向断层表现为高角度逆左旋走滑,NE向断层显示出正断活动,2组构造具有特定的构造几何关系,运动方式和变形特征相互匹配;在洋河盆地北缘断裂带的活动过程中,NW向的洗马林断裂起到了类似转换断层的变形转换与应力传递作用,其左旋走滑活动使得两端的NE向正断层活动得以协调进行。     

首都圈跨断层形变反映的断层活动方式及其成因探讨

本文深入分析了首都圈10个跨断层形变场地的流动观测资料, 计算了断层水平滑动量。 结果表明, 首都圈断层形变反映的断层活动非常复杂。 其中: NW走向的施庄断裂左旋滑动量与时间呈线性关系, 在观测期内左旋滑动速率约为0.08 mm/a; NW走向的墙子路断裂观测期内以左旋滑动为主, 但水平滑动量较施庄断裂小; NE走向的断层在观测期内的活动方式多以左旋滑动为主, 水平滑动量随时间无明显变化规律。 在对断层活动观测结果详细分析的基础上, 利用平面弹性有限元模型对首都圈的断层活动进行了模拟研究, 认为该地区主要受张家口—渤海构造带左旋剪切的控制, 且不同走向活动断层以左旋走滑为主。     

利用GPS数据反演阿尔金断裂现今滑动速率

利用2009—2013年的GPS水平速度场,使用三维线性球面弹性块体模型,综合前人研究成果建立了阿尔金断裂及其邻区的三维块体几何模型,反演得到阿尔金断裂不同断层段和其邻区主要活动断裂的现今滑动速率。结果表明:阿尔金断裂柴达木盆地以南段左旋走滑速率为(7.8±0.2)mm/a,该段向北至肃北左旋走滑速率为(7.5±0.1)mm/a,肃北—昌马段左旋走滑速率为5.3~5.5mm/a,昌马以北段的左旋走滑速率仅有(1.0±0.4)mm/a。阿尔金断裂左旋走滑速率总体表现出从南向北减小的趋势,衰减主要集中在祁连山地区,并转换为这一地区明显的地壳挤压作用。     

祁连山北缘断裂带的现代构造运动

本文依据现今区域水准测量资料及跨断层位移测量资料阐明祁连山北缘断裂带现今活动特点是以近南北—北东向的挤压并兼有右旋走滑的水平活动方式为主,在玉门一张掖段并伴有近似反对称的升降运动,最大垂直形变梯度R为0.2毫米/公里·年左右,跨断层基线测量的缩短速率为0.2—0.5毫米/年。在河西走廊内部,受次级构造运动的影响也存在有局部的隆起、拗陷的升降运动及断裂活动     

独山子-安集海断裂单基线双分量斜跨断层监测研究

利用与断层走向斜交的、可以同时观测到垂直和水平距离变化的单基线跨断层观测仪器组对北天山地区的独山子—安集海断裂的现今运动特征进行了监测研究。结合独山子—安集海断裂10多年来的观测数据,求取了该断裂在无震蠕滑状态下10a来的运动特征和滑动速率,得到：独山子—安集海断裂的现今运动性质为逆冲左旋运动,断层垂直运动的速率为0．1056mm／a,水平左旋滑动速率为0．0123mm／a,断层以倾向运动为主,反映出该地区地壳变形以近南北向缩短为主。     

川滇菱形块体各边界垂直形变速率与断层活动特性

依据川滇菱形块体各边界带上所有跨断层垂直形变测量资料,计算各断裂带垂直形变速率合成值,分析各断裂带形变速率特征。结果表明,川滇菱形块体断层活动有南强北弱,西强东弱的特点,该块体东北边界断层活动北段是以压性为主的逆断层,南段是以张性为主的正断层,西南边界断层活动北段以压性为主,南段则以张性为主。     

利用GPS和水准数据分析东昆仑断裂带东部及其邻区构造变形特征

基于1999—2016年GPS数据和1980—2010年区域精密水准数据,获取了东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂的滑动速率和区域构造变形特征。结果表示:东昆仑断裂带自西向东的走滑速率衰减非常明显,走滑速率从西大滩—东大滩和阿拉克湖段的约10 mm/a向东到塔藏段衰减至约2 mm/a,速率自西向东每100 km下降梯度约1 mm/a;东昆仑断裂带阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表现出一定的弱挤压特征。跨岷江断裂剖面显示区域挤压变形自西向东由龙日坝断裂至龙门山断裂带有逐渐减弱的特征。区域最大主应变方向为E-NEE向,最大剪切应变高值区位于阿拉克湖段和托索湖段交汇区域以及巴颜喀拉块体的龙日坝断裂中段区域。分析东昆仑断裂带东部及其邻区主要断裂间的构造转换关系认为,岷山地区的隆起变形主要是因为巴颜喀拉块体自西向东的运动受到了华南块体的阻挡,而非东昆仑断裂带向东延展引起的构造转换。     

东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,本文对东昆仑断裂带中东部的3条次级断裂(托索湖断裂、玛沁断裂和玛曲断裂)的滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究。托索湖段与玛沁段走向产生20°和30°的双挤压弯曲,形成阿尼玛卿山挤压隆起,作为托索湖段和玛沁段的破裂分段标志,成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点;在西贡周西侧和莫哈塘南侧,阿万仓断裂以40°的夹角与东昆仑断裂带相交,形成西贡周断裂交汇区,成为玛沁段与玛曲段破裂分段的标志。通过构造地貌方法获得西段托索湖断裂晚第四纪晚期以来的平均水平速率为10.8±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.2mm/a;中段玛沁断裂带晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为9.3±2mm/a,垂直滑动速率为0.7±0.1mm/a;西贡周断层交汇区平均水平滑动速率为7.4±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.1mm/a;东段玛曲断裂晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为4.9±1.3mm/a,垂直滑动速率为0.3mm/a。断裂的滑动速率从西至东呈梯度下降,通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂西支的左旋水平走滑速率为2.4mm/a,东支的左旋水平走滑速率为1.4mm/a,垂直断裂的水平缩短速率为2.3mm/a,阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式。3条次级断裂的活动均产生独立地表破裂,西侧的托索湖断裂发生了1937年MS7.5级地震,中段玛沁断裂发生了公元1061年格萨尔王时期和距今358~430CalaBP的地表破裂,玛曲段地表破裂距今约1055~1524aBP,显示出段落之间应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征。同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势。断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延和横向断裂相交,构造转换造成的。     

酒西盆地内部两条断裂晚第四纪滑动速率研究

通过卫星影像解译、差分GPS测量和地貌年代学样品采集,对位于酒西盆地内部的阴洼山断裂和新民堡断裂晚第四纪滑动速率进行了研究。阴洼山断裂发育于阴洼山东侧,总体走向315°,长约25 km;新民堡断裂整体走向300°,长约20 km,二者皆为全新世活动的逆断层。通过野外考察,选择典型断错地貌进行断层陡坎测量,结合所获相应地貌面的年代数据,得到阴洼山断裂和新民堡断裂晚第四纪垂直滑动速率分别为(0.08±0.02)mm/a和(0.11±0.02)mm/a。结合断裂倾角及前人研究资料,得到垂直祁连山方向酒西盆地内部断裂的地壳缩短速率约为1 mm/a,整个盆地地壳缩短速率约为2.4 mm/a。     

GPS约束下九寨沟地区断裂带现今运动速率的非连续接触模拟研究

以中国地壳运动观测网络2009—2013年GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建九寨沟地区二维有限元模型,在不确定性分析的基础之上,计算区内主要断裂带现今运动速率。研究结果表明:在巴颜喀拉块体整体近于NE向的推挤过程中,九寨沟地区的塔藏断裂、虎牙断裂、树正断裂均呈现为较高的左旋走滑兼具挤压的现今运动特征;岷江断裂、龙日坝断裂和龙门山断裂则呈现为右旋走滑兼有挤压的运动特性。结合区域主应变率计算结果,发现九寨沟地区仍然具有较高的应变积累背景。树正断裂作为2017年8月8日九寨沟M7.0地震的发震断层,其现今左旋滑动速率为3.0 mm/a,与东昆仑断裂带玛沁—玛曲段附近的左旋走滑速率4.1mm/a基本匹配,说明该断裂可能是东昆仑断裂带东端分支断裂之一,而东昆仑断裂与虎牙断裂之间的历史地震空区可能已被九寨沟地震事件贯通。     

由km尺度的跨断层基线测量断层近场运动与变形——川滇块体东边界2个场地的初步实验

现行的基于数十至百m长的跨断层短基线的测量方法精度较高,但往往不能有效跨越大型活动断裂带进行观测;而GNSS目前受站点密度及观测精度所限,对断层近场尤其是运动速率偏低的断层开展形变观测的分辨率较差。基于上述现状,在川滇块体东边界构造带新布设2个实验场地,分别跨越则木河断裂大箐梁子段和昭通断裂的龙树分支进行测量。实验利用km尺度跨距的基线测量活动断裂带的近场运动与变形,获得3a的实验观测数据。文中首先介绍了场地选建、监测断裂、基线测量方法以及实验观测结果,然后利用测量资料,基于刚体、弹性和组合模型3种假设条件计算分析这2个场地的断层近场位移和应变。则木河断裂大箐梁子段在刚体模型下2盘近场平行断裂走向的位移分量在±3mm内波动,无明显趋势变化;垂直断裂走向的位移分量在2015—2016年持续下降,反映断裂呈横向水平压缩,累计降幅达6mm,但2017年出现近2mm的横向水平拉张;弹性模型下该断裂段的横向水平应变分量εy以挤压为主,年变化幅度接近1×10-5,另外2个应变分量均为10-6量级。昭通断裂龙树分支2盘近场的相对位移虽然变化较小,但表现出与该断裂地质活动一致的右旋走滑特征,位移速率约0.7mm/a;沿该分支断层走向的应变分量εx为挤压状态,量值不超过2×10-6;垂直断层走向的应变分量εy则以拉张为主。文中还讨论了应用组合模型的效果与问题。     

华北北部地区地壳垂直形变演化特征及断裂活动性分析

基于华北北部地区3期复测区域精密水准及跨断层形变测量资料,计算得出1985—2015年多个时间段的地壳垂直形变速率。并结合跨断层形变观测资料,分析区域内主要断裂的活动性,明确该区域的整体地壳垂直形变演化趋势及地震危险性。结果表明:除强下沉区外,华北北部地区以继承性运动为主,太行山山前构造带以西总体上升,华北平原下沉,燕山块体较为稳定。张家口—渤海构造带西段总体活动水平较低,山西断陷带中北段断裂总体以张性正断层活动为主,两条断裂相交错区域是垂直形变高梯度集中区,且中强地震发生频次相对较高,需持续和重点监测。     

2016年青海门源MS6.4地震震前应变积累及同震变形特征

2016年1月21日青海省门源县发生了M_S6.4地震, 发震断裂为冷龙岭北侧断裂, 震中位置与1986年门源6.4级地震相同。 本文收集了本次地震震中及其周边区域1999—2015年GPS观测资料, 解算了GPS速度场、 跨断裂连续观测站基线时间序列和应变率场。 结果显示, 祁连山断裂带为一条宽度约60 km的连续变形带。 在断裂带南侧地壳运动以顺时针旋转为主, 运动量值没有显著差异; 跨过断裂带到达其北部之后, 地壳运动量值明显减小, 显示出该断裂带的强烈活动特征。 冷龙岭断裂左旋走滑速率为6.17±0.41 mm/a, 挤压速率为1.83±0.38 mm/a, 断层闭锁深度为22.1±3.1 km。 利用GPS连续观测站数据解算的地震同震位移显示, 震中西南侧26.8 km处的青海门源(QHME)测站记录到了明显同震位移, 其水平运动方向为北东向, 与逆冲为主的震源机制解一致。     

基于跨断层水平形变资料的鲜水河断裂现今活动分析

利用2000—2018年鲜水河断裂基线、蠕变资料,将场地缩放到统一尺度,分析不同资料反映的断裂活动特征,探讨断层活动与周边地震活动的关系。结果显示:(1)跨断层近场水平形变资料表明鲜水河断裂活动具有明显分段性,按照断层活动速率大致分为北西段、中段和南东段,与地质上分段方式有一定差异;(2)跨断层近场水平形变资料能不同程度显示出偏离正常背景的活动变化,捕捉到附近中强地震前兆信息和震后调整变化,为地震危险性判定提供重要参考;(3)基线和蠕变反映的断层活动存在差异,基线活动明显高于蠕变,基线走滑速率为0.30～2.05 mm/a,张压速率为0.47～1.21 mm/a,蠕变走滑速率为0.14～0.62 mm/a,张压速率为0.12～0.29 mm/a;(4)蠕变和基线均显示研究区内的鲜水河断裂以左旋走滑活动为主,北西段和中段活动强于南东段,基线资料显示2017年芦山M_S7.0地震后张压活动总体加强。