青藏高原东部及邻区地震断层面上的潮汐应力触发效应

根据已发布震源机制解目录（哈佛大学CMT）,将青藏高原东部及邻区划分为5个构造应力场分区,并对各分区的地震逐个计算其发震断层面上的固体潮汐正应力、剪应力、库仑破裂应力及相位角,分析潮汐应力分量对不同类型发震断层的作用效果及其随深度变化特征.基于库仑破裂应力判断准则,研究潮汐应力对各种类型地震的触发作用;基于Schuster检验方法,统计分析潮汐应力对各个震级档、不同构造类型地震的影响.综合运用上述两种分析方法,探讨潮汐应力对不同震级地震以及处于不同构造块体、发震断层、震源深度地震的触发机制.结果表明,潮汐应力对印度块体和拉萨块体的正断和逆断型地震,滇缅泰块体、印支块体和松潘-甘孜块体的走滑和斜滑型地震,川滇菱形块体的斜滑型地震均存在不同程度的触发效应,且触发效应的强弱依赖于震源深度、震级大小、发震断层类型及其所处区域构造应力场.     

雁列走滑断层发展的相互力学作用效应

雁列走滑断层的重叠几何学已为人们所孰识。通过测量叠量和相邻断层之间的距离，标绘并互相对比了１２０多个例子，我们已经使这些观测值定量化。尽管有在的离散，然而资料显示的线性倾向证明重叠量的增加与相邻断层之间的距离成比例，直到一个极限值。使用位移不连续的数值模拟，按照断层的相互作用，我们分析了这些值得注意的关系。结果表明，断层的相互作用事实上是一个对雁列走滑断层重叠几何形状有很大控制作用的重要因素。     

河西走廊西段及邻区主要断裂（一）-晚新生代逆断层与走滑断层的地震剖面解释

基于地震剖面解释的构造分析表明，河西走廊西段及邻区发育有许多晚第三纪-第四纪的逆断层与走滑断层. 其主要类型有两种:一是与北祁连逆冲推覆作用有关的南倾逆断层，其走向北西，主要分布于北祁连山东北缘及河西走廊西南部地区；二是与阿尔金断裂活动有关的逆断层与走滑断层，主要分布于红柳峡、宽台山——合黎山地区. 这些断层与新生代始新世末期以来印-藏碰撞的远距离效应有关. 它们于晚第三纪开始活动，主要活动于第四纪时期，而且大多目前仍在活动，属于活动性断层，是河西走廊地区地震的潜发因素. 此外，它们还造成了地层的强烈变形，形成了一系列的地貌阶地和河流的水平错移.      

二台断层与典型走滑断层的比较

本文对比了可可托海—二台断层与北安纳托里亚断层和圣安德列斯断层,指出了它们在断层运动性质、大地震活动、断层的组合特征以及走滑断层的典型构造地貌等方面都很相似。但是,由于它们所在大地构造部位不同,像二台断层等大陆内部走滑断层的规模一般都小,运动速率较低,大地震复现周期较长;板块边界走滑断层普遍表现为规模大、运动速率高、大震复现周期短的特点。     

走滑断层粘滑错动过程及影响因素的模拟研究

正采用粘弹介质载体和断层接触模型,对长150 km的二维平直走滑断层开展了百年时间尺度的粘滑运动模拟,获得了粘滑错动大事件目录,讨论了不同参数对断层地震活动的影响,初步认识如下:1强度均匀模型模型1中断层上边界压力为1.5 MPa,滑动摩擦系数为0.3,静动摩擦系数为4,断层左、右两侧边界位移加载速率为4 cm/a,结果显示断层具有准周期粘滑运动特征,大事件平均周期约     

走滑断层位移作用下山岭隧道非线性反应分析

为了研究穿越断层的山岭隧道结构在走滑断层位错作用下的反应,基于有限元和拟静力的基本原理,建立了隧道围岩的相互作用模型,提出了一种以围岩沿断层位错为输入荷载的跨断层隧道衬砌的反应分析方法。利用有限元分析软件ANSYS的位移荷载功能,使该反应分析方法得以实现。分析过程中以上盘为主动盘,通过给上盘施加强制位移来描述围岩的错动,采用荷载步为100步的逐步加载的方式来描述围岩错动的过程。对比研究了走滑断层工况下,加载断层位错由小到大的过程中,隧道衬砌各部分的应力反应状态。结果表明:当断层位错在20cm以下时,隧道衬砌各部分均处于安全状态;随着错动量的增大,衬砌不同部分的破坏顺序为:边墙先产生破坏,然后顶板产生破坏,最后破坏延伸至底板。     

断层走滑产生的不对称谷地

提出了有别于前人的不对称谷地新模式:当河流穿越走滑断层后,在迎断层走滑运动一岸形成陡峻的基岩谷坡,而在顺断层走滑运动一岸则留下堆积物,从而形成两岸不对称的谷地。谷地中,堆积物的宽窄取决于断层走滑距离,堆积物的新老决定于距河的远近。断层走滑除可能使河流出现断错、同步弯曲外,还可能形成不对称谷地,究竟表现为哪种形式,与断层走滑速度和河流侵蚀力两者的比例有关。该模型的提出,为更好地把握内外力作用的相互关系、研究断层走滑运动细节以及识别断层走滑运动可能表现出的一些假象提供了新思路。运用这一模型,分析了青藏高原东北缘黄河穿越海原断裂带及香山-天景山断裂带形成的不对称谷地,并讨论了两断裂带的走滑量问题。     

大陆走滑地震断层参数的标定

通过应用简单的位移-深度函数,并假定“孕震区的基底并非发生了粘性张弛而产生,而是在介质(该介质在破裂处或邻近破裂处仍保持应力状态)中转变为稳定滑动的结果“,我们解决了弹性位错模型预报地震与平均同震滑动随着破裂长度的增加而增加的观测情况之间长期存在的矛盾。最终结果模型含有在地震尺度的整个波谱上地震具有自相似性的概念。     

逆冲和消减地震的应力触发及圣安德烈斯南部及其邻区逆冲和走滑断层的相互作用

指出逆冲地震的触发、抑制和丛集的主要特性可以用库仑破裂应力变化来解释。解释中我们采用了一套代表模型及详细实例。虽然地表破裂的逆冲断层使得大部分周围地壳的应力降低，但逆冲盲断层的滑动却使得某些附近区域，特别是震源断层上方的应力增加。这样逆冲盲断层可以触发浅部次生断层的滑动，并产生广泛分布的余震。短逆冲破裂对于触发大小相差不多的邻近逆冲断层特别有效。我们的计算结果表明，在加利福尼亚中部连续的逆冲序列中，1983年Mw6．7级科林加地震使得1983年Mw6．0级努涅斯地震和1985年Mw6．0级凯特尔曼山地震破裂与库仑破裂应力分别接近了10bar和1bar。理想化的应力变化计算与伴随大逆冲事件的地震活动性分布一致，这与前人的研究结果是一致的。俯冲带破裂的计算结果促使了俯冲前缘隆起发生正断层事件，并有利于地震破裂带周围及其下倾延伸区发生逆断层事件。这些特性在1957年Mw9．1级阿留申地震和其他大逆冲地震是明显的。我们进一步研究了能得到详细滑动模型的1960年Mw9．5和1995年Mw8．1级智利地震引起的破裂面上的应力变化。计算的库仑破裂应力增加为2-20bar，与余震地点和震后滑动密切相对应，而应力降低10bar的地区余震缺失。我们也提出主走滑系统的滑动调制了附近逆冲和走滑断层的应力。我们计算得到圣安德烈斯断层上1857年Mw7．9级蒂洪堡地震以及后续震间滑动使得科林加断层接近破裂约1bar，但抑制了全部海岸山岭的逆冲断层。1857年的地震也促使于1952年发生Mw7．3级科恩县地震的怀特沃尔夫逆冲断层接近破裂约10bar，但抑制了自1857年以来从来没有破裂的左旋加洛克断层上的滑动。于是我们有充分理由认为，应力转移在很宽的时间和空间尺度上对逆冲断层的地震活动性有控制作用。     

南海东北部及邻区深部结构的综合地球物理研究

南海东北部及邻区,特别是洋陆转换带地区的复杂地壳结构特征一直是南海岩石层结构研究的热点.本文在Pn波地震层析成像结果和深部地震探测剖面的约束下,利用重力数据建立该区两条剖面的密度模型.两条重力剖面二度半密度正反演的拟合结果支持琼粤隆起至吕宋岛弧区一带的地壳结构中存在下地壳高速层的观点,同时认为台西南盆地的拟合结果表明南部凹陷区仍属于过渡型地壳.本文认为剖面AA′和剖面BB′的构造属性虽然均总体倾向于火山岩型,但二者的地质结构并不完全一致,表明了北部陆缘深部结构的横向差异与构造属性的复杂.     

走滑断层和逆断层位错作用下地铁隧道损伤特征对比分析

隧道作为重要的轨道交通工程,近年来在地震中受到了不同程度的破坏,特别是跨断层的隧道,其抗震性能越来越受到人们的关注。为了能够更好地评价隧道的整体损伤情况及把握其损伤特征,以北京地铁7号线为研究对象,利用有限元软件ABAQUS建立模型,采用拟静力法,以隧道直径变化率作为损伤指标分析了隧道在走滑断层以及逆断层位错作用下的损伤特征,对比了两种断层位错作用下损伤状态与地震强度之间的关系、损伤范围和位置以及损伤程度。结果表明:跨断层隧道在断层错动作用下损伤只发生在断层带附近;当震级处于6.0～8.0级时,隧道衬砌损伤程度随震级的增大而增大;在覆土厚度相同的条件下,同震级时逆断层位错作用下隧道损伤程度要比走滑断层作用下大得多;走滑断层位错作用下隧道结构损伤主要发生在拱腰处,逆断层位错作用下主要发生在拱肩－拱脚以及拱顶－拱底处。     

北京及邻区断层形变综合信息函数研究

应用综合信息函数的理论和方法，根据形变观测点的空间非均匀分布和首都圈地区几次强震前形变场的变化规律，考虑各测点的不同地球物理性质，利用近20年来的形变资料，计算了首都圈及邻近地区1995年以来的综合信息函数值，动态地显示了在局部区域内中强地震前，形变异常的演化特征。     

卡拉套走滑断层的识别标志及解释技术

卡拉套(Karatau)走滑断层是中亚地区南图尔盖盆地的控盆断层,对盆地油气的运移、聚集和圈闭形成有重要的控制作用.走滑断层的结构识别和准确解释是研究断层相关圈闭的基础.本文利用三维地震资料,通过对走滑断层剖面地质特征的分析,识别了包括花状构造、海豚效应、丝带效应、断层两盘差异化的地层产状等走滑断层典型标志.针对走滑断裂带资料成像差的特点,采用构造导向滤波技术有效的提高了断面之间的地层连续性,突出了主干断层和羽状断层的清晰度.以构造导向滤波数据体为基础的相干体断层属性清楚的表征了走滑断裂带的平面发育特征;相干体属性和构造导向滤波数据体的融合体切片将断面属性和地层属性融合,有利于分析断块结构.卡拉套走滑断裂纵向上为双层花状构造,平面上主干断层多段式分布、分支羽状断层呈雁形排列.     

沿走滑活动断层的基岩河道系统位错——以青藏高原东部为例

河流位错是沿走滑活动断层的重要构造地貌之一。然而,由于河流复杂的自然形态、沿走滑断层容易发生河流袭夺等因素,使得利用河流形态来判断走滑断层的滑动方向、位错量等存在一定的困难。文中系统介绍了利用基岩河道系统位错对沿走滑断层的河流位错地貌进行分析的方法。系统水系位错是构造过程和地表过程沿走滑活动断层相互作用的结果,是穿过走滑活动断层的河流累积位错量的同时在溯源侵蚀作用下向上游方向增长的现象。对青藏高原东部甘孜-玉树、鲜水河、昆仑东段3条走滑断裂带的河流位错地貌进行的解译、测量和统计表明,沿3条断裂带都发育系统水系位错,河流从源头到断层的上游长度(L)越长,其累积的位错量(D)越大,两者之间存在线性相关关系D=a·L。为研究青藏高原东部构造地貌演化过程中走滑断裂带的作用提供了重要依据。     

青藏高原及邻区的Rayleigh面波的方位各向异性

用Rayleigh波层析成像研究青藏高原地壳上地幔方位各向异性．收集了包括近年来在云南和川西藏东地区布设的流动台网在内的青藏高原及周边地区宽频带地震台站的记录,使得大部分地区有理想的射线覆盖,因此反演结果获得较高的分辨．模型分辨率的测试表明,大于400km范围内的各向异性特征以及大于2％的各向异性强度是可靠的．青藏高原内部的方位各向异性具有与大地构造相似的分区特征．高原东部大部分地区地壳各向异性强度大于2％,且表现为环绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转．在垂直方向上,高原内部的上地壳、下地壳和岩石圈地幔的各向异性方向基本一致,也与GPS所观测到的速度场和SKS快波方向基本一致,揭示高原下方的岩石圈变形是垂直连贯变形．在高原外部的云南地区,地壳和上地幔岩石圈方位各向异性的强度均小于2％,因此SKS波从核幔边界至台站间产生的分裂应主要归因于软流圈．     

青藏高原东缘及邻区强震构造:专辑序言

青藏高原东缘由多个次级构造单元组成了独特的“多层次挤出-旋转活动构造体系”,是调节高原物质向东挤出的构造转换带,发育了高密度的活动断裂,强震频度高且强度大,而且地质地貌复杂,成为我国地震灾害问题最为突出的地区之一。近年来,伴随全国地震灾害风险普查、城市活断层探测、地震科学实验场建设、工程场地的地震安全性评价以及重大工程与城镇区的活断层鉴定与地壳稳定性评价等工作的深入开展,高精度遥感、构造地貌、古地震和第四纪年代学等方法的广泛应用,显著提升了青藏高原东缘及邻区强震构造的调查研究程度。为了及时交流这方面的最新研究成果,支撑区域防震减灾及重要工程和基础设施建设的地质安全评价等工作,《地震科学进展》编辑部组织了“青藏高原东缘及邻区强震构造”成果专辑,征集了活断层与地震、甘肃积石山地震以及相关领域的研究综述等代表性学术论文20余篇,本期《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅰ》优选了10篇论文,后续还将推出《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅱ》,希望这些成果可提升对区域强震活动特征与孕震构造机制的理解,并为区域强震危险性分析和有效防范强震灾害风险提供科学依据。     

青藏高原及邻区未来地震活动性趋势数值分析

区域中长期地震危险性数值分析研究,需要对其初始构造应力场有所了解,但目前以及未来一段时期内仍无法直接观测到深部孕震层区域的应力场状况.本文首先基于岩石库仑-摩尔破裂准则,利用青藏高原及邻区百年历史范围内的强震信息,来反演估算该区域的初始应力场.然后,考虑区域构造应力加载及强震造成的应力扰动共同作用,重现了历史强震的发展过程.然而对于初始应力场的反演估算,本文仅能给出区域其上下限的极限值,并不能唯一确定.因此,采用Monte Carlo随机法,进行大量独立的随机试验计算,生成数千种有差异的区域初始应力场模型,且保证每种模型都能令历史强震有序发生,但未来应力场演化过程不尽相同.最后,将数千种模型在未来时间段内的危险性预测结果集成为数理统计结果,据此给出了区域未来的地震危险性概率分布图.初步结果显示未来强震危险性概率较高地区集中在巴颜喀拉块体边界及鲜水河断裂带地区.

     

论青藏高原及邻区板片构造的一个新模式

本文首先论述了板块学说提出的过程和存在的一些不足与疑问,特别是该学说将Holmes（1948）的地幔热对流说作为驱使岩石圈板块运动的动力机制.而后又以青藏高原及邻区为例,根据区域地质、蛇绿岩和地质构造研究的成果,特别是地震测深研究的成果,详细地论证了本区不存在有大洋中脊扩张成为大洋盆地的新大洋和大洋板块简单的B型俯冲模式,但存在有海底扩张的陆间海和海洋地壳板片（蛇绿岩构造岩片）的仰冲以及大陆岩石圈板片复杂的A型俯冲新模式.新模式不是以地幔对流运动,而是以扩张分离A型俯冲的大陆岩石圈板片与软流圈之间的水平剪切相对运动机制作为它的躯动力.