湖北省现代地壳垂直形变图编制与解释

为编制湖北省地壳垂直形变图,收集了自1927年至1986年施测的一万多公里的水准测量资料,并从中筛选出可信度高、复测间隔年限长的七千余公里Ⅰ、Ⅱ等水准测量成果,经正高与重力等项改正后,参加全国水准网伪逆整体平差,求得湖北境内各水准点的垂直运动年速率,据此绘制速度等值线图。该图基本上反映出省区地壳东降西升的继承性新构造运动;黄陵背斜相对于江汉与秭归盆地继续呈上升趋势;等值线走向与断层走向大致相吻合。该图为判别地壳稳定性和断层活动规律提供了重要参考资料。     

1979年湖北巴东5.1级地震震源机制与地形变

本文利用地震波资料求得了1979年5月22日湖北巴东5.1级地震震源机制解。利用震前孕震区内最大垂直地形变异常量,按照平面应力状态下的点源模型推算了该震的震源动力学参数。探讨了地震发生前数年的微震及前震、余震的活动,表明前震、余震的分布与主震的P波节线的方位有关,证明了该区受黄陵背斜边界构造控制的北东向隐伏断裂的新活动。研究了该震震源机制与地形变的关系,并对该震发生的力学成因问题作了分析,提出了应加强监视的地区。     

两次门源MS6.4地震前垂直形变的对比分析

利用甘肃民乐至青海门源的多期跨断裂水准资料,对比分析了1986年、2016年两次门源6.4级地震前的垂直形变。结果表明：1)两次地震前的孕震背景不同。1986年门源地震前祁连山相对民乐盆地大幅上升,区域压应力呈增强状态;2016年门源地震前祁连山相对民乐盆地上升不明显,区域压应力相对松弛。2) 两次地震前垂直形变表现形式不同。1986年门源地震前冷龙岭断裂附近出现加速上升,2016年门源地震前冷龙岭断裂附近出现上升和下降相间的不稳定变化。3)两次门源地震前在发震断裂附近都观测到地表隆起区,与地震孕育的膨胀模式相吻合。     

区域地震稳定性的区域地震动力学评价

运用区域地震动力学理论。分孕震、发震和应震等3个专题层,系统评价了渭河盆地地震稳定性。研究认为渭河盆地拥有多层立交孕震模式,当局部孕震单元满足发震动力学条件时,多以粘滑断错模式发震,同时因边界效应断块发生升降运动,对地震作用的地震响应模式可概化为下托上展。研究表明,区域地震动力学理论更全面深入地刻画了区域地震稳定性,是一种区域地震稳定性评价的有效方法。     

1994年9月16日台湾浅滩7.3级地震发震构造的讨论

从台湾海峡与台湾浅滩的地貌特征、区域构造格局、海峡盆地形成历史、深部构造与断裂构造、震源机制解以及地震活动等方面论述了台湾浅滩７．３级地震的发震构造,认为北东东向澎湖—北港隆起南侧断裂（义竹断裂）是该地震的发震构造。     

震前突变——水准资料反映的2013年岷县-漳县MS6.6地震孕震特征

利用兰（州）天（水）武（都）水准监测网1973～2014年水准资料,获取2013年岷县-漳县M_S6.6地震前后震中及其所在区域的垂直形变场。结果表明：1）从1999～2006年区域垂直形变场来看,本次地震位于NNW-NWW向隆起带至近EW向相对下沉带的转换位置,也是反映岷山与秦岭之间构造活动的差异带附近。2）从震中以西附近沿NNE向的陇西-岷县水准剖面演化过程来看,垂直形变具有明显的阶段性变化特征,最终表现为震前突变。由分时段结果来看,1973～1993年,在漳县至岷县之间出现最大上升幅度近40 mm的压性隆起区;1993～2008年,隆起区消失且转平,期间剖面整体呈波动状态,幅度在±10 mm之间,西秦岭断裂、临潭-宕昌断裂两侧无明显的垂直差异运动;2008～2011年,相对陇西盆地,漳县至岷县之间跨临潭-宕昌断裂两侧出现近40 km长的下沉梯度带,其中距震中16 km以内的武定80、武定78、武定77等3个水准点同步出现向下突变,接近或大于1973年以来正常变化幅度的2倍;2011～2014年,漳县、岷县间相对陇西盆地恢复以逆冲隆升为主,但震前临潭-宕昌断裂两侧出现的形变梯度带已不存在,而上述3个水准点也恢复至震前波动区间。3）在总结岷县-漳县M_S6.6地震前形变前兆的基础上,针对目前关于震前是否出现形变加速或突变特征的争议认为,只要形变资料的时空尺度足够,至少对某些构造区域的中强地震还是可以捕捉到震前的突变现象。     

汶川Ms8.0地震前后青藏块体东北缘的垂直形变

利用区域水准、跨断裂水准资料,分析了2008年汶川8.0级地震前后青藏块体东北缘地壳垂直形变。结果表明：震前近10年,垂直形变具有明显的区域性和差异化特征。其中,祁连 河西地区垂直形变主要反映祁连山下沉、河西走廊相对抬升的逆继承性运动;西吉、海原、固原地区构造运动相对平稳;兰州、天水、漳县 武都以西的岷山隆起抬升速率明显增大并伴有形变高梯度带。这主要反映了震前青藏高原北向推挤作用相对减弱,东向挤压作用明显增强;震后,2008年8—10月的观测显示,垂直形变出现反向大幅变化;2006—2008年岷山隆起区相对临夏呈现逆继承性的快速下沉,反映由于地震的发生,导致青藏高原东向挤压运动减弱;2010年的监测表明,垂直形变幅度减小,2008—2010年合作相对临夏仍呈现反向下沉,但差异运动明显减弱,显示当前包括岷山隆起在内的区域构造活动已基本趋于稳定。     

卢龙M_L6.2级地震前跨断层短水准的中短期前兆(英文)

本文运用构造、前兆二判式鉴别了唐山跨断层短水准形变异常,并论述了卢龙M_L6.2级地震前的中期异常和短临前兆特征。以此为据,阐明了这次地震是在1981年下半年华北区域应力场明显加强时,唐山7.8级地震的发震断层反向逆冲异常运动所造成的。 宁河、唐山、东台子三处短水准形变异常的相应出现,再次表明即使埋设在地壳运动强烈区土层中的跨断层短水准测线亦有较好的监测地震的能力,而其所受干挠通常是可以识别和排除的。     

日本9.0级地震区重力梯度的时空分布

基于重力梯度的球函数表式关系,采用2003年1月至2012年11月的112期月GRACE观测数据,计算了2011年日本9.0级地震区域的6个重力梯度分量的空间分布和地震区一些特征点在地震前重力梯度随时间的变化过程。结果表明:Tλλ、T rr、Tθλ与当地地质构造的分布有较好的对应关系。在日本9.0级地震前一年左右,重力梯度的6个分量不同程度上都存在震前异常变化,同震重力梯度变化明显。     

浅析垂直形变资料中某些干扰因素及其排除方法

本文简述了在现有垂直形变资料(精度为10~(-3)～10~(-6))分析中,应用理论公式、回归分析等,排除其受“热形变”、地下水、干旱、降雨和气温干扰的方法;着重探讨了用稳定可靠的基岩点作依据、借辅助观测量建立近似数学模型等分析方法,排除长线水准资料中土层点下沉干扰、地温和断层无震蠕动对台站水准,以及地表水位变化对面倾斜的干扰问题。用两倍噪声水平作噪声限来鉴定余差中的信息、捕捉地震前兆,取得了一定的效果。     

利用GNSS水准数据建立区域地壳垂直运动模型

针对少量稳定水准点无法建立区域地壳垂直运动模型的问题,提出一种利用GNSS与水准融合建立区域地壳垂直运动模型的方法。首先利用稳定水准点、GPS点初步建立区域地壳垂直运动模型;再根据各个水准点、GPS点的模型结果与实际结果的差异,选取区域地壳垂直运动建模所用点;最后利用函数模型拟合区域地壳垂直运动模型。以山东及周边一等水准网以及CORS数据为例进行计算,证明该方法能够克服因水准点数量不足而无法建立模型的弊端,并提高区域地壳垂直运动模型的精度。     

湖北地区现今GPS形变特征研究

选取中国地壳运动监测网络1998～2018年GPS观测数据,基于插值法计算湖北地区的形变和应变特征。初步研究结果表明,湖北地区地块运动稳定,无明显的形变梯度带,水平运动方向为东向微偏南,速率为5～9 mm/a,平均值为6.2 mm/a;垂直速度场平均值为-0.96 mm/a,以下降运动为主。面膨胀率结果显示,湖北地区具有4个面膨胀高值区和4个面挤压高值区。最大剪应变率场显示,在湖北中部地区形成一个高值环形带,湖北历史地震主要发生在应力应变高值区边缘带。巴东和秭归小震频发与长江三峡水库水位反复加卸载有关,GPS形变和应变无明显对应特征。     

甘肃及附近地区断层形变异常特征的综合提取与震例总结

基于20世纪80年代以来的跨断层短水准资料,利用“点-线-面”相结合的研究方法,全面分析甘肃地区1990~2016年8次5.5级以上地震的震前应变背景、断层活动和短期形变异常的时空演化特征。结果显示,多个地震震前不同层面上出现如下典型的异常特征：1）地震往往发生在垂直形变累积率的高值区或差异显著的高梯度带上,震前出现有序的形变场分布;2）震前不同断裂带之间或断裂带的不同段之间常存在显著的运动差异,发震断裂震前中短期运动速率显著增强,造成区域运动的不均衡;3）随着强震的逼近,显著异常场地在空间分布上明显向近震区迁移和集中,或近震源区的一些跨断层场地异常强度逐渐增大。地震震前典型异常的时、空、强演化特征说明,断层运动失稳前,近震区附近断层活动、应力应变场均有一定程度的显现,地震发生前断层活动存在不同往常的失稳波动现象,应力出现向近震源区传递的特征。     

长江峡东的地震构造浅析

一、引言 峡东是长江三峡东段,即鄂西秭归往东至宜昌附近峡谷区的简称。研究区虽然以弱震活动为特征,但鉴于在工程上的重要位置,历来研究者甚多,因而为该区地震地质和地壳稳定性的研究积累了丰富资料。在前人工作基础上,根据多年来集体工作成果的综合分析,作者试就峡东地段所处的地震构造环境及其有关问题作一粗浅分析和讨论。     

湖北秭归4.5级和4.1级地震前的流动重力变化

处理分析2016～2018年三峡流动重力测网资料,获得2016-03～2018-09共11幅差分和累积重力场变化图像,并结合2018-10-11发生在湖北秭归的4.5级和4.1级地震,分析震前重力场变化特征。结果表明：1）2017年以来,震中区重力场变化经历了从先减小后增大到震前趋缓的过程。2）2 a累积重力场变化显示,新华-龙王冲和高桥断裂带两端重力场变化差异增大,可能与本次地震的孕育有关。3）只要测网网格距合理、数据处理得当,区域流动重力测网对4.0级小震前的重力场变化具有潜在的监测能力。     

三峡、丹江地区Ms≥4.4级地震前的地震活动图象

通过分析三峡、丹江地区6次中强震震例,指出本区中强震前普遍存在地震异常活动图象,并初步归纳了地震活动的某些特征与主震的关系。文中对1979年秭归5.1级地震前后小震活动的演变过程进行了剖析,并根据地震异常活动图象,估计了本区可能的危险地区。     

云南文山5.3级地震跨断层形变短期前兆研究

将云南东部的断层网络视为一个互有关联的动力学系统,利用蕴震系统信息合成方法对该系统15条跨断层短水准和14条短基线资料进行处理与分析,结果表明：2005年8月云南文山5．3级地震前,断层形变短期异常明显,且水平运动异常较垂直运动更为明显。     

湖北地区现今地壳运动的GPS监测与分析

利用GAMIT/GLOBK软件处理湖北CORS网络、陆态网络等76个连续站2011-05～2013-06 的GPS观测数据,得到各测站的精确坐标及测站的时间序列。给出全部测站的水平速度场,各测站的运动速度为6～9 mm/a,运动方向以东向或东南向为主,与华南块体的运动特征基本一致。初步结果表明,湖北地区内部不存在明显的差异运动。同时,计算了湖北地区的主应变率、最大剪应变率。结果表明,湖北地区最大剪应变率敏感区主要分布于断裂带集中的地区,分别位于巴东、秭归和郧县-竹山附近,最大值约为（1.43～1.73）×10-7/a,这一结果与湖北2014年秭归发生的4.5级、4.7级地震以及2014年房县4.0级地震有明显的对应关系。     

跨断层垂直观测系统布设

本文根据1976年唐山7.8级地震前发震断裂两侧水准点高程变化的特征提出,布设跨断层垂直观测系统时须考虑到断层两侧相对运动,垂直应变积累以及水准点位不稳的影响。并结合跨断层短水准测量的现状,对系统的布设和施测提出了意见。     

2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震关系分析

基于2014年云南地区28个GNSS连续跟踪站30 s采样率的数据,以震前3个月为时间尺度、1个月为窗长,提取最大剪应变格网时间序列。对去除趋势项后的最大剪应变时间序列,设定2倍标准差作为异常阈值,以2014年盈江6.1级、鲁甸6.5级和景谷6.6级地震为样本,对地震孕育过程中最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震的关系进行分析。结果表明,2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常分布与上述3个地震存在较好的对应关系,震前短期内最大剪应变异常格网集中分布于震中附近区域,且存在震前增强、震后快速消失的现象;最大剪应变异常格网分布相对集中的区域可作为预报M≥6.0地震发生地点的参考性指标。最大剪应变综合指标值预测结果显示,本次预测地震数4个,成功预报地震数3个,漏报数0个,虚报地震数1个(指标出现而未发生地震),准确率为75%。从空间角度来看,3次地震的震中都位于异常格网边缘,表明最大剪应变异常区边缘可能更加危险。