1976年唐山地震震源动力过程的数值模拟

用新LDDA(Lagrangian DiscontinuousDeformation Analysis)方法模拟了唐山地震断层的破裂、错动和应力释放的整个动力过程．模拟结果表明,唐山地震的震源滑动过程在发震断层上各处不一样．近场位移受断层的曲率影响,断层凹侧的位移大于断层凸侧的位移．滑动过冲现象在震中处最大,并向断层两端衰减．我们发现,唐山地震断层的破裂速度和应力降与断层上的初始剪应力大小有关．唐山发震断层的最大动态、准静态位错量和剪应力降均发生在中间部位,分别是7.1 m、6.2 m和8.1 MPa、5.4 MPa,发震断层的平均准静态位错量和剪应力降分别为4.5 m和3.3 MPa,断层破裂的传播速度从震中向东南和西北方向分别为3.08 km/s和1.18 km/s．      

1812年尼勒克地震断层及最大位移

通过野外考察和地貌变形测量等手段,研究了尼勒克1812年8级地震的地震断层的平面分组特点、活动性质、分段特征,讨论了地震滑塌构造、地震断层与重力滑坡的区别,分析了线性滑坡后壁与地震断层的潜在关系。在正确区分地震断层和滑坡后壁的基础上,确定了地震断层的最大位移。该形变带从吉仁台延伸到乔尔马以东,东西总长124 km,南北最宽处约28 km,地震断层断续展布97 km,最大垂直错距为15 m,水平位移为4 m。     

黏滑断层隧道减错措施参数对减错效果的影响分析

为提高黏滑断层隧道的结构安全性和稳定性,对黏滑断层隧道设置不同缝宽减错缝、不同刚度减错层的减错效果进行研究。研究结果表明:断层黏滑错动对上盘隧道的影响远大于下盘;减错缝对上盘部分隧道结构的减错效果优于下盘,其中上盘减错效果最大为24.50%,下盘减错效果最大为9.26%;减错层对下盘部分隧道结构的减错效果略优于上盘,其中下盘减错效果最大为105.32%,上盘减错效果最大为78.07%;随着减错缝宽度的增加,隧道上盘减错效果变好,下盘缝宽10—15cm减错效果最好;随着减错层弹性模量的增加,隧道上下盘减错效果降低,当减错层弹性模量增加到一定程度（约100MPa）,减错效果趋于稳定。研究成果可为黏滑断层隧道的减错结构设计及施工提供参考。     

利用InSAR资料反演2008年西藏改则Mw6．4和Mw5．9地震的断层参数

2008年1月9日在我国西藏改则发生了一次MW6.4地震,随后有40次3.5级以上余震发生,其中最大的一次为1月16日的MW5.9余震.本文处理了ENVISAT ASAR两轨(升轨和降轨)同震资料,精确确定了同震地表位移的空间分布;随后利用弹性半空间的位错模拟确定了上述事件的断层面参数;最后,基于非均匀滑动模型反演确定了两次地震断面上的滑动分布.结果表明,MW6.4主震断层为走向218°、倾角52°的西倾断层,最大滑动量约1.9 m,出现在地表以下约7.6 km处;而MW5.9余震发生在主震断层西3.2 km的地方,发震断层为走向200°、倾角59°的西倾断层,最大滑动量约1.0 m,出现在地表以下约3.9 km处.     

利用InSAR资料反演2008年西藏改则MW6.4和MW5.9地震的断层参数

2008年1月9日在我国西藏改则发生了一次M_W6.4地震,随后有40次3.5级以上余震发生,其中最大的一次为1月16日的M_W5.9余震.本文处理了ENVISAT ASAR两轨（升轨和降轨）同震资料,精确确定了同震地表位移的空间分布;随后利用弹性半空间的位错模拟确定了上述事件的断层面参数;最后,基于非均匀滑动模型反演确定了两次地震断面上的滑动分布.结果表明,M_W6.4主震断层为走向218°、倾角52°的西倾断层,最大滑动量约1.9 m,出现在地表以下约7.6 km处;而M_W5.9余震发生在主震断层西3.2 km的地方,发震断层为走向200°、倾角59°的西倾断层,最大滑动量约1.0 m,出现在地表以下约3.9 km处.     

凹凸体位错非均匀性对断层引起地表位移的影响

在已有的凹凸体震源模型基础上考虑凹凸体位错非均匀性,提出改进的凹凸体位错模式.新的位错模式随机设置凹凸体上各子断层位错量,同时在凹凸体与背景区交界处设置位错平缓变化的区域.以1989年美国 LomaPrieta地震为例,计算不同断层位错模式下引起的地表位移,并与反演得到真实情况下地表的位移作对比,验证改进凹凸体位错模式的可靠性.结果显示,使用改进的渐变凹凸体非均匀位错模式计算时,与真实情况下竖向地表位移差大于8cm 的区域面积为 43km2,相较凹凸体均匀位错模式缩减25%;水平地表位移差大于8cm 区域面积为117km2,相较凹凸体均匀位错模式缩减达31%.利用改进的渐变凹凸体非均匀位错模式,计算1679年三河—平谷大地震在北京地区形成的地表位移场.北京市外,最大竖向地表位移大于4．8m,最大水平地表位移大于2．6m,均出现在三河附近;北京市内,通州区至平谷区一带地表位移最大,最大水平地表位移大于 2．6m,最大竖向地表位移大于1m.研究结果可为今后北京地区的抗震设防提供参考.     

阿尔及利亚阿斯南地震地表破裂特征及古地震事件研究

阿斯南7.5级地震的主破裂属于挤压-剪切性质.在断层逆冲盘和尾端,发育大量平行或斜交于主断面的次生张性裂缝.主破裂带长36km,垂直位错量1.5——2m,水平位错量1.5m. 地震破裂带上发育许多古地震、古断错.根据各种断错参数的测量和对比分析,发现同级地震原地重复发生的时间间隔约为596年.      

利用区域宽频带数据反演鲁甸MS6.5级地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,我们利用区域宽频带数据反演得到了2014年8月3日鲁甸M_S6.5级地震的震源破裂过程.反演结果显示：此次地震的发震断层走向为北北西向,破裂主要以左旋走滑为主,位移主要发生在震源左上方,最大滑动量为0.7 m,模型显示断层破裂可能接近地表,破裂长度约10 km.此次地震释放的标量地震矩为1.97×10¹⁸ N·m,相当于矩震级为M_w 6.1,地震能量主要在前15 s释放.鲁甸地震有四个显著的特点：（1）位移主要集中在浅部,从11 km起破点开始迅速向上传播,大部分位于10 km以上且最大位移位于深度3 km处,从模型来看,破裂可能接近地表,因此地表震动较为强烈;（2）应力降比较大,计算显示释放的同震静态应力降约为2.8 MPa;（3）破裂速度较快,在地表附近超过了2.5 km·s^-1;（4）主震可能发生在一个共轭断层系上.这四个特点可能是导致此次地震造成如此重大人员伤亡和财产损失的最重要的原因.     

1976年云南龙陵6.2级余震强震记录的理论模拟

1976年6月9日云南省龙陵地区发生了一次6.2级余震。本文对这次地震的强震记录进行了数值模拟,并通过合成地震图与观测资料的对比,研究了这次地震的断层长度、破裂方式以及位错分布的特点。分析结果得到这次地震是由北向南的右旋走滑型破裂,断层长度约为20km,破裂速度接近0.9倍剪切波速,断层上的平均错距为60cm,平均应力降约为23bar。近场记录中的丰富高频成分表明断层上的位错分布和上升时间分布是极不均匀的,相应的局部错距和局部应力降分别为189cm和200-300bar,远高于其平均值。通过模拟过程可以看出近场记录对于震源断层的长度和破裂方式等都有较强的约束作用,因此分析强震记录是研究震源过程的一种有效手段。     

1988年云南澜沧-耿马地震的烈度分布及地表破裂

1988年11月6日,在云南省西南部的澜沧-耿马断裂带上发生了两次大于7级的地震.地震造成的严重破坏和人员伤亡主要是由于极震区内抗震性能极差的毛石房、砖柱土坯房的大量倒塌所致.澜沧地震的震中基本烈度可达Ⅸ度,耿马地震极震区烈度达Ⅹ度.澜沧地震构造活动的地表证据主要是出现在极震区内的张性地裂缝带和小断层陡坎.地裂缝带和小断坎主要出现在四条相对连续的北北西走向的狭窄地带内,其长度从几百 m 到6km 不等.澜沧地震地表破裂带长约35km,宽约3km,最大垂直位移量和最大右旋水平位移量分别为1.5m 和1.4m.耿马地震地表断裂活动的明显证据包括一系列北北西走向的地裂缝带和一段长约5km的地震断层陡坎.耿马地震地表破裂带长约24km,其最大垂直位移3.5m,最大右旋水平位移为3m.两次地震形成的地表破裂带均具有右旋-正断层性质.本文讨论了这两次地震的 度分布及地表破裂特征.      

基于形变观测分析2011年日本9.0级地震与断层运动间关系

2011年3月11日日本发生9.0级地震,本文以此次地震的震间、同震和震后形变观测为约束,依据不同时段断层运动空间分布特征分析日本海沟地区强震与断层运动间关系.震间日本海沟地区,断层运动闭锁线深度约为60km,闭锁线以上从深到浅依次为断层运动强闭锁段、无震滑移段和弱闭锁段.由同震位错反演结果,2011年日本9.0级地震同震存在深浅两个滑移极值区,同震较浅的滑移极值区(同震位错量10~50m,深度小于30km)震间为断层弱闭锁段;同震较深的滑移极值区(同震位错量10~20m,深度在40km左右)震间为断层强闭锁段;而在两者之间的过渡带同震位错相对较小,震间断层运动表现为无震滑移.震后初期断层运动主要分布在在闭锁线以上的同震较深滑移极值区,而同震较浅的滑移极值区能量释放比较彻底,断层震后余滑量相对较小.依据本文同震和震间断层运动反演结果,震间强闭锁段积累10m同震位错需要100多年时间,与该区域历史上7级地震活动复发周期相当;震间弱闭锁段积累30~50m同震位错约需要300~600年时间,与相关研究给出的日本海沟9级左右地震复发周期比较一致.在实际孕震能力判定的工作中,由于不同性质的断层段在同震过程中会表现更多的组合形式,断层发震能力判定结果存在更多的不确定性,但利用区域形变观测等资料给出震间断层运动特征的研究工作对于断层强震发震能力的判定具有非常重要的实际意义.     

COSEISMIC SURFACE RUPTURES AND SEISMOGENIC MUJI FAULT OF THE 25 NOVEMBER 2016 ARKETAO MW6.6 EARTHQUAKE IN NORTHERN PAMIR

The M_W6.6 Arketao earthquake,which occurred at 14:24:30 UTC 25 November 2016 was the largest earthquake to strike the sparsely inhabited Muji Basin of the Kongur extension system in the eastern Pamir since the M 7 1895 Tashkurgan earthquake.The preliminary field work,sentinel-1A radar interferometry,and relocated hypocenters of earthquake sequences show that the earthquake consists of at least two sub-events and ruptured at least 77km long of the active Muji dextral-slip fault,and the rupture from this right-lateral earthquake propagated mostly unilaterally to the east and up-dip.Tectonic surface rupture with dextral slip of up to 20cm was observed on two tens-meter long segments near the CENC epicenter and 32.6km to the east along the Muji Fault,the later was along a previously existing strand of the Holocene Muji fault scarps.Focal mechanisms are consistent with right-lateral motion along a plane striking 107°,dipping 76° to the south,with a rake of 174°.This plane is compatible with the observed tectonic surface rupture.More than 388 aftershocks were detected and located using a double-difference technique.The mainshock is relocated at the Muji Fault with a depth of 9.3km.The relocated hypocenters of the 2016 Arketao earthquake sequence showed a more than 85km long,less than 8km wide,and 5~13km deep,NWW trending streak of seismicity to the south of the Muji Fault.The focal mechanism and mapping of the surface rupture helped to document the south-dipping fault plane of the mainshock.The listric Muji Fault is outlined by the well-resolved south-dipping streak of seismicity.The 2016 Arketao M_W6.6 and 2015 Murghob M_W7.2 earthquakes highlight the importance role of strike-slip faulting in accommodating both east-west extensional and north-south compressional forces in the Pamir interior,and demonstrate that the present-day stress and deformation patterns in the northern Pamir plateau are dominant by east-west extension in the shallow upper crust.     

龙门山断裂带深部构造变形的黏弹性模拟及其与强震活动的关联性探讨

根据龙门山断裂带地区的主要构造特征,建立该地区的有限元模型,同时考虑地下深处的黏弹性蠕动和不同部位间的接触关系,模拟计算了研究区在强震轮回活动中的时间演化历程.模拟结果表明:龙门山断裂带深处的滑动速率比浅表的滑动速率大,龙门山断裂带周围是相对容易发生应变积累的地区,其5~19km深度也是高应力聚集成核区,随时间推移的应力集中程度加剧而引发强震.本模拟分析证实了重复地震观测所揭示的龙门山断裂带存在深浅活动速率差异的现象,这在一定程度上可以解释出乎预料的汶川MW7.9地震的孕育机理.综合分析研究提出:应充分利用重复地震这一天然的"地下蠕变计(subsurface creepmeter)"来探测深部构造变形的活动,为强震危险性分析提供必要的"原位(in situ)观测"约束信息.     

Source process of the 14 November 2001 western Kunlun Mountain <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>S</Subscript>=8.1 earthquake

Based on digital teleseismic P-wave seismograms recorded by 28 long-period seismograph stations of the global seismic network, source process of the November 14, 2001 western Kunlun Mountain M _S=8.1 (M _W=7.8) earthquake is estimated by a new inversion method. The result shows that the earthquake is a very complex rupture event. The source rupture initiated at the hypocenter (35.95°N, 90.54°E, focal depth 10 km, by USGS NEIC), and propagated to the west at first. Then, in several minutes to a hundred minutes and over a large spatial range, several rupture growth points emerged in succession at the eastern end and in the central part of the finite fault. And then the source rupture propagated from these rupture growth points successively and, finally, stopped in the area within 50 km to the east of the centroid position (35.80°N, 92.91°E, focal depth 15 km, by Harvard CMT). The entire rupture lasted for 142 s, and the source process could be roughly separated into three stages: The first stage started at the 0 s and ended at the 52 s, lasting for 52 s and releasing approximately 24.4% of the total moment; The second stage started at the 55 s and ended at the 113 s, lasting for 58 s and releasing approximately 56.5% of the total moment; The third stage started at the 122 s and ended at the 142 s, lasting for 20 s and releasing approximately 19.1% of the total moment. The length of the ruptured fault plane is about 490 km. The maximum width of the ruptured fault plane is about 45 km. The rupture mainly occurred within 30 km in depth under the surface of the Earth. The average static slip in the underground rocky crust is about 1.2 m with the maximum static slip 3.6 m. The average static stress drop is about 5 MPa with the maximum static stress drop 18 MPa. The maximum static slip and the maximum stress drop occurred in an area within 50 km to the east of the centroid position.     

Source process of the 14 November 2001 western Kunlun Mountain M S=8.1 earthquake

Based on digital teleseismic P-wave seismograms recorded by 28 long-period seismograph stations of the global seismic network, source process of the November 14, 2001 western Kunlun Mountain M _S=8.1 (M _W=7.8) earthquake is estimated by a new inversion method. The result shows that the earthquake is a very complex rupture event. The source rupture initiated at the hypocenter (35.95°N, 90.54°E, focal depth 10 km, by USGS NEIC), and propagated to the west at first. Then, in several minutes to a hundred minutes and over a large spatial range, several rupture growth points emerged in succession at the eastern end and in the central part of the finite fault. And then the source rupture propagated from these rupture growth points successively and, finally, stopped in the area within 50 km to the east of the centroid position (35.80°N, 92.91°E, focal depth 15 km, by Harvard CMT). The entire rupture lasted for 142 s, and the source process could be roughly separated into three stages: The first stage started at the 0 s and ended at the 52 s, lasting for 52 s and releasing approximately 24.4% of the total moment; The second stage started at the 55 s and ended at the 113 s, lasting for 58 s and releasing approximately 56.5% of the total moment; The third stage started at the 122 s and ended at the 142 s, lasting for 20 s and releasing approximately 19.1% of the total moment. The length of the ruptured fault plane is about 490 km. The maximum width of the ruptured fault plane is about 45 km. The rupture mainly occurred within 30 km in depth under the surface of the Earth. The average static slip in the underground rocky crust is about 1.2 m with the maximum static slip 3.6 m. The average static stress drop is about 5 MPa with the maximum static stress drop 18 MPa. The maximum static slip and the maximum stress drop occurred in an area within 50 km to the east of the centroid position. Foundation item: Joint Seismological Science Foundation of China (103066) and Foundation of the Seismic Pattern and Digital Seismic Data Application Research Office of Institute of Earthquake Science of the China Earthquake Administration.     

2020年6月23日墨西哥MW7.4地震震源特征

2020年6月23日15时29分04秒（UTC）,在墨西哥南部瓦哈卡州发生了一次震级为M_W7.4的地震,我们利用全球地震台网（GSN）和国际数字地震台网联盟（FDSN）台网的长周期和宽频带P波数据反演分析了这次地震的震源机制、震源时间函数以及时空破裂过程.根据反演结果,这次地震的矩心震中位于15.96°N,95.89°W,矩心深度约为22 km;地震持续15 s左右,释放地震矩1.24×10²⁰ N·m,相当于矩震级M_W7.4;破裂过程比较简单,仅有一个走向和倾向方向尺度相当的凹凸体错动,最大位错达8.1 m,位于21 km深处.凹凸体破裂主要沿断层的滑动方向呈双侧破裂,两个优势破裂方向在地表投影的方位分别位于60°和270°左右.综合构造背景、震源位置、余震分布、震源机制以及时空破裂过程,我们相信这次地震是发生在北美大陆板块和太平洋海底板块相互作用的结果.海底板块朝着大约60°左右的方位运动,以大约22°的倾角插入大陆板块,造成一个凹凸体错动,形成了这次地震.     

2016年日本熊本地震破裂时空过程联合反演

为了深入认识2016年4月15日日本熊本地震破裂的复杂性,利用远场体波资料和同震InSAR资料联合反演了此次地震的震源破裂时空过程. 联合反演结果表明:熊本地震的震源破裂持续时间约为25 s,整个破裂过程释放的总标量矩为6.03×1019 N·m,对应于矩震级M_W7.1;同震滑动主要集中分布于浅部,破裂以右旋走滑为主,但在沿倾向0—5 km范围内,破裂呈较强的正断特征;此次地震破裂的最大同震滑动量约为4.9 m,且最大同震位错区位于背离断层走向上、距离起始破裂点约5—10 km的区域;破裂前期（0—7 s）,在倾向上向浅表发生破裂,在走向上向东北和西南两侧扩展;大约7 s后,破裂背离断层走向主要向东北方向扩展. 根据有限断层联合反演结果推测,此次熊本地震破裂可能出露至地表.      

2017年精河MS6.6地震的断层参数和破裂过程

利用远震资料、近场强震资料和合成孔径雷达干涉同震形变资料确定了2017年8月9日精河M_S6.6地震的断层面参数及震源破裂细节。为得到可靠的断层几何参数,发展了一套基于InSAR数据滑动分布反演的三维格点搜索流程,对本次地震断层面的走向、倾角和震源深度进行了格点搜索。结果显示,地震断层面走向为95°,倾角为47°,震源深度为14 km。基于搜索得到的断层模型进行破裂过程联合反演的结果显示:精河M_S6.6地震为一次单侧破裂事件,最大滑动量约为0.8 m,滑动区域集中在断层面上震源以西5—15 km,沿倾向15—25 km,破裂主要发生在10 km深度以下区域。断层面上的平均滑动角为106°。整个破裂过程释放的标量地震矩为3.6×1018 N·m,对应矩震级为M_W6.3。破裂过程持续约9 s,期间的破裂速度约为2.1—2.6 km/s。由于地震破裂主要集中在10 km以下,未来可能需要关注该区域0—10 km发生潜在地震的可能性。      

利用区域宽频地震数据反演2021年5月云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程

本文基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带数据反演了2021年5月云南漾濞M_S6.4地震的震源破裂过程,结果显示:此次地震的发震断层走向为SE向,主要以右旋走滑为主.破裂主要发生在震源东南侧,最大错动量约为0.55 m,位于深度约9 km处,发生明显破裂的深度约达13 km.此次地震释放的标量地震矩为1.48×10¹⁸N·m,相当于矩震级M_W6.05.地震能量主要在前11 s释放.在深度为6~8 km处破裂速度有明显的变快,可能加剧了地表的震动.