断层地表潜在突发位移的概率评价初探

目前跨活动断层的线状工程的抗断设防仍采用确定性评价方法 ,考虑的是最大位错量 ,与抗御灾害的风险设计的实际要求不相符。文中将断层上最大位错点的位置分布及最大位错点两侧的位错展布 ,与可产生地表突发位移的强震复发模型联合 ,建立了评估活动断层各部位的地表潜在突发位移的概率性评价方法。最后 ,以怀涿盆地北缘正断裂中的沈庄 -长疃段为例 ,对其未来 10 0a潜在突发位移的危险性做出定量评估 ,给出了断层段上各点不同超越概率水平下的潜在位移。这一研究结果 ,可为跨断裂的线型工程进行抗御地表潜在突发位移的风险设计提供参考     

与特征断层结合的地震活动空间光滑模型在衡水市活断层地震危险性评价中的应用

在衡水市活断层地震危险性评价中,应用研究区域的地震活动性数据建立恰当的分布式地震活动性空间光滑模型,并结合断层对周边地震危险性的影响,计算前磨头断裂和衡水断裂在不同超越概率下上限震级分别为6.5、6.0级的区域基岩峰值加速度。研究发现,研究区域内50年超越概率为63%的基岩峰值加速度略有增加;50年超越概率为10%、5%的基岩峰值加速度在断层附近有所增加。研究表明在较低超越概率的情况下,断层周围如深州市、冀州市和衡水市辖区的地震危险性大于其他地区;利用仪器记录资料得到的地震活动性模型并结合断层资料计算出的地震危险性结果能够反映衡水地区现今的地震活动水平和危险性水平。     

2022年青海门源6.9级地震引起的地表同震位移场研究

中国青海省门源县于2022年1月8日发生6.9级地震。依据该地震震源断层信息设置4种不同的位错分布模式,基于Okada提出的地表位移解析解分别计算4种模式下地表同震位移场,结合现场观测数据,探讨发震断层的滑动形式及其对周边地表产生的影响。结果表明,此次地震发震断裂初步判断主要为冷龙岭断裂西侧延伸至托莱山断裂,以左旋走滑断层为主,断层面上最大位错量达到4 m左右;震中西南侧向NE方向运动,东南侧向SE方向运动,西北侧和东北侧分别向NW以及SW方向运动;震中附近小范围区域产生了超过1.5 m的地表水平位移,破裂带上存在竖向地表位移超过0.5 m的区域;现场监测到局部产生最大约2.1～2.3 m的水平位错,以及部分区段垂直位错量最大达到0.7 m;以震中位置为中心,断层引起的地表位移影响范围达到约30 km×36 km,此范围内产生的地表位移大于0.1m。研究为此次地震的震后恢复工作以及此区域后续的工程设防等提供参考。     

2016年门源MS6.4地震孕育—发生的地形变异常特征

利用1999—2007年、 2009—2015年和2015—2017年即2016年1月21日门源M_S6.4地震前后的GPS水平运动资料, 以及震区周边200 km半径范围内跨断层流动短水准观测数据, 借助GPS视应变场计算、 冷龙岭断裂剖面的负位错反演, 以及跨断层形变强度新指标的提炼, 综合分析此次强震前相关断裂的中—长期闭锁背景以及断裂活动的中—短期动态演变过程。 结果显示: ① 2009—2015年相对1999—2007年, 祁连山构造区中东部GPS站点间差异运动和挤压变化增强; 跨断层短水准观测也显示震前2年左右时间内相似的断裂活动或形变应变加速特征。 ② 分层非均匀负位错反演揭示与地震相关的冷龙岭等断裂1999—2007年即震前十数年长期闭锁, 2009—2015年即震前6年半上—中层即地表以下0～15.6 km深度闭锁程度明显增大。 ③震区周边半径200 km内跨断层形变强度新指标显示出震前半年内逆断稍占优势的变幅加剧异常, 反映中短期前兆。     

2022年门源MW6.7地震的同震破裂模型及应力研究

2022年1月8日,青海省门源县发生M_W6.7地震。文中运用Sentinel-1A数据,采用InSAR技术获取震区的LOS向形变场,其中最大形变量分别为7.0cm和7.2cm,结合升、降轨卫星的飞行方向,判定发震断层的运动性质以左旋走滑为主,其中最大形变量位于冷龙岭破裂段。此外,以InSAR形变场数据为约束,基于Okada弹性位错模型,厘定了发震断层的几何结构及破裂面的精细滑动分布特征,反演结果揭示出2个断层破裂面。冷龙岭破裂段是滑动主要集中的区域,最大左旋滑动量为3.66m,最大滑动深度为5km;而托莱山断裂处存在1.95m的左旋滑动量,位于5km深度处。判定发震断层为冷龙岭断裂西段,地震同时使托莱山断裂发生破裂。在此基础上,计算了库仑应力变化,结果显示震中300km区域内的库仑应力变化图像呈现走滑型地震特有的四象限分布特征。同时,震中破裂的NW-SE区域和NE-SW端的ΔCFS≥0.01MPa,这些区域后续的地震危险性值得关注。最后,相对于鄂尔多斯块体的GPS速度场显示冷龙岭地区存在一个显著的面应变高值区,未来该区的地震活动性可能持续较强。此外,文中还讨论了2...     

1850年西昌地震地表破裂带的考察研究

根据实地考察研究结果，1850年西昌地震地表形变带全长约90km。现存的地表破裂形迹有地震断层、地震裂缝、地震沟槽、地堑、地震陷坑、冲沟及山脊位错、崩塌滑坡等。最大左旋水平位错5．7m，垂直位错3．8m，形变带严格沿则木河断裂展布。该次地震的发震构造应为则木河断裂，震级M≥7.5级。     

夏垫断裂荣家堡探槽揭示的断裂活动特征及未来地震危险性概率评价

时间相依的活动断裂地震危险性概率评价以地震地质学定量研究为基础,采用随离逝时间增长的发震概率和预测震级共同描述断裂段的地震危险性,对地震预防和灾害管理具有重要的现实意义。传统概率方法中泊松分布(Poisson)模型的时间不相关性与活动断裂上大地震的活动特征不符,不能直接用于计算上次大地震离逝时间较短的活动断层的地震危险性。曾于1679年发生过三河-平谷8级大地震的夏垫断裂即是典型实例,现有的泊松模型可能高估了该断裂的潜在地震风险,应考虑该地震之后的应力积累和时间因素来评估其地震危险性。文中基于野外探槽古地震和地貌测量等调查工作,揭示该断裂晚全新世以来发生过2次古地震事件:事件E1即1679年三河-平谷大地震,距今341a;另一次古地震事件E2的年龄限定为距今(4.89±0.68) ka,平均同震位移约为(1.4±0.1) m。与前人的研究数据进行对比可发现,最近一次大地震的离逝时间约341a,预测未来的最大震级为8.0级。同时,文中采用时间相依的布朗模型(BPT)、随机特征滑动模型(SCS)和通用模型(NB)表述断层破裂源上特征型地震活动的时间相依特征,综合计算了该断裂带未来30a的强震发震概率,并与泊松模型的计算结果进行了对比。研究结果表明,该断裂未来30a的强震发震概率较低,原来所采用的时间不相关的泊松模型所计算的发震概率值相对偏保守。所得结果有助于科学评价该断裂的地震潜势,同时有助于讨论时间相依的概率方法如何更好地适用于东部地区活动断裂的地震危险性评价。     

场地破裂危险性分析

地表破裂是断裂发育地区主要的地震地质灾害。断层错动、地表破裂对结构物的破坏不是一般的抗震措施所能抵御的。因而地表破裂危险性分析日益引起工程设计人员的重视。利用地震危险性分析的原理,建立了考虑位错衰减的场地破裂危险性分析模型。利用该模型,可以了解场地在未来的有效时间内最大位错超过给定值的可能性。最后,以鲜水河断裂为例,评价了某场地的破裂危险性     

使用新模型的巴颜喀拉块体东部的概率地震危险性分析

巴颜喀拉块体及周边近年强震活动频繁,对块体东部及周边地区进行新的概率地震危险性分析意义重大.本文对巴颜喀拉块体东部重新进行了概率地震危险性分析.使用的新模型和数据主要包括新的大地震发震构造的断层震源模型和时间相依的地震活动性模型.本文的研究表明,与使用潜在震源区模型相比,使用断层震源模型在近断层处的地震危险性较高.使用时间相依的地震活动性模型时,接近大地震复发期望时间的断层的地震危险性较高.巴颜喀拉块体东部2016-2065年地震危险性较高的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂等.2066-2115年地震危险性较高的地区包括鲜水河断裂炉霍段、折多塘段、安宁河断裂等.如果使用旧的时间独立的概率地震危险性分析模型,未来50年的地震危险性被低估的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂、德钦-中甸-大具断裂、东昆仑断裂等.未来50年的地震危险性被高估的地区有龙门山断裂、岷山断裂、虎牙断裂、鲜水河断裂炉霍段等.磨西断裂是使用新模型计算的未来50年巴颜喀拉块体东部地震危险性最高的地区.     

鲜水河断裂带的近代位错及其与地震活动的关系(英文)

鲜水河断裂带在印度板块与欧亚板块顶撞作用的驱使下,表现了强烈的左旋走滑运动及频繁的强震活动,是我国西南地区重要的强震发动带。本文根据断层长期平均位错速率与地震滑动速率的对比,认为鲜水河断裂带第四纪以来的阶层错开是地震位错重复迭加的结果。在地震时断层水平位错分布研究的基础上,结合地震破裂在断裂带内的分布认为沿鲜水河断裂在乾宁南北两侧存在两个长度不大的地震破裂空区。它们可能以断层蠕动为特征,其存在对乾宁附近应变积累与释放起着不可忽视的制约与调节作用。最后,按Chinncry走滑断层地震水平位错分布的理论模型计算了鲜水河断裂带近250年的地震位错分布,结合弹性回跳理论的基本原理估计了鲜水河断裂带的强震趋势。认为未来强震将迁往乾宁,康定一带。     

An Inhomogeneous Distribution Model of Strong Earthquakes along Strike-Slip Active Fault Segments on the Chinese Continent and Its Implication in Engineering Seismology

Through the statistical analysis of earthquake distribution along 51 strike-slip active fault segments on the Chinese continent, we found that strong earthquake distribution along the seismogenic fault segments is inhomogeneons and the distribution probability density p (K) canbe stated as p(K)=1.1206e^3.947k^2 in which K = S/(L/2), S refers to the distance from earthquake epicenter to the center of a fault segment, L is the length of the fault segment. The above model can be utilized to modify the probability density of earthquake occurrence of the maximum magnitude interval in apotential earth quake source. Nevertheless, it is only suitable for thosepotential earthquake sources delineated along a single seismogenic fault. This inhomogeneons model has certain effects on seismic risk assessment, especially for those potential earthquake sources with higher earthquakerates of the maximum magnitude interval. In general, higher reoccurrence rate of the maximum magnitude interval and lower exceeding probability level may bring larger difference of the results in seismic risk analysis by adopting the inhomogeneons model, the PGA values increase inner the potential earthquake source, but reduce near the vicinity and out of the potential earthquake source. Taking the Tangyin potential earthquake source as an example, with exceeding probability of 10% and 2% in 50 years, the difference of the PGA values between inhomogeneons model and homogenous models can reach 12 %.     

利用高分影像识别门源MS6.9地震地表破裂带

北京时间2022年1月8日,青海省门源县发生了M_S6.9地震,震中位于冷龙岭断裂西端与托莱山断裂过渡区。地震发生后,文章利用亚米级分辨率的高分7号卫星影像对本次地震产生的地震破裂带进行详细解译,并与野外调查结果进行对比,获得此次地震地表破裂带分布及组合特征。结果显示,此次地震形成两条破裂带,长度分别约21 km和5 km,分别沿冷龙岭断裂西段和托莱山断裂东段展布。地震破裂带由一系列雁列式地震裂缝、挤压鼓包及拉张凹陷组成,破裂带组合特征反映出发震断裂明显的左旋走滑特征,但利用影像并未识别出同震位错等定量数据。在此基础上,文章对比冷龙岭断裂东段存在的历史地震破裂带,讨论了冷龙岭断裂未来地震危险性问题。     

利用大地电磁技术揭示2016年1月21日青海门源MS6.4地震隐伏地震构造和孕震环境

2016年1月21日01时13分在青海省海北州门源县发生了M_S6.4地震,震中位置位于青藏高原东北缘地区祁连造山带内的祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分附近,震源深度约11.4 km,震源机制解显示该次地震为一次纯逆冲型地震.我们于2015年7—8月期间完成了跨过祁连造山带紧邻穿过2016年1月21日青海门源M_S6.4地震震中区的大地电磁探测剖面（DKLB-M）和古浪地震大地电磁加密测量剖面（HYFP）.本文对所采集到的数据进行了先进的数据处理和反演工作,获得了二维电性结构图.结合青藏高原东北缘地区最新获得的相对于欧亚板块2009—2015年GPS速度场分布特征,1月21日门源M_S6.4地震主震与余震分布特征以及其他地质与地球物理资料等,探讨了门源M_S6.4地震的发震断裂,断裂带空间展布、延伸位置,分析了门源M_S6.4地震孕震环境与地震动力学背景等以及祁连山地区深部构造特征等相关问题.所获结论如下：2016年门源M_S6.4地震震源区下存在较宽的SW向低阻体,推测冷龙岭断裂下方可能形成了明显的力学强度软弱区,这种力学强度软弱区的存在反映了介质的力学性质并促进了地震蠕动、滑移和发生;冷龙岭北侧断裂可能对门源M_S6.4地震主震和余震的发生起控制作用,而该断裂为冷龙岭断裂在青藏高原北东向拓展过程中产生的伴生断裂,表现出逆冲特征;现今水准场、重力场、GPS速度场分布特征以及大地电磁探测结果均表明祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分为青藏高原东北缘地区最为明显的一条边界断裂,受控于青藏高原北东向拓展和阿拉善地块的阻挡作用,冷龙岭断裂附近目前正处于青藏高原北东向拓展作用最强烈、构造转化最剧烈的地区,这种动力学环境可能是门源M_S6.4地震发生的最主要原因,与1927年古浪M_S8.0地震和1954年民勤M_S7.0地震相似,2016年门源M_S6.4地震的发生同样是青藏高原北东向拓展过程中的一次地震事件.     

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.     

2016年青海门源M_S 6.4地震特征与地质构造

2016年青海门源M_S 6.4地震具有显著特征,如:余震强度低、能量释放水平低、震害较轻等。震区地震构造表现出一定规律性,如:冷龙岭断裂呈周期性破裂,发震断裂含多支相互斜交的分支断裂等。虽然地震前小震活动未能提供有价值的预测信息,但震中落入2015年甘肃省年度危险区。本文对此次地震的震源机制解、地震序列衰减、震害特点及冷龙岭断裂带构造进行分析,给出地震序列属性、发震断层及错动动力源,提出地震并未发生在冷龙岭主断裂的证据,从而为震区及邻区地震活动状态与孕震机制判定提供参考,并为后续震情判定提供震例与数据。     

Use of Seismotectonic Information for the Seismic Hazard Analysis for Surat City, Gujarat, India: Deterministic and Probabilistic Approach

Surat, the financial capital of Gujarat, India, is a mega city with a population exceeding five millions. The city falls under Zone III of the Seismic Zoning Map of India. After the devastating 2001 Bhuj earthquake of Mw 7.7, much attention is paid towards the seismic microzonation activity in the state of Gujarat. In this work, an attempt has been made to evaluate the seismic hazard for Surat City (21.170?N, 72.830?E) based on the probabilistic and deterministic seismic hazard analysis. After collecting a catalogue of historical earthquakes in a 350?km radius around the city and after analyzing a database statistically, deterministic analysis has been carried out considering known tectonic sources; a further recurrence relationship for the control region is found out. Probabilistic seismic hazard analyses were then carried out for the Surat region considering five seismotectonic sources selected from a deterministic approach. The final results of the present investigations are presented in the form of peak ground acceleration and response spectra at bed rock level considering the local site conditions. Rock level Peak Ground Acceleration (PGA) and spectral acceleration values at 0.01?s and 1.0?s corresponding to 10% and 2% probability of exceedance in 50 years have been calculated. Further Uniform Hazard Response Spectrum (UHRS) at rock level for 5% damping, and 10% and 2% probability of exceedance in 50 years, were also developed for the city considering all site classes. These results can be directly used by engineers as basic inputs in earthquake-resistant design of structures in and around the city.     

RESEARCH OF SEISMOGENIC STRUCTURE OF THE MENYUAN MS6.4 EARTHQUAKE ON JANUARY 21, 2016 IN LENGLONGLING AREA OF NE TIBETAN PLATEAU

On January 21 2016, an earthquake of M_S6.4 hit the Lenglongling fault zone(LLLFZ)in the NE Tibetan plateau, which has a contrary focal mechanism solution to the Ms 6.4 earthquake occurring in 1986. Fault behaviors of both earthquakes in 1986 and 2016 are also quite different from the left-lateral strike-slip pattern of the Lenglongling fault zone. In order to find out the seismogenic structure of both earthquakes and figure out relationships among the two earthquakes and the LLLFZ, InSAR co-seismic deformation map is constructed by Sentinel -1A data. Moreover, the geological map, remote sensing images, relocation of aftershocks and GPS data are also combined in the research. The InSAR results indicate that the co-seismic deformation fields are distributed on both sides of the branch fault(F₂)on the northwest of the Lenglongling main fault(F₁), where the Earth's surface uplifts like a tent during the 2016 earthquake. The 2016 and 1986 earthquakes occurred on the eastern and western bending segments of the F₂ respectively, where the two parts of the F₂ bend gradually and finally join with the F₁. The intersections between the F₁ and F₂ compose the right-order and left-order alignments in the planar geometry, which lead to the restraining bend and releasing bend because of the left-lateral strike-slip movement, respectively. Therefore, the thrust and normal faults are formed in the two bending positions. In consequence, the focal mechanism solutions of the 2016 and 1986 earthquakes mainly present the compression and tensional behaviors, respectively, both of which also behave as slight strike-slip motion. All results indicate that seismic activity and tectonic deformation of the LLLFZ play important parts in the Qilian-Haiyuan tectonic zone, as well as in the NE Tibetan plateau. The complicated tectonic deformation of NE Tibetan plateau results from the collisions from three different directions between the north Eurasian plate, the east Pacific plate and the southwest Indian plate. The intensive tectonic movement leads to a series of left-lateral strike-slip faults in this region and the tectonic deformation direction rotates clockwise gradually to the east along the Qilian-Haiyuan tectonic zone. The Menyuan earthquake makes it very important to reevaluate the earthquake risk of this region.     

基于形变观测分析2011年日本9.0级地震与断层运动间关系

2011年3月11日日本发生9.0级地震,本文以此次地震的震间、同震和震后形变观测为约束,依据不同时段断层运动空间分布特征分析日本海沟地区强震与断层运动间关系.震间日本海沟地区,断层运动闭锁线深度约为60km,闭锁线以上从深到浅依次为断层运动强闭锁段、无震滑移段和弱闭锁段.由同震位错反演结果,2011年日本9.0级地震同震存在深浅两个滑移极值区,同震较浅的滑移极值区(同震位错量10~50m,深度小于30km)震间为断层弱闭锁段;同震较深的滑移极值区(同震位错量10~20m,深度在40km左右)震间为断层强闭锁段;而在两者之间的过渡带同震位错相对较小,震间断层运动表现为无震滑移.震后初期断层运动主要分布在在闭锁线以上的同震较深滑移极值区,而同震较浅的滑移极值区能量释放比较彻底,断层震后余滑量相对较小.依据本文同震和震间断层运动反演结果,震间强闭锁段积累10m同震位错需要100多年时间,与该区域历史上7级地震活动复发周期相当;震间弱闭锁段积累30~50m同震位错约需要300~600年时间,与相关研究给出的日本海沟9级左右地震复发周期比较一致.在实际孕震能力判定的工作中,由于不同性质的断层段在同震过程中会表现更多的组合形式,断层发震能力判定结果存在更多的不确定性,但利用区域形变观测等资料给出震间断层运动特征的研究工作对于断层强震发震能力的判定具有非常重要的实际意义.