中国甘肃昌马断裂带及其现代活动

昌马断裂带是是青藏高原北部一条活动强烈的左旋走滑断裂带。它表现为重力、航磁、地壳厚度的综合异常梯度带，属于断面陡、切割深的超岩石圈断裂。昌马断裂带由１２条长４公里至１８公里不等的不连续的主断层和４条次级断层组成，可划分为东、中、西三大段落。断裂的水平位移和滑动速率具有分段性，全新世以来，东、中、西三段的左旋水平滑动速率分别为４．１毫米／年，２．６毫米／年和１．５毫米／年。北东东、北北西和北西西三个方向断层的位移具有分级特征，不同级别的位移具有良好的同步性。全新世以来北东东、北北西和北西西三个方向断层的水平滑动速率分别为４．１毫米／年、３．８毫米／年和２．７毫米／年。白垩纪以来，昌马断裂呈天平式运动，显示了枢纽断裂运动特征，枢纽轴位于断裂中段。昌马地震震源破裂性质及其反映的震源应力场与地震破裂带的破裂性质及其反映的构造应力场不一致。昌马地震震源机制解反映了北北西～南南东挤压，作用应力近于水平的震源应力场；昌马地震破裂带的变形组合反映了东北～南西挤压的构造应力场。昌马地震破裂带长１２０公里，分为东部正走滑段、中部逆走滑段和西部尾端破裂段，显示了多个水平位移峰值。全新世以来，沿昌马断裂发生了６次强震事件，强震复发     

利用滑动速率、古地震资料估算走滑断裂的粘滑及蠕滑量的方法

断层走滑包括粘滑和蠕滑,前者是伴有强震发生的快速运动,后者则是一种缓慢的无震稳滑运动。这２ 种运动常随时间交替出现,共同构成了断层的基本运动方式。在利用断层滑动速率讨论大震重复率的问题中,人们最关心的问题则是如何从总滑动量中分辨和划分出其中所包含的粘滑和蠕滑量,特别是对蠕滑量的划分,因为它直接影响着大震重复率的正确性。笔者在野外考察的基础上,对昌马活动断裂的位移量进行了分级,确定出昌马断裂带全新世以来的水平滑动量大致可划分为５个级别：３１～４１ ｍ ;２５～３１ ｍ ; １５～２２ ｍ ; ８～１３ ｍ ;１～５．５ ｍ ,同时依据古地震学方法并结合１４Ｃ断代法及断层崖形成年代的数学模拟计算,求得全新世以来在昌马断裂带上共发生５ 次古地震事件。在上述２ 项资料确定的基础上,进一步对昌马断裂带的粘滑及蠕滑量进行了划分,并给出了它们随时间的变化情况     

昌马断裂带的水平断错与强震重复率估计

通过对1932年昌马地震(7.6级)震中区(昌马盆地—西水峡断陷谷地内)的大比例尺活断层填图(1:5万),获得了沿地震断层带分布的时代、规模不同的山脊及冲沟的水平断错数据。分析结果表明:水平断错量具明显的分级特点,全新世以来,最大一级水平位错量平均为39米,平均年滑动速率为4.1毫米/年。 依据古陡坎侵蚀斜面的主坡角与其年龄的相关统计公式,求得最近一次历史未记载的强地震事件发生在距今约1968年,它与1932年昌马地震的间隔时间为1911年,由这些资料粗略的求得昌马断裂的蠕滑速率为1.37毫米/年,占整个走滑量的31.8％。本文由上述资料求得昌马断裂带的强震(M≈7.6)重复周期约为2051年。     

中国大陆区断层蠕动的若干地质形迹

中国大陆区多数活动断裂虽未见有引起地表变形的明显断层蠕滑运动现象，但仍不乏断层蠕滑运动的种种地质形迹，如区域性有序的地裂运动，沿断裂分布的线性变形带，以及与地质滑动速率相比大大偏低的地震滑动速率等．认识并查明断层蠕滑运动这一重要活动习性，在理论上和实际中均有重要意义．      

利用滑动速率,占地震资料估算走滑断裂的粘滑及蠕滑量的方法

断层走滑包括粘滑和蠕滑,前者是伴有强震发生的快速运动,后者则是一种缓慢的无震稳滑运动,这２种运动常随时间交替出现,共同构成了断层的基本运动方式,在利用断层滑动速率讨论大震重复率的问题中,人们最关心的问题则是如何从总滑动量中分辨和划分出其中包包含的粘滑和蠕滑量,特别是对蠕滑量的划分,因为它直接影响大震重复率的正确性,笔者在野外考察的基础上,对昌马活动断鲜明的位移量进行了分级,确定出昌马断裂带全新以来     

喀什河断裂带古地震研究

喀什河断裂带是我国北天山西段一条规模较大的活动断裂,第四纪以来垂直运动速率为3.8毫米/年,现今地震活动频繁。历史上曾发生过1812年尼勒克8级地震,沿断层带造成长达80公里的形变带,史前地震也很活跃,经初步研究,断裂带至少发生过两次古地震活动,大震复发周期为2000—2500年     

昌马断裂带古地震活动特征的新认识

昌马断裂位于祁连山西段,是祁连山系列次级断裂与阿尔金断裂东段的重要构造转换断层之一,于1932年发生7.6级地震。位于昌马断裂中东段的臭水柳沟古地震探槽揭示了2次地震事件:一次为1932年昌马地震事件,另一次为(902±44)a B.P.以来发生的事件,这弥补了昌马断裂全新世晚期古地震事件缺失的现状。结合前人的研究结果可确定昌马断裂全新世至少发生7次古地震事件,推测地震复发间隔为1ka左右,部分事件未能揭示。通过探槽揭示的低角度断层、地层变形和部分断裂的地貌特征可知,受阿尔金断裂NEE向挤出的影响,昌马断裂部分段落表现出低角度的逆冲推覆活动,形成其特有的低角度走滑现象,以吸收阿尔金断裂东段的左旋位移。这也说明昌马断裂在承担阿尔金断裂与祁连山西段系列断层的构造转换中起着重要作用。     

1668年郯城8．5级地震断裂的全新世滑动速率、古地震和强震复发周期

本文根据野外考察、实测和开挖资料，研究了１６６８年郯城８．５级地震断裂的水平和垂直位移及古地震标志和证据、全新世位移分布和滑动速率、古地震遗迹、古地震期次、强震复发周期以及地震破裂模式。研究结果表明，沿１６６８年郯城８．５级地震断裂上的全新世位移分布与１６６８年郯城地震破裂位移分布具有良好的同步性和分级特征。破裂位移和滑动速率在空间上是变化的，水平滑动速率在１．７～２．８毫米／年范围内变化，垂直位移速率在０．２～０．５毫米／年范围内波动，水平位移量与垂直位移量比为６～８倍。沿郯城地震断裂全新世发生了４次强震事件，８级大震具有准周期重复特征，郯城地震断裂上发生的地震拟合了特征地震模式。本文归纳总结出来的鉴别断裂水平和垂直位移及古地震事件的标志和准则，对活断层和古地震的深入研究有一定的借鉴意义。     

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。     

鲜水河炉霍段断层现今活动特征

鲜水河断裂是川滇菱形块体东边界的重要组成部分,为一条NW向的大型左旋走滑断裂。炉霍段断裂在不到160年的时间发生了 1816年71/2级和1973年7.6级两次大地震,强震复发行为表现出丛集特征,其断层现今活动特征值得关注。本研究利用虾拉沱跨断层形变观测资料,从断层运动方式和平均速率两个方面分析了虾拉沱断层现今活动特征,结果表明:鲜水河断裂炉霍段断层整体以左旋、拉张活动为主,兼具逆断活动;断层活动速率的时间进程具有阶段性特征,2000～2015年断层在水平滑动、水平张压和垂直升降分量上的活动速率分别为2.19mm/a、0.37 mm/a和-0.25 mm/a,断层左旋张性活动明显;2016～2019年断层在水平滑动、水平张压和垂直升降分量上的活动速率分别为1.98 mm/a、-0.22 mm/a和-0.20 mm/a,呈现出左旋压性活动特征,在张性背景上发生压性转折。     

鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40~144 m)的左旋蠕滑速率0.66~2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累-释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15~25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.     

二十年来蠕变和短基线观测反映的鲜水河断裂带活动特征

利用鲜水河断裂带1990年1月-2009年12月的蠕变与短基线数据,采用小波变换与断层运动学分析方法,获取构造活动产生的断层形变速率.结合近场断层形变测量与GPS资料,分析了该断裂带的分段活动特征及时空演化.结果显示:(1)不同段落断层活动方式存在差异性.鲜水河断裂带分段活动现象显著,以道孚县为界,以北的炉霍、道孚断层走滑量相对较大且活动方式稳定,显示张性和左行走滑;以南的乾宁、折多塘断层活动微弱,走滑量小,且滑动状态复杂,其中,乾宁断层为压性和左行走滑,折多塘断层为微弱的右行走滑.这种分段活动特征可能与断层几何及巴颜喀拉块体内部次级块体的差异运动有关.(2)不同时期断层走滑方式存在交替性.鲜水河断裂带虽以左行走滑为主,但在汶川地震前一些断层段出现过逆向走滑现象.汶川地震前2年,炉霍、道孚断层左行走滑减弱,乾宁、折多塘断层在2007年出现过逆向走滑,至2009年底,逆向走滑区域保持扩展态势.(3)不同测点间距得到的断层错动速率和变形带空间分布特征不同.不同测量方法的分析结果表明,鲜水河断裂带不同段落和跨距宽度的走滑速率有所不同:测点间距18.7~65.1 m的蠕滑速率为0.01~0.78 mm/a;测点间距72~288 m的短基线测量为0.02~2.46 mm/a,点距十几至几十公里的GPS观测为6~11 mm/a;地质滑动速率5~15 mm/a.随测点间距的增加,平行断层的位移速率按对数函数增长,视剪应变率按幂函数衰减.我们推测,大间距测点的数据中既包含了跨断层的错动,也包含了断层两侧块体的分布变形;现今的断层形变测量与地质调查之间的差异,说明断层错动速率在时间上不是常数.     

川西地区长周期气温变化对跨断层位移观测的影响及芦山地震前的异常断层活动

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震前2-3年,川西地区的跨断层位移出现群体性、准同步的异常趋势转折,但有些场地的辅助气温观测也呈现相似变化.为探寻这些趋势转折是否为热形变,本文基于鲜水河、安宁河-则木河、龙门山断裂带上的短基线、短水准及辅助气温观测数据,使用频谱分析及统计分析方法,研究跨断层位移与气温之间的关系,并利用主模式分析方法研究芦山地震前各断裂带的运动特征.结果显示：（1） 在大于2.63 a的周期上,短基线、短水准与气温的频率成分较为相似,它们之间为弱-中等强度的相关.（2） 气温变化不是芦山地震前跨断层位移发生趋势转折的主要影响因素.除个别场地外,长周期热形变在总的跨断层位移中所占比重较小,对其趋势变化的影响有限.（3） 主模式分析表明,2010年前后,鲜水河断裂带的左行走滑和张性运动有所减弱,安宁河-则木河、龙门山断裂带的张性运动也开始减弱（或者说压性增强）.这些变化特征可能反映了在这一时期巴颜喀拉块体SE-SEE向运动的加剧.     

滇西南普洱强震群地区地壳形变的数值模拟

滇西南普洱一带地质构造复杂,中-强地震成群活动特征明显,地壳的形变特征与形变机制引起了地学界的广泛关注和深入研究。在参考、借鉴以往研究成果的基础上,本文构建了普洱一带包含活动断裂的二维板有限元模型,以GPS测量得到的块体年运动量作为模型区域的边界约束,模拟计算获得了普洱地区的构造形变空间分布,以NEE、NNW 2个方向、从数值模拟角度对普洱地区的水平形变特征和区域地壳垂直形变场进行了分析和探讨。结果表明:在青藏高原东南缘扩展、高原物质重力滑塌型南东向移动的动力学背景下,研究区内NEE向断裂的活动带动牵引NNW向断裂共轭运动,隆升性质的垂直形变场与60年的大区域水准测量结果相吻合,沿NNW向形变场的分布无规律,应是区域应力累积和震后调整双重作用的结果。沿NEE向形变场呈现了较明显的西部大于东部的分布图像,特别是西北部高值区对应了2014年景谷6.6级强震,最后对研究区的区域动力学问题进行了初步探讨。     

2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因

2008年5.12汶川大地震发生在中国大陆南北地震带中段.由于龙门山断裂带历史上只发生过3次6～6¹/₂级强震,而且其晚第四纪构造活动速率很低,以至于对其潜在地震危险性认识不足.为什么在龙门山地区突发大地震,该地震具有哪些特征？其成因机制是什么？本文在地震地质科学考察的基础上,利用震前的GPS观测结果,试图对上述问题进行一些初步的思考和探讨.结果表明,5.12汶川大地震是龙门山断裂带的映秀—北川断裂突发错动的结果,地表上形成200多公里长的地表破裂带;灌县—江油断裂在地震中也发生了破裂,形成的地表破裂带长达60多公里.震前的GPS观测表明,横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过～2 mm/yr,单条断裂的活动速率不超过～1 mm/yr,与地震地质研究结果和历史地震记录相一致.利用地震地质考察和地震波反演得到的最大同震位移可以获得相当于5.12汶川大地震的强震复发周期为2000～6000年.龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体中,断裂带本身在剖面上呈“犁形”或“铲形”结构,有利于能量积累,形成破坏性巨大的地震.所以,5.12汶川大地震是一次低滑动速率、长复发周期和高破坏强度的巨大地震,是一种值得高度重视和深入研究的新的地震类型.     

国产GF-2和ZY-3卫星数据在活动断裂定量研究中的应用以哈思山南麓断裂带为例

利用国产GF-2和ZY-3卫星数据, 以海原断裂带哈思山南麓断裂为例, 应用目视综合解译、 三维立体解译, 结合野外验证, 定量分析国产高分数据在活动构造定量研究中的应用潜力。 GF-2融合影像展示了清晰的断层陡坎、 冲沟左旋断错及同震破裂等现象, 依据解译结果哈思山南麓断裂可分为正走滑型的荒凉滩—沙葱沟段、 左旋走滑型的沙葱沟—黄河段以及以左旋运动为主黄河—沈家庄段。 沿断裂带进行的1∶50000遥感解译工作在地层边界、 构造微地貌细节信息提取等方面均有较大的改进, 解译得到的最小左旋水平位移量4.3 m, 反映1920年海原地震的水平同震位移量, 而最大左旋水平位移量333.5 m, 则反映该段晚第四纪的持续运动。 研究表明, 海量国产高分辨率卫星数据在中国西部活动构造定量研究中可替代国外同等分辨率的数据, 具有较强的应用价值。     

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.     

云南红河断裂带北段断裂位错与地震重复发生的时间间隔

本文用地质方法确定了全新世以来红河断裂(北段)位错速率:狭谷段(定西岭)水平位错速率8毫米/年,垂直位错速率1.8毫米/年;宽谷段(大理)水平位错速率5毫米/年,垂直位错速率9毫米/年。据断裂位错参数计算,本区6.8级左右地震重复发生的时间间隔是178±29年;它与6—7级历史地震重复时间间隔150±50年在时间尺度上相当,这对地震中长期预报有参考价值