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     

青藏高原西部班公-怒江缝合带下方地壳结构与地块拼合模式

利用远震接收函数偏移成像方法获得青藏高原西部Hi-Climb项目剖面北段地壳结构转换波成像。结果显示班公-怒江缝合带下方拉萨地体上地壳向N仰冲,下地壳向N俯冲,而羌塘地块上地壳向S仰冲,下地壳向S俯冲,可能意味着青藏高原西部拉萨地块和羌塘地块具有复杂的拼合过程。结合前人的岩石学研究成果,建立了新特提斯北洋盆洋壳S向俯冲、距今60～50Ma印度板块与欧亚板块碰撞后,拉萨地块的下地壳向羌塘地块下俯冲,而后印度板块俯冲到羌塘地块下方的地块拼合模式     

2010年青海玉树地震及震后青藏高原强震趋势分析

2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震,这是该区历史上发生的最为强烈的地震。该地震属走滑型,地处青藏高原巴颜喀拉地块南边界,发震断裂为甘孜—玉树—风火山左旋走滑断裂,地震破裂主要向震中东南方向。该地震是巴颜喀拉地块与羌塘地块以不同速率向东运动,地块间的差异运动使其边界应力积累到一定程度引发破裂的结果。根据地震定标律估算的主震断层破裂参数和应力参数为:地震矩M0=1.78×1019N.m,矩震级MW=6.8,断层破裂面积S=468km2,断层错距D=1.4m,断层破裂长度L=37km,断层破裂宽度W=12.6km,剪应力τ0=16.8MPa,应力降Δσ=7.03MPa。历史地震分析表明,玉树7.1级地震是在世界8级以上地震、中国西部大三角7.8级以上地震、南北地震带7级以上地震和巴颜喀拉块体7级以上地震处于强烈活动背景下发生的。玉树地震后,青藏高原巴颜喀拉地块、羌塘地块及川滇菱形块体未来发生7级以上地震的危险性较大。     

华北地区活动地块与强震活动

在华北活动地块的鄂尔多斯、华北平原和鲁东-黄海等3个二级活动地块中, 华北平原活动地块内部存在安阳-菏泽-临沂、唐山-河间-磁县两条活动构造带, 把该活动地块分割成太行山、冀鲁、豫淮等3个三级活动地块. 这些三级活动地块具有整体运动特征, 在新生代构造和深部构造上也有明显差异. 构成三级活动地块边界的活动构造带无论在活动强度、规模和地震活动水平上, 都小于一、二级活动地块的边界带. 华北地区活动地块边界带上M≥6级的地震密度比地块内部高出9 ~ 22倍, 平均而言, 在1个数量级以上. M≥7级的大震基本上都发生在活动地块边界带上. 这些差异不是偶然的, 而是反映了板内构造运动和强震活动特点, 是对活动地块假说非常有力的佐证.     

青藏高原INDEPTH-Ⅲ剖面地壳厚度与泊松比：地质与地球物理含义

对INDEPTH Ⅲ台站的接收函数进行扫描，利用Moho界面产生的转换波和多次波的走时信息，估计台站下方的地壳平均波速比VP/VS和地壳厚度.结果显示：（1）沿着INDEPTH Ⅲ剖面，地壳厚度整体变化不大，均为65±5km，其中拉萨地块Moho界面埋深较羌塘地体要深约5～6km.结合其他研究资料，我们推断，在整个班公-怒江缝合带存在约10km的Moho错断，为拉萨地体北缘的地幔盖层向北俯冲到羌塘地体之下所致.（2）青藏高原地壳平均波速比整体都较高，可能与青藏高原地壳广泛存在的流体/部分熔融岩浆有关.拉萨地体北部异常高的地壳VP/VS可能与嘉黎-崩错右旋走滑断裂相关；而另一个泊松比异常区位于羌塘中北部（st36～st40），它可能是由热的地幔引起的壳内部分熔融所致.     

中国大陆浅源强震分布与地球自转速率变化的关系

考查了1900～2001年中国大陆不同活动地块浅源强震分布与地球自转速率变化的关系,并讨论将其应用在地震趋势预测中的问题。研究结果表明,大陆西部的天山、祁连一柴达木、羌塘一拉萨及川滇地块的强震活动(Ms≥7．0)和大陆东部的中朝一鲁东黄海地块和华南地块东边界(东南沿海地震带)东半段中的强震活动(Ms≥6．0),大多数(70％以上)发生在地球自转加快的年份中;大陆西部滇东一滇西地块的强震活动(Ms≥7．0),以及大陆东部中蒙一华北平原地块和华南地块东边界(东南沿海地震带)的西半段强震活动(Ms≥6．0),大多数(67％以上)发生在地球自转减慢的年份中。并且讨论了地球自转速率变化在地震预报中可能作用的R值评分。     

藏东应力场分析

利用GPS观测结果、震源机制解及地应力测试分析藏东地区的应力场特征。根据GPS资料得到了藏东地区的地壳应变状态，而拉萨地块内部，最大主压应变的方位为NE41．21°，羌塘地块内部的最大主压应变方位为NEl9．88°。而在川滇和羌塘地块交界的三江地区，GPS计算得到的最大主压应变方位为SE47．76°；在滇缅地块区内部，最大主压应变方位为NE46．13°根据震源机制解资料得到了藏东地壳应力状态，拉萨地块最大主压应力方位为NE78．33。，羌塘地块最大主压应力方位为NE36．24°三江地区最大主压应力方位为NE81．54°滇缅地块最大主压应力方位为NE47．000。由钻孔地应力测试得到的藏东拉萨地块主应力方位在NE65～75。之间。     

青藏高原中东部地壳和上地幔顶部P波层析成像

为获取青藏高原中东部地壳和上地幔顶部的精细结构,本文基于1万4 484条天然地震的P波（Pg和Pn）到时数据,对青藏高原中东部地壳和上地幔顶部进行P波三维速度结构层析成像,获取了该区域内地壳P波、上地幔顶部Pn波的速度结构和地壳厚度信息。层析成像结果显示,青藏高原中东部地壳P波速度范围为5.2—7.2 km/s,上地幔顶部Pn波速度范围为7.7—8.4 km/s,地壳厚度范围为48.0—68.6 km,地壳和上地幔顶部存在强烈的横向不均匀性,与地质块体分布有较好的对应关系。地壳P波速度结构显示,研究区中、下地壳分布有较大范围的低速区,上地壳与中下地壳P波分布存在明显的差异:羌塘地块和巴颜喀拉地块在上地壳主要表现为高速异常,随着深度增加逐渐表现为低速异常;而柴达木地块在上地壳主要表现为低速异常,下地壳则表现为高速异常;柴达木地块和拉萨地块在上地幔顶部表现为较高的Pn波速度,最高约为8.4 km/s,而在巴颜喀拉地块和羌塘地块东部,Pn波总体上表现为低速,最低约为7.7 km/s。研究区内地壳厚度的总体特征表现为南厚北薄,其中羌塘地块东部和拉萨地块的地壳较厚,而柴达木地块和巴颜喀拉地块东部的地壳相对较薄,羌塘地块西部存在局部的地壳变薄现象,反映了印度板块对欧亚板块北向俯冲作用下的岩石圈变形特征。      

中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程

中国是一个地震灾害严重的国家,强震主要发生在天山、青藏高原和华北地区,其他地区的7级以上破坏性强震相对较弱．天山的强震主要发生在山体两侧的前陆逆冲推覆带上,山体内部也发生构造变形并控制着一系列中强地震的发生．华北西部鄂尔多斯内部构造活动性微弱,周边的地震活动却十分强烈．华北平原的强震主要发生在平原内部的北北东走向隐伏断裂上,特别是这些北北东走向隐伏断裂与燕山南缘张家口-渤海断裂带的交汇部位是巨大地震的发生场所．青藏高原的活动断裂和强震发生均与海拔高度相关：逆冲断裂和逆冲型强震主要发生在高原周边的低海拔区,高海拔的高原内部则以拉张性质的南北向正断裂和共轭走滑断裂为主,走滑断裂发育在高原的不同海拔不同部位,但北部是左旋走滑运动,南部是右旋走滑运动．中国大陆的强震总体上具有分布广泛、西强东弱、动静交替和分块成带的特征,形成这种地震活动图像的原因是中国大陆的强震受控于活动地块的运动和变形．活动地块是被形成于晚新生代、至今强烈活动的构造带所分割和围限的地质单元,其内部相对稳定,具有相对统一的运动方式,主要构造变形和强震都发生在边界带上,有历史记载以来的全部8级强震和80％以上的7级以上强震都发生在活动地块边界带上．在板块挤压、板内地幔对流等动力作用下,大陆活动地块发生相对运动和变形,上地壳的刚性地块运动和非刚性连续变形都是深部黏塑性流动的地表响应,中国大陆的现今构造变形可以用耦合的地块运动和连续变形模式来描述,活动地块的运动和变形是“陆内变形”的重要方式之一．     

华北块体中等地震活动平静特征

采用累计频度方法,对华北活动地块Ms≥5．5地震前中等地震聚集活动区的地震做了时空扫描,并对平静现象进行了定量分析,结果表明：对各Ⅱ级活动地块采用不同的扫描方法．在强震前都表现出明显的增强、平静过程,平静的时间长短与所给定的构造区域有关。本文给出了华北3个Ⅱ级活动地块的发震模式。对各活动地块分别进行了R值检验,表明3个活动地块采用不同的发震模式均具有较高的预报效能。     

青藏高原P波速度层析成像与岩石圈结构

利用中国西部地震台网的数据,通过体波层析成像反演了青藏高原及邻域的三维P波速度结构.根据地壳和上地幔的速度变化和构造特征,重点讨论了下地壳流动、地幔上涌、岩石圈减薄以及与藏北新生代火山岩和藏南裂谷系的关系等问题.分析表明,青藏高原中、下地壳平均速度偏低,低速区主要分布在拉萨和羌塘块体内部,随着深度的增加逐渐扩大到松潘—甘孜块体.上述低速区之间多被高速带分隔,暗示地壳中、下部的韧性变形被限制在特定的区域,不太适于产生贯穿整个青藏高原的大规模横向流动.此外,地幔上涌也并非普遍发生于整个青藏高原,而是集中在羌塘、松潘—甘孜以及喜马拉雅东构造结附近,导致上述区域的岩石圈地幔较薄,并且伴生火山活动和岩浆作用.此外,由于印度大陆岩石圈在向北俯冲,板片下沉过程中引起地幔上涌,热流物质有可能上升进入地壳,这一作用对藏北新生代火山岩和藏南裂谷系的形成以及中、下地壳的韧性变形产生了明显的影响.     

Active blocks and strong seismic activity in North China region

The active North China block consists of three second-order blocks: Ordos, North China Plain, and East Shandong-Huanghai Sea blocks. Two active tectonic zones, the Anyang-Heze- Linyi and Tangshan-Cixian zones, exist in the active North China Plain block and have separated the active block into 3 third-order active blocks, Taihangshan, Hebei-Shandong, and Henan-Huai blocks. The 3 third-order active blocks are characterized by their entire motion and are clearly different in their Cenozoic structures and deep structures. The active boundary tectonic zones between the third-order active blocks are less than those between the first- and second-order active blocks in their movement strength, extent, and seismic activity. The density of M ≥ 6 earthquakes in the boundary zones between active blocks is higher than that within the blocks by 9-22 times in the North China region, up to one order of magnitude on average. M ≥ 7 earthquakes occurred basically in the boundary zones between active blocks. The difference is not occasional, but reflects the nature of intraplate movement and the characteristics of strong seismic activity and is the powerful evidence for hypothesis of active blocks.     

首都圈地区的地震活动性与断裂的关系

通过地震学参数研究构造脆性变形的方法 ,着重分析了首都圈地区地震活动的“时、空、强”及其震源机制分布特征与断裂活动的关系 ,展示出该地区断裂活动的定量性规律 ,由此获得了首都圈地区上地壳变形的物理模型。结果表明 :首都圈地区地震活动的“时、空、强”及其震源机制分布特征与断裂活动性质吻合较好 ,NE或NEE向和NWW向 2组断裂构成共轭断裂 ;沿NWW -SEE向的张家口 -渤海湾断裂带两侧形成了燕山块体、晋北块体、太行山块体和冀中块体的基本活动体系 ;在NWW -SEE向串列状的块体边界上形成一定量的NWW向地震活动密集带 ,而在与其共轭的NE或NEE向断裂交汇点附近具有发生中强震级以上地震的构造条件     

An overview on shallow strong earthquake activity and earthquake live losses of Chinese mainland in the centenary from 1901 to 2001

Introduction It is well known that China locates in the southeastern part of Eurasian Plate, which subjects to the action of westward subducting of Pacific Plate and Philippine Sea Plate, and northward col- lision of Indian Plate. So China is a country with strong seismicity. There are two kinds of earth-quake activities in China. In the Chinese mainland most of the earthquakes belong to the intraplate ones, and in Taiwan of China belong to interplate ones. According to the statistics 9…     

腾冲火山区的地震层析成像及其构造意义

利用滇西南临时台网和固定台站的地震数据反演了腾冲及邻近地区的P波速度结构,着重分析了腾冲火山区和龙陵7级地震震源区的地壳结构特点.研究结果表明,腾冲火山区下方10～20 km深度范围存在明显的低速区,其横向尺度大约在20～30 km之间;推测这一低速区代表了仍处于活动状态的壳内岩浆源,热流通道有可能通过腾冲断裂延伸至地...     

青藏高原东北缘、鄂尔多斯和华北唐山震区的地壳结构差异——深地震测深的结果

划分大陆活动地块的重要标志之一是它们在地壳结构间的差异。大陆不同地块具有不同的地壳结构特征。这些结构和构造上的不同反映了它们在地壳内部的变形特征和动力过程的差异。文中利用深地震宽角反射 /折射剖面的结果 ,讨论了青藏高原东北缘东昆仑巴颜喀拉地块、鄂尔多斯地块和华北地块唐山震区地壳结构的差异。它们分别是变形强烈的活动地块、内部变形小相对稳定的地块和现代发生过强震的活动地块。在地壳结构上它们之间的差别是明显的。这些差异表现在地壳的分层性质、上地壳和下地壳的结构、地壳结构的不均匀尺度、壳 /幔分界的性质、壳内低速层的分布、地壳界面、特别是莫霍面的构造形态等方面     

THE CONCEPT,REVIEW AND NEW INSIGHTS OF THE ACTIVE-TECTONIC BLOCK HYPOTHESIS

The hypothesis that strong earthquakes in China mainland are controlled by the movement and interaction of active-tectonic blocks was advanced by Chinese scientists, with the remarkable ability to encompass geological and geophysical observations. Application of the active-tectonic block concept can illustrate 6 active-tectonic block regions and 22 active-tectonic blocks in mainland China and its neighboring regions. Systems of active-tectonic block boundaries are characterized by a zone of decades or hundreds of strong earthquakes. One of the greatest strengths of the modern active-tectonic block hypothesis is its ability to explain the origin of virtually all the M8 and 80% M7 earthquakes on the main continent in eastern Asia. In other words, active-tectonic block boundary stands in strong causal interrelation with recurrence behaviors of strong earthquakes and thus, it is possible to predict an earthquake occurrence in principle. After nearly two decades of development and improvement, the active-tectonic block hypothesis has established its theoretical foundation for the active tectonics and earthquake prediction, and is promoting the transition from probabilistic prediction to physical prediction of strong earthquakes. The active-tectonic block concept was tested by application to a well-documented, high-frequent earthquake area, and was found to be an effective way of describing and interpreting the focal mechanism and seismogenic environment, but there are still many problems existing in the active-tectonic block hypothesis, which confronts with rigorous challenges. Future progress will continue to be heavily dependent on the high-precision synthetic seismogram, especially of critical poorly documented settings. It is well known that strong earthquakes occur anywhere in the interactions among the active-tectonic block boundaries where there is sufficient stored elastic strain energy driving fault propagation, and then releasing the stored energy. Therefore, future studies will focus on the mechanism and forecast of the strong earthquake activity in the active-tectonic block boundary zone, with fault activity within the active-tectonic block boundary zone, quantifying current crustal strain status, upper crust and deep lithosphere coupling relation, strong earthquake-generating process and its precursory variation mechanism in seismic geophysical model as the main research contents, which are the key issues regarding deepening the theory of active-tectonic block and developing continental tectonics and dynamics in the modern earth science.     

腾冲地区地壳速度结构的有限差分成像

利用流动台网和固定台站的地震观测数据,采用有限差分层析成像方法反演了腾冲及邻近地区的地壳P波速度结构,分析了腾冲火山区的岩浆活动和龙陵七级地震的深部构造成因.研究结果表明,腾冲火山区的地壳结构具有明显的非均匀性,浅表层偏低的速度主要为盆地内部的松散沉积层、新生代火山堆积及断裂附近的流体裂隙和热泉活动所致;5～15 km之间的高速体可能代表了早期火山通道内冷却固结的岩浆侵入体或难挥发的超铁镁质残留体;地壳深部的低速体则反映了熔融或半熔融的岩浆体,推断火山区下方的岩浆活动与龙陵七级地震震源区地壳深部的岩浆侵入来自同一源区--现今壳内岩浆活动的主要区域.龙陵震源区的地壳速度结构横向变化较大,怒江断裂东侧和龙陵断裂西侧为高速特征,介质应变强度较大,为应力积累的主要载体;两断裂之间的低速区向下延伸至下地壳,可能与地壳深部的岩浆侵入有关;龙陵断裂和怒江断裂明显控制了这一区域的岩浆活动,七级地震正是发生在断裂下方的速度边界附近.地壳介质强度的横向变化导致了震源区应力积累的不均一性,深部岩浆的聚集和动力作用是龙陵地区发生强震的主要原因.     

三河-平谷8.0级地震区地壳结构和活动断裂研究——利用单次覆盖深反射和浅层地震剖面

跨1679年三河-平谷8.0级地震区完成的单次覆盖深地震反射剖面和浅层地震反射剖面,揭示了三河-平谷地震区的地壳结构和断裂的深、浅构造特征.结果表明,该区地壳以TWT6～7 s左右的强反射带为界分为上地壳和下地壳,上地壳厚约18～21 km,下地壳厚约13～15 km.剖面揭示的地壳深断裂和浅部活动断裂具有上下一致的对...