2023年12月18日甘肃省积石山6.2级地震的控震构造及特征

2023年12月18日23时59分在甘肃省临夏州积石山县发生6.2级地震,造成了严重人员伤亡,及时了解此次地震的发震构造及其特征,对于分析区域未来强震危险性具有重要意义。综合区域地震构造、地质、震源机制、地震烈度和余震重定位等资料,对此次地震的控震构造及特征进行综合分析后认为,此次强震是发生在西宁—兰州断块内部的一次北北西向逆冲断层作用事件,距震中最近的拉脊山逆冲断裂带构成了此次地震的控震构造。该断裂带处于北西向日月山右旋走滑断层与北西西向西秦岭北缘左旋走滑断层交汇部位,整体呈北西至北北西向弧形展布,包含了南缘与北缘两条倾向相反的分支断裂带。震中位置、余震及烈度分布等数据指示此次地震的具体发震断层为拉脊山北缘逆冲断裂带南段的东支断层带,余震分布和极震区范围等符合逆断层型地震的上盘效应特征,但是否引起同震地表变形,还需进一步的现场调查确定。综合研究认为,此次积石山地震是在印度与欧亚板块持续陆陆碰撞作用下,青藏高原东北缘的西宁—兰州断块沿海原左旋走滑断裂向东侧向滑移过程中,在北东向挤压构造应力场下,引发日月山断层与西秦岭北缘断层构成的区域共扼走滑断裂系交汇挤压部位发生逆断层活动的结果。此次...     

青藏高原东缘及邻区强震构造:专辑序言

青藏高原东缘由多个次级构造单元组成了独特的“多层次挤出-旋转活动构造体系”,是调节高原物质向东挤出的构造转换带,发育了高密度的活动断裂,强震频度高且强度大,而且地质地貌复杂,成为我国地震灾害问题最为突出的地区之一。近年来,伴随全国地震灾害风险普查、城市活断层探测、地震科学实验场建设、工程场地的地震安全性评价以及重大工程与城镇区的活断层鉴定与地壳稳定性评价等工作的深入开展,高精度遥感、构造地貌、古地震和第四纪年代学等方法的广泛应用,显著提升了青藏高原东缘及邻区强震构造的调查研究程度。为了及时交流这方面的最新研究成果,支撑区域防震减灾及重要工程和基础设施建设的地质安全评价等工作,《地震科学进展》编辑部组织了“青藏高原东缘及邻区强震构造”成果专辑,征集了活断层与地震、甘肃积石山地震以及相关领域的研究综述等代表性学术论文20余篇,本期《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅰ》优选了10篇论文,后续还将推出《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅱ》,希望这些成果可提升对区域强震活动特征与孕震构造机制的理解,并为区域强震危险性分析和有效防范强震灾害风险提供科学依据。     

2014年于田7.3级地震的发震构造及动力学背景的初步分析

2004年2月12日新疆维吾尔自治区于田县发生了Ms7.3级地震,其发震断裂为阿尔金断裂带西南段的贡嘎错断裂带.由于地处高山无人区,存在区域历史地震漏记,但1970年以来5级以上地震活动是完整的,近20年来强震活动增强.综合分析认为,2008年于田Ms7.3地震可能加速了本次地震的发生.根据经验统计关系估计,2014年于田地震的同震地表破裂为30-40km,最大水平位错量为1.0-1.5m,地震的复发周期为300-400年.通过阿尔金断裂上前人资料和区域构造的综合分析,认为2014年于田地震是在青藏高原向北东运动背景下左旋走滑的阿尔金断裂向南西端扩展的结果.     

四川地区强震与发震构造几何结构特征关系的探讨

本文通过近些年来对四川活动断裂与强震关系的研究，初步总结了四川地区强震与发震构造几何结构特征的关系。作者认为：走滑断层的斜列状结构，断层的交叉，大断裂带的末端，断裂上的枢纽、弯曲、转折部位以及断裂带上的横向隆起、拗主其交替部位都可能是发震构造的结构特征，亦是强震易于发生的部位，这对地震危险区域潜在震源区的划分及其地基预报、地震区划和工程区地震安全性评价具有重要的意义。     

安宁河-则木河-小江断裂带应力状态分段特征的数值模拟研究

以川滇地区地壳运动GPS观测、地壳上地幔结构模型、地震精确定位、构造应力场、断层滑动速率和岩石圈流变特性等观测和研究结果为约束,采用多组不同尺寸的摩擦接触单元表示断裂带,建立包含安宁河-则木河-小江断裂带的三维有限元模型,并考虑了1327年以来断裂带上强烈地震活动对研究区域构造应力状态的影响,对断裂带上强震活动的主要控制因素,未来可能的强震危险区分布和构造应力状态的关系进行模拟实验研究.研究结果表明,青藏高原重力位能的影响、相邻块体相互作用是该断裂带系统构造应力分布特征的主要动力学控制因.模拟给出的断裂带应力分布与断裂带上现今b值图像等地震活动参数有一定的对应关系;但同时也发现断裂带上部分异常低b值区落在模拟实验中历史强震活动产生的应力低值区,这种矛盾的对应关系可能受历史强震释放应变能等多方面因素所影响.     

华北地区的地震分布图象与共轭孕震构造

本文的目的是寻求强震前的构造活动模式,从而得到地震中期预报的构造活动信息。主要通过华北地区3个6级以上地震(唐山、海城、和林格尔)前后中、小地震分布图象的变动,得到共轭孕震构造模式。提出控震构造的基本概念及其预报意义,指出张家口——渤海断裂带有造成唐山断裂闭锁的孕震效应和控制震中分市的控震效应。此外,还对唐山地震的构造过程等问题进行了讨论。     

青藏高原东北缘M_s≥6.0强震活动特征及未来形势研究

2013年7月22日甘肃岷县漳县6.6级地震打破了青藏高原东北缘地区自2003年以来近十年的6级平静,该地震的意义及该区未来震情发展受到了地震学家的关注.本文运用Morlet小波变换分析了1875-2013年青藏高原东北缘MS≥6.0强震活动的周期特征,结果表明该区强震存在2～3年、8～10年、25～30年等尺度的显著周期;1977年以来青藏高原东北缘地区强震活动频度虽然正常但活动强度处于一个相对较低的阶段.在讨论了岷县漳县6.6级地震的发震背景基础上,认为该地震在青藏高原东北缘强震活动长时间较弱的背景下发生,可能是该区强震活动强弱的一个拐点,未来该区强震活动的频度与强度有增加的趋势.研究结果对该区震情跟踪工作有一定的参考价值.     

张家口-渤海地震构造带的地壳形变研究

华北北部地区的张家口-渤海断裂带是控制现代强震的一条地震构造带。新近纪以来,在区域NEE向主压应力的作用下,新发育了一系列的NE向构造活动带,与张家口-渤海断裂带组成1组共轭的剪切破裂系统,控制了近代强震的发生。文中主要探讨了这条断裂带的地壳形变特征。长趋势GPS地壳形变图像反映了这条活动断裂带相对完整的左旋走滑活动。分期的地壳形变图像揭示了在中强地震前,沿该断裂带出现一系列的NE向梯度异常带,分别指示了唐山-河间、三河-涞水以及延怀-山西地震构造活动带的活动,表明了沿张家口-渤海断裂带出现了中强地震的中期前兆。研究认为,强震前地壳形变揭示的是深部蕴震层的应变活动信息,而强震之后比较杂乱的图像特征体现了盖层的调整运动     

张北-尚义地震的地震构造环境与宏观破坏特征

阐述了张北－尚义地震的区域地震构造环境,结合本次地震的宏观烈度分布、震源机制解和震区卫星影像的线性构造解释等资料,讨论了地震的孕震构造和可能的发震断层,认为本次地震是张家口－蓬莱断裂带北西端最新活动的结果,北西向的张家口－蓬莱断裂带未来的地震活动趋势应引起重视     

青藏高原的地震构造与地震活动

根据地震地热说原理和中国西部的大地构造资料,讨论了青藏高原的地震构造活动模式及地震活动特征,认为兴都库什地震柱和缅甸地震柱是控制青藏高原构造运动和地震活动的主因,青藏高原深达70km的巨厚地壳是内陆地区壳内强震频发的有利构造条件,利用35km以下青藏高原的下地壳地震和周边地区的壳下地震活动动态,参考历史震例,可以为研究区内的壳内强震活动与火山活动提供可能的活动强度、活动地点及大致活动时段等前兆性指标,并取得了初步成效。利用地震柱概念对青藏高原地震构造活动模式的解释似乎更加贴近青藏高原的地震活动特征,可以更加合理地解释壳内强震或者火山发生的成因,也可以预测未来几年内地震柱及其影响区的活动趋势。     

论广州地区的地震构造及其发震危险性

广州的主要断裂构造是北北东向的广州—从化断裂带与近东西向的瘦狗岭断裂带与广州—三水断裂带。在北西西—南东东向区域构造应力场作用下,上述两条近东西向的断裂带组成右行左阶排列,导致岩桥区出现近东西向的附加挤压应力场,酿成广州—从化断裂带广州段内发生右行剪切运动,它是广州地区历史上数十次地震的发生带,是广州地区的主要发震构造;而右行左阶排列的近东西向断裂带的活动则是蕴育广州地震的原因。由于广州地区之主要发震构造规模不大,地震最大强度将以中强震为主,其极震区之地震烈度一般为六度,少数情况下可能接近七度。     

青藏高原西北部区域地壳形变、构造地貌与孕震构造模型研究——以2008年与2014年新疆于田7.3级地震为例

为了清晰认识发生于青藏高原西北部2008年与2014年的两次于田MS7.3地震发震构造环境与构造地貌特征,本文利用DEM(数字高程模型)数据分析"喀喇昆仑—西昆仑—康西瓦地区"的地形地貌特征,结合区域活动断裂研究资料、相对于塔里木盆地的两期GPS速度场资料和区域运动学特征等讨论两次MS7.3地震所处的青藏高原西北部区域构造环境和地壳运动学特征,分析喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂康西瓦段、龙木错-邦达错断裂及贡嘎错断裂所围限的西昆仑地块的地质构造背景、阿尔金断裂西南端发震断裂活动性及孕震环境等发震构造基本条件;进而利用"地形剖面"方法及断裂分布特征分析震源区的地形地貌特征,给出晚第四纪以来的地貌形态与发震构造的关系,从区域构造地貌学和GPS地壳运动学的角度探讨中上地壳变形特征及孕震过程;最后讨论区域孕震构造、克尔牙张性裂谷演化过程和地球动力学背景等。通过地形剖面及区域地貌综合分析新疆于田2008年MS7.3拉张型发震构造和2014年MS7.3走滑拉张型地震的发震构造特点的区别,认为2014年发生的地震可能与2008年MS7.3地震同震库伦应力变化、触发过程及震后变形过程密切相关,并且青藏高原西北部地区存在明显的东西向拉张性构造单元,可能与青藏高原10~15 Ma以来的地壳减薄过程有关。     

龙门山断裂带南北活动差异及复杂构造建模——基于地表破裂带和中小震精定位

位于青藏高原东缘的龙门山断裂带一直以来是研究青藏高原隆升、四川盆地含油气构造演化、南北地震带地震危险性分析的重点地区,对新构造运动、油气勘探、地震研究均有重要意义。自从汶川地震在龙门山断裂带上发生以来,各研究领域的专家利用已有的资料,基于各自对龙门山断裂带构造的认识,对该地震的发震构造问题开展了广泛的讨论,提出了多种发震构造模式,但大部分仅提出了一个或是几个二维的发震构造剖面,部分三维发震构造模型也仅是不考虑断层相互切割关系的简单化的有限元模型,且部分模型仅仅是提出了起始破裂处的发震模型。鉴于汶川地震长达240km的地表破裂带,仅建立局部地区的构造模型是远远不够的,而汶川地震地表破裂带和中小震精定位结果、震源机制解均表明龙门山断裂带的构造存在较大的南北活动的差异。因此,研究地震发生和传播机制需要建立整个龙门山断裂带的复杂三维构造模型。     

2007年宁洱6.4级地震发震构造分析

在论述发震构造背景的基础上,利用GIS综合分析了宁洱震区的构造、烈度等震线、地震序列、地表形变带、强震动、震源机制、重要宏观异常等发震构造标志。结果表明,NW向普洱断裂是宁洱6.4级地震的主要发震构造,部分余震可能与NE向孟连—墨江断裂活动有关。     

岷山断块的发震构造与地震活动性分析

岷山断块位于中国南北强震构造带的中段, 区域地质构造复杂, 活动断裂众多, 强震频发。 4条不同走向的活动断裂NE向龙门山构造带的茂汶断裂、 NWW向东昆仑断裂带的塔藏断裂、 近NS向的岷江断裂和NNW—NS向的虎牙断裂构成岷山断块的南北西东边界。 638—2017年该区域共发生了10次6级以上破坏性地震, 2017年九寨沟7.0级地震就是其中之一。 结合区域构造背景, 对岷山断块所发生的6级以上地震的发震构造特征、 地震活动特性进行归纳总结, 综合分析该区域地震地质特征及地震危险性, 得出以下认识: ① 地震分布空间分区特征显著, 破坏性强震发震构造多为活动性较强的岷山断块东西边界断裂, 震中位置多位于两组或多组活动断裂构造的交会或穿切部位; ② 地震分布时间特征表现为随着时间发展具有迁移回返和原地复发性等特点; ③ 岷山断块东西边界断裂破坏性地震的发生具有一定的时间关联性, 东边界虎牙断裂1973—2017年的地震序列为西边界岷江断裂1933—1960年地震序列约40年后的地震构造响应; ④ 未来岷山断块仍应是继续关注的强震潜在危险区, 岷江断裂中北段的强震潜在危险区是近期值得深入研究的地区之一。     

新疆天山未来十年强震危险区判定的初步研究

根据新疆天山活断层新活动特征、卫星影象显示的线性构造与地震活动显示的网络构造,确定出天山可能发生强震的警戒断层有:独山子——安集海活断层、清水河子与精河——阿什里活断层、卡克博河与特克斯河活断层、兴地活断层和北轮台活断层。综合分析判定出5个未来十年可能发生强震的危险区:沙湾西南强震危险区、乌鲁木齐西南新生强震危险区、新源西新生强震危险区、库尔勒东强震危险区和轮台北新生强震危险区。研究结果表明,天山地区全新世活断层新活动颇为强烈,某些活断层具有控震作用。预测今后十年新疆天山地区有发生多个6.5级以上地震的可能。     

甘肃东南地区构造活动与2013年岷县—漳县MS6.6级地震孕震机制

位于南北地震带中北段的甘东南地区,其构造变形和构造活动特征与青藏高原向北东方向的扩展密切相关,该地区复杂的构造几何形态主要受控于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂,区域新构造运动主要动力来源于青藏高原向北东的扩展.近年来,甘东南地区中强地震频发,本文主要通过对该地区构造活动特征、历史地震等资料的综合分析讨论,结合地球物理、地震学和野外调查等资料,认为青藏高原东北部东昆仑断裂的向北挤压和向东的运动是该地区构造应力集中的主要原因,也是该地区中强地震的主要孕震环境和机制,而西秦岭北缘断裂的走滑及向南北两侧逆冲“花状构造”是临潭—宕昌断裂带上中强地震频繁发生的一个重要动力因素.2013年7月22日发生在甘肃岷县—漳县的M_S6.6级地震正好位于临潭—宕昌断裂带中东段上,是该断裂分段不均匀活动的结果.     

红河断裂带库仑应力演化及未来地震危险性估计

现今地震活动性显示红河断裂带强震主要发生在断裂带的北段,中段长期存在地震空区.为了更好地理解红河断裂带不同段落地震活动性差异和评估未来潜在地震危险性,本研究基于分层半无限空间黏弹性地球模型计算了自1833年嵩明M8.0地震以来,红河断裂带上及其周边共25次强震由于同震应力阶变、震后黏滞松弛和震间构造应力加载的综合作用,红河断裂带上库仑应力变化的演化过程.结果表明,在近180年红河断裂带南北两段得到加载,中段始终位于应力影区,这可能部分解释红河断裂带南北段地震相对活跃、中段长期存在的地震平静现象.假设未来三十余年该地区不再发生大震,考虑震后和震间作用,红河断裂带中段应力影区仍然存在,但范围在缩小;洱源附近、大理至大斗门以北地区、元江以南地区应力增加超过0.1 MPa,可能仍是地震潜在危险区段.     

大同和张北地震震前地震活动异常对比研究

对1989年大同6.1级地震和1998年张北6.2级地震前, 华北地区以及震中附近出现的长、 中、 短期地震活动异常进行了研究, 结果表明, 二次地震前有较多相似的地震活动异常出现, 并且异常的空间位置也相似。 分析认为,产生这些相似异常现象的原因是由于二次地震的孕育都与山西断陷带和张家口-渤海断裂带活动有关。 震前短期阶段多次出现小震活动沿断裂带有序分布, 表明强震前孕震构造控震能力增强。     

以形变观测为约束的芦山M_S7.0地震孕震机理数值模拟研究

本文以2013年4月20日芦山MS7.0地震前后在震中附近开展的形变观测研究结果为约束,利用震区天然地震成像、大地电磁测深、人工地震探测剖面、余震精确定位、震源破裂过程、地质考察、GPS观测、构造应力场等结果,建立了芦山地震震中及邻近地区的深浅部构造二维有限元数值模型,探讨了青藏高原向东挤出运动、区域地形特征、地壳内低速带和滑脱面、震区主要断裂带活动等可能因素对芦山地震孕育和破裂的控制作用.模拟结果显示,汶川地震后的青藏高原东部物质相对四川盆地运动速率增大是引发或加快芦山地震发生的主要动力学控制因素,龙门山断裂带西侧上中地壳内部低速带和滑脱面的存在是控制芦山地震震源位置的重要条件,其他因素则是控制龙门山断裂带长时间尺度区域构造活动的动力学因素;同时本文给出了主震破裂为复杂"y"型双破裂面的同震位移,模拟计算的地表垂直位移与观测结果一致,进一步支持了余震精确定位提出的主震为"y"型破裂面的推测.