丽江7.0级地震前后断层活动协调比及离散度分析

跨断层流动形变观测能直接反映观测场地所在断层的活动情况,张超等(1987)采用断层刚体模型推导了利用跨断层基线、水准测量数据计算断层的水平扭动和垂直位移公式,并且经公式推导分析得出计算结果对监测断层现今活动非常有利,张晶等对利用跨断层基线和水准测量资料推算断层活动参数公式进行了改进,采用断层三维立体模型计算了断层三维运动参数,并在此基础上提出了断层活动协调比的概念.     

形变综合观测对地表构造变形的定量分析

文中应用GPS、断层观测速率分析断裂带变形的方法,定量计算断裂带两侧单元的滑动和应变率,同时其点位分布、断层约束、时间尺度归化对计算结果的影响等问题进行了对比研究.利用1999-2001年、2001-2004年、2004-2007年GPS区域网速度场资料以及同期跨断层观测资料对鲜水河断裂带的滑动率、应变率进行试算,结果显示1999-2001年、2004-2007年鲜水河断裂南段出现应变率增大和应变轴转向.     

应用形变资料研究准噶尔南缘断裂的活动特性

应用断层活动量计算方法处理跨断层流动水准、短基线观测资料,分析断层活动特征。结果表明:流动水准和短基线观测数据对断层附近发生的地震有较好的反映。准噶尔南缘断裂东端与中西部断层的运动特征有很大差异,与准噶尔南缘断裂东端断层与其斜交的构造特点有密切关系。     

由km尺度的跨断层基线测量断层近场运动与变形——川滇块体东边界2个场地的初步实验

现行的基于数十至百m长的跨断层短基线的测量方法精度较高,但往往不能有效跨越大型活动断裂带进行观测;而GNSS目前受站点密度及观测精度所限,对断层近场尤其是运动速率偏低的断层开展形变观测的分辨率较差。基于上述现状,在川滇块体东边界构造带新布设2个实验场地,分别跨越则木河断裂大箐梁子段和昭通断裂的龙树分支进行测量。实验利用km尺度跨距的基线测量活动断裂带的近场运动与变形,获得3a的实验观测数据。文中首先介绍了场地选建、监测断裂、基线测量方法以及实验观测结果,然后利用测量资料,基于刚体、弹性和组合模型3种假设条件计算分析这2个场地的断层近场位移和应变。则木河断裂大箐梁子段在刚体模型下2盘近场平行断裂走向的位移分量在±3mm内波动,无明显趋势变化;垂直断裂走向的位移分量在2015—2016年持续下降,反映断裂呈横向水平压缩,累计降幅达6mm,但2017年出现近2mm的横向水平拉张;弹性模型下该断裂段的横向水平应变分量εy以挤压为主,年变化幅度接近1×10-5,另外2个应变分量均为10-6量级。昭通断裂龙树分支2盘近场的相对位移虽然变化较小,但表现出与该断裂地质活动一致的右旋走滑特征,位移速率约0.7mm/a;沿该分支断层走向的应变分量εx为挤压状态,量值不超过2×10-6;垂直断层走向的应变分量εy则以拉张为主。文中还讨论了应用组合模型的效果与问题。     

鲜水河断裂带北西段跨断层基线变化机理探讨

2013年芦山M_s7.0地震发生后,鲜水河断裂北西段的侏倭、虚墟等跨断层测点基线测项均出现不同程度的异常变化,异常核实结果认为基线异常属实.该异常变化是否与芦山地震的发生存在一定关联性,值得深入研究.本文首先分析芦山地震发生前后鲜水河断裂北西段不同基线长度的变化特征.基于鲜水河断裂带及邻区三维非线性黏弹性有限元模型,以GPS观测资料、同震静态滑移量作为约束,通过开展多组数值模拟实验,探讨下地壳不同流变特征下,芦山地震发生前后不同阶段,不同跨断层基线长度的时序动态变化特征.初步研究结果表明,1)侏倭、虚墟基线测点原始观测资料均表现出地震发生时基线长度减小,发生后短时间内反向快速恢复及增加的协同变化;2)在以GPS观测数据为约束的块体间差异性运动的动力学边界条件下,鲜水河断裂表现为左旋走滑运动;3)模拟结果显示,地震发生时测点间距离迅速减小,表现为断层右旋的特征,这与实际观测资料反映的结果一致;4)鲜水河断裂带两侧地块的下地壳黏滞系数分别取10~(18)Pa·s、10~(19)Pa·s时,由于黏弹性松弛效应的影响,造成基线长度在地震发生后短时间尺度内快速增加.对比分析认为,地震后短时间内实测资料反映的基线长度快速增加的特征可能是黏弹性松弛效应与构造作用共同作用的结果.     

2019年夏河MS 5.7地震前应力应变变化特征研究

利用CMONOC的GPS观测资料和中小地震震源机制解资料,通过GPS速度场分析、两站间基线时序分析、震中区域的应变时序分析和震源机制一致性分析,研究了2019年夏河MS 5.7地震前的应力应变累积特征.结果表明,震中处于运动速率和方向差异性较为显著的应变能易积累地区;跨发震断裂的去趋势基线长度和基线方位角时序反映了震前发震断裂的左旋走滑速率有所减缓;多站组合的应变参数结果反映出,震前震源区NS向运动幅度增强,有助于此次地震的发生,且2016年后拉张和走滑运动有所减缓;同时,震中附近区域震源机制一致性较高,反映了震源区的高应力水平.综合分析认为夏河MS 5.7地震前,震源区存在应力应变累积增强的背景性异常变化特征.     

基于断层形变协调比的断层形变分析

基于唐山台跨断层短基线和短水准观测结果,综合应用不同测段的数据组合,分析断层运动状态和测段组合之间的关系,进而计算断层形变协调比参数序列,分析其与区域中等以上地震之间的动力学关系,最后获得两点认识:(1)与断层走向呈不同夹角的测段组合会对认识断层活动特征状态产生影响,因此在台站资料许可的情况下,要尽可能选择不同的组合进行对比分析;同时也表明在建立跨断层观测时,要布置和断层走向呈不同夹角的测段,以便对断层状态做准确的判断.对唐山台的资料而言,据与断层走向夹角较小的两个测段所得结果相对更好,这可能和该断层以走滑为主、该区域应力状态以水平运动为主相关.(2)4个序列断层形变协调比的变化幅度虽然有较大差异,但其趋势特征基本一致,与正常背景有显著偏离的变化,且这种变化和唐山区域中等以上(M≥4.5)地震活动交替出现,且其间隔时间在2000年后逐渐加长.这可能反映了在20世纪80～90年代区域应力场还处于1976年唐山大地震后的恢复阶段,局部应力场状态在不断地调整和变化之中,而在2000年之后,区域应力状态逐步稳定.     

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。 该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。 炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。 当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。     

跨断层形变累积率的变化特征云南地区强震

对云南跨断层短水准、短基线资料的形变累积率进行了计算分析.结果表明,在跨断层形变观测期,云南地区强震发生前3年内,水准、基线的形变累积率多数有较明显的变化过程,而且一些测项的累积率在临震前会发生加速或转折性变化;震中及其附近地区的跨断层形变累积率梯度相对较大.     

数学形态滤波法在GPS基线分析中的应用

通过GAMIT软件得到福建省连续观测GPS基准站基线时间序列,并引人数学形态滤波法,过滤基线中的白噪音和脉冲扰动.以福建省主要断裂带为研究背景,研究GPS基线时间序列、跨断层短水准观测资料与福建主要断层的相关性,分析了影响基线变化的因素,以及地壳水平运动与应力积累的关系.     

芦山MS7.0级地震前的形变空区特征研究

上世纪70年代以来,国内外基本形成了以监测震中附近断层预滑动进行地震预测的研究思路,但近些年来,一些大地震前近震源区域的形变变化却引起了巨大的争议.本文应用芦山地震震中附近跨断层及连续形变观测资料,分析了震前不同阶段地形变变化的特点,讨论了震中附近区域异常时空演化过程.分析结果表明,沿鲜水河断裂带一些跨断层基线、安宁河及则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线出现的显著异常变化,这些异常出现在远离芦山地震震中的区域上;在近震源区域,在龙门山断裂带南段的一些断层水准变化量极小,在鲜水河、龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区,倾斜、应变、重力及断层水准和蠕变观测临震前未有显著的异常变化,该区是形变变化或形变异常分布的“空区”.本文也与汶川地震前形变异常分布进行了对比,认为震前形变“空区”现象可能是强震前的一种共性特征.     

灰色关联分析在跨断层形变异常干扰因素评价中的应用

采用跨断层场地垂直形变观测数据和气象站气象数据等资料,利用灰色关联分析法构建了适于本类数据的灰色关联模型,对影响因素与形变值之间的关联度进行了研究,同时提出了一个关联度评价模型用于计算关联度阈值,将计算所得的关联度与阈值进行比较来筛选干扰因素。通过对窝子滩场地和大泉口场地计算的结果进行分析,结果表明该模型能在一定程度上定量确定干扰因素对形变的影响程度,可应用于跨断层监测场地的形变分析。     

唐山断裂现代活动性研究

利用1984～2008年唐山台跨断层基线和水准数据,分时段研究断层的运动特征,计算出唐山断裂水平形变、垂直形变特征及断层活动速率。求解断层及周边地区的的应变特征和主应变方向,研究唐山断裂的活动特征。探讨唐山断裂活动与地震活动的关系。     

孕震断层的形变模型及其失稳判据

提出了孕震断层的形变模型，讨论了该模型的形变特征，给出了其失稳的临界条件。通过对失稳过程的分析，对孕震期作了新的划分，并给出了失稳临界条件的形变判据。指出：综合使用ＧＰＳ测量，跨断层短基线测量和固化潮观测，可以对孕震的时间进程实施追踪，并可对孕震的危险程度作出判定。     

跨断层形变累积率的变化特征与云南地区强震

对云南跨断层短水准、短基线资料的形变累积率进行了计算分析。结果表明,在跨断层形变观测期,云南地区强震发生前3年内,水准、基线的形变累积率多数有较明显的变化过程,而且一些测项的累积率在临震前会发生加速或转折性变化;震中及其附近地区的跨断层形变累积率梯度相对较大。     

首都圈断层形变与重力场动态变化分析

本文利用首都圈跨断层形变观测和观测场地的综合调研结果, 对跨断层基线、 水准各测项的综合效能进行评估, 对断层整体活动信息进行分析提取, 对首都圈地区强震的映震效能进行分析研究。 利用首都圈地区流动重力区域测网的观测结果, 分析重力场动态变化特征, 对近期首都圈地区的地震趋势进行预测。     

2004年苏门答腊地震的几个断层滑动模型的全球同震位移对比

2004年苏门答腊大地震后,不同作者根据地震波和/或GPS观测,提出了不同的断层错动模型.在利用同震位移观测资料反演断层滑动模型时,由于使用半无限空间均匀介质模型或半无限空间分层介质模型,一般只能利用近场位移GPS观测约束,无法利用远场资料,这些模型有时差别颇大,如何区别这些模型的优劣是一个仍尚未解决的问题.本文采用等效体力有限元方法,在考虑地球球形和分层的条件下,对四个不同作者提供的2004年苏门答腊地震的断层滑动模型计算全球同震位移.由于采用了球形模型,所以不仅可以把四个模型的近场位移计算结果与GPS数据进行对比,而且可以把远场位移计算结果与GPS数据进行对比.我们发现,垂直位移对断层滑动模型的依赖性小于水平位移.四个模型计算的近场位移与GPS位移符合程度均较好,但是四个模型计算的远场位移与GPS位移符合情况有很大不同,其中Chlieh等（2007）模型在近场与远场符合程度均很好,是四个模型中最好的.另外还探讨了断层反演数据资料、断层几何模型以及地球模型对计算结果的影响.对于特大地震,全球同震位移观测与计算值吻合程度的好坏是衡量断层滑动模型的合理性的一个重要依据.     

综合利用多种地壳形变观测资料计算鲜水河断裂带现今滑动速率

本文首先沿走向将鲜水河断裂带划分为炉霍、道孚、乾宁、康定和磨西五个断裂段,利用沿断裂带布设的跨断层短基线、短水准场地测量资料计算了近场的断层活动参数,利用覆盖断裂带相对较大区域的重力、GPS观测资料计算了重力场动态变化、GPS速度场.基于重力场动态变化和GPS速度场采用蚁群算法和粒子群算法(具有全局优化的优势)分别反演计算了五个断裂段断层活动参数,将结果中的走滑分量作为五个断裂段的现今走滑速率.通过对以上三类现今走滑速率及五个断裂段的地质平均滑动速率进行融合与对比分析,将重力资料反演计算结果作为断裂带整体走滑速率,与跨断层短基线、短水准测量计算的断层滑动速率结果进行对比分析,初步判定了各跨断层短基线、短水准场地所跨断裂的性质,最终给出了五个断裂段的现今整体左旋走滑速率和部分分支断裂左旋走滑速率,结果为:(1)炉霍段为9.13mm·a~(-1),虾拉沱区域西支断裂为2.46mm·a~(-1),东支断裂为5.84mm·a~(-1).(2)道孚段为8.57mm·a~(-1),东南段沟普区域西支断裂为1.78mm·a~(-1),东支断裂为6.79mm·a~(-1).(3)乾宁段为7.67mm·a~(-1).(4)康定段为6.14mm·a~(-1).(5)磨西段为4.41mm·a~(-1).本文还定性讨论了断裂带两侧重力、GPS测点覆盖范围内活动地块的三维弹塑性变形和古地震、历史地震造成的永久位错.     

滇西区域水准观测的负位错反演与应变积累分析

利用1981～2006年滇西地区5个时段的区域水准观测资料,借助负位错模型反演,参考典型大震应力触发计算及跨断层等形变观测结果,研究了活动块体边界断裂应变积累的状况、分段差异性、时空演变及其与强震孕育—发生过程的关系。结果表明,该区6级以上地震多发生在断裂强锁定段或锁定程度显著加强段及其附近;目前宾川—南华以南、南涧以北,洱源、丽江一带可能反映相对较高的应变能积累背景,南定河断裂附近反映一定程度的应变积累特性。     

利用跨断层形变资料研究云南地区主要断裂带应变特征

利用1982—2009年云南地区跨断层短基线观测资料,采用应变分析方法得到云南地区断裂带的应变特征,并探讨了云南地区断裂带应变变化与地震活动的关系。本次工作求解了断裂在各测点处的走滑速率。结果显示,楚雄-通海断裂带的应变量值高于剑川-丽江断裂带,云南地区主要断裂带对于本区域内的大地震的应变响应有一定的一致性。