芦山地震前后龙门山断裂带南段视应力研究

利用四川台网数字地震记录资料,计算了2008年汶川地震之后、2013年芦山地震之前5年内,龙门山断裂带南段ML3.0级以上地震视应力随时间的变化,以及芦山M7.0级地震序列的视应力值及其时空分布特征.结果表明：①从芦山地震之前1年的时间开始,龙门山断裂带南段有视应力的上升过程;②芦山地震余震序列视应力存在几次比较突出的视应力与震级相关性的被打破以及视应力的突降异常,且在震后3个小时之后,视应力即有明显下降的过程;③从归准化的芦山地震序列视应力σapp的空间分布来看,视应力高值区域分布在主震的西南方向和整个余震区东南边缘,并且这两个高视应力区正好分布在该断层面与华南地块紧密接触的边缘;④主震西侧有一片视应力相对较高的区域;⑤主震以北区域的视应力则相对较低.     

芦山M_S7.0级地震与龙门山断裂带的活动性

2013年4月20日四川省芦山县发生了MS7.0级强烈地震,该地震的发生与龙门山断裂带的活动有直接关系。通过研究龙门山断裂带及周边区域的形变监测资料,得出：龙门山断裂带的活动趋势取决于巴颜喀拉块体与四川盆地的相对运动,而其运动的主要动力来自青藏高原和上扬子克拉通地块的推挤。结合发震区域地质构造和地壳形变观测数据分析结果,论述此次地震与龙门山断裂带的活动关系,并提出未来5年重点监视区域。     

对龙门山中生代和新生代构造演化的讨论

5．12汶川大地震是在无任何征兆的情况下发生的,这表明龙门山构造带现今的应力与应变场以及在历史中形成的构造格架极为复杂．龙门山构造格架先是形成于太平洋和特提斯两大构造域在中生代的相互作用,后又作为青藏高原的东边界协调青藏高原的隆升和水平生长,其现今的地质地貌格局就形成于这两构造事件的叠加作用．在晚三叠世,扬子西缘发生陆内汇聚作用,在川西形成龙门山构造带,并导致四川前陆盆地的形成,龙门山与四川前陆盆地表现出典型的盆山耦合关系．然而,在中生代大部分时间里,松潘-甘孜构造带与扬子地块表现出截然不同的造山极性．扬子地块沿一系列左行走滑断裂持续发生顺时针旋转,并主要在四川盆地发育一套河湖相沉积,而松潘-甘孜构造带则以大规模北东．南西向挤压缩短为特征,并发生整体抬升．在新生代大部分时间里,龙门山和四川盆地对青藏高原的生长和抬升并没有表现出强烈的构造和沉积响应．在地壳表面水平变形速率很低的背景下,现今的龙门山却呈现出非常年轻的高峻地貌特征,其地形梯度之大甚至超过喜马拉雅山．由此可以推测青藏高原与四川盆地之间的汇聚作用可能发生在地壳深部,可能受下地壳流动的控制．晚新生代时期发源于青藏高原东缘的岷江在龙门山山前突然卸载了大量的洪积物,充填在成都平原内,是气候还是构造成因？对此存在不同的认识．汶川大地震引发了大面积的滑坡、泥石流和河流的堰塞,这些地质灾害给我们的启示是：成都平原的砾石沉积可能有相当一部分与地质历史中大地震引发的洪水有关,其中最著名的是大邑砾岩．在大邑砾岩之下还存在一套沉积特征截然不同的砾岩,其年龄可能是晚中新世（8～13Ma）,这些砾岩连同上覆的大邑砾岩和下伏?     

GPS观测揭示的芦山M_S7.0地震前龙门山断裂带南段变形演化特征

横跨龙门山断裂带南段的连续GPS测网记录到了2013年4月20日芦山MS7.0地震孕育过程相关的地壳变形信息,为研究此次地震前孕震区地壳变形动态演化过程提供重要的基础资料.研究表明,汶川地震的发生导致茂县-汶川断裂南段及以东地区挤压应变和左旋剪切应变加载.GPS跨单条断裂的基线平均缩短速率约为1~2 mm/a,跨越整个断裂带的基线平均缩短速率约为8~10 mm/a,且均表现出随芦山地震临近年均缩短速率逐渐减小的特征;多站组合的应变参数时序结果显示,龙门山断裂带南段主压应变率自西向东逐渐减小,主压应变方向为N30°~45°W近似垂直于断裂带;北川-映秀断裂以东地区以挤压变形为主兼有明显的左旋剪切变形,且面应变和第一剪应变随着芦山地震的临近应变率逐渐减小;北川-映秀断裂以西则表现为在时间进程上逐渐增强的右旋剪切变形.区域GPS变形场结果显示汶川震后龙门山断裂带南段挤压应变积累速率显著大于震前,且茂县-汶川断裂以东地区表现出左旋剪切应变积累特征.综合分析认为,汶川地震后巴颜喀拉块体东向运动加速,运动速度自西向东递减,致使在汶川地震中未破裂的龙门山断裂带南段的挤压应变积累水平进一步增强.     

关于芦山7.0级地震在龙门一带是否存在同震地表破裂的讨论

4.20芦山地震后,有学者在芦山县龙门乡发现一系列的线性裂缝和砖块的旋转变形等"地震地表破裂迹象",由此推测芦山—龙门一线存在隐伏逆断裂,并认为该断裂有可能是此次地震的发震断裂。因此,进一步探讨芦山—龙门一线是否存在潜在的发震断裂,无论是对研究芦山7.0级地震的发震断裂,还是对灾区的重建指导都十分重要。在龙门乡开展了地质灾害调查、跨谷地的地质剖面实测,槽探和人工地震勘探等工作。结果显示:至少在800m深度范围内,不存在芦山-龙门隐伏断裂。此带上的地裂缝等现象不是由断层位错引起,而更可能是地震动在阶地陡坎附近造成的地基或边坡效应所致。     

历史强震对2017九寨沟M_W6.5地震的应力影响及区域地震危险性

松潘—甘孜块体东北端断裂分布复杂,地震活动活跃,1654年以来,该地区孕育了至少9次M6.5地震.2017年8月8日发生的九寨沟M_W 6.5地震与历史强震活动的关联性,以及九寨沟震后周边区域未来地震趋势如何,均是亟待研究的问题.基于历史地震资料和岩石圈黏弹性分层介质模型,我们计算了1654年以来研究区历史地震序列同震、震后效应对九寨沟地震的影响,获取了九寨沟地震震源处应力状态的演化过程,并分析了历史地震活动对研究区主要活动断裂的应力影响.结果显示1654—2008年历史地震序列同震及震后效应使2017年九寨沟地震震源位置应力升高.基于不同的有效摩擦系数取值的计算结果显示:九寨沟地震震源位置累积库仑应力变化量为正且超过0.01 MPa.当有效摩擦系数取值为0.4时,累积库仑应力变化量为0.2009 MPa.九寨沟地震的发生受到历史地震同震及震后效应所导致累积库仑应力变化的促进作用.1654年天水M 8.0地震和1879年武都南M 8.0地震的同震及震后效应所导致的累积库仑应力变化量超过九寨沟震源处应力累积量的50%,这两次M 8.0地震在九寨沟地震震中应力演化过程中占据主导地位.1654—2017年历史强震活动使东昆仑断裂玛沁—玛曲段、塔藏断裂马家磨段和岷江断裂松潘—叠溪段应力明显上升.以上三处断层段均存在第四纪活动性,且近期均未有强震活动,历史强震活动提升了这些区域未来的地震危险性.历史地震使塔藏断裂西段、虎牙断裂北段、岷江断裂北段应力卸载,降低了这些区域未来的地震发生概率.     

从库仑破裂应力和余震分布角度探讨汶川地震和芦山地震的关系

本文以龙门山及周边地区为研究对象,考虑区域地质构造差异、主要活动断裂带、地表附加重力影响,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的龙门山地区三维粘弹性有限元模型。以地壳水平运动速率观测值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场,在此基础上分别模拟了汶川地震和芦山地震的发生机理。通过分析同震库仑破裂应力变化与余震空间分布的关系,探讨了2次地震主震对余震的触发作用以及汶川地震对芦山地震的影响。研究表明,汶川地震和芦山地震的余震大部分由其主震触发,汶川地震对芦山地震的余震有约6.78%的触发作用。汶川地震的同震库仑破裂应力在芦山地震主震位置的增加值约为0.016MPa,如果龙门山断裂带南段库仑破裂应力年累积速率按照0.4×10-3-0.6×10-3MPa·a-1计算,汶川地震使芦山地震提前了约27-40年。计算还表明汶川地震和芦山地震的发生使鲜水河断裂带南段和虎牙断裂的库仑破裂应力增加,这些断裂带在未来发生地震的可能性增加。     

龙门山断裂中段地震活动及影响场特征讨论

龙门山断裂中段在整个龙门山断带中,地质构造最为发育和复杂;地震活动的强度和频度也算最大;由于附近中小城市,工矿等单位较多,人口密集,当其地震发生后的影响显得突出并引人注意。为此,讨论该段的地震活动及影响场的特征,是很有意义的。     

龙门山及邻区区域活动构造与汶川8.0级地震

龙门山活动构造带位于青藏高原断块区巴颜喀喇断块与华南断块区四川断块之间,是青藏高原断块区东部边界构造带中段的一条北东向挤压推覆构造带,它南接川滇南北向构造带,北为岷山-西海固南北向构造带。与后二者历史上均发生过多次7~8级地震不同,龙门山构造带历史地震活动强度却相对较低,只发生过6~612级地震,汶川8.0级地震即发生在青藏高原断块区东部边界构造带中段这一历史地震活动水平相对较低的构造段。     

汶川8.0级地震和芦山7.0级地震对周边断层的影响

采用分层粘弹性介质模型,研究龙门山断裂带发生的两次大地震(2008年5月12日汶川8.0级和2013年4月20日芦山7.0级地震)的同震位错和震后粘滞松弛效应引起的周边断裂带上的库仑应力变化。结果表明,汶川8.0级地震同震和震后效应均引起了芦山7.0级地震震中位置的库仑应力增加,有利于芦山地震的发生;汶川和芦山地震的同震和震后效应引起的周边各断层上的累积库仑应力变化分布显示,这两次大地震引起了其间的破裂空段的库仑应力显著增加;此外,累积库仑应力显著升高的断裂还有:鲜水河断裂带中段、灌县一安县断裂北段、文县断裂的一.部分、平武一青川断裂北段、略阳一勉县断裂。累积库仑应力显著降低的断裂有:马尔康断裂、岷江断裂南端、虎牙断裂、龙泉山断裂北端、北川一映秀断裂北段。     

汶川8．0级地震后龙门山断裂地震波速异常的讨论

通过对2008年四川省汶川8．0级特大地震时天水台记录到的地震波形进行分析,结果发现：龙门山断裂带在汶川特大地震后,天水台记录到的余震出现了3—4秒的地震波速异常,认为与此次特大地震后龙门山断裂带的破碎有关。     

中国陆地区域7级以上地震发生后的序列特征

一次浅源强震发生后,震区人民的生命财产总会受到不同程度的损失。广大群众由于耽心再次发生同样大的或更大的地震均搬到室外居住。在这样的情况下,地震工作者必须在尽可能短的时间内(一般就在地震发生的当天或第二天)向党政领导和广大群众给出正确而具     

从灾害链角度讨论1920年海原8.5级地震

1920年12月16日海原发生8.5级大震。在该年前期,冀、鲁、豫、晋、陕五省大旱。与大旱有关的副高,其边缘引张环作用于旱区西边,对海原大震有中短期促发作用。临震前有西伯利亚寒潮传出的脉动触发了该大震,待寒潮大风来到震区时已在震后一天。这对灾民也是一种附加灾害。     

从溧阳六级地震的前兆特征讨论中强震的预报问题

扬州～铜陵地震带位于大华北强震活动区和华南地震相对平静区的交接部位,中强震比较活跃。由于中强震震源应力场作用范围有限,时间不长,每个中强震的前兆有其相对的独立性——很少受大华北强震与本区其他中强震的影响。这就为检验前兆的准确性提供了较好的环境。1979年7月9日溧阳六级地震后经历了一年多时间的检验,我们将其较可靠的前兆     

利用强震记录校正的芦山7.0级地震峰值加速度震动图

运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果及中国西部地区地震动参数衰减特征,估计了2013年4月20日芦山7.0级地震加速度分布图.利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系估计值之间的系统偏差,进一步修正了峰值加速度分布图.结果显示,由于芦山地震属于高角度逆冲型地震,加大了震区的震动程度,特别是震中附近30km范围内震动程度比校正前的结果更高.     

武定6.5级地震序列的地震应力降研究

以Brune提出的中小地震圆盘形破裂位错模式为理论基础，研究了地面运动峰值参数（r.d)和（r.v)对地震应力降△σ的依赖性，并考虑地球介质Q值对峰值参数的影响，利用武定M6．5级地震序列的近场数字记录地震资料，由此导出了用峰值位移d和峰值程度v求地震应力降△σ的关系式：lg(g.d/e^-qr)=-10.56 2/3lgM0 1/3lg△σ；lg（r，v/e^-qr)=-2.566 1/3lgM0 2/3lg△σ.用上述公式测定了武定地震序列的地震应力降△σ，结果给出地震序列的应力降△σ构大多数在5．0－50MPa的范围内，是典型的高应力降序列。通过分析应力降的时空分布特征，发现应力参数与余震活动的频度及强度相关，也与地震构造背景相关。研究结果还表明用地面运动峰值参数估算地震应力降是一种新的实用性较强的方法。     

2015年尼泊尔强震序列对中国大陆的应力影响

基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算了该地震序列传递到中国西藏境内发生在定日县地震和聂拉木县地震的应力.2015年尼泊尔地震序列导致定日县地震和聂拉木地震节面和滑动方向的库仑应力增加(2~3)×103 Pa和(2.4~3.1)×105 Pa, 表明这两个地震受到尼泊尔地震序列的触发.其次,我们计算了2015年尼泊尔地震序列在中国大陆及其附近主要活动断层上产生的库仑应力变化.喜马拉雅主山前逆冲断裂和青藏高原内部的拉张正断层上的库仑应力有较大的增加,而青藏高原的走滑断裂,如阿尔金断裂、东昆仑断裂、玉树玛曲断裂、班公错断裂西部、嘉黎断裂的库仑应力有较大的降低.天山南北两侧的断裂库仑应力降低.而华北及东北、华南地区的库仑应力变化几乎可以忽略不计.最后,计算了该地震序列造成的水平应力变化.水平面应力在2015年尼泊尔地震序列北向(青藏高原大部和新疆区域)增加(拉张),而在地震序列东侧的西藏南部和川滇地区南部降低(压缩),在华北和东北仅有少许增加,在华南地区有少许降低.在中国西部,主压应力表现为以2015年地震序列为圆心的向外辐射状,而主张应力方向与同心圆切线方向大体一致.水平主压应力方向在东北地区为北东向,在华北地区为北东东向,在华南地区为南东东向.这种模式与现今构造应力场方向相似,表现了2015尼泊尔地震序列所代表的印度板块和欧亚板块的碰撞是中国大陆构造变形的主要动力来源.     

地震活动图像有序演化对7级以上地震的预测意义

7级以上地震是对人类的生命及财产威胁极大的地震.中国地震局监测预报司“十二五”地震预报规划中指出:“1950年以来造成千人以上死亡的地震均为7级以上地震.因此,从减轻地震灾害的角度,今后5-10年地震预测预报研究和地震预测预报工作的首要任务和目标,是开展7级以上地震的长中短临预测预报探索、并在能够达到的科学认识的条件下最大限度地为政府和社会的防震减灾服务.”     

2015年尼泊尔强震序列对中国大陆的应力影响

<正>基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算了该地震序列传递到中国西藏境内发生在定日县地震和聂拉木县地震的应力。2015年尼泊尔地震序列导致定日县地震和聂拉木地震节面和滑动方向的库仑应力增加(2~3)×103 Pa和(2.4~3.1)×105 Pa,表明这两个地震受到尼泊尔地震序列的触发。其次,我们计算了2015年尼泊尔地震序列在中国大陆及其附近主要活动断层上产生的库仑应力变化。