北天山西段中强震前中小地震活动特征讨论

通过对不同地震断裂带的地震活动趋势分析,对强震前中小地震的时空特征进行分析,对研究区域强震前的活动特征做了定性或定量的总结,以提高日后对地震预报的水平和可信度。北天山西段及准噶尔南缘地震断裂带及断裂带上中强震前地震活动有如下特征：（1）区域内断裂带多数在活动速率、结构都有比较详细的研究,喀什河断裂带活动速率较高,依连哈比尔尕断裂西段阿拉山口—精河段存在闭锁,准噶尔南缘成组断裂带1990年以来5级地震较活跃;（2）喀什河断裂、准噶尔南缘成组断裂中强震前3-4级地震地震活动图像特征明显,成条带、空区或在主震附近集中分布;（3）准噶尔南缘中强震有成组发生的特征,间隔一般不超过2年;（4）4级标志地震后半年内发生中强震的概率较大。     

2004年1月华北地区ML≥3.0地震动态

根据中国地震局分析预报中心提供的资料, 2004年1月华北地区(33.0°～42.0°N, 111.0°～125.0°E)共发生ML≥3.0地震4次(见表1), 20日16时34分昌黎ML5.0地震是本月显著的事件.本月地震频次低于上月.参考1992年以来的月平均地震频次, 1月处于中等偏低水平, 地震活动月能量释放处于中等状态.震中分布在康家岭-大洋河断裂带、滦县-东亭断裂带、夏垫断裂和新河断裂带之间以及晋获断裂带南端, 沿华北平原带近似一字排列.     

2008年汶川8.0级地震发生的历史与现今地震活动背景

为了了解2008年5月12日四川汶川M_S8.0地震发生的地震活动背景,本文综合历史与现代地震资料,从南北地震带中段及其邻区的视野研究了汶川地震前1~2千年的强震活动性,以及震前20年的地震活动性背景.结果主要表明：（1）至少在2008年之前的1100~1700年中,龙门山断裂带未发生M≥7的地震,相对其南、北两侧的其他活动断裂带（或段）形成一个地震空区,2008年汶川M_S8.0地震发生在该空区中;（2）17世纪以来,在由龙门山断裂带大部分地区、川北岷江-虎牙断裂带以及甘南文县-武都断裂带组成的巴颜喀拉块体东边界上共发生了12次M=6.5~8.0地震,显示出一个已持续了近400年、逐渐加速的应变能释放过程,2008年汶川M_S8.0地震属于该过程中两次巨大地震之一;（3）汶川地震前20年,龙门山断裂带中、南段不存在背景地震活动的平静,反而显示出比曾经发生过1879年M_S8地震的甘南文县-武都断裂带还略高的地震活动背景水平;（4）2008年汶川地震的强度远远超出龙门山断裂带的历史最大地震,说明仅基于数百年至一、两千年的历史地震记载,远不足以正确评估较低滑动速率的、大型活动断裂带的潜在地震危险性.     

2004年3月华北地区ML≥3.0地震动态

根据中国地震局分析预报中心提供的资料,2004年3月华北地区(33.0°～42.0°N,111.0°～125.0°E)共发生ML≥3.0地震6次(见表1),13日19时08分唐山ML3.9地震是本月显著的事件.本月地震频次高于上月.参考1992年以来的月平均地震频次,3月处于中等偏低水平,地震活动月能量释放处于偏低状态.震中分布在中条山北麓断裂带以东、洪洞-苏堡断裂带中部、山西晋获断裂带以东、唐山断裂带北段和盖县断裂带与大洋河-康家岭断裂带交汇处,震中分布呈西南-东北条形状态.     

2004年6月华北地区ML≥3.0地震动态

根据中国地震局地震预测研究所提供的资料, 2004年6月华北地区(33.0°～42.0°N, 111.0°～125.0°E)共发生ML≥3.0地震6次(见表1), 21日18时59分大丰ML3.8地震是本月显著的事件.本月地震活动频次与上月持平, 参考1992年以来的月平均地震频次, 6月处于中等偏低水平, 地震活动月能量释放处于中等偏低状态.震中分布在陈家堡-小海断裂带、唐吾-葛沟断裂带、大洋河-康家岭断裂带以及山西中部地震带上.     

2004年8月华北地区ML≥3.0地震动态

根据中国地震局地震预测研究所提供的资料, 2004年8月华北地区(33.0°～42.0°N, 111.0°～125.0°E)共发生ML≥3.0地震3次(见表1), 25日21时19分辽宁普兰店ML3.3地震是本月显著的事件. 本月地震频次略低于上月, 参考1992年以来的月平均地震频次, 8月处于中等偏低水平, 地震活动月能量释放处于偏低状态. 震中分布在辽宁半岛曲家屯断裂带和聊城-兰考断裂带南段河南境内.     

京西北地区地震重定位及构造特征

采用双差定位法对京西北地区（39.5°—41.5° N,113°—117° E）2013年1月1日至2017年12月31日6 223次有效地震进行精确定位,得到该区震源分布的精细图像和震源深度剖面图。结果显示,重新定位后地震的水平分布更集中,沿断裂带分布特征更加明显,震中在断裂带呈更明显的条带状、簇状分布,地震与线状的深浅断裂构造的关系密切;大部分地震发生在中上地壳,震源分布为典型震源密集区的空间形态,呈纵深约15 km、直径20—40 km的近圆形“厚饼状”。     

利用图像信息方法研究芦山MS7.0地震前川滇及附近地区的图像异常

图像信息方法是一种基于统计物理学的地震预测方法. 该方法通过严格的统计检验给出地震活动状态显著偏离平均状态的地区(即显著平静或显著活跃的地区), 称为“地震热点”. 以往研究结果表明该方法是一个预测效能较高的中长期地震预测方法. 本文利用中国地震台网中心提供的1970年以来的地震目录, 在剔除余震、 选取完备震级的基础上, 基于前期研究工作结果中预测效能较高的计算参数, 即网格尺度为2°×2°、 预测时间窗为9年, 分析2008年汶川M_S8.0地震后到2013年芦山M_S7.0地震前川滇地区的图像信息演化过程. 结果表明, 2009—2010年间芦山M_S7.0地震震中附近的鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇区(29°—31°N, 101°—105°E)存在明显的地震热点, 2011—2012年该地震热点缩小至(29°—31°N, 101°—103°E)范围, 2012年以后消失, 继而于2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文还对比研究了网格尺度为1°×1°时的图像信息演化过程, 结果显示2009—2010年芦山地震附近的新津—成都—德阳断裂南部、 龙泉山西缘断裂南段、 马边—盐津断裂带、 峨边断裂带、 天全—萦经断裂带(29°—30°N, 103°—104°E)也出现过地震热点, 2011年以后该热点消失, 2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文讨论了计算参数对预测结果的影响, 并根据目前存在的地震热点分析了川滇及附近地区今后强震发生的可能地点.      

南北地震带地震活动特征

采用数理统计方法探讨了780 BC至今、100°—110°E、22°—35°N（中国南北地震带）区域的中国大陆5.0级及以上天然地震的分布规律。通过GMT软件绘制了南北地震带上地震震中和断裂分布图像,分析了南北地震带地震时空分布与地震活动性的规律。研究表明,该地区的大震与强震几乎全部发生在断裂带上,地震频次高、震中密集,呈现集群性等特征,地震活动性较高。该地震带中、南段相似,与北段存在显著差异。在南北地震带上,地震的活跃幕与平静幕持续时间,与活跃幕强度有关。研究结果对于了解地震的时空分布特征,认识中国南北地震带的发震规律,地震的孕震发震和地震活动周期有参考意义。      

汶川地震同震形变场对川滇地区主要活动断裂地震发生趋势的影响

以所建立的川滇地区主要活动块体及其周边断裂带的模型和前期利用GPS及水准资料反演所得到的断裂带长期运动速率作为基础,将汶川地震引起的同震错动量加入到三维断裂几何模型中,计算出汶川地震大范围的同震形变场,然后基于该同震形变场和活动断裂三维几何模型反演了各条断裂对该同震形变场的反映,并通过与各断裂带长期运动速率对比,得到了汶川地震对川滇地区各主要活动断裂带发震趋势的影响．结果表明,在汶川地震引起的同震形变场作用下,在川滇交界东部地区,龙门山断裂带南西段地震危险性提前了305a,鲜水河断裂带南东段大致提前了19a,安宁河断裂带和则木河断裂带分别提前了21a和12a,大凉山断裂带北段和南段分别提前了9.1a和18a,马边断裂带的地震危险性则提前了51a;对川滇交界西部的丽江——小金河断裂带南西段、怒江断裂带、龙陵——澜沧断裂带、南汀河断裂带、中甸断裂带等断裂带地震的能量积累也有促进作用;相反在鲜水河断裂带北西段、小江断裂带等历史地震频发的断裂带上,地震危险性具有一定的减速作用．      

2019年黄海ML4.6地震序列的震源机制和发震构造

2019年黄海M_L4.6地震序列发生在NW向苏北—滨海断裂带附近,历史上该断裂带附近曾多次发生破坏性地震。为了判断此次地震序列的发生是否与苏北—滨海断裂带活动有关,本文基于黄海M_L4.6地震震中附近400 km范围内的测震台站记录,采用CAP方法计算了此次黄海地震序列中M_L4.6和M_L4.1地震的深度和震源机制解参数,并使用双差定位方法对该地震序列进行了重新定位。研究结果显示:2019年12月8日黄海M_L4.6和12日黄海M_L4.1地震的震源深度分别为20 km和21 km,位于发震区域的脆韧转换带内;黄海M_L4.6地震震源机制解节面Ⅰ的走向、倾角、滑动角分别为123°,74°和61°,节面Ⅱ的走向、倾角、滑动角分别为6°,33°和149°;黄海M_L4.1地震震源机制解节面Ⅰ的走向、倾角、滑动角分别为135°,77°和32°,节面Ⅱ的走向、倾角、滑动角分别为37°,59°和165°。两次地震的震源机制解节面参数与苏北—滨海断裂带的几何参数并不一致,表明此次黄海地震序列的发生与苏北—滨海断裂带的主断裂活动没有直接关系。黄海地震序列震中的重新定位结果显示该地震序列呈NW向分布。由上述反演所获的两次黄海地震的震源机制和地震序列的重新定位结果推测,黄海M_L4.6和M_L4.1地震的破裂方向可能为NW向,黄海M_L4.6地震序列可能是发生在区域壳内脆韧转换带的左旋走滑地震事件。      

黄海及其邻近地区的Pn波速度与各向异性

利用中国东部地震台网和ISC 报告1980~2004年的地震走时数据,反演了黄海及其邻近地区的Pn波速度和各向异性,根据岩石层地幔的横向非均匀性分析了区域地质构造的深部特点.Pn波速度的变化与区域地质构造有一定的对应关系,黄海地区上地幔顶部的P波平均速度较高,没有发现明显的低速异常,表明上地幔顶部不存在大范围的地幔扰动.速度异常的分布表明,南黄海东部和西部有可能分属于不同的构造块体,其间的分界大致对应于南北走向的黄海东部断裂带,具有相对较低的Pn波速度.边界东、西两侧的Pn波各向异性存在明显的差异：南黄海西部Pn波的快波方向以北东—北北东方向为主,反映了海区内部扬子块体向北运动产生的构造变形;南黄海东部Pn波的快波方向为南北方向,与黄海东部断裂带的走向基本一致,说明黄海东部和西部之间存在一个深达岩石层地幔的南北向转换边界.结合相关资料估计黄海东部断裂带在中生代时期发生了右旋走滑运动,以响应中国东部郯庐断裂带的大规模左旋剪切以及南黄海扬子块体的向北嵌入.     

蒙古阿尔泰东缘新发现的地震地表破裂带

阿尔泰构造带的活动断裂主要为NW—NNW向。按构造位置可分为阿尔泰西缘活动断裂带、阿尔泰中央活动断裂带和阿尔泰东缘活动断裂带。阿尔泰东缘活动构造带由科布多(Hovd)活动断裂带、哈尔乌苏湖(Har Us)活动断裂带2条大型右旋走滑活动断裂和中间的挤压盆地带构成。在2条走滑断裂带上,前人发现多处地震地表破裂带。通过对阿尔泰东缘构造带中南段地区的野外调查,在哈尔乌苏湖断裂带中段的Jargalant断裂、科布多断裂带南段的Tugen gol断裂上新发现地震地表破裂带。其中,沿Jargalant断裂地震地表破裂带长约50km,右旋位错量约4~5m,是一次规模大、活动较新的破裂事件。可见,在阿尔泰东缘活动断裂带的不同断裂段上均有保存较好的地震地表破裂,显示阿尔泰东缘是活动强烈的地震构造带     

南北地震带北段近期强震趋势研究

2008年5月12日汶川8.0级地震后,南北地震带可能进入新一轮的强震活跃期.从汶川8.0级地震以来ML≥5.0地震活动空间分布特征来看,近期南北地震带北段与中、南段存在较大差异.由南北地震带强震前孕震区中强地震活动特征,并结合当前5级地震活动情况,认为应同时关注南北地震带中、南段和北段的强震危险性.甘东南地区出现的4级地震空区被2011年2月23日迭部-岷县交界ML4.4地震打破后,2011年11月1日空区周边又发生了青川Ms5.4地震,表明该空区及周边地区的地震活动增强.类比1990年共和7.0级地震前的空区演化过程,认为甘东南地区存在发生7级地震的可能.结合对甘东南地区主要大型断裂7级地震复发周期的综合分析认为,需关注南北带北段毛毛山断裂和金强河断裂、香山-天景山断裂东段、黄河断裂灵武段、西秦岭北缘断裂、六盘山-宝鸡断裂和东昆仑断裂东段玛沁-玛曲段发生7级地震的可能.     

混合地震模型的建立及其科学意义

利用中国西部古地震和历史地震资料建立了特征地震模型并与分档泊松模型结合组成混合地震模型。研究了青藏高原东南缘的重要地震带鲜水河－小江断裂地区的地震危险性,并与1990年出版的中国地震区划图结果进行了比较,表明在1786年曾经发生过73／4级地震的康定地区（离浙时间为213a,地震复地周期为320a）的地震概率大于后,Ⅷ度区面积同样是前大于后。这说明地震离逝时间与地震复发周期关系对地震危险性计算是有影响的,特征地震与混合地震模型的引入解决了泊松模型无记忆性的缺陷,使计算的结果更科学、合理。     

祁连山北缘玉门—北大河断裂东段古地震特征

玉门—北大河断裂是酒西盆地南侧的一条重要的活动断裂, 断裂西起青草湾, 向东经老玉门市、 青头山、 大红泉, 止于北大河以东骨头泉一带, 长约80 km, 走向北西西, 倾向南, 倾角20°~60°。 玉门—北大河断裂为一条全新世活动的逆冲断裂, 断裂东段保留了地震破裂带遗迹, 通过野外断错地貌调查和探槽开挖, 揭示该破裂带形成于距今1.7±0.3 ka, 此前断裂在4.1±0.3~5.4±0.3 ka及8.4±1.0 ka还有过2次古地震事件, 利用经验公式和已有震例估算, 每次地震震级约为M7。     

1837年甘肃岷县北6级地震考证与发震构造分析

通过对1837年甘肃岷县北6级地震的历史资料考证、 发震构造的综合研究表明:在1837年地震中遭破坏最为严重的地区位于今岷县堡子乡武旗及临潭县陈旗一带(当时的洮州厅以东约15 km)。 由此确定1837年甘肃岷县地震极震区位于甘肃岷县-临潭-卓尼三县交界, 极震区烈度为Ⅷ度, 震中位于北纬34.7°, 东经103.9°, 误差在10 km以内。 该地区构造位于东昆仑断裂带和西秦岭北缘断裂带的应变传递和构造转换的中间过渡区, 其中临潭-宕昌断裂带活动特性差异明显, 只有部分地段表现出全新世活动特征, 地震极震区一带分布有不同程度的滑坡和基岩崩塌等。 综合分析认为, 临潭-宕昌断裂带的岷县-宕昌段的前缘分支断裂是甘肃岷县1837年6级地震的发震构造。     

黄海的地壳速度结构与中朝—扬子块体拼合边界

利用中国、韩国和ISC台站的地震走时数据反演了黄海地区的地壳P波速度结构,对比重力异常和断裂体系、Pn波速度及其各向异性,分析了不同地球物理异常的相互关系以及黄海东部和西部的结构差异,为厘定黄海东部断裂暨中朝—扬子块体的拼合边界提供了新的信息.反演结果表明,北黄海和南黄海西部具有沉积盆地的地壳结构特征,P波速度明显偏低且深度较大,说明盆地内部沉积层较厚、沉降幅度较大,以北黄海、南黄海海州湾和苏北—南黄盆地最为突出.南黄海中部、胶东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛显示出构造隆起区的地壳速度特征,其中南黄海中部的高速异常具有北东方向的伸展痕迹,与胶东地区的区域构造走向趋于一致,但是与朝鲜半岛的高速异常并不相连,其间存在明显的分界.据此推测南黄海与朝鲜半岛之间可能存在一个近南北方向的深断裂——黄海东部断裂,至于该断裂是否可以作为中朝—扬子块体在海区的拼合边界,尚需获取黄海东部及朝鲜半岛更详细的相关资料提供依据.     

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.     

东昆仑断裂带东端的构造转换与2017年九寨沟MS7.0地震孕震机制

2017年四川九寨沟M_S7.0地震是继2008年汶川M_S8.0地震和2013年芦山M_S7.0地震之后,青藏高原东缘在不到十年的时间内发生的第三个震级M_S7.0以上的强震.这次地震发生在东昆仑断裂带东端,作为青藏高原东北缘的一条大型左旋走滑断裂带,东昆仑断裂带与东端其它构造之间的转换关系仍不清楚,因区内地质构造和地形复杂,东昆仑断裂带东端的主要构造仍缺少深入的研究.本文在总结区域地震构造活动特征、历史地震和现代地震基础上,通过东昆仑断裂带东端已有的和最近开展的活动构造定量研究结果,并结合现今GPS变形场资料和2017年九寨沟M_S7.0地震灾害特征分析,发现东昆仑断裂带最东段塔藏断裂上的左旋走滑除了一小部分继续向东传播转移到文县断裂带上外,大部分转化为其南侧的龙日坝断裂带北段、岷江断裂和虎牙断裂上的近东西向地壳缩短,这可能是岷山隆起的构造机制,而2017年九寨沟M_S7.0地震正是左旋走滑的东昆仑断裂带在东端继续向东扩展的结果.