塔北隆起X型走滑断裂成因机制的新解释

塔里木盆地塔北隆起发育两组呈小角度相交(40°)的透入性X型走滑断裂,分别沿着NNE走向和NNW延伸。在对塔北哈拉哈塘地区三维地震资料解释的基础上,对走滑断层的几何展布特征以及断层的剖面变形特征进行研究;同时重点解析了RP6断裂和HA13断裂,分析比较NNW向与NNE向断层的变形及发育特征差异;结合盆地重磁资料以及周缘造山带的活动特征,对塔北隆起小角度的X型走滑断层的发育机制以及演化进行了分析。研究表明,塔北隆起走滑断层在垂向上具有明显的分层变形特征,分为三个构造层:震旦系-中寒武统下构造层(TH₃界面以下)、上寒武统-中奥陶统中构造层(TH₃-TO₃t界面)和上奥陶统-石炭系上构造层(TO₃t-TP界面)。断层在下构造层和中构造层中整体处于压扭环境,多发育正花状构造;上构造层中断层主要发育负花状构造或正断层,整体处于张扭环境。两组断裂比较,NNW向断裂活动性强,在各构造层中均有显著的断裂特征发育,垂向连通性强,发育先存基底断裂,而NE向断层主要发育在中构造层,在下构造层和上构造层中断层发育不明显。活动性分析表明,断层的形成与演化具有多期性,走滑断层的形成经历了三期主要活动:中寒武世末、中晚奥陶世和志留纪-石炭纪。塔北隆起X型走滑断裂的形成受到了NNW向基底断裂和薄弱带的控制,NNW向先存基底断裂带或薄弱带优先发育走滑断裂,基底断裂与主挤压应力方向的夹角小于45°-Φ/2,NNE断层的发育受NNW向先存断裂限制,最终形成小角度相交的X型断裂。     

塔里木盆地顺北地区11号走滑断裂带变形及其活动特征

塔里木盆地顺北地区发育大量走滑断裂带,并对油气的运聚成藏有重要控制作用。以顺北西部地区地震资料为基础,对顺北11号走滑断裂带的几何变形特征、活动性、活动期次及其形成机制等进行了分析。顺北11号走滑断裂带整体呈NNW走向延伸,具有垂向分层性和平面分段性。断裂带北段主体为压扭和张扭交互段,中段为两条次级断层控制的拉分地堑,南段由数条分支断层构成马尾状构造。顺北11号断裂带整体活动性由北向南减弱,运动学标志显示是一条右旋走滑断层。顺北11号断裂带主要经历了晚奥陶世和晚志留世-中泥盆世两期活动,部分地区的活动持续到石炭纪。顺北11号走滑断裂带的活动性和运动学特征与塔北地区NNW走向的走滑断裂体系比较相似,而不同于塔中地区的NE向左行走滑断裂体系。顺北11号走滑断裂带的形成主要受控于塔里木盆地北部天山洋多期俯冲挤压而产生的自北向南的挤压应力,断裂自北向南扩展延伸,类似于顺北5号走滑断裂带的北段。     

准噶尔盆地莫索湾凸起西缘走滑断裂分层变形特征及形成机理

准噶尔盆地莫索湾凸起周缘地区发育大量走滑断裂,变形特征复杂,由于地震资料质量限制,断裂活动时间划分不一,形成机理不明。以莫索湾凸起西缘征沙村地区走滑断裂为研究对象,对征沙村地区走滑断裂的几何学形态及运动学特征展开研究。结果表明：征沙村走滑断裂分层差异变形,主要分为3层。深构造层二叠系发育近SN向和近WE向两组走滑断裂,WE向断裂近SN左行错断,剖面以负花状构造样式为主。中构造层三叠系—侏罗系八道湾组仅发育近WE向断裂,平面上形成马尾状、平形状以及叠接状构造样式,剖面表现正花状构造样式。浅构造层侏罗系三工河组断裂走向为近WE向,平面上呈线性展布,剖面以挠曲变形为主。3构造层断裂叠合发育,形成直立线状、Y形以及花状构造样式,其中近SN向断裂发生右行走滑,近WE向断裂发生左行走滑。将征沙村断裂演化期次分为3期：晚二叠世准噶尔地块逆时针旋转,形成近SN向走滑断裂,表现为负花状构造;早侏罗世天山NE—SW向挤压应力形成近WE向走滑断裂,表现为正花状构造;晚侏罗世极少数近WE向断裂继承发育。     

基于深度学习到时拾取自动构建长宁地震前震目录

将深度学习到时拾取、震相关联技术与传统定位方法联系起来,构建一套连续波形自动化处理与地震目录自动构建流程,对于高效充分利用地震资料,提升微震检测能力具有十分重要的意义.我们应用最新发展的迁移学习震相识别技术、震相自动关联技术,对长宁M S6.0地震震中附近21个台站震前半个月(6月1日—6月17日)的连续记录波形进行P、S震相识别、震相自动关联和初步定位,并应用传统绝对定位和相对定位技术得到了长宁地震震前微震活动的绝对和相对定位目录.其中绝对定位目录能在较小的误差范围匹配85%的人工处理目录,其发震时刻平均误差为0.36±0.07 s,震级平均误差为0.15±0.024级,水平定位平均误差为1.45±0.028 km,其识别的1.0级以下微震数目是人工的8倍以上,将长宁地震震前微震目录的检测下限提升至M L-1左右,证明了基于深度学习到时识取和REAL(Rapid Earthquake Association and Location,快速震相关联和定位技术)震相自动关联来构建微震目录具有较好的实用性.我们的自动地震目录揭示了长宁M S6.0主震所发生的区域震前异常频繁的微震活动,以及与区域内盐矿注水井的关联性,更好地描绘了这些微震活动的时空演化特征,其空间活动性分布特征与长宁M S6.0余震序列的分布一致.     

基于Slepian方法和地面重力观测确定时变重力场模型:以2011-2013年华北地区数据为例

时变重力场是研究地球系统内部物质运动和时空演化过程的有效途径.目前广泛使用的GRACE时变重力场模型受限于其空间分辨率(约400 km),难以探测较小空间尺度的重力变化.本文首次尝试利用Slepian局部谱分析方法和多期地面重力观测确定更高空间分辨率的时变重力场模型.Slepian方法通过构建研究区域内的正交基函数,将信号能量集中在研究区域内部,是构建球面局部重力场模型的理想方法.本文根据Slepian方法的特点给出了区域重力场建模及参数优化的步骤,以我国华北地区为例,基于2011-2013多期地面观测确定了区域时变重力场模型,并与同区域由Slepian方法和GRACE卫星数据确定的重力变化进行了对比分析.结果表明:(1)贝叶斯信息量准则可作为确定Slepian展开最佳截断数的有效手段;(2)基于研究区域内现有重复测点数据,能够恢复120阶时变重力场,空间分辨率(半波长)约150km;(3) 2011-2013年间研究区域内GRACE估计结果与120阶地面结果在时空分布的显著趋势上存在较好的对应,证明了本文利用Slepian方法和地面观测所得时变重力场模型的可靠性.本文研究结果可为区域重力场建模提供新的参考,也可为华北地区水资源变化监测、构造活动分析以及地震风险性评估等研究提供高分辨率的时变重力场模型支撑.     

2013年芦山Ms7.0地震前重力场源变化分析

陆地重力观测获取的时变重力信号是研究地壳内部孕震区介质变化的重要依据。利用贝叶斯平差方法处理了川西地区2010—2012年的流动重力观测资料,发现相对重力仪的格值系数在两年内变化可达2×10^-4,而且仪器存在较小的非线性漂移率;重力场累积动态变化图像显示,2013年芦山MS7.0地震发生在重力梯度带零值线与龙门山断裂带交会部位附近。进一步采用等效源方法划定了测网内以雅安、康定和石棉为中心的场源分辨能力较高的区域,并反演了地震前的地壳视密度变化。场源视密度动态变化结果表明:2013年芦山MS7.0地震前2年,在龙门山断裂带的南侧和鲜水河断裂南段的东侧区域形成了范围较大的等效视密度增加区,而在小金至康定一带和都江堰周边地区也存在小规模的视密度增加。本文基于陆地时变重力测量结果反演得到芦山地震前的地壳内部等效视密度变化,可为研究壳内深部孕震环境变化特征提供参考。     

InSAR数据约束的2020年西藏定日Mw5.7地震源模型及构造意义

2020年3月20日, 处在北喜马拉雅断裂与申扎—定结断裂交会区的西藏定日发生M_W5.7地震, 此次地震发震断层源模型的研究对于认识该地区的复杂地质构造具有重要意义。 本文利用升、 降轨Sentinel-1A星载SAR数据, 通过合成孔径雷达干涉测量(InSAR)处理获得了地震引起的地表位移场, 其中, 雷达视线方向(LOS)最大地表位移达到0.16 m。 基于均匀弹性半空间位错模型, 利用得到的地表形变数据, 通过非线性和线性反演确定了包含断层几何参数以及滑动分布的震源模型, 最后对发震断层的构造特点进行了分析。 结果表明, 发震断层是具有少量右旋走滑分量的浅部隐伏正断层, 断层走向为319°, 倾角为44°, 断层滑动主要集中在1~6 km深的范围内, 最大滑动量位于深度4 km处且达到0.8 m。 地震释放的地震矩为4.14×10¹⁷ N·m, 对应矩震级为M_W5.7, 与地震波形反演结果一致。 通过分析, 我们认为此次定日地震的发震断层可能为申扎—定结主断裂南端“Y”字型的分支断裂, 该地区“Y”字型构造的存在可能是小震集中于此的主要原因。     

时变重力场球面模型反演算法和模拟实验

时变重力场是研究地球内部介质物性变化的重要手段。本文提出了一种适用于地面流动重力测量获得的时变重力信号的场源反演方法,该方法采用球坐标系下的六面体单元来模拟场源介质,适合大尺度地震流动重力测量数据的等效源模型构建。通过引入重力时变信号的一阶光滑先验条件,压制了时变重力信号中的短周期高频分量,可用于提取与地震孕育相关的长周期信号。通过理论和模型实验证明了本文算法的可靠性和稳定性,并使用南北地震带南段2014—2017年的流动重力实测数据进行了反演解释,获得了地壳内部等效场源的视密度时变信号,变化量级在正常地壳密度的±0.7‰之间,其空间形态受川滇菱形块体边界控制。研究成果可用于时变重力场模型解释和深部场源特征提取,可为地震重力前兆信号分析和相关研究提供完备的方法保障。     

青藏高原东南缘多尺度重力场及构造含义

本文基于EGM2008重力场模型研究了青藏高原东南缘均衡重力异常和多尺度的布格重力异常特征, 以鲁甸和景谷地震为例, 认识其深部构造环境和动力学过程, 为该区域的构造运动和地震孕育环境研究提供依据。 结果表明, 研究区布格重力异常和均衡重力异常与地质构造格局相关性较好, 川滇地块剧烈的区域布格重力异常和非均衡状态与其强烈的地壳变形、 断裂及地震活动密切相关。 强震多分布在断裂带两侧重力异常的过渡地带和高梯度带, 断裂带两侧横向和垂向的显著介质密度差异是强震孕育的深部构造背景。 布格重力异常和均衡重力异常揭示的鲁甸、 景谷震源区深浅差异性的重力异常特征, 暗示鲁甸和景谷地震孕震环境的不同。     

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用

在综合分析前人研究成果的基础上, 采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。 通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下, 不同算法对于计算结果的影响, 模型实验结果表明, 与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比, 新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题, 所得到的地质体边界形态失真更小。 随后, 利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理, 并对该地区的重力水平总梯度(THD)、 重力垂直梯度模(AVG)、 重力解析信号模量(AAS)、 重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。 研究结果提供了川滇地区的构造分区信息, 对该地区构造演化、 边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。