甘东南及邻区7级以上强震数值模拟

对强震发生后周围断层及未来强震形势的影响研究具有非常重要的意义.青藏高原东北缘强震频发,对该区的历史强震进行研究很有必要.以青藏高原东北缘及邻区为目标建立3D黏弹性有限元模型,依据中国大陆Ⅰ级块体和青藏高原Ⅱ级块体划分及活动断裂分布确定模型块体边界及断裂位置,使用GPS观测资料作为模型边界条件,数值模拟1900年以来7级以上强震发生的动力学过程.计算结果表明:① 青藏高原东北缘及邻区区域水平构造应力场特征大致呈从西向东,从南向北减小分布.② 模拟结果说明强震主要发生在背景场应力和强震引起的等效应力加载的断层上.③ 历史强震序列对1970年以来地震的影响:康定地震加速触发了炉霍地震的发生;康定、炉霍地震对松潘地震无加速触发作用;康定、炉霍、松潘地震对共和地震无加速触发作用;炉霍、松潘、共和地震对汶川地震的影响较小;汶川地震延缓了芦山地震的发生.      

2022年泸定Ms6.8级地震发震构造与鲜水河断裂带强震迁移规律

2022年9月5日12时52分在四川甘孜州泸定县发生Ms6.8级地震,震源深度16 km。这是继2014年康定地震后,发生在鲜水河断裂带上的又一次强震。笔者等通过已有文献资料,结合鲜水河断裂带南段野外地质调查,统计了滑动速率及历史地震资料,并总结了近代鲜水河断裂带强震迁移规律,对认识鲜水河断裂带活动特征及未来地震危险性具有重要意义。主要得出以下几点认识：①鲜水河断裂带各段滑动速率差异较大,以乾宁为界,从NW至SE段整体上呈现出“先减速后加速”的滑动特点;②泸定地震发震构造磨西断裂,为一次左旋走滑事件;③川滇地区近代历史强震活跃期具有“跳跃性”迁移的特点。自1981年道孚地震后,鲜水河断裂带断进入相对平静期,持续了33 a。自2014年康定地震发生,鲜水河断裂带再次进入地震活跃期;④鲜水河断裂带的强震破裂并非单次地震的“贯通型”模式,而是多次地震的渐进式。断层间相互作用尤其是大地震的发生对断裂带强震复发间隔具有重大影响,相同断裂带的强震也会对后续地震的发生概率产生变化。     

1976年唐山大地震的孕震环境:密集地震台阵观测得到的结果

1976-07-28唐山地区发生了震惊中外的7.8级大地震。为什么在华北古老克拉通内部的唐山地区能够发生如此的大地震一直是一个令人费解的问题。是否会在唐山地区再次出现同样的破坏性地震值得认真研究。利用流动地震观测台阵数据和接收函数反演方法,我们研究了唐山地区60 km深度范围内的三维地壳上地幔速度结构。结果表明:(1)由活动断裂切割的唐山断块与周围介质存在明显差异,围限唐山断块的断裂均为超壳的活动断裂;(2)唐山大震区中上地壳具有明显的非均匀壳内低速体;(3)该地区壳幔界面表现为明显的断块式隆升,与两侧相比,唐山菱形地块下方的上地幔顶部异常隆起的高度达到10 km左右,下伏的上地幔具有异常的非均匀结构;(4)唐山大震区可能有幔源物质较大规模的侵入,形成了中、上地壳内的低速体。由于较已往的研究结果有更高的空间分辨率,我们得到了一些以往尚未发现的有关唐山地区深部结构的异常特征;(5)首都圈地区内破坏性地震发生的地点绝非偶然,它们均与其相应的深部构造背景密切有关,这为强震发生地点的预测提供了可能。根据本文结果,我们认为,1976年唐山大地震的主因源于上地幔的垂向运动变形及壳幔之间物质及能量的交换,区域水平向应力场为次要作用。这有助于解释为什么能够在我国华北古老克拉通地区发生7级以上强震,在唐山地区再次发生7级以上大地震的可能性值得给予进一步的研究和关注。     

华南陆缘火成岩区差异性地壳热结构及地热意义

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,对重点地热勘查区的深部地温场分布、地热通量、地壳热结构等进行了对比分析,提出了华南陆缘浅表地热资源的聚热模式。分析认为,华南陆缘地区具有“幔源供热 壳内生热 断裂传热 盖层保热”的四元聚热模式,其中,花岗岩体的放射性生热率是影响区内浅部地温场的主要因素之一,粤北—赣南岩体的生热率明显高于漳州地区的花岗岩体,其近似“热壳冷幔”型或“温壳温幔”型岩石圈热结构与漳州“热幔冷壳”型岩石圈热结构有一定的差异;断裂构造及盖层条件对于地下热量聚集及散失具有明显的控制作用。研究成果对于深入理解华南陆缘地热资源的成因、控热因素,以及今后该地区地热资源勘探开发实践具有一定的理论与指导意义。     

印度—欧亚板块碰撞变形区的大地震时空分布特征与迁移规律

印度板块与欧亚板块在新生代期间的持续碰撞和挤压过程导致亚洲大陆发生了强烈的弥散式板内变形,并形成了一个以贝加尔湖为顶点,以喜马拉雅带为底边的近似三角形的变形区与强震活动区,即新-藏三角区。基于固体刚塑性变形平面结构,结合滑移线场网络模型,对该区历史强震活动的大范围离散式空间分布特点进行了分析解释。结合1505-1976年以来历史强震空间迁移的实例,归纳了该区历史强震活动与地震应变释放从印度板块边界→新-藏地块→两侧大陆的顺序性及定向性迁移特征,并根据对地震空间迁移规律的认识,进一步探讨了区域未来强震危险性问题。结果显示,从2000-2018年间,印度板块边界和新-藏三角区已多次发生M7.9~9.1大地震,但其东、西两侧的区域大陆地区却异常平静,没发生过7级以上大地震。依照区域强震活动的顺序性迁移特点,推测在未来几到几十年,亚洲大陆东部与中部以及喜马拉雅带东段等区域的大地震危险性较大。      

利用接收函数研究重庆及周边地区地壳结构

利用中国地震台网33个台站记录的远震资料,采用接收函数扫描法和线性反演方法,对重庆及其邻区的壳幔速度结构进行了研究,获得了研究区内地壳厚度、Vp/Vs以及壳幔速度的分布特征。研究结果表明:重庆区域地壳厚度最厚为CHK台站,为50.4km;最薄为ROC台站,为38.5km;中部地区厚度为41～45km。在所设定测线A—A'上,莫霍面有一定起伏,四川盆地处浅层速度偏低,在WUL台处发现台站下方8～10km处有低速异常,推断这个很薄的低速区很可能是导致川东薄皮褶皱构造的滑脱面。     

上海及邻区地震活动特征及地震构造区划

为进一步理解上海及邻区的地震活动规律和地震地质背景,对地震的空间分布、时间序列和震源深度特征进行了分析,并划分了地震构造区。结果表明,地震在空间上具有很强的丛集性、重复性、分块性和条带性,震源深度多在5-20km,存在5-10km、15-20km两个优势层。在时间上表现出相对平静期和显著活动期的交互特征。弱震震级与震源深度无相关性,其他地震震源深度与震级总体呈一定线性关系。研究认为:空间分布特征与变质基底、盖层结构的差异有关,且分块和条带性主要受北西向和北东向断裂带联合控制;北东向断裂带和复式背斜是主要控震构造,北西和北北西向断裂是重要发震构造;区内未来数年至十余年有发生6级左右地震的可能;部分地震震源深度较浅,会对局部地区产生明显影响。     

新疆东部-甘肃北山地区二叠纪玄武岩对比研究及其构造意义

通过对新疆东部三塘湖盆地、甘肃北山柳园地区以及邻区二叠纪玄武岩的地球化学特征对比研究，认识到新疆东部-甘肃北山地区及邻区二叠纪形成的系列断陷带内，同期产生的玄武岩具有不同的地球化学特征和岩浆来源，其形成的统一动力学机制主要是可能由于造山带增厚的岩石圈大范围拆沉而导致的大范围亏损地幔部分熔融岩浆和源自上、下地幔边界的小型地幔柱岩浆的作用。这种地幔柱不是核幔边界深部地幔柱的成因，而可能是早期俯冲洋壳的分离掉落后，中亚造山带范围内可能在上、下地幔之间存在更广泛的部分熔融岩浆的原因。由造山带增厚岩石圈大范围拆沉作用而导致的大范围亏损地幔部分熔融岩浆和源自上、下地幔边界的小型地幔柱岩浆的作用，可能是中亚造山带二叠纪深部壳幔作用最壮观的表现方式。同时也以大范围玄武岩喷发、裂谷、大规模后造山幔源花岗岩和超镁铁岩的侵位以及大规模成矿作用而成为独特的“中亚型造山带”而有别于其它造山带。     

台湾及周边海域的板块构造格局

从重、磁异常以及天然地震的震源深度特征三方面分析了台湾及周边海域的板块构造格局,提出台湾东部更新世以来存在数次碰撞—俯冲活动和南海洋壳“北上”进抵嘉、南、高、屏地区的见解,并认为这就是台湾地区现代板块构造的格局。台湾强烈的地震活动主要受制于此,今后的防震减灾规划亦应考虑这一总的大地构造背景。     

东昆仑深部结构地震探测研究现状与展望

东昆仑位于青藏高原北部, 是研究青藏高原向北生长的重要地区。该区在印度板块向北俯冲与亚洲阿拉善地块向南挤压下, 新生代构造和地震活动强烈, 是研究青藏高原隆升、构造变形、强震发生机理等问题的极佳试验场。近几十年来, 在东昆仑及邻区开展了大量的地球物理探测, 取得了很多进展, 也存在一些问题。本文通过收集近年来在该研究区开展的人工地震和天然地震探测成果, 综合分析了研究区的壳幔速度结构, 莫霍面形态及各向异性特征, 总结得出以下几点认识: 柴达木盆地南缘上地幔内的北倾界面可能代表早古生代昆仑洋向北俯冲的遗迹; 东昆仑缺乏“山根”, 重力均衡调整对东昆仑莫霍面加深没有起主导作用, 印度板块向北俯冲, 通过青藏高原对柴达木盆地的挤压造成东昆仑地壳垂向增厚。最后我们探讨了东昆仑地区壳幔结构研究的不足, 并对下一步的研究思路和方向进行了展望。     

A spatial statistical analysis of the occurrence of earthquakes along the Red Sea floor spreading: clusters of seismicity

The aim of this study is to apply spatial pattern analysis techniques to a seismic data catalog of earthquakes beneath the Red Sea to try and detect clusters and explore global and local spatial patterns in the occurrence of earthquakes over the years from 1900 to 2009 using a geographical information system (GIS). The spatial pattern analysis techniques chosen for this study were quadrant count analysis, average nearest neighbor, global Moran’s I, Getis–Ord general G, Anselin Local Moran’s I, Getis–Ord Gi*, kernel density estimation, and geographical distributions. Each of these techniques was implemented in the GIS so that computations could be carried out quickly and efficiently. Results showed that (1) these techniques were capable of detecting clusters in the spatial patterns of the occurrence of the earthquakes; (2) both global and local spatial statistics indicate that earthquakes were clustered in the study area beneath the Red Sea; (3) earthquakes with higher magnitudes on the Richter scale were notably concentrated in the central and southern parts of the Red Sea where seismic activities were most active; and (4) earthquakes with moderate magnitudes on the Richter scale were particularly concentrated in the northern part of the Red Sea where there is an area of late-stage continental rifting comprised of a broad trough without a recognizable spreading center, although there were several small, isolated deep troughs. We conclude that the pattern analysis techniques applied to the seismic data catalog of earthquakes beneath the Red Sea could detect clusters in the occurrence of earthquakes from 1900 to 2009.     

中国大陆及其邻区强震活动与活动地块关系研究

从活动地块假说出发 ,在活动地块研究的基础上 ,探讨了中国大陆及邻区活动地块与强震活动的关系。研究指出 ,主要构造变形和强烈地震大都发生在活动地块边界。在占总面积 17%的活动地块边界上 ,集中了全部的 8级以上巨大地震和 86 %的 7级以上大地震 ,其释放能量占全部总能量的 95 %以上 ,表明中国大陆及其邻区活动地块边界带控制了绝大部分的强地震。从活动地块的整体来看 ,强震活动不仅显示出显著的韵律性特征 ,而且其高、低起伏基本上与中国大陆地区一致 ,只是强震活跃时段有时稍长于中国大陆。各轮回强震活动都有各自活动的主体地区 ,反映了不同活跃期内地块的不同活动方式。文中还从现今地壳运动角度 ,讨论了活动地块运动速率与强地震活动水平之间的可能联系。     

沂沭断裂带及其近区的地震成因岩石新认识

将沂沭断裂带及其附近地区的地震成因岩石划分为四种类型,它们是具有地震成因构造的震积岩、震断层构造岩、震火山岩及隐爆地震角砾岩.前两类是构造地震的记录,而后两类是火山地震及隐爆火山地震的记录.由于震断层构造岩沿长期活动性断层分布,大多遭受了若干期强地震活动的改造,所以不易确定其最初的形成时期.因此,笔者重点对分布于沂沭断裂地震带及附近的其它三类地震成因岩石(包括震积岩、震火山岩和隐爆地震角砾岩)作了研究,论述了三类地震成因岩石的特征、时空分布、反映的地震作用机理及意义.认为:地震成因岩石不仅是强地震事件和激烈构造活动的记录;而且,因为由强地震形成的不同等级断层和裂隙构成了一个高渗透性的能够沟通不同深度石油和成矿流体的网络,所以深入研究地震成因岩石有助于完善大断裂地震带及近区的石油聚集与成矿理论.     

沂沭断裂带及其近区地震事件地层的时空分布及意义*

沂沭断裂带纵贯山东省中部,属郯庐断裂带中段。在沂沭断裂带及其近区新元古代—新生代的沉积地层中,到目前,已识别出25个地震事件层位。这些地震事件层位的名称取自不同年代或年龄的含地震记录的岩石地层。大多数地震记录是震积岩,少部分为震火山岩,它们的时空分布支持该断裂带生成—活动与发展历史分2个阶段: 古郯庐断裂带阶段(新元古代—古生代)和中—新生代阶段。新元古代初鲁中至苏皖北部NNE向韧性剪切带的形成,沟通了秦岭大别与苏鲁洋间的NEE走向的转换断层,可能是沂沭断裂带或古郯庐断裂带的成因机制。在纵向上,古郯庐断裂带阶段形成了8个地震事件层位,其中5个地震事件层位较密集地分布于南华系至中下寒武统;中—新生代阶段形成了17个地震事件层位,其中12个层位较密集的分布于白垩系—古近系。因此,南华纪—早中寒武世、白垩纪—古近纪分别为2个发展阶段的强地震事件频繁发生时段。在这2个发展阶段,该断裂带地震活动的动力来源不同: 古郯庐断裂带阶段主要源于华北与华南板块的相向运动与碰撞;中—新生代阶段主要源于太平洋板块向欧亚大陆板块下俯冲。在横向上,有15个(占60%)地震事件层位分布在此断裂带内或由该断裂带内向两侧延伸,这体现了沂沭断裂带一直是研究区内发震构造的主体。所有地震事件地层分布于该断裂带纵中轴线两侧150~180,km以内的同沉积盆地,这证明该深大断裂带的两侧近区是强构造地震活动区。作者关于地震事件层位的时空分布的论述和图解,展示了该断裂带自形成以来的地震作用的过程与历史,清晰地勾绘出了这条长期活动地震带的影响范围,这不仅对分析此类深大活动断裂带及其附近由地震引发的软沉积物变形与地震作用具有重要意义,而且对评价此类地震带对地表和建筑物的地震破坏效应也具有重要意义。     

Use of tsunami waveforms for earthquake source study

Tsunami waveforms recorded on tide gauges, like seismic waves recorded on seismograms, can be used to study earthquake source processes. The tsunami propagation can be accurately evaluated, since bathymetry is much better known than seismic velocity structure in the Earth. Using waveform inversion techniques, we can estimate the spatial distribution of coseismic slip on the fault plane from tsunami waveforms. This method has been applied to several earthquakes around Japan. Two recent earthquakes, the 1968 Tokachi-oki and 1983 Japan Sea earthquakes, are examined for calibration purposes. Both events show nonuniform slip distributions very similar to those obtained from seismic wave analyses. The use of tsunami waveforms is more useful for the study of unusual or old earthquakes. The 1984 Torishima earthquake caused unusually large tsunamis for its earthquake size. Waveform modeling of this event shows that part of the abnormal size of this tsunami is due to the propagation effect along the shallow ridge system. For old earthquakes, many tide gauge records exist with quality comparable to modern records, while there are only a few good quality seismic records. The 1944 Tonankai and 1946 Nankaido earthquakes are examined as examples of old events, and slip distributions are obtained. Such estimates are possible only using tsunami records. Since tide-gauge records are available as far back as the 1850s, use of them will provide unique and important information on long-term global seismicity.     

京津冀地区历史地震事件时空特征研究*

受环太平洋地震带影响,华北平原地区地震频发,尤其是处于中国首都经济圈的京津冀地区的地震事件备受关注。通过对历史文献资料及地震台网记录中的地震事件统计、分析,重建该地区地震事件历史并获取其潜在的空间分布特征及时间规律,对未来地震事件的早期预警具有重要参考意义。分析结果表明,公元前231年至公元2018年期间京津冀地区发生的1044起地震事件中,以有感地震和中强地震为主,小地震、强烈地震以及大地震发生频次较低。地震记录完整性分析结果表明,除小地震外,其他等级地震记录自公元1400年以来基本完整。在空间分布上,京津冀地区历史地震呈“T”字形分布,沿1条北西—南东走向地震带和1条北东—南西走向地震带分布。在时间上,京津冀地区地震事件呈现出阶段性的变化,在公元1480—1680年间以及1950年以来2个时间段内较为活跃,发生频率较高,频谱分析结果进一步表明地震记录存在45年的复发周期。在月际尺度上,地震事件同样存在季节性差异且多发于夏秋季节,同时地震密集区域在年内呈现出自西向东迁移的现象。最后,根据历史地震事件发生的时间规律,在未来一段时间内京津冀地区仍将处于地震活跃期,存在发生强震的风险。     

台湾与大陆西部地区强震活动的呼应关系

台湾与大陆西部地区同属地槽回返区 ,同处于板块的缝合线上 ,因而两地的地震活动都比较强烈且频繁。根据对有地震记录以来的近 1 0 0多年的资料统计分析 ,表明每当西部地区发生一个或多个 6.8级以上的强震后不久 ,台湾地区必有一个或多个相应震级的强震与之相呼应。这是印度洋板块向北推挤碰撞的作用力与反作用力 ,明显大于太平洋板块对欧亚板块的作用力与反作用力的结果。     

Late-Quaternary Slip Rate and Seismic Activity of the Xianshuihe Fault Zone in Southwest China

The Xianshuihe fault zone is a seismo-genetic fault zone of left-lateral slip in Southwest China. Since 1725, a total of 59 Ms ≥ 5.0 earthquakes have occurred along this fault zone, including 18 Ms 6.0–6.9 and eight Ms ≥ 7.0 earthquakes. The seismic risk of the Xianshuihe fault zone is a large and realistic threat to the western Sichuan economic corridor. Based on previous studies, we carried out field geological survey and remote sensing interpretation in the fault zone. In addition, geophysical surveys, trenching and age-dating were conducted in the key parts to better understand the geometry, spatial distribution and activity of the fault zone. We infer to divide the fault zone into two parts: the northwest part and the southeast part, with total eight segments. Their Late Quaternary slip rates vary in a range of 11.5 mm/a –(3±1) mm/a. The seismic activities of the Xianshuihe fault zone are frequent and strong, periodical, and reoccurred. Combining the spatial and temporal distribution of the historical earthquakes, the seismic hazard of the Xianshuihe fault zone has been predicted by using the relationship between magnitude and frequency of earthquakes caused by different fault segments. The prediction results show that the segment between Daofu and Qianning has a possibility of Ms ≥ 7.0 earthquakes, while the segment between Shimian and Luding is likely to have earthquakes of about Ms 7.0. It is suggested to establish a GPS or In SAR-based real-time monitoring network of surface displacement to cover the Xianshuihe fault zone, and an early warning system of earthquakes and post seismic geohazards to cover the major residential areas.     

日本大震与中国及邻区中强地震的遥相关

将日本从北至南划分为5个区, 分析1900—2011年3月共110 a期间发生的67个M_s＝6.9~9.0大震事件, 与其后4 a在中国及邻区发生的M_s≥6.0(极个别为M_s=5.5~5.8)共569个中强地震的对应比较.得出结论: (1)日本大震和中国及邻区中强震二者有很好的遥相关关系; (2)分析了日本各区与中国及邻区地震相对应的特点; (3)中国地区地震的滞后时间多为0.5~2.0 a, 最长4 a; (4)用"遥相关法"预测2011—2013年期间, 中国及邻区的中强地震危险区.年度预测与实际发生地震检验结果显示: 预测的34个次地震危险区中, "报对"28个次, 约占总预测个次的82%, "虚报"6个次, 约占18%, 显示"遥相关法"对年度地震预测有一定效果; (5)提出"蜘蛛网"逆反应模型解释中国及邻区对日本大震的响应现象.