汶川地震和芦山地震对青藏高原东缘主要活动断层应力变化的影响

根据弹性无限半空间位错理论,结合汶川地震和芦山地震的同震破裂模型,以及该地区活动断层几何学和运动学特征,应用Coulomb程序,计算了2008年汶川地震静态库仑应力变化,并和余震分布特征进行对比;同时,计算了2008年汶川地震和2013年芦山地震共同作用产生的静态库仑应力变化,并将结果投影到青藏高原东缘主要活动断层上。结果表明:汶川地震产生的余震大部分分布在其造成的静态库仑应力增加区;汶川地震在芦山地震震中区域产生的静态库仑应力显著增加,增加值为0.010~0.050MPa,汶川地震产生的静态库仑应力变化使得芦山地震提前到来;鲜水河断裂北部、东昆仑断裂、秦岭南缘断裂西段、青川断裂东段、茶坝—林庵寺断裂西段、灌县—江油断裂、大川—双石断裂的静态库仑应力均有不同程度的增加;岷江断裂、虎牙断裂、汶川—茂县断裂、江油—广元断裂、鲜水河断裂南部的静态库仑应力有不同程度的降低;考虑到青藏高原东缘历史大地震和余震分布情况,未来应加强对鲜水河断裂西北段和东昆仑断裂地震危险性的监测与研究。     

鲜水河断裂近期库仑应力演化及其与康定Mw5.9地震的关系

基于地震应力触发理论,利用岩石圈分层模型,计算1955年以来鲜水河断裂区域周边历史强震产生的同震及震后粘弹性库仑应力变化。顾及构造运动产生的长期应力加载,综合分析2014年康定Mw5.9地震与历史强震间的关系以及鲜水河断裂现今应力状态。研究表明,鲜水河断裂的地震事件往往发生于历史地震所造成的应力增强区域;2014年康定地震震源位置的历史地震累积库仑应力变化最高超过0.11bar,超出应力触发阈值,历史地震应力扰动对康定地震的发生存在较为显著的促进作用;同震与震后库仑应力扰动在鲜水河断裂带形成两个应力累积高值区域,其一为鲜水河断裂康定段,其二为鲜水河断裂道孚段,两个区域未来的地震危险性较强。     

川滇块体东边界断裂带应力演化特征及地震危险性数值

建立川滇块体东边界及龙门山断裂带区域三维粘弹性有限元模型,以GNSS速度场为约束,计算区域内主要断裂带长期平均构造应力积累速率;并根据历史地震破裂滑动模型,计算其对鲜水河断裂带、龙门山断裂带等造成的同震和震后库仑应力变化,从而得到研究区域主要断裂带总应力演化结果。研究表明,鲜水河断裂带、大凉山断裂带南段以及理塘断裂带的构造应力积累速率较高,达到1.0～1.5 kPa/a。2022年泸定M_S6.8地震破裂区在一个地震复发周期内的构造应力积累量约为0.177 MPa,而历史强震产生的库仑应力加载量为0.07 MPa,二者共同导致了泸定地震的发生。此外,安宁河断裂带地震空区在前次地震离逝时间(约487 a)内的总应力积累量约为0.3 MPa,大凉山断裂带南段以及理塘断裂带历史地震离逝时间均为千年左右,总应力积累量>1.0 MPa,可能有较大的地震活动潜力。     

鲜水河断裂带断层蠕变观测与地震

利用断层蠕变观测数据,采用断层运动学分析方法、主成分分析法,综合研究鲜水河断裂带现今运动学特征,并探讨其与断裂带附近中强震孕育-发生及周边大尺度强震的可能关系。结果表明：1）鲜水河断裂带现今构造运动以左旋走滑为主,但错动方式并不唯一,在个别时段也出现短暂的右旋走滑。此外,鲜水河断裂带还表现出明显的分段活动特征。2）鲜水河断裂带断层蠕变观测在白玉MS5.5地震、雅江MS6.0地震、汶川MS8.0地震、芦山MS7.0地震以及康定MS6.3地震前均出现了不同程度的形变异常,属于这几次地震的前兆反应,而鲜水河断裂带于2001年底开始的大幅度拉张运动,主要是受2001-11-14昆仑山口西MS8.1地震震后大区域应力场调整影响所致。     

2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响

基于2017年九寨沟M_S7.0地震破裂模型及区域均匀分层粘弹性地壳模型，计算此次地震引起的周边地区同震及震后库仑应力变化，讨论地震对周边若干活动断层的影响。结果表明，此次地震增加了虎牙断裂北段发震破裂区两端的库仑应力，最大同震库仑应力增量为148 kPa，在很大程度上超过地震应力触发阈值10 kPa，震后50 a内破裂区两端的库仑应力有所增强，但增量较小，仅在3~5 kPa左右；虎牙断裂南段同震库仑应力增量较小，在3 kPa左右，震后50 a内应力基本无变化；塔藏断裂带西北段的同震应力增量在5～33 kPa之间，在大部分区域超出应力触发阈值，震后应力有所加强，但是增量较小(约为3 kPa)。库仑应力加载有可能增加以上活动断层的地震危险性，需加强监测。地震对雪山断裂带西段(以虎牙断裂与雪山断裂交叉点为界)的影响较小，其同震库仑应力最大增量仅在6.15 kPa左右，未超过地震应力触发阈值。同时，地震还减小了雪山断裂带东段、白龙江断裂舟曲段、岷江断裂北部以及龙日坝断裂北部地区的库仑应力，可能短时间内减小了这些地区的地震危险性；而对距离震中较远(150 km以外)的地区(如青川断裂)影响十分微弱，其同震与震后应力变化可忽略不计。     

1970年通海Ms7.7地震后青藏高原东南部小江断裂带和红河断裂带的库仑应力变化研究

基于1970年通海MS7.7地震的破裂参数，利用模型对不同岩石圈流变特性下库仑破裂应力的变化进行研究，探讨通海地震的静态同震变形和短期震后变形对小江断裂带和红河断裂带上潜在地震活动的影响。结果表明，这2条断裂带的一些断裂段在深度7.5 km处库仑破裂应力增量(ΔCFS)的震时变化达到0.12~0.50 bar，48 a后由于下地壳和上地幔的应力松弛，相同位置的库仑破裂应力增量高达0.22~0.90 bar。说明1970年通海MS7.7地震增强了小江断裂带和红河断裂带上潜在的地震活动性，在将来的地震工作中应加强对其的研究，并通过增加野外观测的方式监测其地震活动与地壳运动模式。     

四川断层活动性分析及汶川、芦山地震活动关联性研究

基于龙门山、鲜水河、安宁河-则木河断裂带上跨断层水准资料,计算不同场地年均形变速率和断层垂直形变累积率,分析断层年变速率和Dc空间分布等值线变化,揭示汶川地震前后断层活动规律、区域应变、应力场的能力聚集程度,进而探讨汶川、芦山两次地震的关联性。结果显示：1）汶川地震的发生明显加剧了龙门山断裂带中南段的断层活动性,年均形变速率由震前<1 mm/a,到震后最大达10.01 mm/a;汶川地震的发生对安宁河-则木河断裂带上的汤家坪、西昌场地影响较大,年变速率显著增加,断层活动性得到加强;2）汶川地震发生前,龙门山断裂东北段存在Dc高值区,随后Dc值逐渐减小,汶川地震的发生存在一定的应力累积背景;汶川地震发生后明显改变了整个龙门山断裂带的Dc空间分布,加速形成围绕双河场地的Dc高值环绕区,而芦山地震的震中位置位于高值与低值交界区域,空间差异较为显著。     

芦山地震科学考察观测到的重力变化

利用芦山地震科学考察流动重力观测成果及科考区域内其他流动重力观测资料,系统分析芦山地震前后重力场变化特征。结果表明：1）地震前,重力场变化显著异常特征主要表现为龙门山断裂带两侧正、负高值异常以及与龙门山、鲜水河、大凉山断裂平行或垂直的较大规模重力变化梯度带,与汶川地震前重力变化特征一致|2）地震后,重力场变化沿龙门山发生反向调整|3）中下地壳物质的生热、膨胀可能是松潘-甘孜块体震前重力变化的场源,并可能成为芦山地震及汶川地震的重要触发因素。     

2008年汶川MS8.0地震与2017年九寨沟MS7.0地震成因关系探讨

利用2008年汶川地震破裂模型及2017年九寨沟地震接收断层参数和断层面有效摩擦系数等不同模型参数，计算2008年汶川地震造成的库仑应力变化。结果显示，在考虑不同模型参数条件下，2017年九寨沟地震震源处的库仑应力增量（同震及震后）约为3~7 kPa，尚未达到地震触发阈值10 kPa。综合分析认为，2008年汶川地震对2017年九寨沟地震有一定的触发作用，但作用十分有限，九寨沟地震的发生主要受控于区域构造活动及地壳流变结构。分析不同参数对计算结果的影响发现，不同破裂模型的选取对2018年汶川地震计算结果的影响最大，这可能是导致前人研究结论产生差异的原因之一。     

横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测。结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

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鲜水河断裂跨断层异常与九寨沟地震关联性探讨

提取巴颜喀拉地块东部边界鲜水河断裂、龙门山断裂及边界附近西秦岭构造区跨断层灰色关联度指标曲线，根据1999~2007年、2009~2015年及2015~2017年GPS速度场数据计算所得的鲜水河断裂、龙门山断裂及塔藏断裂剖面变化，通过对比分析寻找地块边界断裂活动的共性特征。结果表明，2009年巴颜喀拉地块东部出现显著的SE向加速运动，之后数年一直维持这种高速特性，汶川8级地震的发生调整了该地区的应力状态，有利于芦山7级地震及九寨沟7级地震的发生；2015~2017年巴颜喀拉地块东部在维持高速运动和高应力状态基础上继续增速变化，地块边界鲜水河断裂2016~2017-07跨断层观测数据显示的显著拉张加速变化与九寨沟地震有一定关联，具中期背景性预测意义。     

姑咱台压应变异常信号与汶川和芦山等地震的关系研究

对2007~2014年姑咱台应变仪第一分量的分钟值原始观测曲线进行研究。结果表明,其日、月异常合计幅值、频次和时间均在汶川地震前显著增加,日、月累加值曲线相应快速上升,2008年以后速率明显放缓,前后相差最大可达10倍、9倍和4倍,与汶川地震表现出较强的对应关系。但之后发生芦山和康定地震时,这一过程并未重现。根据龙门山一带地应力实地测量结果和视应力分析结果,对该现象进行一定程度的解释。     

GiT-based structural geologic feature analysis of the southern segment of Longmenshan fault zone for earthquake evidence

The Longmenshan fault is a thrust fault which runs along the base of the Longmen Mountains in Sichuan province,southwestern China.The southern segment of the fault had two distinct responses to the Ms 8 Wenchuan and Ms 7 Lushan earthquakes.This study determines characteristics of the structural geology of the Longmenshan fault to evaluate how it influenced the two aforementioned earthquakes.This research was done within a Geoinformation Technologies(Gi T) environment based on multi-source remote sensing and crustal movement data extracted from the Global Positioning System(GPS).The spatial distribution of the southern segment of the Longmenshan fault zone was comprehensively analyzed to study both earthquakes.The study revealed that the Wenchuanand Lushan earthquakes occurred on two relatively independent faults.In addition,there was a nearly constant-velocity crustal movement zone between the two epicenters that probably had a compressive stress with slow motion.Furthermore,the central fault and a mountain back fault gradually merged from north to south.The Lushan earthquake was not an aftershock of the Wenchuan earthquake.The research showed that fault zones within 30–50 km of State Highway 318 are intensive and complex.In addition,crustal movement velocity decreased rapidly,with a strong multi-directional shear zone.Thus,activity in that zone was likely stronger than in the northern part over the medium to long term.     

汶川 Ms8.0地震前后鲜水河断裂南段的变形特征

对鲜水河断裂南段康定和石棉两个剖面的GPS观测结果的研究表明:离断层较近的站点,由汶川地震前的左旋走滑变为震后的右旋走滑、震前的挤压变为震后拉张;不管是右旋走滑量、拉张量,还是影响范围,汶川地震对石棉剖面的影响明显大于对康定剖面的影响;由于鲜水河断裂南段具有左旋走滑背景,汶川地震的发生在一定程度上缓解了鲜水河断裂南段的地震危险性.     

缔合勒让德函数的解析表达式研究

把任意n阶m次缔合勒让德函数Pmn(cosθ)表示为系数E(k)与角度(n－2k)θ的正弦或余弦乘积之和,k的取值范围是0到int\[n/2\]。当缔合勒让德函数的次小于等于2时,其系数E(k)可利用P0n(cosθ)展开式的系数来表示|否则,其将是几个数组的线性组合。本文给出的解析表达式有助于理解勒让德函数的特性及证明。     

CHZ-Ⅱ海洋重力仪重力敏感结构的性能测试与分析

在原有CHZ重力仪研制基础上,设计新一代海洋重力仪CHZ-Ⅱ并进行硬件搭建与测试。阐述了为CHZ-Ⅱ重力敏感结构设计的测试方案、实验过程及其结果分析,主要包括弹性系统的刚度、交叉耦合效应和漂移效应。实验表明,该结构在目前的测试内容下符合设计要求。     

从波速比变化看汶川与芦山地震的孕震过程

为研究汶川和芦山地震的孕育过程,利用单台单震法,将地震丛发区内发生的地震粗略视为“广义重复地震”,系统分析龙门山断裂带及附近区域1990～2015年波速比时空变化过程。结果发现,波速比在汶川地震前降低,芦山地震后明显恢复。对于龙门山断裂带北段的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化过程可分为两个阶段：一是在汶川地震前,2000年～2008-05波速比出现异常降低-回返-发震过程,低值异常持续时间约8 a。汶川地震后,波速比快速回升。二是2010年开始再次显现波速比持续性稳定下降,在2013-04降至最低点,发生芦山地震,震后波速比再次快速回升到正常值。对于龙门山断裂带南段及附近的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化从2000年～2013-04波速比维持长时间的异常低值状态,低值持续时间约13 a,直至2013-04芦山地震后波速比快速回升。不论是龙门山南段还是北段,均可看到波速比基本一致的变化,2000～2013年的异常降低-恢复过程,显示了汶川8级地震与芦山7级地震的整体性和差异性,孕震过程长达14 a。由此可见,汶川地震和芦山地震很可能是同一动力学过程孕育的两次先后发生的强震。