汶川地震同震形变场对川滇地区主要活动断裂地震发生趋势的影响

以所建立的川滇地区主要活动块体及其周边断裂带的模型和前期利用GPS及水准资料反演所得到的断裂带长期运动速率作为基础,将汶川地震引起的同震错动量加入到三维断裂几何模型中,计算出汶川地震大范围的同震形变场,然后基于该同震形变场和活动断裂三维几何模型反演了各条断裂对该同震形变场的反映,并通过与各断裂带长期运动速率对比,得到了汶川地震对川滇地区各主要活动断裂带发震趋势的影响．结果表明,在汶川地震引起的同震形变场作用下,在川滇交界东部地区,龙门山断裂带南西段地震危险性提前了305a,鲜水河断裂带南东段大致提前了19a,安宁河断裂带和则木河断裂带分别提前了21a和12a,大凉山断裂带北段和南段分别提前了9.1a和18a,马边断裂带的地震危险性则提前了51a;对川滇交界西部的丽江——小金河断裂带南西段、怒江断裂带、龙陵——澜沧断裂带、南汀河断裂带、中甸断裂带等断裂带地震的能量积累也有促进作用;相反在鲜水河断裂带北西段、小江断裂带等历史地震频发的断裂带上,地震危险性具有一定的减速作用．      

动态地壳形变与川滇地区成组强震活动

初步分析了1982年以来川滇地块的地震,存在2组强震活动,即1988～1989年澜沧、巴塘、小金地震,1995～1996年孟连、武定、丽江地震.研究了川滇地区跨断层短水准、短基线、连续蠕变观测资料在这2组强震前中期-短期的形态异常和年速率动态异常.震前形变异常场地震数的比例在云南地区为0.33～0.42, 而四川地区较低.部分场地出现的异常时段有一定的同步性.文中对跨断层形变异常图像与成组强震关系作了初步的讨论.     

川滇菱形块体各边界垂直形变速率与断层活动特性

依据川滇菱形块体各边界带上所有跨断层垂直形变测量资料,计算各断裂带垂直形变速率合成值,分析各断裂带形变速率特征。结果表明,川滇菱形块体断层活动有南强北弱,西强东弱的特点,该块体东北边界断层活动北段是以压性为主的逆断层,南段是以张性为主的正断层,西南边界断层活动北段以压性为主,南段则以张性为主。     

基于跨断层水平形变资料的鲜水河断裂现今活动分析

利用2000—2018年鲜水河断裂基线、蠕变资料,将场地缩放到统一尺度,分析不同资料反映的断裂活动特征,探讨断层活动与周边地震活动的关系。结果显示:(1)跨断层近场水平形变资料表明鲜水河断裂活动具有明显分段性,按照断层活动速率大致分为北西段、中段和南东段,与地质上分段方式有一定差异;(2)跨断层近场水平形变资料能不同程度显示出偏离正常背景的活动变化,捕捉到附近中强地震前兆信息和震后调整变化,为地震危险性判定提供重要参考;(3)基线和蠕变反映的断层活动存在差异,基线活动明显高于蠕变,基线走滑速率为0.30～2.05 mm/a,张压速率为0.47～1.21 mm/a,蠕变走滑速率为0.14～0.62 mm/a,张压速率为0.12～0.29 mm/a;(4)蠕变和基线均显示研究区内的鲜水河断裂以左旋走滑活动为主,北西段和中段活动强于南东段,基线资料显示2017年芦山M_S7.0地震后张压活动总体加强。     

沂沭断裂带及附近地区垂直形变特征分析

利用小波变换分析方法提取沂沭断裂带及其分支断裂跨断层流动短水准和长水准趋势变化成分, 计算分析不同断裂的垂直形变速率和受力状态, 结果表明: 沂沭断裂带及其北西向分支断裂近期垂直形变速率均较小, 没有明显的速率异常和受力状态改变; 同一断裂具有分段和分时活动特征, 断裂活动性质与地质考察结果基本一致; 大部分水准观测场地在1995年苍山5.2级、 2011年日本9.0级地震前后断裂垂直形变速率和受力方式发生了变化; 山东近几年出现的跨断层水准异常基本结束, 仅存的冯家坊子水准异常存在一定干扰, 沂沭断裂带及附近地区近期发生强震的形变背景尚不明显。     

芦山MS7.0地震前远、 近场形变 时空演化特征研究

应用芦山M_S7.0地震震中附近跨断层及连续形变观测资料, 分析了芦山地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. 结果表明: ① 自2013年1月起, 沿鲜水河断裂带一些跨断层基线观测到显著的加速转折变化, 沿安宁河、 则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线, 2010年以来出现的巨幅异常等是突出的场兆变化; 沿龙门山断裂带一些水准观测在汶川M_S8.0地震后持续的调整变化具有近震源区变形特征. ② 鲜水河、 龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区, 地倾斜、 应变、 重力及断层水准和蠕变观测临震前均未有显著的异常变化, GPS水平、 垂直位移年速率最小, 该地区是形变变化或形变异常分布的“空区”. ③ 在对近场与远场多种连续形变数据通过傅里叶变换提取年周期成分后发现, 临震前2—3年近震源区域的地倾斜、 重力年变化幅度不是增大, 而是减小. 芦山M_S7.0地震前观测到的形变前兆现象特征与汶川M_S8.0地震等震前的前兆现象较为接近. 因此, 芦山地震前近震源区及外围形变异常分布特征不是个别的现象.      

川滇地块的震源力学机制、运动速率和活动方式

用 4 4 2次中强地震的震源机制解分析了川滇次级地块应力场的优势方向。使用 771次 3级左右地震的滑动角λ参数统计确定震源断层的错动方式 ,并用中强地震P波初动解的N轴仰角的统计分布结果得到的震源断层错动或滑动型式去佐证。拟合中强地震的矩张量速率式 ,计算了川滇次级地块各地震构造区的年均滑动速率 ,并进行比较。根据 1980— 2 0 0 1年川青地块、雅江地块和滇中地块边界断裂带跨断层短水准、短基线定期复测结果 ,分析了水平和垂向年均形变速率。川滇地块间的运动是不均匀的。川青地块的运动方向为SEE。雅江地块压应力场优势方向为SSE ,相对川青地块的运动速率更大。滇中地块承袭雅江地块的运动方向 ,略偏东。密支那滇西地块压应力场有 2组优势方向 ,存在向NE方向的推挤和SSE方向的逃逸 ,活动速率大     

则木河断裂带断层活动特征与中强震关系浅析

通过对则木河断裂带上4个跨断层形变测点资料的分析,认为则木河断裂带断层活动分为4个不同的活动时段,其不同活动时段断层张压结合;在川滇交界区域发生中强地震前则木河断裂带跨断层形变资料中能捕捉到一定的前兆信息,地震大多发生在形变异常结束后50d内。     

康定6.3级地震前鲜水河南段跨断层形变异常分析

2014年11月22日,四川省甘孜州康定县（30.3°N,101.7°E）发生6.3级地震,震源深度18km。地震发生在有跨断层形变测量场地的鲜水河断裂带康定至道孚之间的色拉哈断裂。结合该断裂带2000年以来的跨断层形变观测资料,笔者重点对老乾宁、折多塘监测场地在康定地震前的观测资料进行了分析,得出了以下结论：①从2013年5月开始,老乾宁基线观测曲线持续上升,反映出鲜水河南段断层张性活动有所增强;②老乾宁、折多塘场地短水准观测曲线2014年5月至9月加速下降,断层压性活动增强,有明显的短期异常;③老乾宁、折多塘短水准异常对康定6.3级地震的短期预测有着明确的指示意义。     

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.     

4·20芦山7.0级地震预测思路及过程回顾

2013年"4.20"芦山7.0级地震前,四川跨断层形变资料在紧邻发震断裂的鲜水河、安宁河、则木河断裂带上出现了偏离正常背景的长、中、短期异常,长期异常以断层张性活动为主,中短期以趋势转折为主,短期则以鲜水河中北段压性活动为主,且据此做出了较准确的短期预测。文中将对该次地震的预测思路及过程进行回顾,展示长、中、短期预测依据及过程,为未来强震的短期预测总结经验。分析结果认为:1)跨断层短水准、短基线的突变加速异常对强震发生的时间有着较好的短期预测意义;2)综合利用跨断层前兆异常出现的时序特征、流动重力高梯度带及差异性变化进行分析,提取其异常交会部位,对强震的发生地点有着较好的预测效果;3)跨断层形变异常持续时间的统计对于强震发生的震级有一定的指示意义;从断层活动特性来看,"4.20"芦山地震前,巴颜喀拉块体向SE的运动速率可能大于川滇块体东边界,导致龙门山北段、鲜水河中北段、则木河断裂带断层挤压推拉活动加剧,龙门山南段、安宁河北段"闭锁",各个断层活动方式产生明显差异,但又相互牵制、相互调整,并在运动形式上相互转换,从而使高原与盆地过渡地带的脆性岩层产生破裂,发生强震。     

2012年4月11日苏门答腊8.6级地震前后川滇地区波速变化研究

利用2012年1~6月川滇地区(21°～34°N, 97°～108°E)99个测震数字地震台的连续波形资料, 采用背景噪声层析成像方法反演了2012年4月11日苏门答腊8.6级地震前后川滇地区的波速变化, 同时研究了该地震前后川滇地区地震活动的变化特征。 结果表明, 川滇地区波速结构呈现龙门山断裂带南段至元谋—绿汁江断裂带和安宁河断裂带波速降低而两侧波速升高的特点。 同时, 波速变化与地震活动性变化具有明显的相关性: 在宁蒗—木里和乐山—雅安一带波速增高显著, 地震活动速率也增加; 在龙门山断裂带南段至安宁河断裂带上则表现为明显的波速降低, 而安宁河断裂带也是地震活动速率降低区域。 这表明本研究得到的波速变化的结果有一定的可信度, 也为背景噪声方法应用到地震预测提供了一种可能的途径。     

南北地震带垂直形变速率梯度与强震活动研究

垂直形变梯度能够有效反映区域构造运动的垂直差异变化程度。 我们利用长时间段的水准资料结合GPS资料计算垂直形变梯度值, 计算结果显示垂直形变速率梯度的空间分布与构造分布具有显著的相关性, 南北地震带垂直形变速率梯度异常最显著区域在鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和小江—则木河断裂带附近, 其次是青藏高原东北缘地区的庄浪河断裂带与冷龙岭断裂带交会区域, 2016年门源6.4级地震就发生在这一异常区域内, 但是从垂直形变速率梯度的高梯度区域分布来看, 在天祝至景泰一带也有发生强震的背景。 三大断裂交会区域是整个南北地震带构造活动最为强烈的区域, 应该注意该地区未来强震发生的危险性。     

1981年道孚地震前地形变异常的模糊识别及前兆特征分析

本文利用模糊数学中模糊识别方法。处理了鲜水河断裂上的流动短水准、短基线资料,得出:道孚地震前约4个月,鲜水河断裂各场地的形变出现异常变化,而且较好地对应了道孚地震。     

川滇地区部分连续GPS测点形变异常分析

通过对川滇地区连续GPS测点进行分析,发现在宁南地区存在一定的形变异常,而跨断层水准资料也显示有同样的异常。安宁河断裂、则木河断裂周边连续GPS测点运动速率相对于小江断裂北段有一定的差异。综合分析宁南地区及其周边地区的跨断层水准测线、连续GPS测点运动差异、历史地震活动性、b值、重力场变化特征等资料,认为在宁南及其周边地区可能存在一定的应力积累,在则木河断裂与小江断裂交汇部位及其南部可能存在一定的应力积累。     

川滇地区现今地壳形变及其与强震时空分布的相关性研究

本文通过分析80年代以来的川滇地区跨断层形变测量资料、区域垂直形变测量资料及部分大区域GPS测量资料，认为该时间域内川滇地区地壳形变处于相对弱状态，并直接导致了自1981年道孚6．9级地震后至今川滇地区6级以上地震基本上未沿主边界断裂展布，且具有准顺时针旋转迁移的分布特征。基于此，认为未来几年内川滇地区地震危险性预测研究的重点应是川滇地区中部。最后根据现今地壳形变测量资料和地震分布特征提出了川滇地区活动地块时段性划分的概念，并给出了初步的划分结果。     

临潼-长安断裂带构造变形及分段特征

对临潼-长安断裂带1970～1996年跨断裂水准资料、1983-2004年跨断层场地水准资料和1992～2004年重力段差资料进行了定量计算与分析。分析结果表明：①临潼-长安断裂是近期非常活跃的断裂，断裂带中主次断裂具有对称活动特点，江伊-鲍坡断裂在该断裂带整体活动中居主动地位；②跨临潼-长安断裂带的麻街和沣峪口两场地在地震前，垂直形变均不同程度地出现准同步快速下降的异常变化，但震后区域应力场的调整过程中两场地的影响存在差异；③临潼-长安断裂带的活动具有明显的分段性特点，形变测量资料分析表明，其南段活动比较稳定，而北段的活动则很活跃；④场地水准与跨断裂水准资料有较好的一致性，重力段差变化与场地垂直形变有较好的相关性。     

利用GPS数据估算川滇南部地震(M_S≥6.5)平均复发间隔

利用川滇南部GPS站点速度资料,采用Kriging插值和有限单元中形函数(拉格朗日差值函数)求导原则,计算了川滇南部主应变速率.在此基础上,引入Kostrov地震矩率计算方法,由主应变速率求得了研究区的地震矩率,进而借助于Ward地震平均复发间隔公式计算了研究区地震(MS≥6.5)平均复发间隔.计算结果表明,川滇南部不同震级档地震复发间隔空间分布总体上与区内主要活动断裂展布基本吻合;地震复发间隔低值区主要分布在地震活动水平和滑动速率较高的安宁河—则木河—小江断裂带、丽江—小金河断裂西南段、红河断裂西北段.所得的结果与利用历史地震资料获得的结果基本一致.该方法对于历史地震资料缺乏或不完整地区和活动断层定量研究程度较低的地区有着潜在的应用价值.     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带及邻近区域的震间形变与发震机理

利用跨龙门山后山和前山断裂的短水准监测资料、龙门山区域GPS和水准测量资料,结合龙门山及邻近区域的地震构造、以及2008年汶川8.0级地震前的中小地震活动等信息进行分析,研究汶川地震前横跨龙门山断裂带的震间(震前)地壳形变特征,探讨引起发震断裂近场和远场形变的构造活动与动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制,以及该地震破裂的发生机理.     

基于三维粘弹性有限元研究汶川地震对川滇地区的震后影响

在考虑川滇地区地壳介质的横向分块、纵向分层特征,及汶川地震同震断层面静态位错上下盘非对称性的基础上,构建川滇地区地壳三维粘弹性有限元模型,研究了汶川地震对川滇地区的震后影响。结果表明:(1)震后10 a由于介质粘弹性松弛效应产生的远场水平变形在川滇菱形地块内部约0~20 mm,对其北部影响较大,南部较小,其产生的远场垂直变形较小,在川滇菱形地块大部分区域表现为0~4 mm的上升;(2)离发震断层较近的鲜水河断裂、东昆仑断裂,震后水平和垂直形变呈现高梯度带;(3)为了和汶川地震之后川滇地区强震活动进行对比,计算了主要块体边界活动断裂水平应力状态和库仑破裂应力变化。从同震及震后位移场空间分布特征、应力状态反映的断层活动特征及库仑破裂应力变化反映的断层面应力加卸载情况来看,与该区域强震活动分布在空间上存在一定的相关性。