渭河盆地东南缘铲形正断层上盘活动特征

本文根据野外和力学分析，认为渭河盆地东南缘铲形正断层上盘块体沿凹曲的断层面向下滑动和旋转作用，在山前冲洪积平原区产生了同向断层、反向断层和上盘横断层。这些构造的差异活动及其在地表的表现特征，可作为铲形正断层分段的重要标志。     

向错-位错组合模型模拟渭河盆地地壳水平变形特征

基于向错-位错组合模型模拟渭河盆地内主要断层的滑动与转动运动变形,通过数值计算获得断层滑动及转动变形引起的地表水平位移,并与盆地内实测GPS水平位移进行了对比。结果表明:采用向错-位错组合模型能够完整地描述断层实际的滑动与转动运动变形状态,组合模型模拟断层滑动与转动引起的地表水平位移与实测GPS水平位移,无论在量级或是运动趋势上均具有较好的一致性特征。     

由GPS测量确定的2002年阿拉斯加迪纳利断层Mw7．9级地震的同震滑动分布

2002年11月3日，阿拉斯加中部发生了一次Mw7．9级的地震。该地震使部分苏西特纳冰川断层、迪纳利断层及托茨春达断层发生破裂。反演GPS测量的位移场表明，该事件以沿迪纳利断层复杂的右旋走滑破裂占优势。最靠近震中的GPS测点显示出苏西特纳冰川断层有逆冲运动的影响。优选的Mw7．9级地震同震滑动模型表明，在破裂的西段滑动相对较小，而在震中以东约60km至在迪纳利断层和托茨春达断层的交汇处滑动相对较大。我们发现大多数浅层滑动从地表至深15km，但反演却表明在震中以东110km有一大的深部滑移层。我们的模型预示地表滑动与地表地质观测非常一致，模型分辨率也非常好。     

GPS揭示的郯庐断裂带中南段闭锁及滑动亏损

利用华北地区2009—2014年GPS水平运动速度场数据,采用块体负位错模型反演了郯庐断裂带中南段断层深部滑动速率、断层闭锁程度分布、断层滑动亏损速率分布及地震矩积累率,结合地表应变率分布,对郯庐断裂带中南段深、浅部形变、应变特征以及华北地区的地壳形变模式进行了分析.结果表明:郯庐断裂中南段的北端主要为右旋走滑特性,南端则表现为右旋走滑兼拉张性运动,断层滑动速率在0.9mm·a~(-1)至1.2mm·a~(-1),且沿断层走向由北至南逐次增大.断层闭锁程度分布沿走向分布不均一,断层闭锁深度由最北端的27km增加到中段的32km,至最南端变为5km,断层闭锁最深处与1668年郯城MS8.5震中位置相对应.断层滑动亏损速率沿走向由0.9mm·a~(-1)增加到1.2mm·a~(-1),沿倾向由地表至深部逐渐减小为0mm·a~(-1).地震矩积累率在郯庐断裂带中南段郯城附近较大,而地表对应区域为第二应不变分量的低值区.华北地区地壳变形以块体运动为主,块体内部应变及断层闭锁产生的负位错效应次之;郯庐断裂带中南段断层形变沿走向呈条带状分布,形变宽度单侧小于50km,形变量不超过1mm·a~(-1),且上盘形变略大于下盘.     

层状断层与地震关系初探

通过讨论层状断层的性质、特点以及与正断层、逆断层和走滑断层的相互关系,探讨了大陆板内地震的发震机制,指出许多地震的震源位于层状断层面上,有些地震在地表找不到相应的地震构造的原因是由层间滑动所引起。     

中国大陆区断层蠕动的若干地质形迹

中国大陆区多数活动断裂虽未见有引起地表变形的明显断层蠕滑运动现象，但仍不乏断层蠕滑运动的种种地质形迹，如区域性有序的地裂运动，沿断裂分布的线性变形带，以及与地质滑动速率相比大大偏低的地震滑动速率等．认识并查明断层蠕滑运动这一重要活动习性，在理论上和实际中均有重要意义．      

基于GPS、水准和强震动观测资料联合反演2013年芦山7.0级地震同震滑动分布

为了更好理解2013年四川芦山M_S7.0级地震的发生过程及其与发震构造和地表多种观测资料的动力学关联,本文综合重新定位的余震分布与地质、地球物理信息构建3D发震构造模型,采用水平层状介质模型,并以震区GPS、水准、强震动等同震位移/形变观测资料为约束,联合反演了芦山主震的同震滑动分布.其中,断层解译结果表明震源区包含5条相关断层F1-F5,通过对所有可能的断层组合模型进行反演分析,显示采用F1+F3+F4+F5的组合模型反演效果相对最好,是最可能的发震断层模型.反演得到的芦山主震矩震级为M_W6.5,其中同震滑动主要分布在NW倾的主断层F1的断坡周围,最大值为0.86 m,滑动角92.88°,纯逆冲型;F1上方反倾的次级断层F3上最大滑动量为0.37 m,滑动角119.92°,表现出以逆冲为主兼右滑的斜向反冲作用;而沿另一条反倾的次级断层F4的最大滑动量为0.40 m,滑动角97.98°,几乎为纯逆冲作用.此外,震区还存在一个NW缓倾深度为5~8 km的浅部滑脱面F5,它分隔了浅部沉积盖层与深部变质基底,限制了其下方F1、F3及F4等断层的同震破裂继续向更浅部扩展.主震时深部F1和F3断层夹持的冲起构造发生了上冲运动,除了使浅层和地表产生响应运动及变形外,还引起冲起构造顶面即F5底面的NE段和SW段分别产生了NE和SWW向调节滑动,最大值0.25 m.总之,基于文中构建的F1+F3+F4+F5的发震断层模型,反演结果能很好拟合地表多种观测资料,还能解释地表GPS观测的同震"左旋"运动与地震学观测的震源断层逆冲运动的"不协调性".     

雷达干涉测量对1992年兰德斯地震的运动学过程分两步反演的贡献

研究了1992年兰德斯地震的破裂过程。采用了两步法以限定滑动幅度和破裂时间之间的相互影响，否则会影响仅用地震资料得到的解。首先用独立的大地测量资料来约束滑动分布及其不确定性，然后获取破裂传播的时间特征。第一步用干涉测量数据和全球定位系统测量数据进行独立反演和联合反演，以给出三段断层模型上沿走向和倾向的滑动分布特征。我们采用遗传算法来检验解的唯一性，并使用最小二乘找出拟合最佳的模型。根据大地测量的反演结果我们认为：用干涉测量数据足以给出兰德斯地震的滑动分布。由于在我们的构型中地表形变对浅层滑动比较敏感，因而所得到的地表滑动幅度比深层要高。得出的滑动分布与地表的地质观测结果一致，并证实了兰德斯地震的不均匀特征。霍姆斯特德谷断层（第2段）上绝大多数滑动发生在浅层，最大深度约为7m。另一个滑动较大的区是在8km深的约翰逊谷断层上（第1段）。第二步则反演了强地面运动数据，使用了预设的最终滑动幅度和由大地测量数据推断的不确定性，对破裂过程的时间进程进行了约束。第二步强调地震随时间的强烈变化。高滑动区破裂前缘传播速度快，当破裂沿断层传播遇到阻力时其速度会减慢。平均而言，破有缘传播速度接近S波速度，并在开始后约20s约束。滑动幅度和破裂速度的较大变化表明：对破裂过程的描述用凹凸体的连续破裂比用匀速脉冲传播更为准确。     

2011年4月11日日本东北福岛县浜通Mw6．6地震的地表断层破裂和滑动分布

2011年4月11日日本东北福岛县浜通地震于2011年3月11日东北地方太平洋海岸近海地震之后1个月发生在一地震活动区。这次浜通地震在北北西一南南东走向的系浞断层上造成14km长向西的正滑破裂,同时在西北西～东南东走向的汤野岳断层造成16kin长向南的正滑破裂。沿系浞断层的滑动从南端到中部突然增加,其中测量的最大位移近2m;该断层的中段到北西端的滑动逐渐降低。汤野岳断层也有不对称的滑动分布,在其北西段附近峰值约为0．9m。从破裂沿这两条断层扩展的方向来考虑,显然测量到的地表断错在走向上不对称,在更靠近破裂起始的断层末端观测到最大断错,而在破裂终止的方向显现出逐渐减小。滑动分布和震中位置的地表观测结果与滑动反演模型得出的地震破裂的总体特征一致。浜通地震断层超过60％的破裂长度以及其他历史正断层地震,滑动位移量小于或等于最大滑动的30％。根据破裂长度、最大和平均位移估计的该地震的矩震级（Mw）在6．5～6．8之间,与地震学确定值6．6相一致。     

从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因

通过唐山震中的地震测深以及深反射剖面,揭示了唐山震源区的浅部及深部构造图象,它与以往的推测很不相同。 唐山东面的开平向斜属中生代构造,探测的结果表明,向斜轴是一近于直立的地壳断裂。唐山地震时的水平地形变主要是由开平地壳断裂的位移引起的,它是北北东-南南西向右旋走滑断裂。开平地壳断裂西面的陡河断层是一自地表向南东方向下插的正断层,断层倾角为26°,延伸至5km深处。陡河正断层刚好插到唐山市震中区的正下方。唐山地震时的垂直地形变主要是由陡河正断层的滑动引起的。 野鸡坨-丰台断层通过震源区的西部边缘,断层以西的第四纪沉积层,在过去一百万年间曾经沿北北东方向水平滑移15km,表明它也是一个右旋的走滑断层。但是它在近代数百年间并无地震活动,唐山地震时该断层的滑动亦不明显。 开平地壳断裂和陡河正断层在唐山地震时同时滑动,说明地震的作用力除区域水平构造力外,地壳上方还存在一个附加的引张力。在开平断裂处,上部地壳的反射面倾角杂乱,而且在它的正下方,莫霍界面明显错断,因此,地幔顶部的热物质可能自开平地壳断裂中上升。热物质产生的热应力在地壳上方可表现为张应力,而在地壳下方却表现为压应力,这与反射地震剖面图的现象相符合。开平地壳断裂中热物质的上升对地震的产生有     

1990年代期间b值和地壳形变的相关变化能够确定1999年8月17日伊兹米特M_W=7.4级地震的破裂起始

在30.1°E和30.8°E之间的北安纳托利亚断层系,从平直段到释放弯曲段,其b值从1.1上升到1.7。GPS资料对这个弯曲段的扩张特性给予了证实,观测到的扩张速率为0.3μ应变/a。在该区域断层面解从大量右旋走滑变为弯曲段中部的带法向分量的斜向滑动,这与拉张盆地构造相吻合。我们认为,由于切向和法向断层运动的叠加,地壳体高度破碎,相当于一个短的平均裂纹长度。由于现存裂纹上的低正应力,摩擦滑动被认为是地震活动产生的主要机制,引起b值升高。研究区中的最低b值(b～0.8)是在断层弯曲段和毗连段之间的交汇处发现的,这个地段恰好穿过1999年伊兹米特地震的震中。沿几何障碍体的地震活动数值模拟预示着,在这个交汇处有局部应力集中。因此,b值最低的场地被认为是大地震最容易发生的地方,这个结论被伊兹米特地震所证实,震中离预测位置约13km。在1992年年初,沿断层弯曲段的中部和西北部空间平均b值开始上升,并且对应一个强烈的水平拉张期。由于1992年没有记录到任何大地震,因此假定这种异常拉张和应力的相关变化是由无震断层滑动引起的。根据可使用的地震构造信息,计算出了因深处缓慢位错而造成的地表位移。GPS资料通过深度为10km、等效震级M_W=5.9的正断层震源而得到很好的解释。不同孕震深度的应力变化也计算了出来,基于的假设是偏应力和平均应力下降而库伦应力变化为正的地段最容易观测到b值上升,也就是说,断层已接近破裂。对于右旋走滑断层,满足这种应力条件的地点是b值上升最大的地方。伊兹米特地震的地表破裂仅同研究区西部和东部的已知断层迹线有关。沿断层弯曲部分,地表破裂从地图上标示出的断层迹线脱离出来,贯穿推测的1992年慢地震引起的正库伦应力变化区域。最大地表滑动(5m)是在最大库伦应力变化(～3bar)场地附近观测到的,这表明1992年的慢地震可能已部分地松开了其后发生的伊兹米特地震的破裂面。我们认为,沿复杂断层弯曲部分观测到b值的明显变化可用来描述构造形变在时空上的不同状态。     

基于InSAR同震形变场反演汶川Mw7.9地震断层滑动分布

通过综合分析2008年5月12日汶川地震野外地震地质考察的地表破裂带空间分布及分段资料,结合InSAR干涉形变场资料,构建了五段断层几何结构模型,该模型与野外地震地质考察结果在多数分段上基本一致;基于此五段断层模型,运用敏感性迭代拟合算法反演了汶川地震InSAR同震形变场,获得了断层滑动分布及部分震源参数.结果表明,基于余震精定位获得的地震断层倾角模型模拟的同震形变场与InSAR形变场吻合较好,且残差较小;反演的滑动分布主要集中于地下0～20 km,最大滑动量分别位于北川及青川等地区,最大可达到10 m;沿SW-NE走向,断层面的滑动方向主要以右旋兼逆冲形式为主,在汶川及都江堰地区以强烈的逆冲为主兼有一定右旋走滑分量,在北川及映秀地区以逆冲兼右旋运动为主,在平武及青川等地区则逐渐过渡为以右旋运动为主兼有一定的逆冲分量,其中汶川地区的平均滑动角为97°,北川地区的平均滑动角为119°,青川地区平均滑动角为138°.反演矩张量为7.7×10²⁰ N·m,矩震级达M_w7.9.     

基于InSAR同震形变场反演汶川M_w7.9地震断层滑动分布

通过综合分析2008年5月12日汶川地震野外地震地质考察的地表破裂带空间分布及分段资料,结合InSAR干涉形变场资料,构建了五段断层儿何结构模型,该模型与野外地震地质考察结果在多数分段上基本一致;基于此五段断层模型,运用敏感性迭代拟合算法反演了汶川地震InSAR同震形变场,获得了断层滑动分布及部分震源参数.结果表明,基于余震精定他获得的地震断层倾角模型模拟的同震形变场与InSAR形变场吻合较好,且残差较小;反演的滑动分布主要集中于地下0～20 km,最大滑动量分别位于北川及青川等地区,最大可达到10 m;沿SW-NE走向,断层面的滑动方向主要以右旋兼逆冲形式为主,在汶川及都江堰地区以强烈的逆冲为主兼有一定右旋走滑分量,在北川及映秀地区以逆冲兼右旋运动为主,在平武及青川等地区则逐渐过渡为以右旋运动为主兼有一定的逆冲分量,其中汶川地区的平均滑动角为97°,北川地区的平均滑动角为119°,青川地区平均滑动角为138°.反演矩张量为7.7×10~(20)N·m,矩震级达M_w7.9.     

倾斜断层深部不均匀滑动的反演计算

根据倾斜断层走滑、倾滑及拉张运动产生的地表位移计算公式，利用Ｈａｒｒｉｓ和Ｓｅｇａｌｌ的反演方法，建立了倾斜断层具多个滑动分量的反演模型，编制了相应的计算机程序，实现了利用大地测量资料反演计算不同产状断层深部不同运动方向的滑动速率或滑动量。并以北京地区两条主要活动断层为例进行了计算，获得结果与北京地区区域应力场及断层应力场具有较好的一致性     

汶川8.0级地震地表破裂带与岩性关系

2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂分别形成约230 km和70 km的地表破裂带.震后地质考察研究表明,伴随地震断层出露地表的滑动面大多沿炭质泥岩和煤层发育.与1∶5万区域地质图进行对照,显示映秀—北川地震破裂带的西南段（虹口—清平段）和灌县—安县地震地表破裂带的展布与龙门山地区上三叠统须家河组煤系地层的出露范围相一致.龙门山地区的上三叠统须家河组地层中的薄煤层、炭质泥岩层以及志留系、寒武系的炭质页岩层是易于产生滑动的柔性岩层,易形成滑脱面或成岩片夹于断层带中.汶川地震产生的复杂地表破裂带是龙门山逆冲推覆构造带沿地表构造层中夹有煤层等柔性岩层的断层产生B型滑动的结果.     

InSAR揭示的青藏高原近期正断型地震形变特征与指示意义

正断层在青藏高原的隆升扩展演化中发挥了重要作用.本文使用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获得了2020至2021年发生在青藏高原内部3次正断型地震的同震形变场.基于Okada弹性位错模型和形变场信息反演了断层几何参数和断层面滑动分布,精确地确定了发震断层位置.研究结果显示高原内部的这些正断型地震均以正断层活动方式为主,但还兼有一定的走滑运动;发震断层主要为倾角<60°的次级隐伏断层,且均为浅源地震,滑动分布主要集中在12 km以上.结合地球物理资料,我们分析认为正断型地震广泛分布在青藏高原中部和南部弥散型地块内,不局限于半地堑构造相关地区,并且正断型地震的发生更依赖于伸展环境中的重力势能.伴随正断层活动的走滑运动也反映了青藏高原内部物质向东运移的运动学和动力学特征.     

倾向断层中的地震：对称性被破坏的效应

对倾向断层中地城的动力学模拟表明,不对称的近源地面运动是由这类断层不对称的几何形态引起的。在初始应力大小相同的情况下,逆（冲）断层引起的地面运动要比正断层 引起的地面运动大２倍或更多。无论是在逆（冲）断层还是正断层引起的地震中,上盘的运动都比下盘的大。地震产生的应力场与地球自由表面的相互作用导致了与时间相关的正应力的立生,从而造成了正断层与逆（冲）断层之间的不对称性。断层上、下两盘的不对称性是由于     

影像大地测量技术再探伊朗桑塞菲德2017年Mw6.1地震盲断层倾向

在盲断层参数未知的情况下,确定断层模型参数是获取震源机制的基础,也是地震风险性分析的首要任务.2017年伊朗桑塞菲德Mw6.1地震倾角的确定作为盲断层参数确定的一个宝贵实例,在研究观点上仍存在诸多争议.为更好地解释此次地震断层倾角,本文先基于弹性半空间模型构建了东北倾和南倾两种备选的单一平面断层模型.在此基础上,利用哨兵1号和ALOS-2提供的影像大地测量数据联合解算的二维同震形变揭示了两种不同断层模型的逆冲走滑运动特性以及俯冲带逆冲断层破裂模式.为进一步分析更多断层细节并充分解释断层倾向,本文以二维形变数据为约束采用最小二乘动力学反演和贝叶斯反演分别获取了两种潜在断层的最优断层参数和滑动分布并着重分析了两种方法反演结果的各向异性,结果表明东北倾断层具有较小残差且滑动分布更合理.通过分析主震后重定位的59次余震结果发现余震走向分布以及深度延伸方向与东北倾断层模型更吻合,并且东北倾向断层走向与伊朗东北部已知活动断层基本平行,因此可以作为桑塞菲德地震的发震断层为WNW ESE走向的进一步佐证.本文研究的断层参数为走向314.67°,倾角41.5°,平均滑动角128.8°,断层特征为东北倾逆冲兼具右旋走滑,滑动分布主要集中在沿走向6～22 km处,最大滑动量为7 km深处的1.09 m,断层破裂并未到达地表,反演矩张量为1.427×1018N·m,相当于Mw6.07矩震级地震.     

浅部软弱层对走滑破裂引起的强地面运动影响的物理模型

报告了利用泡沫橡胶模拟浅部软弱层对走滑破裂引起的强地面运动影响的结果。走滑地震引起强地面运动的计算机模拟,有时与对断层浅部滑动特性的某些任意假设有关(如:断层面上部2km处的滑动固定为0)。断层滑动反演研究表明,走滑断层浅部的高频辐射通常低于断层深部。在多数情况下,(1)断层区上部几公里的断层可能较弱,不能维持地震高动能释放期间所要求的高水平的剪应力;(2)断层滑动可能具有不同的本构关系,例如,滑动强化。本文的目标是显示利用浅部软弱层进行物理模拟的结果,为假设断层浅部滑动引起长上升时间和高频脉冲降低提供物理基础。软弱区利用在泡沫橡胶模型中插入几英寸宽的软塑性层来模拟。软弱层长时间作用的强度比模型剩余部分低一个量级。瞬时速度强化的作用估计是动力滑动事件中滑动时的3倍。显示了沿走滑断层2km深的软弱区确实能降低浅部滑动的高频能量辐射,这种效果可以由在长得多的上升时间滑动突发时增加一较小幅值的短上升时间脉冲来描述。对15cm的软弱区,平均脉冲幅值降低了约4/10。对于20cm情形,降低了约2/10,30cm时降低了约1/10。根据这些结果可以看出,软弱层越厚,短上升时间加速度脉冲通过软弱层到达表层就越困难。软弱层速度强化特性进一步降低滑动运动和增长上升时间。在模拟研究中,如果已知断层浅部是软弱层或未储存大的剪应力,这些结果支持走滑断层浅部的高频辐射减少的结论。     

1989年大同-阳高地震震源机制及发震模式研究

本文应用Pnl及SH波理论地震图方法求得了大同-阳高地震前、主、余震的震源机制解,并结合发震区的地质构造,推断了这次地震的发震过程及发震构造。结果表明:前、主、余震发生在同一断层上,前、主震发生在浅层,余震发生在深层;发震断层为一具有右旋走滑分量的正断层,走向201°,倾向NW,浅层倾角75°左右,深层倾角58°左右;前、主震断层运动主要为平移运动,滑动角为—169°,余震断层运动的平移与下滑分量几乎相等,滑动角为—138°。发震区的应力场为北60°东水平向挤压,与华北地区统一应力场一致,深部应力场的P轴俯角较大,体现了发震区局部应力场的特征,并与此区域较大的形变沉降相符合。由华北地区的地震活动性,我们还推测这次地震实际上是此区域的应力场沿桑干河断裂带释放能量的结果。此外,文中还讨论了这次地震与一般地堑地震的异同点。