九寨沟M_S7.0地震对巴颜喀拉块体东北缘活动断裂影响的有限元模拟

在详细调研地震地质资料的基础上,构建了巴颜喀拉地块东北缘三维有限元模型。以九寨沟M_S7.0地震同震位错为荷载,模拟计算了九寨沟地震的发生对巴颜喀拉块体东北缘主要活动断裂加卸载效应的影响。模拟结果显示,九寨沟地震的发生对龙日坝断裂、虎牙断裂、青川-平武断裂西段、迭部-白龙江断裂西段和东段、临潭-宕昌断裂东段,以及处于甘青川交界危险区内的东昆仑断裂东段、塔藏断裂西段,处于六盘山南-西秦岭东危险区的西秦岭北缘断裂东段表现为库仑应力加载;对岷江断裂、塔藏断裂东段库仑应力卸载效应显著。     

GPS约束下九寨沟地区断裂带现今运动速率的非连续接触模拟研究

以中国地壳运动观测网络2009—2013年GPS观测数据为边界条件,使用非连续接触有限元技术构建九寨沟地区二维有限元模型,在不确定性分析的基础之上,计算区内主要断裂带现今运动速率。研究结果表明:在巴颜喀拉块体整体近于NE向的推挤过程中,九寨沟地区的塔藏断裂、虎牙断裂、树正断裂均呈现为较高的左旋走滑兼具挤压的现今运动特征;岷江断裂、龙日坝断裂和龙门山断裂则呈现为右旋走滑兼有挤压的运动特性。结合区域主应变率计算结果,发现九寨沟地区仍然具有较高的应变积累背景。树正断裂作为2017年8月8日九寨沟M7.0地震的发震断层,其现今左旋滑动速率为3.0 mm/a,与东昆仑断裂带玛沁—玛曲段附近的左旋走滑速率4.1mm/a基本匹配,说明该断裂可能是东昆仑断裂带东端分支断裂之一,而东昆仑断裂与虎牙断裂之间的历史地震空区可能已被九寨沟地震事件贯通。     

青藏高原东北缘主要断裂滑动速率及其动力学意义

本文利用青藏高原东北缘地区1991—2015年的GPS速度场资料, 基于弹性球面块体模型获得了区域活动断裂的滑动速率, 并讨论了断裂滑动速率分配的动力学意义。 反演结果表明, 青藏高原东北缘地区主要块体以北东向并兼顺时针旋转运动为主; 区域断裂平均闭锁深度为17 km; 另外, 各主要断裂滑动速率也不尽相同。 其中, 阿尔金断裂、 东昆仑断裂左旋走滑速率为10～12 mm/a, 祁连—海原断裂左旋走滑速率为3～5 mm/a, 鄂拉山断裂、 拉脊山断裂右旋走滑速率为1～3 mm/a。 阿尔金断裂、 祁连—海原断裂、 东昆仑断裂的走滑速率被其端部的山脉隆起和逆冲断裂所吸收和转换, 鄂拉山断裂和拉脊山断裂则起到了调节块体间运动平衡的作用。     

九寨沟M_S7.0地震静态库仑应力触发及对附近断层影响分析

计算和研究了1973~2013年巴颜喀拉块体东边界发生的6次M_S≥6.5地震引起的静态库仑应力变化图像,认为先前发生的6次地震对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震具有触发作用。九寨沟M_S7.0地震发生后,对震中附近主要断裂应力转移的计算结果显示,在巴颜喀拉块体东边界7次M_S≥6.5地震的共同作用下,东昆仑断裂带东段及龙日坝断裂带库仑应力水平升高,具有触发作用;岷江断裂带处于库仑应力影区内,具有减震效应。     

海原断裂带老虎山段晚第四纪滑动速率精确厘定与讨论

如何准确测定断裂滑动速率是近年来活动构造研究的前沿与热点.随着高精度地形数据获取手段与第四纪测年方法的不断进步，位错量和地貌面年龄的精度均得到大大提高.在进行滑动速率计算时还要考虑地质过程是否合理，蒙特卡洛方法为获取更加符合地质过程的滑动速率提供了重要工具.本文以滑动速率研究程度较低的海原断裂带老虎山段为例，基于LiDAR高精度地形数据，测得T1—T4阶地面年龄分别为1~3 ka，9~11 ka，15~17 ka，40~45 ka，陡坎前缘的位错分别为7~14 m，28~36 m，59~66 m，180~190 m.综合多地点的左旋走滑位错量及不同时代的地貌面年龄数据，并考虑滑动历史，利用蒙特卡洛模拟方法，将位错-时间两个参数的不确定性定量化，限定老虎山断裂45 ka以来平均滑动速率为4.3±0.16 mm·a^-1，17ka以来的平均滑动速率为4.0±0.15 mm·a^-1，与前人研究得到的狭义海原断裂滑动速率4.5±1.0 mm·a^-1基本一致.综合整个海原断裂带滑动速率，本文结果更支持低滑动速率变化趋势，即海原断裂带整体滑动速率趋于稳定，向东至六盘山断裂，滑动速率开始降低，推测海原断裂带的左旋走滑在尾端主要为马东山—六盘山隆起所吸收.结合老虎山断裂历史地震资料和深部锁闭浅部蠕滑的动力学特征，推测老虎山断裂具备与相邻断裂一起触发强震的能力.     

川滇地区活动块体边界断裂现今运动和应力分布

基于川滇地区活动块体划分及断裂构造现有认知,文中构建了包含块体主要边界断裂的二维有限元接触模型,利用1991—2015年长期GPS观测结果,采用"块体加载"方法模拟块体边界带现今的运动,得到了断裂滑动速率和应力分布.结合震源机制解、地震活动性等资料,对川滇地区大型左旋走滑断裂带滑动速率分配、传递与应力转换的关联,局部区域正断型震源机制解的构造机制以及红河断裂南、北段地震活动性差异的可能成因进行了初步探讨.主要结论包括:1)东昆仑断裂带和鲜水河-小江断裂带的左旋走滑由NW向转变为近SN向,断裂强烈转折区吸收了部分走滑分量并转化为应变积累,呈高应力分布特征.2)受小江断裂左旋剪切的影响,红河断裂中南段以右旋走滑兼微弱挤压运动为主,并牵引断裂北段右旋走滑,与金沙江和德钦-中甸断裂共同构成右阶斜列右旋剪切变形带,正断型震源机制解多分布于该变形带的构造拉分区内.3)红河断裂中南段为弱压性,北段呈弱张性,更易破裂,地震活动明显强于中南段.     

2017年MW6.5九寨沟地震激发的同震库仑应力变化及其对周边断层的影响

2017年8月8日21时19分在我国四川省北部阿坝州九寨沟县发生了M_W6.5左旋走滑型地震.该地震发生在青藏高原巴颜喀拉块体东北缘，东昆仑断裂南东段的塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂的交汇地带.包括此次地震，近年来在巴颜喀拉块体周缘已发生了九次6级以上强震，表明巴颜喀拉块体周缘主要活动断裂上的应力水平仍处于不断调整之中.本文采用库仑应力模型研究2017年M_W6.5九寨沟地震激发的库仑应力变化、该地震与周边地震的应力触发关系以及强震对周边主要活动断裂的应力扰动.强震序列包括周边区域1536-1975年M≥6历史强震和1976-2017年的M_W≥ 6 gCMT地震目录中的强震，共计32个.研究结果表明：（1）2017年M_W6.5九寨沟地震激发的同震库仑应力变化仅在局部范围内超过0.1×10⁵Pa，且75%的余震（~12.7天）受到该地震明显的同震应力触发作用，而其余25%的余震落在应力影区，采用最优破裂面可以进一步提高同震库仑应力变化与余震分布的空间相关性；（2）2008年M_W7.9汶川地震对2017年M_W6.5九寨沟地震的发生有一定的促进作用，在后者震源处激发的同震库仑应力变化为（0.026~0.263）×10⁵Pa，震后黏弹性库仑应力变化为（0.010~0.032）×10⁵Pa.该库仑应力的变化范围取决于汶川地震源断层参数和九寨沟地震接收断层参数.2013年M_W6.6芦山地震对九寨沟地震的发生几乎没有影响（< 0.001×10⁵Pa）；（3）1654年M8.0甘肃天水南地震对九寨沟地震的发生有明显的促进作用，在九寨沟地震震源处激发的同震库仑应力变化为（0.410~1.266）×10⁵Pa，震后库仑应力变化为（0.147~0.490）×10⁵Pa.1879年M8.0甘肃武都地震可能有比1654年M8.0甘肃天水南地震更强的应力触发作用，但也有可能对九寨沟地震的发生起到抑制作用.在选取的8个九寨沟地震接收断层面上，其中6个接收断层面上该地震所激发的同震库仑应力变化为（0.913~2.364）×10⁵Pa，2个接收断层面上该地震所激发的同震库仑应力变化为（－1.326~－0.454 ）×10⁵Pa；在4个接收断层面上震后库仑应力变化为（0.094~1.072）×10⁵Pa，在另外4个接收断层面上震后库仑应力变化为（－1.593~－0.106）×10⁵Pa.1933年四川叠溪地震对九寨沟地震的发生影响较弱，其所激发的同震库仑应力变化为（0.015~0.080）×10⁵Pa，震后库仑应力变化为（－0.029~0.025）×10⁵Pa；（4）九寨沟地震仅在其附近的岷江断裂北段、塔藏断裂和虎牙断裂南段造成较明显的同震库仑应力变化，其分别为0.09×10⁵Pa、（0.14~2.03）×10⁵Pa和0.25×10⁵Pa.而进一步顾及其余31个强震的库仑应力作用则发现，同震库仑应力增加非常显著的主要活动断裂分段为：岷江断裂北段南侧和岷江断裂南段的库仑应力变化分别升高5.6×10⁵Pa和9.8×10⁵Pa.鲜水河断裂北段南侧库仑应力升高23.0×10⁵Pa，鲜水河断裂南段道孚-康定段的北侧库仑应力升高9.0×10⁵Pa，而最南端库仑应力升高3.0×10⁵Pa；龙门山断裂带中段的北侧库仑应力变化为（6.1~7.4）×10⁵Pa，中段库仑应力增加（2.1~11.5）×10⁵Pa；西秦岭北缘断裂东段库仑应力变化为4.4×10⁵Pa；龙日坝断裂北段最北侧的库仑应力变化为2.0×10⁵Pa；小金河断裂北段库仑应力变化为1.7×10⁵Pa；安宁河断裂北段库仑应力变化为1.6×10⁵Pa；（5）由于下地壳和上地幔的黏弹性松弛作用，所有强震在九寨沟地震震后20年造成的黏弹性库仑应力变化在鲜水河断裂、龙门山断裂中段、塔藏断裂以及秦岭南缘断裂西段比较显著，其分别为：（1.0~3.0）×10⁵Pa、2.8×10⁵Pa、（2.3~2.7）×10⁵Pa和0.9×10⁵Pa.但总体上黏弹性库仑应力变化没有改变各断裂上的同震库仑应力变化空间分布.总的库仑应力变化在鲜水河断裂北段南侧和南段的道孚至康定段北侧、龙门山断裂中段北侧、岷江断裂南段和北段南侧、虎牙断裂、塔藏断裂以及西秦岭北缘东段很显著（均超过4×10⁵Pa）.由于库仑应力明显升高可能预示着地震潜在危险性增强，因此这些断裂分段可能将来需要重点加以关注.     

基于GNSS的青藏高原东北缘地壳运动场及强震趋势研究

利用“中国大陆构造环境监测网络”GNSS数据研究1998—2018年青藏高原东北缘排除同震影响等干扰后的速度场、主应变率场、最大剪切应变率场、面应变场等的变化,活动断裂滑动速率变化、跨活动断裂基线变化等。将研究区域内的二级块体再分区,获得各次级块体内部的应变率变化;获取研究区域地壳运动场的趋势性、动态特征。研究结果显示,阿尔金断裂带中东段、祁连块体和柴达木块体交界、巴颜喀拉块体与羌塘块体交界、祁连块体南边界中段、海原—六盘山断裂带和西秦岭北缘断裂带西段的逆冲运动,祁连块体北边界西段、庄浪河断裂的左旋走滑运动,祁连块体北边界东段、西秦岭北缘断裂带东段的左旋逆走滑运动,都属于造成一定程度地壳变形的持续性局部应变增强活动。阿尔金断裂带东段、东昆仑断裂带中西段、祁连块体北边界、庄浪河断裂北段、海原断裂南段、六盘山断裂北段、西秦岭北缘断裂带东段可能存在闭锁,未来十年可能发生M_S6.0以上地震。     

利用GPS资料和块体模型对巴颜喀拉块体划分合理性的初步探究和构造意义

利用GPS速度场资料和块体模型分别建立巴颜喀拉块体的两种块体模型并反演其滑动速率,模型Ⅰ中巴颜喀拉块体包括东昆仑断裂带西段地区,模型Ⅱ中则不包括该地区。GPS反演结果显示,模型Ⅱ较模型Ⅰ合理,这一合理性包括了模型Ⅱ中阿尔金断裂带西南尾端较大的拉张速率与较小的走滑速率;模型Ⅱ中东昆仑断裂带中段滑动速率约为8~9mm/a,与10mm/a的研究结果更为接近;模型Ⅰ中东昆仑断裂带西段具有较大的走滑速率与挤压速率,也与现今地震活动与震源机制相矛盾;但模型Ⅱ中巴颜喀拉块体在玛尔盖茶卡断裂带滑动速率较大,认为可能与风火山断裂带处的滑动速率较小有关,因此进一步舍去该断裂带,建立新的模型Ⅲ,所得结果与各断裂研究结果较为近似。巴颜喀拉块体南边界风火山断裂带目前活动较弱,下地壳软弱物质可能已经进入巴颜喀拉块体部分地区;风火山断裂带向东经玉树—甘孜—鲜水河断裂带,在下地壳流动与重力滑塌作用下左旋速率逐渐增大。     

川西理塘断裂带平均滑动速率、地震破裂分段与复发特征

理塘断裂带是川西北次级块体内部的一条活动断裂带.野外调查获得其晚第四纪断错、近代地震破裂、破裂分段的新证据, 估算出断裂的滑动速率、特征地震震级与复发间隔.结果表明, 理塘断裂带由毛垭坝盆地北缘、理塘和康嘎-德巫等三条次级断裂组成, 以左旋走滑为主, 不同部位伴有不等的逆倾滑分量. 由7个地点的断错地貌及相关沉积物年龄估算断裂带距今约14 ka以来的平均左旋滑动速率为4.0±1.0 mm/a, 垂直(逆)滑动速率0.1~1.8 mm/a; 三条次级断裂均为独立的地震破裂段, 相应特征地震最大矩震级估值为7.0~7.3, 平均复发间隔为500~1000年, 北西段最晚地震破裂发生在距今119±2 a之前, 中段发生在公元1890年前后, 南东段则发生在公元1948年, 显示出与段落之间应力触发作用有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特点.     

天山地震带境内外主要断层滑动速率和地震矩亏损分布特征研究

本文搜集、整理1998—2013年境内外天山及周边地区(包括中国新疆、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等)500余个GPS观测点数据,采用GAMIT/GLOBK软件对其进行解算和平差计算,并利用了弹性块体模型计算区域块体边界断层闭锁深度、块体运动参数和主要活动断层的滑动速率.研究结果表明,东、西昆仑地震带闭锁深度最大(19km),其次为南天山地区,闭锁深度达到17km,闭锁深度最小的为哈萨克斯坦(13km);各块体相对欧亚板块作顺(逆)时针旋转,旋转速率最大(-0.7208±0.0034°/Ma)为塔里木块体,其围绕欧拉极(38.295±0.019°N,95.078±0.077°E)顺时针方向转动,旋转速率最小为天山东段(0.108±0.1210°/Ma),而天山东、西两段无论是在旋转速率上还是在旋转方向上都有显著的区别.西昆仑断裂带的滑动速率(10.2±2.8mm·a-1)最大,南天山西段滑动速率为9.5±1.8mm·a-1,其东段为3.9±1.1mm·a-1;而北天山东段滑动速率(4.7±1.1mm·a-1)高于北天山西段(3.7±0.9mm·a-1);塔里木盆地南缘的阿尔金断裂带平均滑动速率为7.6±1.4mm·a-1,其结果与阿勒泰断裂带滑动速率(7.6±1.6mm·a-1)基本相当;天山断裂带运动方式主要以挤压为主,而阿尔金、昆仑、阿尔泰以及哈萨克斯坦断裂带均是以走滑运动方式为主,除阿勒泰断裂带走滑方式为右旋以外,其余几个断裂带均为左旋运动.最后,利用主要断裂带的滑动速率计算出各地震带的地震矩变化率以及1900年以来地震矩累计变化量,其结果与利用地震目录计算所得到的地震矩进行比较,判定出各地震带上地震矩均衡分布状态,研究结果显示阿尔金、西昆仑、东昆仑和北天山东段断裂带存在较大的地震矩亏损,均具有发生7级以上地震的可能性,南天山东段和哈萨克斯坦断裂带地震矩亏损相对较小,具有孕育6~7级地震的潜能,而天山西段、阿勒泰地震矩呈现出盈余状态,不具在1~3年内有发生强震的可能.     

巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后(2011-2016年)巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5-3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a~(-1),2011-2016年间增至1.2 kPa·a~(-1).上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.     

综合利用多种地壳形变观测资料计算鲜水河断裂带现今滑动速率

本文首先沿走向将鲜水河断裂带划分为炉霍、道孚、乾宁、康定和磨西五个断裂段,利用沿断裂带布设的跨断层短基线、短水准场地测量资料计算了近场的断层活动参数,利用覆盖断裂带相对较大区域的重力、GPS观测资料计算了重力场动态变化、GPS速度场.基于重力场动态变化和GPS速度场采用蚁群算法和粒子群算法(具有全局优化的优势)分别反演计算了五个断裂段断层活动参数,将结果中的走滑分量作为五个断裂段的现今走滑速率.通过对以上三类现今走滑速率及五个断裂段的地质平均滑动速率进行融合与对比分析,将重力资料反演计算结果作为断裂带整体走滑速率,与跨断层短基线、短水准测量计算的断层滑动速率结果进行对比分析,初步判定了各跨断层短基线、短水准场地所跨断裂的性质,最终给出了五个断裂段的现今整体左旋走滑速率和部分分支断裂左旋走滑速率,结果为:(1)炉霍段为9.13mm·a~(-1),虾拉沱区域西支断裂为2.46mm·a~(-1),东支断裂为5.84mm·a~(-1).(2)道孚段为8.57mm·a~(-1),东南段沟普区域西支断裂为1.78mm·a~(-1),东支断裂为6.79mm·a~(-1).(3)乾宁段为7.67mm·a~(-1).(4)康定段为6.14mm·a~(-1).(5)磨西段为4.41mm·a~(-1).本文还定性讨论了断裂带两侧重力、GPS测点覆盖范围内活动地块的三维弹塑性变形和古地震、历史地震造成的永久位错.     

鄂尔多斯块体周缘地区现今地壳水平运动与应变

位于青藏块体和华北块体之间的鄂尔多斯块体及其周缘地区是中国大陆构造活动最活跃的地区之一,从1300年至今,在块体周边断陷盆地和西南缘断裂带上发生了五次8级以上的地震.为了了解该地区现今地壳运动、应变状态以及断裂滑动分布,我们收集了中国大陆构造环境监测网络2009—2013年、国家GPS控制网、跨断陷盆地的8个GPS剖面等共527个流动站和32个连续站GPS观测数据,获得了高空间分辨率的地壳水平运动速度场,进一步用均匀弹性模型计算了应变率分布.结果表明,块体内部GPS站点向NEE方向运动,速度变化较小,应变率大多在(-1.0~1.0)×10~(-8)/a之间;山西断陷带构造运动与变形最为强烈,盆地相对于鄂尔多斯块体为拉张变形,应变率为(1.0~3.0)×10~(-8)/a,相对于东部山地则为挤压变形,应变率为(-2.0~-3.0)×10~(-8)/a,盆地西侧断裂(如罗云山断裂、交城断裂)以拉张运动为主,拉张速率为2~3mm·a-1,盆地东侧断裂主要以右旋缩短运动为主,速率为1~3mm·a-1;河套断陷带西部的临河凹陷处于较强的张性应变状态,应变率为(2.0~3.0)×10~(-8)/a;块体西南边缘处于压缩应变状态,应变率为(-1.0~-2.0)×10~(-8)/a,六盘山断裂存在明显的地壳缩短运动,速率约为2.1mm·a-1,速率在断裂附近逐渐减小,反映了断裂处于闭锁状态;相对于鄂尔多斯块体内部渭河断裂带为左旋运动,速率为1.0mm·a-1,盆地处在弱拉张变形状态.     

ELECTRICAL STRUCTURE OF THE 2017 MS7.0 JIUZHAIGOU EARTHQUAKE REGION AND THE EASTERN TERMINUS OF THE EAST KUNLUN FAULT

The East Kunlun Fault is a giant fault in northern Tibetan, extending eastward and a boundary between the Songpan-Ganzi block and the West Qinling orogenic zone. The East Kunlun Fault branches out into a horsetail structure which is formed by several branch faults. The 2017 Jiuzhaigou M_S7.0 earthquake occurred in the horsetail structure of the East Kunlun Fault and caused huge casualties. As one of several major faults that regulate the expansion of the Tibetan plateau, the complexity of the deep extension geometry of the East Kunlun Fault has also attracted a large number of geophysical exploration studies in this area, but only a few are across the Jiuzhaigou earthquake region. Changes in pressure or slip caused by the fluid can cause changes in fault activity. The presence of fluid can cause the conductivity of the rock mass inside the fault zone to increase significantly. MT method is the most sensitive geophysical method to reflect the conductivity of the rock mass. Thus MT is often used to study the segmented structure of active fault zones. In recent years MT exploration has been carried out in several earthquake regions and the results suggest that the location of main shock and aftershocks are controlled by the resistivity structure. In order to study the deep extension characteristics of the East Kunlun Fault and the distribution of the medium properties within the fault zone, we carried out a MT exploration study across the Tazang section of the East Kunlun Fault in 2016. The profile in this study crosses the Jiuzhaigou earthquake region. Other two MT profiles that cross the Maqu section of East Kunlun Fault performed by previous researches are also collected. Phase tensor decomposition is used in this paper to analyze the dimensionality and the change in resistivity with depth. The structure of Songpan-Ganzi block is simple from deep to shallow. The structure of West Qinlin orogenic zone is complex in the east and simple in the west. The structure near the East Kunlun Fault is complex. We use 3D inversion to image the three MT profiles and obtained 3D electrical structure along three profiles. The root-mean-square misfit of inversions is 2.60 and 2.70. Our results reveal that in the tightened northwest part of the horsetail structure, the East Kunlun Fault, the Bailongjiang Fault, and the Guanggaishan-Dieshan Fault are electrical boundaries that dip to the southwest. The three faults combine in the mid-lower crust to form a "flower structure" that expands from south to north. In the southeastward spreading part of the horsetail structure, the north section of the Huya Fault is an electrical boundary that extends deep. The Tazang Fault has obvious smaller scale than the Huya Fault. The Minjiang Fault is an electrical boundary in the upper crust. The Huya Fault and the Tazang Fault form a one-side flower structure. The Bailongjiang and the Guanggaishan-Dieshan Fault form a "flower structure" that expands from south to north too. The two "flower structures" combine in the high conductivity layer of mid-lower crust. In Songpan-Ganzi block, there is a three-layer structure where the second layer is a high conductivity layer. In the West Qinling orogenic zone, there is a similar structure with the Songpan-Ganzi block, but the high conductivity layer in the West Qinling orogenic zone is shallower than the high conductivity layer in the Songpan-Ganzi block. The hypocenter of 2017 M_S7.0 Jiuzhaigou earthquake is between the high and low resistivity bodies at the shallow northeastern boundary of the high conductivity layer. The low resistivity body is prone to move and deform. The high resistivity body blocked the movement of low resistivity body. Such a structure and the movement mode cause the uplift near the East Kunlun Fault. The electrical structure and rheological structure of Jiuzhaigou earthquake region suggest that the focal depth of the earthquake is less than 11km. The Huya Fault extends deeper than the Tazang Fault. The seismogenic fault of the 2017 Jiuzhaigou earthquake is the Huya Fault. The high conductivity layer is deep in the southwest and shallow in the northeast, which indicates that the northeast movement of Tibetan plateau is the cause of the 2017 Jiuzhaigou earthquake.     

FOCAL FAULTS AND STRESS FIELD CHARACTERISTICS OF M7.0 JIUZHAIGOU EARTHQUAKE SEQUENCE IN 2017

On August 8, 2017, Beijing time, an earthquake of M7.0 occurred in Jiuzhaigou County, Aba Prefecture, Sichuan Province, with the epicenter located at 33.20°N 103.82°E. The earthquake caused 25 people dead, 525 people injured, 6 people missing and 170000 people affected. Many houses were damaged to various degrees. Up to October 15, 2017, a total of 7679 aftershocks were recorded, including 2099 earthquakes of M ≥ 1.0. The M7.0 Jiuzhaigou earthquake occurred in the northeastern boundary belt of the Bayan Har block on the Qinghai-Tibet Plateau, where many active faults are developed, including the Tazhong Fault(the eastern segment of the East Kunlun Fault), the Minjiang fault zone, the Xueshan fault zone, the Huya fault zone, the Wenxian fault zone, the Guanggaishan-Daishan Fault, the Bailongjiang Fault, the Longriuba Fault and the Longmenshan Fault. As one of the important passages for the eastward extrusion movement of the Qinghai-Tibet Plateau(Tapponnier et al., 2001), the East Kunlun fault zone has a crucial influence on the tectonic activities of the northeastern boundary belt of Bayan Kala. Meanwhile, the Coulomb stress, fault strain and other research results show that the eastern boundary of the Bayan Har block still has a high risk of strong earthquakes in the future. So the study of the M7.0 Jiuzhaigou earthquake' seismogenic faults and stress fields is of great significance for scientific understanding of the seismogenic environment and geodynamics of the eastern boundary of Bayan Har block. In this paper, the epicenter of the main shock and its aftershocks were relocated by the double-difference relocation method and the spatial distribution of the aftershock sequence was obtained. Then we determined the focal mechanism solutions of 24 aftershocks(M ≥ 3.0)by using the CAP algorithm with the waveform records of China Digital Seismic Network. After that, we applied the sliding fitting algorithm to invert the stress field of the earthquake area based on the previous results of the mechanism solutions. Combining with the previous research results of seismogeology in this area, we discussed the seismogenic fault structure and dynamic characteristics of the M7.0 Jiuzhaigou earthquake. Our research results indicated that:1)The epicenters of the M7.0 Jiuzhaigou earthquake sequence distribute along NW-SE in a stripe pattern with a long axis of about 35km and a short axis of about 8km, and with high inclination and dipping to the southwest, the focal depths are mainly concentrated in the range of 2~25km, gradually deepening from northwest to southeast along the fault, but the dip angle does not change remarkably on the whole fault. 2)The focal mechanism solution of the M7.0 Jiuzhaigou earthquake is:strike 151°, dip 69° and rake 12° for nodal plane Ⅰ, and 245°, 78° and -158° for nodal plane Ⅱ, the main shock type is pure strike-slip and the centroid depth of the earthquake is about 5km. Most of the focal mechanism of the aftershock sequence is strike-slip type, which is consistent with the main shock's focal mechanism solution; 3)In the earthquake source area, the principal compressive stress and the principal tensile stress are both near horizontal, and the principal compressive stress is near east-west direction, while the principal tensile stress is near north-south direction. The Jiuzhaigou earthquake is a strike-slip event that occurs under the horizontal compressive stress.     

GPS揭示的郯庐断裂带中南段闭锁及滑动亏损

利用华北地区2009—2014年GPS水平运动速度场数据,采用块体负位错模型反演了郯庐断裂带中南段断层深部滑动速率、断层闭锁程度分布、断层滑动亏损速率分布及地震矩积累率,结合地表应变率分布,对郯庐断裂带中南段深、浅部形变、应变特征以及华北地区的地壳形变模式进行了分析.结果表明:郯庐断裂中南段的北端主要为右旋走滑特性,南端则表现为右旋走滑兼拉张性运动,断层滑动速率在0.9mm·a~(-1)至1.2mm·a~(-1),且沿断层走向由北至南逐次增大.断层闭锁程度分布沿走向分布不均一,断层闭锁深度由最北端的27km增加到中段的32km,至最南端变为5km,断层闭锁最深处与1668年郯城MS8.5震中位置相对应.断层滑动亏损速率沿走向由0.9mm·a~(-1)增加到1.2mm·a~(-1),沿倾向由地表至深部逐渐减小为0mm·a~(-1).地震矩积累率在郯庐断裂带中南段郯城附近较大,而地表对应区域为第二应不变分量的低值区.华北地区地壳变形以块体运动为主,块体内部应变及断层闭锁产生的负位错效应次之;郯庐断裂带中南段断层形变沿走向呈条带状分布,形变宽度单侧小于50km,形变量不超过1mm·a~(-1),且上盘形变略大于下盘.     

基于GPS速度场研究鄂拉山断裂现今滑动速率和闭锁状态

鄂拉山断裂是位于青藏高原东北缘的一条右旋走滑断裂,前人通过野外地质考察厘定了其万年尺度的长期滑动速率,但对其现今运动学特征的认识仍不足.本文利用近二十年获取的GPS速度场,以贝叶斯理论作为断层滑动反演的理论框架,采用MCMC(马尔科夫链蒙特卡罗)方法,构建鄂拉山断裂的运动学模型,探讨该断裂的现今震间滑动速率和闭锁状态.研究结果表明,鄂拉山断裂的闭锁深度约为15 km,深部的滑动速率为5.0±1.5 mm·a^-1,反映了断层两侧地壳的整体相对运动速率.尽管当前研究区的GPS观测台站分布相对稀疏,但仍可以探测出断层闭锁状态沿走向的变化.在断层中段,由于几何形态的变化,形成了强闭锁的凹凸体,闭锁系数达到0.6~0.7;断层的南段和北段有明显的蠕滑特征,计算得到的闭锁系数仅为0.2~0.3.进一步计算凹凸体上由于滑动亏损产生的等效地震矩积累率为2.35×10^17 N·m/a,等同于M W5.6地震的能量水平.最后,针对研究区域GPS台站分布稀疏的局限,本研究基于滑动模型的误差最小化准则,给出有限资源条件下的GPS台站优化增设方案.     

全球平均海平面上升的瞬时速率

在确定海平面上升速率时，传统方法是利用最小二乘拟合获取特定时间段内的平均速率.事实上，由于海平面是一种非稳态变化，其速率随着时间变化.本文使用集成经验模态分解获取海平面变化在2002-2014年间的非线性趋势，然后通过三次样条函数平滑拟合非线性趋势得到连续的一阶导数，即为海平面变化的瞬时速率.结果表明，全球平均海平面的瞬时速率先降后升：从2002的2.7 mm·a^-1缓慢下降至2010年的2.5 mm·a^-1，然后上升至2014年的3.8 mm·a^-1.通过分析海平面上升各个贡献成分的瞬时速率，发现该上升主要由海水质量增加引起.在2002-2014年间，格陵兰岛冰川消融对海平面上升瞬时速率的贡献从0.51 mm·a^-1上升至0.85mm·a^-1，南极冰川消融的贡献则从0.12 mm·a^-1上升至0.34 mm·a^-1.陆地水储量对海平面上升起抑制作用，但该抑制作用呈下降趋势，其瞬时速率从-0.24 mm·a^-1增加到0.03 mm·a^-1.比容海平面的瞬时速率表现为下降趋势，从1.6 mm·a^-1减小至1.0 mm·a^-1.这表明在全球尺度上，海水质量对海平面上升的贡献正在增加，截止到2014年，海水质量的贡献已经接近70%.     

Joint inversion of GNSS and teleseismic data for the rupture process of the 2017 <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>w</Subscript>6.5 Jiuzhaigou,China, earthquake

The spatio-temporal slip distribution of the earthquake that occurred on 8 August 2017 in Jiuzhaigou, China, was estimated from the teleseismic body wave and near-field Global Navigation Satellite System (GNSS) data (coseismic displacements and high-rate GPS data) based on a finite fault model. Compared with the inversion results from the teleseismic body waves, the near-field GNSS data can better restrain the rupture area, the maximum slip, the source time function, and the surface rupture. The results show that the maximum slip of the earthquake approaches 1.4 m, the scalar seismic moment is ~ 8.0 × 10¹⁸ N·m (M_w?≈?6.5), and the centroid depth is ~ 15 km. The slip is mainly driven by the left-lateral strike-slip and it is initially inferred that the seismogenic fault occurs in the south branch of the Tazang fault or an undetectable fault, a NW-trending left-lateral strike-slip fault, and belongs to one of the tail structures at the easternmost end of the eastern Kunlun fault zone. The earthquake rupture is mainly concentrated at depths of 5–15 km, which results in the complete rupture of the seismic gap left by the previous four earthquakes with magnitudes >?6.0 in 1973 and 1976. Therefore, the possibility of a strong aftershock on the Huya fault is low. The source duration is ~ 30 s and there are two major ruptures. The main rupture occurs in the first 10 s, 4 s after the earthquake; the second rupture peak arrives in ~ 17 s. In addition, the Coulomb stress study shows that the epicenter of the earthquake is located in the area where the static Coulomb stress change increased because of the 12 May 2017 M_w7.9 Wenchuan, China, earthquake. Therefore, the Wenchuan earthquake promoted the occurrence of the 8 August 2017 Jiuzhaigou earthquake.