汶川地震前GPS资料反映的应变率场演化特征

对中国大陆东西向应变率场的研究结果表明,青藏块体西部（92°E以西）东西向拉张区和青藏块体东部（92°E以东）东西向挤压区反映了青藏高原物质东向流动受到了华北 华南地块的阻挡,形成了空间跨度约900 km的压缩区,3期应变率场结果均显示南北地震带中段位于东西向压应变率高值区。川滇地区应变率场结果表明,巴颜喀拉地块东向运动的增强导致了汶川地震震源区面应变率的集中;在东西向挤压高值区逐渐向东迁移的过程中,龙门山断裂带的东西向挤压变形逐渐增强;旋转率场动态演化结果表明,2004—2007年龙门山南段的逆时针旋转变形强度有所减弱,龙门山断裂带中北部的顺时针旋转变形有所增强;主应变率分布特征由散乱到一致的演化特征表明龙门山断裂带闭锁状态伴随着挤压和右旋剪切作用的增强达到了极高点。     

川滇菱形块体东边界断层闭锁程度与滑动亏损动态特征研究

利用1999—2007期和2009—2013期中国大陆GPS速度场数据,采用DEFNODE负位错反演程序估算了川滇菱形块体东边界——鲜水河—安宁河—则木河—小江断裂带在汶川地震前后的断层闭锁程度和滑动亏损空间分布动态变化特征,讨论了汶川地震对该断裂系统的影响范围和程度,并结合b值空间分布和地震破裂时-空结果分析了断裂系统的强震危险段.结果表明,汶川地震前鲜水河断裂最南端为完全闭锁(闭锁深度25km),中南段地表以下10~15km深度为强闭锁状态,中北段基本处于蠕滑状态;安宁河断裂最南端闭锁很弱,其余位置闭锁深度为10~15km;则木河断裂除最南端闭锁较弱以外,其余位置基本为完全闭锁;小江断裂在巧家以南、东川以南、宜良附近、华宁以北等四处位置闭锁较弱,其余位置为强闭锁.10年尺度的GPS速度场反演所得断层闭锁程度所指示的强震危险段,主要为鲜水河断裂道孚—八美段、安宁河断裂中段、则木河断裂中北段、小江断裂北段东川附近、小江断裂南段华宁—建水段,该结果与地质尺度的断层地震空区和30年尺度的b值空间分布所指示的危险段落具有一致性.汶川地震后断裂带远、近场速度分布和块体运动状态发生变化,这种区域地壳运动调整使得负位错模型反演得到的断裂带闭锁情况发生一定变化.汶川地震前后川滇菱形块体东边界平行断层滑动亏损速率均为左旋走滑亏损,且在安宁河断裂北端、则木河断裂中北段滑动亏损速率最大;除鲜水河断裂中南段与最南端和小江断裂东川附近以外,其余断裂震后滑动亏损速率均有所增加.垂直断层滑动亏损速率既有拉张亏损也有挤压亏损,且鲜水河断裂最南端由震前挤压转变为震后拉张,其余断裂除了安宁河断裂和小江断裂中段与最北端存在挤压滑动亏损速率外均为拉张速率.     

不同模型下地震位错理论的对比 及其应用进展综述

对半空间和球位错理论在理论和应用研究方面的进展进行了综合评述, 讨论了地震位错理论在海啸方面的相关研究进展和位错理论与粒子群算法结合在断层反演方面的研究进展, 对比分析了不同位错模型的优缺点, 总结了位错模型在应用中的影响因素. 本文认为不同位错理论的应用受地球分层的影响最大, 其次是重力、 曲率的影响, 而受地形、 震源深度及断层倾角等因素的影响则较小, 在实际应用中应予以综合考虑.      

青藏块体东北缘潜在强震震源研究

依据单一力源模型的基本原理 ,利用青藏块体东北缘多年来水准观测垂直位移资料 ,反演该区 2 0a来中强地震的潜在震源力学参数与未来可能的危险区域 ,得到 :①如果确定所选研究区仅有一个等价强震力源 ,反演的强震力源与实际震中符合度较好 ,这对中强地震地点的预测有一定的参考价值 ;②在青藏块体东北缘6级左右的地震 ,比较合理的可研究范围一般为震源有效半径的 1 0倍 ,对应的等价力源的量级约为 1 0 1 1 N ;③从 1 995～ 2 0 0 0年的分区模拟结果看 ,在祁连的中段存在一个潜在的等价强震力源 (1× 1 0 1 1 N) ;另外 ,在青海与甘肃南部交界处存在一个潜在的等价强震力源 ,该力源深度为 5km ,大小达到 5× 1 0 1 1 N。     

边界作用力改变与首都圈形变场变化

本文根据多种形变观测结果,研究了近期首都圈地区形变场出现的两次非线性变化过程,发现两次形变过程可能与边界作用力改变所引起的变化有关.分析认为:①两次形变过程均与大尺度形变场变化相关,这可能与大震所引起的边界动力作用改变有一定的关联;②2001年11月14日昆仑山口西8.1级大地震对首都圈形变场具有一定的影响,该地震的发生对首都圈地区应变积累具有一定的释放作用;③2004年出现的断层基线大幅度变化与大尺度形变场变化具有协调一致性特征,与首都圈地区强震前的局部应力场增强有所不同.     

玛尼Ms7.9级地震三维动态模拟及余震解释

以1997年玛尼地震为例,利用三维非线性动态有限元方法,再现了玛尼地震的破裂过程.研究结果表明:(1)玛尼地震产生的动态应力波随时间变化呈明显波动性且随距离衰减,沿断裂带衰减相对慢一些.其波动性是震源区不同相位应力波及一些反射波相互叠加造成的.震源区动应力强烈的波动性使破裂表现"愈合脉冲"特征.(2)玛尼地震与其后几年发生的中强余震关系密切.2001年3月5日在大震西南方向发生Ms6.4级地震、阿尔金断裂西段1999年与2000年的两次中强地震可能均主要是玛尼地震的产物.(3)玛尼地震对昆仑大震孕震区的动应力影响,卸载前产生的动应力变化大约为0.05 MPa,其远大于静应力的地震触发阈值,卸裁后动应力剧烈波动,上下波动达0.2 MPa左右,其大约相当于0.02 MPa的静应力,这是静应力触发地震阈值的2倍,揭示玛尼地震很大程度上触发了昆仑大震的提前发生.     

用最小二乘配置获得地形变应变场动态图像的几个问题研究

针对应用于地壳形变应变推估拟合的最小二乘配置实现过程中的几个关键问题,利用模拟等距测边网及大面积水准监测网实测资料,获得了基本上符合高斯型函数特征的位移协方差图形,并给出了确定高斯型函数中参数的方法。     

龙门山断裂带西南段闭锁与变形特征

为研究龙门山断裂带西南段断层闭锁程度与变形状态,并分析该区域地震危险性,利用1999—2007、2009—2011、2011—2013和2013—2015年共4期GPS速度场,采用DEFNODE负位错反演程序估算了该断裂的闭锁程度和滑动亏损空间动态分布,并结合1990—2017年跨断层水准资料分析了断层的三维运动变形特征。结果表明:(1)龙门山断裂带西南段在汶川地震前后一直处于较强的闭锁状态,且汶川地震使西南段应变积累速度加快,加速了芦山地震的孕育进程;芦山地震后西南段闭锁程度并没有明显减弱,芦山地震对西南段的应变能释放是局部的和有限的。(2)龙门山断裂带4期垂直断层滑动亏损速率均为挤压亏损速率,汶川地震后西南段亏损速率明显增大,而后2期西南段亏损速率逐渐减小,目前依然明显高于汶川地震前量值。(3)汶川地震前跨断层水准结果显示龙门山断裂带西南段处于完全闭锁状态,汶川地震后多个场地的年均垂直变化速率明显增大,并随时间呈逐渐衰减状态,目前已经恢复至汶川地震前正常变化速率,因此西南段仍然处于闭锁状态。综合GPS反演结果和跨断层水准结果分析认为,目前龙门山断裂带西南段在大部分段落处于强闭锁状态下依然有发生大地震的可能性。     

中国大陆西部GNSS变形特征及其与M≥7.0强震孕育的关系

基于中国大陆地壳运动观测网络GNSS速度场结果,通过最小二乘配置建模、速度残差检验、应变率场分析等,研究了西部地区地壳变形特征及其与M≥7.0强震孕育的关系。主要认识包括：①GNSS应变率场结果显示青藏高原西部地区（92.5°E以西）呈现明显的EW向拉张变形特征,青藏高原东部（92.5°E～100°E）则表现为显著的EW向挤压应变积累。②GNSS旋转率场显示中国大陆西部呈现由南向北逐渐衰减的交替旋转变形现象,藏南地区为大范围顺时针旋转变形特征,旋转率极值达4.5×10^-8rad/a;柴达木地块表现为逆时针旋转变形特征,极值达-1.0×10^-8rad/a;塔里木地块表现为顺时针旋转变形特征,极值达1.0×10^-8rad/a。③2001～2018年中国大陆西部的7次M≥7.0强震均发生在与其构造背景一致的应变积累高值区边缘,呈现一定的孕震晚期特征。因此,最大剪应变率高值区边缘和大型走滑断裂交界部位、张应变率高值区边缘与大型正断层的交界部位、压应变率高值区边缘与大型逆断层交界部位是未来强震需要关注的地点。④2001年昆仑山口西地震导致了青藏高原东部地区较大尺度EW向挤压应变增强现象,在一定程度上反映了巴颜喀拉地块东向运动增强引起的变形调整过程,有利于汶川地震、芦山地震的孕育发生。     

走滑断层地表位移动态演化特征研究

在经典走滑断层位移公式基础上引入时间变量, 研究断层运动中地表位移与时间的动态变化关系, 得到走滑断层地表位移时空动态演化公式。 当观测点处于断层近、 中场或者孕震阶段处于孕震中、 晚期时, 地表位移近似正比于时间对数函数。 得到以下结果: ① 走滑断层随时间的位移是不收敛的, 但发散速度十分缓慢。 ② 目前多数GPS水平方向的时间序列良好的线性特征为时间对数函数的局部线性近似。 ③ 在孕震中、 晚期的任意时刻, 断层近、 中场的地表任意一点的位移与其距断层的距离成正比, 即垂直于断层方向的地表位移曲线近似一条直线。 ④ 从震前的某个时刻开始计时, 震前距断层远的站点产生的位移比距断层近的站点产生的位移大; 震后距断层近的站点产生的位移比距断层远的站点产生的位移大。 走滑断层地表位移动态演化公式适用于断层的近中场, 孕震的中晚期, 可为断层地震危险性的判定提供理论支持。