阶式断裂错动所引起的地表位移与应变观测效应

大的走滑断裂带,如鲜水河断裂,是由主干断裂及与其相伴的若干阶式(或平行)断裂组成。这种断裂的几何形状影响到断裂周围的应力、应变分布。本文利用三维位错理论分析了右旋左阶和右旋右阶断裂错动与单一断裂错动所产生的位移场及应变场的差别。计算结果表明,阶式断裂错动造成的地表效应与单一断裂的相应效应的图象有着不可忽视的区别。左阶断裂活动引起断裂重叠区的地表隆起及错动方向的线应变和体应变的压缩;而右阶断裂错动造成重叠区地表下沉和错动方向的线应变及体应变的膨胀。这两种阶式断裂的重叠区均是水平位移方向变化的转换区,而且这两种断裂周围的位移、应变图象要较单一断裂的图象不规则得多。     

地震临震预测预报的地应力方法

地震的发生与地球自转和极移的惯性力的作用密切相关，在惯性力的作用下地壳岩石内产生应力应变。用四方位地应变传感器观测水平地应力应变变化规律和临震前兆信息－地应力应变剧烈变化和地壳岩石出现微观断裂滑移及微观弹塑性应变应变波群，再根据主压应力作用方向和地质构造断裂带分布情况作综合分析，可以在临震前１０￣７２小时内初步预报出地震的时间、方向、地点和震级。对于震中距４００公里内的中强地震预报对应率较高，根据     

2008年汶川地震近断裂区域变形场的空间分布

应用Yoshimitsu Okada及Steketee静态断裂位错模型及目前汶川地震研究成果,理论上反演龙门山近断裂区域在汶川地震中从震源深处至地表的变形(应变)场分布.通过矢量合成及坐标变换方法将Yoshimitsu Okada单一静态断裂位错模型应用于龙门山断裂带错裂研究中,重点研究汶川地震中因龙门山中央主断裂中、北段和山前断裂中段共同错动形成的应变场.模拟揭示了应变场平面和垂直分量的空间分布特征.研究发现:应变场垂直分量的幅值在震源深处大于地表,但在地表分布范围较大;应变场沿断裂走向分量的幅值和影响范围由震源深度至地表均逐渐增加;应变场垂直于断裂走向分量的变化情况类似于垂直向应变场;震源深度附近的大变形可能为龙门山断裂在地震中强烈挤压形成的塑性变形.研究表明从震源至地表,所有应变场分量从断裂两侧附近位置至远离断裂,幅值均迅速衰减;其中地表部分的最大变形与现有计算成果近似,变形场的变化特征与地表科考近似,断裂两盘变形方向与震后InSAR资料揭示的情况一致.     

水平层状介质中不同深度对地表ρ_s变化的响应特性

人们根据地电阻率预报地震的实践,逐渐形成了一条比较合理的研究思路:即孕震过程是地下应力-应变场的演化过程。由于岩石电阻率对应变有灵敏的响应,因此,在孕震过程中地下岩石会产生一定量的电阻率变化。当地表用适当极距的装置探测这种变化时,就有可能探测到作为地震前兆的地电阻率变化讯息。这里有两个基本问题是需要进一步探讨的:1.孕震时,地下不同部位产生应变的量级如何?岩石电阻率变化对应变的“放大”系数有多大?一句话,地下不同深度上电阻率变化的量级如何估计。2.我们通常采用的四极对称装置对不同深度上电阻率变化的探测能力如何?即如何描述地下介质不同深     

RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元

目前钻孔应变观测一般为水平应变,使用无限岩石平板中的钻孔应力集中模型,可反演出水平应力场分布及变化.如果在此基础上加上垂向应力测量,就可反演出三维应力场分布.本文介绍的RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元,外钢筒为波纹管结构,并通过螺旋刻丝、热处理等技术,其垂向等效弹性模量比耦合水泥低一个数量级,同时垂向应变钢筒的水平向等效弹性模量高于垂向弹性模量一个数量级.垂向应变探头的力学结构可以被形象地看成是一个螺旋柱形弹簧,其轴向极易产生弹性形变,而水平向的硬度却得到了极大的加强,因此可在竖井中较为准确地测量轴向应变.     

岩石分形断裂的统计理论

本文研究了岩石分形断裂的统计理论.认为岩石断裂是岩石内部微裂缝成核、形成和传播的非平衡过程,导出了描述这个过程的微分方程.运用位错塞积成核机理,得到了岩石发生分形断裂的微裂缝大小的统计分布函数和平均长大速率.从理论上得出了岩石非弹性体积应变与微裂缝数目成正比,从而解释了实验室研究的结果.另外发现岩石的分维是决定岩石脆性的一个重要因素,分维值愈小,岩石愈脆.但岩石的分维值与岩石强度无明显关系.最后,从微裂缝大小的统计分布函数出发,导出了b值与岩石分维值的关系.     

东秦岭铁炉子断裂的新活动特征

描述了东秦岭山地铁炉子断裂新活动的方式、表现以及断裂所在地区的新构造应力场。从河流阶地所反映的断裂在水平方向和垂直方向上的错距和错动速率看 ,铁炉子断裂的新活动主要表现为左旋走滑活动 ,其水平活动规模比垂直活动大一个数量级 ;该断裂垂直活动比较明显的地方是沿盆地发育的地段 ;断裂活动有加速的趋势。铁炉子断裂的新活动方式很可能是由于印度板块向北碰撞挤入欧亚板块及由此造成青藏高原隆起 ,使中国东部地块向东或东南方向差异性滑移的结果     

断裂对地下水力扩散的影响及其与诱发地震关系的讨论

本文重点讨论了断裂规模、断裂相交网络和断裂力学的性质对地下水力扩散的影响,及其与诱发地震的关系。指出断裂密集成带的地方,水力扩散大。根据流体流动规律,水力扩散沿断裂方向流体流速大,断裂越长越深,沿断裂方向水力扩散距离就越大。而水力扩散随深度的变化,由于不同深度上岩性变化和应力状态的不同,有的深度上的岩类可能出现扩容而增大水力扩散。因此它并不是随围压的增大而单值地减少。 文章指出断裂的末端和断裂的交汇处是地下水富集的地方,在水富集地方的四周,水力扩散比其它地方要大。另外现代活动的张性和张扭性断裂比压性和压扭性断裂的水力扩散大。文章还提出水沿断裂扩散是水库诱发地震的直接原因。水力扩散大的断裂,水库诱发地震的可能性大,规模大而活的断裂诱发地震的震级可能大。     

丰台地震台和房山地震台三维形变观测数据对比分析

丰台地震台和房山地震台数字化三维形变观测曲线均有年变化,但年变化相反,可能与两台站分别位于八宝山内支、外支断裂带有关,且主要由于内支断裂和外支断裂结构的不同引起,断层的不同结构及力学性质,决定了两个台站三维形变观测资料的变化规律不一致。     

2001年昆仑山口西M_S 8.1地震前背景形变场的模拟研究

文中以东昆仑断裂带周围分布的27个GPS站点的地壳运动速率矢量为约束,利用半无限弹性空间三维断裂位错模型,反演了东昆仑断裂、柴达木盆地北缘断裂、玛尼-玉树断裂和玛尔盖茶卡断裂带在2001年昆仑山口西MS8.1地震之前的运动速率,并认为这些断裂带以反演出的运动速率错动所形成的形变场可以作为震前的背景地壳形变场。基于这一具有构造意义的背景速度场资料,计算了区域地壳应变率场和地震矩累积率场。结果表明,昆仑山口西地震前,东昆仑断裂的东西大滩段和玛尼-玉树断裂西段为该区域2个最显著的地震矩累积率高值区,其中东昆仑断裂的东西大滩段高值区为后来的昆仑山口西MS8.1地震的发震段     

小江断裂带中段的北东向断裂与断块结构

小江断裂带中段东西支断裂间存在的ＮＥ向断裂是在第三纪ＮＥ向断裂的基础上，于第四纪中晚期开始新的活动，并具有左旋走滑运动的特征，有些在全新世仍有活动。它们的活动从属于小江断裂带的整体左旋走滑运动，其运动幅度和速率比近ＳＮ向小江东西支断裂小得多，但是由于它们的运动，使主断裂产生弯曲或阶区，形成有利于应力和应变集中的障碍。夹于东西支断裂之间的断块被ＮＥ向断裂切割为多个次级菱形和梭形断块，这些断块之间的相对运动对断裂分段和地震孕育过程具有不可忽视的影响     

受单轴应变循环作用层状脆性材料中一组张开型断裂的扩展

岩石中天然张开型断裂（节理）表面的纹理是循环加载的象征。采用表面喷有脆性涂层的有机玻璃薄板为材料的一系列模型实验，研究在层状脆性材料中单轴应变循环对一组断裂扩展的影响。     

邢台震区深部构造与强震孕育关系的探讨

将地壳介质视为马克斯威尔体,运用三维有限元方法,探讨分层地壳结构中存在高速体、低速体和深部断裂时,地壳应力的集中及应力集中随时间演化的特征．计算结果表明:① 由于地壳的非均匀性,在高速体内形成高平均应力集中条带,在高速体内和深部断裂附近形成水平最大剪应力（以下简称最大剪应力）高集中区．平均应力扰动值随时间的变化趋势,导致在漫长的地质年代内,平均应力在地壳内有趋向一致的变化趋势．最大剪应力扰动值随时间的变化,导致低速体内的剪切应变能向高速体内转移;② 当地幔以1 cm/a速率上隆时,平均应力扰动值随时间的变化比较复杂,高速体和低速体的边界已不是那么明显．在高速体内沿狓方向的两个边区,最大剪应力扰动值随时间更加高速地增长,这种应力演化更有利于实现低速体内的剪切应变能向高速体内转移;③ 在深部断裂带的下半段附近,平均应力和最大剪应力扰动值随时间的变化趋势,导致在较长时间内积累较高的剪应力,最后引起深部断裂失稳和沿断层方向的加速蠕滑;④ 深部断裂沿断层方向的加速蠕滑,可以使深部断层两侧地表面垂直位移的变化,与邢台地震震前一年的地表面垂直位移变化趋势非常一致．深部断裂的加速蠕滑可能是震前地表垂直位移异常变化的原因之一．      

基于断裂两侧应变能积累的地震危险性参数估计—以1679年三河—平谷M8.0地震为例

本文基于断裂两侧应变能积累的概念,利用新夏垫断裂上探槽研究的古地震资料和1679年三河—平谷M8.0地震的历史资料,通过原地地震复发原则来评价指定断裂（段）在某一时段内的地震危险性,探讨其在未来一段时间内可能发生地震的最大潜在震级。由此说明现今应变能确定所面临的困难,而应用局部化应变（变形）与岩石-断裂系统局部失稳临界条件之间的联系,理论上可以由变形带的宽度减小率来预估未来地震的发生时间。      

2004年印尼8.7级强震前昌黎台的远场电性异常特征探讨

分析了在2004年12月26日印尼8.7级地震前河北昌黎台记录到的自然电位及电场异常, 结果显示昌黎台自电位、 电场正常时段观测到的半日、 半月潮汐波周期变化在震前1个多月发生畸变, 周期消失, 变化幅度相应减小, 震后快速恢复, 且潮汐波记录比震前正常时段更加清晰。 该台地电阻率的观测结果显示起始下降变化比较平缓, 震前一周左右, 变化加剧, 出现多次阶变。 究其原因, 在强震发生前断层的蠕滑作用导致孔隙压力变化, 产生一种可以在岩石中传播的应变波, 由于台站下方岩土层对小应变信号具有很好的放大作用, 所以记录到了这种小幅度的应变波, 也就是远场的静态应变效应。 随着地震临近, 应力作用加强, 远程应变波引起台站下方水位、 水化学性质以及岩石孔隙度、 渗透率等的改变, 导致电阻率、 电场大幅度的阶变, 这反映了远场应变波的动态效应。 当然就异常幅度而言, 应变波的效应还嫌弱一些, 因此昌黎台异常变化可能还叠加了震源区激发的电磁波。     

全国主要构造区近期应变积累动态演化研究

利用2004-2007、2009-2011、2009-2012年全国GPS水平运动速度场资料,借助负位错反演,分析相关构造断裂应变积累动态演化特征,寻找目前强震孕育背景相对显著的构造断裂区段,并探讨芦山地震前异常状况及汶川、日本等大震后应变积累的可能变化。结果表明：①日本巨震后华北构造区、汶川—玉树大震后川滇地区近1至数年主要构造断裂中应变积累减缓的略占多数;甘肃东南部的西秦岭构造区应变积累在汶川震后的一段时间速率加快;汶川震后龙门山断裂南段维持应变积累,2012年还略微增速,一定程度上反映出芦山震前背景信息。②目前强震甚至大震孕育背景相对显著的构造区域有南天山断裂西段及与西昆仑北缘断裂交汇区、安宁河断裂及与则木河断裂交汇区、红河断裂中段、祁连山断裂带西段、晋冀蒙交界区,及上述区域附近。     

基于GNSS的青藏高原东北缘地壳运动场及强震趋势研究

利用“中国大陆构造环境监测网络”GNSS数据研究1998—2018年青藏高原东北缘排除同震影响等干扰后的速度场、主应变率场、最大剪切应变率场、面应变场等的变化,活动断裂滑动速率变化、跨活动断裂基线变化等。将研究区域内的二级块体再分区,获得各次级块体内部的应变率变化;获取研究区域地壳运动场的趋势性、动态特征。研究结果显示,阿尔金断裂带中东段、祁连块体和柴达木块体交界、巴颜喀拉块体与羌塘块体交界、祁连块体南边界中段、海原—六盘山断裂带和西秦岭北缘断裂带西段的逆冲运动,祁连块体北边界西段、庄浪河断裂的左旋走滑运动,祁连块体北边界东段、西秦岭北缘断裂带东段的左旋逆走滑运动,都属于造成一定程度地壳变形的持续性局部应变增强活动。阿尔金断裂带东段、东昆仑断裂带中西段、祁连块体北边界、庄浪河断裂北段、海原断裂南段、六盘山断裂北段、西秦岭北缘断裂带东段可能存在闭锁,未来十年可能发生M_S6.0以上地震。     

黑龙江东部白垩纪-古近纪古地磁初步结果及其构造意义

陆内块体旋转是周边构造环境和深部构造活动相互作用的结果.前人研究表明华北东部和俄罗斯远东地区晚中生代以来的块体旋转样式,很可能以牡丹江断裂为界发生了显著变化.进一步对牡丹江断裂两侧块体晚中生代以来的块体旋转样式的限定,有助于正确理解这一差异旋转的机制.对采自黑龙江省东部白垩纪和古近纪岩石的(51个采点)古地磁学研究表明...     

利用跨断层形变资料研究近期唐山断裂活动性

采用1999年1月～2012年9月唐山台跨断层基线和水准数据资料,计算出唐山断裂水平和垂直形变及断层活动速率.并求解了唐山台站的应变特征和主应变方向,研究了唐山断裂的活动特征,并探讨了唐山断裂活动与地震活动的关系.结果表明,较远区域的大震和本地区中强地震对唐山断裂的水平向张压运动和垂向运动都可能有一定的影响.2003年可能是唐山断裂周边应力场发生较大改变的一年.     

则木河断裂与地震

则木河断裂带是四川西部一条重要的北西向地震断裂带,近代构造活动强烈,具左旋错动性质。该断裂北段在西昌北侧于西宁附近与南北向的安宁河断裂带似交非交,构成特殊的发震构造部位,历史上一系列强震在这里重复发生。而断裂南段,由于多组断裂的交汇,岩石极度破碎,不利于大量应变能的储存,常以中、小地震的形式释放应变能。研究资料表明,该断裂北段系属发展中的断裂,同时又是构造的交汇区,有利于应变能的积累,因此对其北段的地震危险性应给予足够的重视。