辽宁及邻区地壳构造应力场及其与地震活动关系的三维有限元数值模拟研究

依据最新的辽宁及其邻近地区地壳上地幔三维地震波速结构，并考虑地质构造、断裂以及地壳深部的构造环境等因素，建立研究区的三维地质模型；结合震源机制解与原地应力测量资料，分析区域现代地应力场特征，确定了研究区的边界约束和动力边界条件．在以上基础上，采用线弹性介质模型进行研究区三维构造应力场的有限元数值模拟，探讨研究区地壳应力场的基本特征．对比分析表明，本区地壳内应力场的三维有限元数值模拟结果与已发生的地震有着较好的对应关系，并指出了值得注意的有潜在发震可能的地震危险区．      

龙陵地震与地应力异常

本文根据云南省电感地应力和土应力相对测量资料,总结了龙陵大震前地应力中期异常和短临异常的基本特征,以及与地震三要素的对应关系。认为:地应力中期异常有近—早、大、长,异常由震中区向外围区扩展的特征。短临异常有远—早、大、跳,异常由外围区向震中区逐步收缩的特征。结合震前地震活动、多种前兆手段的异常,认为它们有着异常在空间发展上的一致性和随时间变化的同步性。并初步讨论了地应力异常与龙陵大震震源孕震过程的关系,地应力中期异常可能与震源岩石膨胀过程有关,而震源的岩石硬化、断层的予滑过程可能是造成一定范围内地应力出现短临异常的主要原因。     

唐山地震前一次中短期预报的追忆

１９７６年，作者及同事根据地震节线法画出了５个地震危险区，其中Ⅱ区１９７６年４月发生了林格尔６．３级地震。又结合地应力和地磁资料，预测了７－８月份华北北部可能有效较大地震。此文目的是纪念唐山地震２０周年。     

新地震区划图地震构造区划分的原则和方法——以中国东部中强地震活动区为例

在新编全国地震区划图潜在震源区划分工作中,采用了三级划分的技术思路,即在地震统计区内先划分出地震构造区,以控制地震统计区内地震构造和地震活动的差异性,然后,在地震构造区内再进行潜在震源区划分。地震构造区划分是新编全国地震区划图潜在震源区划分工作中的一个关键环节。本文论述了地震构造区的定义、作用、划分原则和依据等。介绍了中国东部地区地震构造区划分方案,并以东北地震区和华南沿海地震带为例,对地震构造区划分方案进行了详细论述。     

汶川地震前地震活动特征的普遍性及其机理探讨

汶川地震前地震活动较为显著的异常是：1970—2008年汶川地震前,从云南北部至甘青川交界形成规模巨大的5.5级以上地震活动增强区（或称环形分布）;1970—1999年围绕龙门山断裂带形成5级以上地震背景空区,汶川地震发生在增强区内的背景地震空区里;2001—2007年形成M_L4.0以上地震孕震空区,震前1年孕震空区内部及其两端相继发生多次M_L 4.0~5.0地震,空区打破.上述地震活动增强区、背景空区和孕震空区是大地震前普遍出现的现象.为对比分析,本文系统研究了2001年以来我国大陆及邻区4次M_S≥7.8级地震和全球10次M_W≥8.0级地震前类似地震活动异常,并给出统计特征.结果显示：地震增强区规模为850~2700 km,持续时间13—38年,增强区长轴对数与主震震级呈正相关关系.增强区与余震区规模之比为2.3~7.7,其对数与主震震级呈负相关.背景空区长轴300~1100 km,持续时间10—32年,其长轴对数与主震震级呈正相关关系.孕震空区长轴为370~780 km,持续时间1—7年,孕震空区长轴对数与主震震级呈正相关关系.对于板内地震,构成增强区的最低震级为5.0级或5.5级,构成背景空区和孕震空区的最低震级分别为5.0级和4.0级.而对于板间地震,构成增强区和背景空区的最低震级为6.0级或6.5级,构成孕震空区的最低震级为5.0级或5.5级.基于坚固体地震孕育模型,认为地震活动增强区的环形分布是由于震源区的破裂强度高于周围介质造成的,地震孕育过程中体应变的范围和强度存在逐渐增大和变小的过程,这是地震活动增强区出现三阶段特征的原因.从包体弹性理论可以推导出增强区尺度的对数与主震震级、增强区与震源体比值的对数与主震震级存在线性关系.

     

龙门山和成都地震构造区的划分

新编制的地震动参数区划图采用了潜在震源区三级划分方案,以体现背景地震活动空间分布的不均匀性,并在地震构造区内归纳出统一的地震构造模型。本文根据西南地区潜在震源区三级划分的成果,分析了龙门山地震统计区内的龙门山和成都地震构造区的基本特征,历史地震活动强度及频度,主要活动构造的构造变形样式,建立了地震构造区的发震构造模型,确定了构造区的本地地震及划分构造源的地震构造标志。同时,提出了确定背景源空间分布函数的简单方法。     

龙门山和成都地震构造区的划分

新编制的地震动参数区划图采用了潜在震源区三级划分方案,以体现背景地震活动空间分布的不均匀性,并在地震构造区内归纳出统一的地震构造模型.本文根据西南地区潜在震源区三级划分的成果,分析了龙门山地震统计区内的龙门山和成都地震构造区的基本特征,历史地震活动强度及频度,主要活动构造的构造变形样式,建立了地震构造区的发震构造模型,确定了构造区的本底地震及划分构造源的地震构造标志.同时,提出了确定背景源空间分布函数的简单方法.     

几个术语的含义及地震构造区最大潜在地震评价

对核电厂选址的工程地震工作中常见的术语:地震区、地震带、潜在震源区、地震构造区和地震危险区的含义及其相互关系进行了讨论,并结合HAF0101法规对地震构造区最大潜在地震的评价提出见解     

澜沧—耿马地震前的地震活动条带与空区

1988年11月6日滇西南发生了澜沧7.6级、耿马7.2级强烈地震,两震相距70公里。本文分析了大震活动的条带与空区特征。这两次地震之前既有M≥4.5地震活动条带,又有M≥3.5地震空区,条带与空区相连接。空区是震前三年多开始出现,震前半年消失的;条带是前一年多时间内形成的,条带的迅速形成深入到空区之内,促使了空区的消失。澜沧7.6级地震发生在两个条带的交汇部位,也是条带的端部、空区的边缘;耿马7.2级地震则发生在空区之内。     

地震统计区地震活动性参数b值及v4不确定性研究

本文结合华北地区几个地震统计区的实例，探讨了地震统计区的重要地震活动性参数b值和v4不确定性的主要影响因素及其特征，并研究分析了其不确定性的大小。结果表明，地震活动性参数的不确定性主要影响因素为样本统计时段、样本处理方法、统计下限震级、高震级年平均发生率等。在郯庐地震统计区，b值变化可达0．2以上，v4的变化可达1．4以上，汾渭地震统计区的不确定性也基本相当，河北平原地震统计区因为地震样本相对丰富，不确定性要小许多。     

地壳垂直形变的分维特征─以京、津、唐复测网为例

本文应用分数维的概念及方法，对京、津、唐地区１９６８─１９７５年的大面积地壳垂直形变复测成果数据处理后的结果进行了分维特征分析。结果表明，地震前该地区地壳垂直形变空间分布的分数维明显降低，地壳的有序性增强。本文认为，地壳垂直形变空间分布分数维能够明确地揭示地壳的有序程度，是一种较好地利用形变测量资料提取地震前兆异常的方法。     

根据接收函数反演得到的首都圈地壳上地幔三维S波速度结构

利用2002~2003年中国地震局地质研究所台阵实验室以唐山大震区为中心布设的40个流动宽频带地震台站和首都圈数字台网的33个宽频带台站的远震数据,采用接收函数非线性反演方法得到其中72个宽频带台站下方60 km深度范围内的S波速度结构.根据得到的各台站下方地壳上地幔的S波速度结构,并综合刘启元等（1997）用接收函数非线性反演方法得到的延怀盆地15个宽频带流动台站下方的地壳上地幔S波速度结构模型,给出了39°N～41°N,114°E~119.5°E区域内沿不同走向、不同深度S波速度分布.由于综合了利用首都圈数字地震台网的宽频带台站以及流动地震台阵的观测数据,本文给出了较前人同类研究空间分辨率更好的结果.结果表明: (1)研究区的速度结构,特别是怀来以东的速度结构十分复杂.在10~20 km深度范围内,研究区地壳具有高速和低速异常块体的交错结构.研究区中上地壳速度结构主要被与张渤地震带大体重合的NW向高速条带和穿越唐山大震区的NE向高速条带所控制,而其中下地壳的速度结构主要为延怀—三河—唐山地区上地幔隆起所控制.(2)研究区内存在若干壳内S波低速体,它们主要分布在唐山,三河及延怀盆地等地区.在这些地区,壳内低速体伴随着壳幔界面的隆起和上地幔顶部速度结构的横向变化.(3)地表断层分布与地壳速度结构分区有较好的相关性,表明断层对不同块体有明显的控制作用.其中,宝坻断裂,香河断裂和唐山断裂均为超壳断裂.(4)首都圈内大地震的分布与壳内低速体及上地幔顶部的速度结构有密切关系.对于唐山大地震的成因,仅考虑板块作用引起的水平应力场是不够的,有必要充分重视由于上地幔变形引起的地壳垂直变形和上地幔物质侵入造成的热效应.     

喜马拉雅地区与天山地区地壳强地震的孕震因素探讨

利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。     

新疆北部构造区带地震活动状态分析

在对新疆北部地区地质构造、构造运动强度、历史强地震活动特征、地壳缩短速率以及局部应力场特征综合研究的基础上,将新疆北部地区划分为阿尔泰地震带、乌鲁木齐、北天山西段、中天山和东天山5个地震构造区带.通过计算上述各构造区带年应变能释放均值、折合震级、不同震级下限的地震年发生率、b值和应变加速释放模型参数m值等参数,对各构造区带中地震活动状态进行了定量分析,进而提取了各构造区带地震活动状态的特征指标,为地震趋势分析和判定提供了定量的依据.     

据地壳介质非均匀性判断郯庐断裂带鲁苏段未来大震位置

从大尺度和小尺度两方面研究郯庐断裂带苏鲁段地壳介质非均匀性。使用地震波数据,研究了郯庐断裂带苏鲁段地壳速度结构的非均匀性,单位虚波Q_mps的非均匀性,地壳介质泊松比的非均匀性,反映地壳介质小尺度非均匀性的分层κ值和y值。计算了1668年郯城8 1/2级地震震源区长度和沿断裂带的震源区边界,根据地震构造和地震活动性确定断裂的闭锁段,地震应力的积累单元和调整单元。对比1668年郯城8 1/2级地震的地壳介质状况,将各种非均匀性参数综合分析,结果表明,各种参数指向一致,未来大震的可能区域是33°-34.5°N,118°-118.8°E的北北东向区域,震级可达8级。     

珠江三角洲地区地震危险性刍议

根据地质构造、地球物理、地壳形变和地震活动资料,综合分析了珠江三角洲地区的地震危险性。研究结果认为,东莞－广州－肇庆一带是一个地震危险区。     

基于区域水准和跨断层资料分析云南地区地壳形变

为了获取云南地区现今地壳形变和断层活动特征,收集了云南地区1992—2016年的2期精密水准观测资料,采用基于GNSS连续站垂直形变资料约束的平差方法,对区域整体地壳垂直形变特征进行了分析,结果显示滇西北区域地壳整体表现为隆升,垂向速率为2—3mm/a,滇南区域显示地壳沉降速率为-1—-2mm/a,并在下关—永胜和思茅—景谷一带存在地壳形变高梯度带。收集了该地区30多年的跨断层场地观测资料,计算了所跨断层的三维活动量,得出了断层现今活动状态和异常特征,认为滇西北和滇中南地区的场地多数表现出异常活动的现象,其中楚雄、剑川和永胜的监测断层现今表现出与地质背景相反的走滑和拉张特征,峨山、建水和通海场地所处断层在张压性质上与地质背景相反。结合区域水准和跨断层观测分析结果,从“面”和“线”上得出滇西北和滇中南地区存在地壳形变和断层活动异常,构造应力积累较高的结果,加之缺震背景显著,认为应关注该区域中强地震的危险性。     

北京西北地区壳幔结构的非均匀性特征与地震活动

利用在北京西北部地区穿过张家口——渤海地震带北西段地震测深剖面进行了综合解释和研究, 揭示了延庆——怀来、 张北——尚义地震活动区异常的深浅地壳结构特征. 结果表明： 研究区基底结构具有明显的起伏变化, 不同的地质构造单元基底埋深存在着较大差异. 基底埋深在局部地段呈现出的急剧变化可视其为基底断裂存在的一种标志, 基底断裂与地壳深断裂的存在为岩浆的上溢提供了条件, 从而导致了地壳结构强烈的非均匀性. 延怀地区壳内复杂反射波组序列和局部强弱不连续反射带现象的出现, 表明该地区地壳结构发生了强烈的挤压变形, 从而构成了该地区复杂的地壳结构, 为该地区地震的发生提供了动力来源; 张北——尚义地区壳内不同深度范围低速异常体和局部的C1界面的存在, 可以认为是岩浆多期活动的产物, 在区域构造活动的作用下脆性的上地壳内, 当局部应力积聚到一定的程度从而引发了地震的发生.     

The heterogeneous characteristics of crust-mantle structures and the seismic activities in the northwest Beijing region

Introduction Zhangjiakou-Bohai seismic zone is a major active seismic zone that passes through the north-ern part of North China. Zhangjiakou-Beijing area, the northwest part of North China, is located at the intersection position of Yanshan, Taihangshan uplift, and Shanxi down-faulted zone, and the geological structures in this area are extremely complicated. Many researchers in the geoscience circle always pay close attention to this region because Yanqing-Huailai region is located in th…