祁连—海原断裂带库仑应力演化及地震危险性

祁连—海原断裂带是青藏高原东北缘重要的活动断裂带,调节着青藏高原北东向推挤作用和阿拉善地块的东西向运动.已有地震地质和数值模型结果显示,祁连—海原断裂带目前存在几个强震破裂空段且其上应力积累显著、断层闭锁程度高,2022年1月8日门源MS6.9地震即发生在祁连—海原断裂带西段的断层高闭锁、应力积累显著的破裂空段.为进一...     

2022年门源MS 6.9地震前祁连—海原断裂带闭锁程度研究

<正>1研究背景祁连—海原断裂带作为青藏高原东北缘边界带的一条大型走滑断裂带,不仅控制着青藏高原东北缘地区的几何和构造格局,而且在调节东北缘地壳物质相对于阿拉善地块的向东运动中起到重要作用,断裂以左旋走滑为主,全长约1 000 km,由西向东主要由托莱山断裂、冷龙岭断裂、金强河断裂、毛毛山断裂、老虎山断裂和海原断裂组成（Tapponnier etal,1976,2001;Peltzeretal,1988;Zhangetal,1991;Gaudemeretal,1995;Zhenget al,2013;Daout et al,2016）。     

基于多参数组合分析海原—六盘山—宝鸡断裂带地震危险性

1 研究背景 近年来,易桂喜等(2006,2007)、武敏捷等(2013)利用以b值为主的地震活动性参数空间分布,结合历史及现今地震活动背景,分析活动断裂带现今活动习性,综合判断处于相对高应力和闭锁状态下活动断裂带的强震危险性.这种组合分析方法比单个活动性参数值能更好地反映断裂现今活动习性,且对地震样本需求不高,适用于...     

青藏高原东北缘主要断裂带的库仑应力演化及其强震危险性

自1920年海原发生M8.5地震以来,青藏高原东北缘接连发生了1927年古浪M8.0地震、1932年昌马M7.6地震等一系列大地震,使其进入了强震活动的丛集期。为了探究青藏高原东北缘这一系列地震间的相互作用及区域地震危险性,建立青藏高原东北缘的三维Maxwell黏弹性有限元模型,模拟了区域自1920年以来17次M6.7以上地震的同震及震后库仑应力演化。结果显示：研究区自1920年海原M8.5大地震之后,后续的16次地震中,有13次地震发生在库仑应力变化为正的区域,说明了地震间的相互作用可能是导致区域地震丛集的主要原因之一。系列地震发生后,阿尔金断裂、柴达木盆地断裂西段、东昆仑断裂中段、鄂拉山断裂北段、共和盆地断裂南段、日月山断裂南段、庄浪河断裂、礼县—罗家堡断裂、成县盆地断裂西段、文县断裂西段、龙首山断裂南段、六盘山断裂东段、西秦岭北缘断裂东段、海原断裂西段和祁连断裂东段位于库仑应力变化为正的区域,且大部分断裂或断裂段的累积库仑应力变化超过了0.01 MPa,它们未来的地震危险性较高。     

2016年门源6.4级地震前视应力变化特征

基于科学台阵的观测资料,计算了2016年门源6.4级地震前约2年震源区80km范围内105次1.5≤M_L≤3.3地震的视应力。结果显示,研究区域2015年1月13日～2016年1月20日的地震视应力明显高于2014年3月23日～2015年1月12日,视应力其特征表现为震前1年明显升高—明显降低—临震前2个月小幅升高,2个时段扣除震级影响的规准化视应力对比表明,震前1年研究区域应力水平相对升高,规准化视应力空间分布图像显示,皇城-双塔断裂附近存在显著高值异常区,距离震中约48km。视应力异常、平安水位和乐都气氡破年变异常表明,研究区域附近震前应力水平较高,与2016年门源6.4级地震前震源区应力场增强存在较好的对应关系,是1次测震和前兆异常显著的震例。视应力异常可在较长时间显示高应力水平状态和异常地点,前兆破年变异常可以从时间紧迫性给出判断,因此,结合可信度较高的测震和前兆异常可以给出一定程度的地震预测。     

应力触发,应力影响及其对地震危险性的意义

在２０世纪即将结束的时候,地震力学研究的许多方面仍留下疑团,留下一线光明的是我们已认识到对应力变化的简单计算可以解释一些地震之间的相互作用,并可以用以往的和正在进行的应力变化研究来解释人工诱发的地震活动。     

川滇地区主要断裂带上的库仑应力变化及其对地震危险性的指示

文中基于弹性位错理论与黏弹性分层介质模型,考虑川滇地区及邻区历史强震的同震位错与震后黏弹性松弛效应的影响,计算给出了1515年永胜M7. 8地震以来川滇地区主要块体边界断裂带与构造块体内部的库仑应力变化。计算结果显示,鲜水河断裂带南段、安宁河断裂带、小江断裂带北段、龙门山断裂带南段、楚雄-建水断裂带与小江断裂带的交会处、理塘断裂带沙湾段等断裂带上的库仑应力增加显著(≥0. 1MPa)。同时,块体内部川滇藏交界区的库仑应力增加同样显著。综合地震空区、地震活动性参数及文中所给出的应力场变化结果分析认为,安宁河断裂带、小江断裂带北段、鲜水河断裂带南段、龙门山断裂带南段和川滇藏交界区未来的强震危险性值得密切关注。文中研究结果可为川滇地区未来的地震危险性分析提供力学参考。     

云南景谷M_S6.6地震对南汀河断裂带地震危险性的影响

南汀河断裂带是滇西南块体内部的一条左旋走滑断裂带,几乎横切整个块体,总长度达380km,是块体内NE向断裂中最长的一条,也是次级块体的边界断裂.南汀河断裂带晚第四纪活动性非常强烈,但仅南段在1941年记录到一次约7级的地震,其余段落还没有5级以上地震的记录,目前可能正处于应力积累和孕震阶段.2014年10月7日发生的景谷MS6.6地震位于断裂带南东约94km,其地震烈度等震线长轴与余震皆呈北西展布,指向南汀河断裂带.为了解景谷地震对周边构造特别是南汀河断裂带的影响,本文通过数值模拟方法计算了地震触发的同震静态库仑应力变化.利用两种同震滑动分布模型计算获得的结果显示,景谷地震对震中附近的断裂,如澜沧江断裂和景谷断裂影响较大,局部应力增加可达90kPa;对较远的断裂,如南汀河断裂带、龙陵—澜沧断裂带和无量山断裂带的影响较小,应力变化值均小于10kPa.通过设置不同断层参数进一步计算,南汀河断裂带北段两支断裂断层面上的静态库仑应力扰动呈半圆形分布,应力增加的最大值位于24.15°N附近的地表,沿断层的走向和深度都逐渐减小.其中西支断裂上应力变化最大值为0.89kPa,东支断裂上为1.18kPa.此外,在南汀河断裂带北段的古地震研究结果显示,该断裂段全新世以来发生过产生地表破裂的大地震,震级应当不低于7级.放射性碳测年将该次古地震事件的发震时间限定在900—1480AD,离逝时间为535—1115年.结合古地震事件的离逝时间和断裂带的滑动速率,本文计算得到南汀河断裂带北段已经积累的水平滑动量为2.8+1.5/-1.0m,进一步利用滑动量与震级的经验公式可估算出该断裂段目前积累的滑动量如果完全释放将会产生一个7.5+0.1/-0.2级的地震.虽然景谷地震在南汀河断裂带上触发的静态库仑应力变化值表明,该地震可能不会引起南汀河断裂带地震危险性的突变,但仍起到一定的加速作用.再考虑到断裂带北段目前已经积累了约7.5级地震所需的能量,该断裂段在未来具有较高的地震危险性.     

青藏高原北部历史强震对2022年门源MS6.9地震及后续地震库仑应力触发作用

本文采用Burgers黏弹性模型计算1125年以来青藏高原北部历史强震对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震单独和累积的库仑应力变化,分析历史强震对此次门源地震黏弹性触发作用及其对后续地震的影响.结果表明：(1)1920年海原M 8¹/₂级地震、1927年古浪M8.0级地震和1954年山丹M7¹/₄级地震对2022年门源地震的加载最为显著,分别相当于使门源地震提前7.6年、5.3年和5.2年;(2)1986年门源M_S6.4地震对2022年门源地震的卸载作用最明显,使其发生延迟14.4年左右,2016年门源M_S6.4地震使2022年门源地震延迟0.4年左右;(3)2021年玛多M_W7.3地震对2022年门源地震有较为显著的触发作用,门源M_S6.9地震对2022年1月23日哈拉湖M5.8级地震有触发作用,哈拉湖M 5.8级地震对2022年3月17日肃南M 5.1级地震及2022年3月26日哈...     

四川长宁6.0级地震库仑应力变化及其对余震的触发作用

2019年6月17日四川长宁发生6.0级地震,截至8月20日总共记录到3级以上余震64次。此次地震发生在一条北西向的隐伏断层。为分析区域地震危险性,综合考虑同震位错和震后粘滞松弛效应,利用PSGRN/PSCMP程序计算地震破裂面上产生的库仑应力变化,分析长宁6.0级地震的长时间尺度库仑应力演化特征及其对3级以上余震的触发作用。结果表明3级以上余震发生在应力触发区概率达到96.9%。同时计算Burgers粘弹性模型的长时间尺度库仑应力动态变化。结果显示应力触发区主要分布在震区的北北西、南南东、北东东和南西西向,将库仑应力动态演化特征应用到本区地震危险性分析时,重点关注上述应力触发区,为后续余震发生提供地点依据。     

红河断裂带库仑应力演化及未来地震危险性估计

现今地震活动性显示红河断裂带强震主要发生在断裂带的北段,中段长期存在地震空区.为了更好地理解红河断裂带不同段落地震活动性差异和评估未来潜在地震危险性,本研究基于分层半无限空间黏弹性地球模型计算了自1833年嵩明M8.0地震以来,红河断裂带上及其周边共25次强震由于同震应力阶变、震后黏滞松弛和震间构造应力加载的综合作用,红河断裂带上库仑应力变化的演化过程.结果表明,在近180年红河断裂带南北两段得到加载,中段始终位于应力影区,这可能部分解释红河断裂带南北段地震相对活跃、中段长期存在的地震平静现象.假设未来三十余年该地区不再发生大震,考虑震后和震间作用,红河断裂带中段应力影区仍然存在,但范围在缩小;洱源附近、大理至大斗门以北地区、元江以南地区应力增加超过0.1 MPa,可能仍是地震潜在危险区段.

     

2016年青海门源MS6.4地震前重力变化

利用青藏高原东北缘2011-2015年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2016年1月21日青海门源M_S6.4地震发生的关系,结合GNSS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理.结果表明：（1）测区内重力场异常变化与祁连山断裂带在空间上关系密切,反映沿祁连山断裂带（段）在2011-2015年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.（2）门源M_S6.4地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,到临近发震前显示出相对闭锁的现象,且围绕震中区周围出现四象限分布特征的局部重力变化,地震发生在重力反向变化过程中,并出现显著的四象限分布特征的重力异常变化,其中,青海门源与甘肃天祝一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上.（3）区域重力场动态演化大体反映了青藏高原东北缘物质北东流的动态效应,门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著.（4）重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上.     

2016年1月21日青海门源MS6.4余震序列重定位和主震震源机制解

2016年1月21日01时13分13.0秒（北京时间）,青海省海北州门源县发生M_S6.4地震.为了更好地认识这次地震的发震构造,本文利用青海省地震台网和甘肃省地震台网的省级固定地震台站及部分流动地震台站记录到的波形资料,通过重新拾取震相和联合HYPOINVERSE 2000与HypoDD定位方法,对2016年1月21日青海门源地震序列M_L≥1.8的189个地震事件进行了重新定位,并采用gCAP方法分别反演了主震的双力偶机制解和全矩张量解.定位结果显示,主震位置为37.67°N、101.61°E,震源深度为11.98 km;余震序列展布方向为SE和NW两个方向、长度约16 km,震源深度优势分布为4~14 km,断层面倾向为SW方向.利用gCAP方法得到的矩心深度在8~9 km之间.结合野外地质调查结果,认为该次地震事件为一次逆冲型事件,其发震断层可能为北西向冷龙岭断裂与北西向民乐—大马营断裂之间的一条盲断层,推测由于印度板块与欧亚板块的碰撞挤压使得青藏高原北缘与阿拉善地块之间的东西向挤压而造成的断层应力失稳,从而形成门源地震.

     

滇西南地区龙陵—澜沧断裂带地震危险性评价

龙陵—澜沧新生地震断裂带位于地震活动强烈的滇西南地区, 该地区历史上曾发生多次M_S≥7.0大地震, 已知的历史地震破裂几乎覆盖了整条断裂带． 本文首先对滇西南地区主要断裂的最新构造活动特征进行分析; 然后通过该区域地震活动b值图像的空间扫描计算, 圈定出高应力集中区, 并结合历史地震和现今小震的分布情况以及晚第四纪以来断裂的活动强度、 古地震最晚离逝时间等定量参数, 综合分析龙陵—澜沧断裂带的未来大震危险性; 最后基于地震空区理论, 识别该断裂带存在的地震空区． 研究结果表明, 龙陵—澜沧断裂带内的龙陵、 永德、 沧源、 澜沧及孟连断裂中东段在未来10年内均存在发生中强以上地震的危险性, 应引起关注．      

海原大地震对古浪大地震的静应力触发研究

根据1920年12月26日宁夏海原大地震(Ms=8.5)地震地表破裂带几何学和位移、震源机制和近代地震活动资料,提出海原大地震震源分段走滑破裂的初步位错模型,计算了在1927年5月23日甘肃古浪大地震(Ms=8.0)逆冲发震断层(NW44°,倾向S,倾角50°和滑动角60°)的滑动方向上,加载的Coulomb静应力变化△CFS为0.009 MPa.古浪大地震可能是被海原大地震触发,提前14a发生的事件.     

青藏高原东北缘与主要断裂带相关的构造应力率和应变率场的数值模拟

新生代以来,青藏高原东北缘发育了一系列大型走滑和逆冲断裂,构造活动强烈,大震发生频繁.这些主要断裂如何影响区域构造应力、应变场的分配及地震危险性一直没得到充分探讨.本文建立了三维黏弹性有限元数值模型,计算了该地区在现今构造加载作用下的地壳应力率场和应变率场.结果显示,受阿拉善块体和鄂尔多斯块体的阻挡,青藏高原东北缘水平主压应力率及水平主压应变率的方向整体呈顺时针旋转,这种旋转在东南方向更为显著.区域整体以北东-南西向的水平主压应力率为主,并伴随有北西-南东向水平引张应力率.模型0km深度处水平主压应变率的最大值在东昆仑断裂附近,约为4×10-8a-1;在稳定的阿拉善块体和鄂尔多斯块体内部较小,约为1×10-8a-1.计算得到的区域应力状态和实际震源机制解具有较好的一致性,表明青藏高原东北缘以走滑和逆冲型应力场为主.阿尔金断裂带、东昆仑断裂以及海原断裂均表现为最大剪应变率向东逐渐减小,并且最大剪应变率值的减小被其端部的造山隆起和地壳缩短所吸收.在阿尔金断裂的西段、东昆仑断裂的西段到中段,以及海原断裂的西段到中段,未来有较高的地震危险性.     

青海都兰地区夏日哈活动断裂带的发现及其构造意义

青藏高原东北缘地区的构造变形以NE向挤压缩短、顺时针旋转和向E挤出为主要特征,在NE向挤压作用下形成了NNW向的右旋走滑断裂,进一步将东北缘地区分为多个次级块体。其中,鄂拉山断裂与东昆仑断裂围限形成的柴达木次级块体整体以向NW方向的旋转挤出为主要特征,但处于这2条边界断裂交会部位的柴达木盆地东缘都兰地区的构造变形方式却不清楚。近期在针对都兰地区的野外地质调查中,发现了一条NW走向、长60～70km的右旋走滑断裂带,即夏日哈断裂带。该断裂带位于鄂拉山断裂西侧,由2条近平行的断裂组成,分别为夏日哈断裂和英德尔康断裂。经遥感解译与野外地质调查发现,该断裂线性特征明显,断错了多期冲积扇、河流阶地等晚第四纪地质地貌体,发现了多个断错晚第四纪沉积物的剖面,显示该断裂带为晚更新世—全新世活动断裂。综合分析认为,该断裂与前期发现的近EW走向的热水-桃斯托河全新世左旋走滑断裂,分别在鄂拉山断裂和东昆仑断裂的影响下共同调节柴达木块体端部的挤出旋转变形。同时,该断裂为该区新发现的活动断裂,具有中强地震的潜在发震能力,这不仅对理解区域构造变形模式具有重要意义,也导致对该区域地震危险性的认识发生较大改变。因此,亟待在该区域开展更进一步研究工作,以增进对区域应变分配模式的理解,为区域地震安全问题提供参考。     

2016年门源MS 6.4地震前后视应力变化

利用青海区域地震台网数字地震波资料,计算2010—2016年研究区域184个M_L≥2.5地震及2016年门源地震序列150个M_L≥2.0地震的震源动力学参数,分析视应力时空变化。结果显示：视应力与震级呈正相关,随震级增大而升高;门源6.4级地震前中小震视应力存在起伏变化,可能反映了区域应力场的增强;门源M_L 5.0强余震前小震视应力呈升高趋势。     

2017年九寨沟地震所受历史地震黏弹性库仑应力作用及其后续对周边断层地震危险性的影响

首先对2017年九寨沟M_S7.0地震周边断裂活动和历史地震特征进行了阐述;然后利用黏弹性地壳模型,计算了1933年叠溪地震、1976年松潘震群和2008年汶川地震对2017年九寨沟地震的同震和震后库仑应力作用.该结果显示1933年叠溪地震对九寨沟地震具有延缓作用,而1976年松潘震群和2008年汶川地震对九寨沟地震的黏弹性库仑应力作用为正;随着下地壳和上地幔黏弹性物质的持续作用,前述几次地震总的黏弹性库仑应力在九寨沟地震破裂中心点处负的库仑应力逐渐减弱,而在破裂北段这些库仑应力逐渐转为正值,并促进了九寨沟地震的发生.本文也计算了九寨沟地震后对周边断层的库仑影响,并将此影响值转换为对断层能量积累的影响时间上,结果显示塔藏断裂带西段和中段在内的多条断裂带受到黏弹性库仑应力影响时间值超过10年.将库仑应力影响时间值加入到部分已知离逝时间的断层段上,也得到了这些断层段的未来30年特征地震发生概率.最终结果认为玛沁断裂带、玛曲断裂带、哈南—稻畦子断裂中段和西段等断层段的强震危险性需要重点关注.

     

郯庐断裂带江苏新沂——安徽宿松段地震危险性分析

通过对郯庐断裂带江苏新沂—安徽宿松段历史及现代地震活动性分析、地震地质调查结果及沿线跨断层水准测量结果的综合分析,认为郯庐断裂带新沂—宿松段近期地震危险性主要位于新沂—泗县一带和明光一带,其中新沂—泗县一带近期有发生MS5.0～6.0级地震的活动背景;明光一带近期有发生MS5.0级地震的活动背景。