2008年汶川8.0级地震地表位移场的模拟——映秀-北川断裂逆冲兼右旋走滑错动形成的地表位移场

基于Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型,从理论上反演了汶川地震时龙门山中央主断裂中段附近区域(距离断裂30km)内由断裂逆冲兼右旋错动形成的地表位移场的空间演化,包括地表垂直和水平位移场的基本特征。模拟表明了断裂错动过程中近断裂区域地表位移场的空间演化情况,而该空间演化情况通过野外科考和有限的GPS测站数据是无法细致描述的。文中将模拟结果与野外地表破裂带的科考成果进行比较,发现两者在变化趋势上近似表现一致;且位移场在离开断裂出露处迅速衰减的特征与现有研究成果一致;同时模拟结果也表明位移场的衰减速度在下盘强于上盘。模拟结果最终表明:断裂错动形成的地表垂直位移存在较大的空间不均匀性且较大的幅值主要集中于断裂的两端,即映秀和北川附近,垂直和水平位移场在断裂端部的变化都强于断裂的中部;地表垂直位移沿走向的变化在断裂上盘强于下盘;水平位移除了在断裂两端变化比较剧烈外,在空间上分布比较均匀;总体上,除断裂端部外位移场的幅值在上盘大于下盘。     

汶川地震形成位移场的空间分布

采用Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型和汶川地震现有成果,通过坐标转换和合成矢量的方法将断裂位错模型用于映秀—北川断裂、灌县—安县断裂和北川—青川断裂组成的断裂系统的错动研究中,理论上计算龙门山近断裂地区的水平位移场(包括沿走向和垂直走向方向)和垂直位移场从震源到地表的分布.模型参数源于现有的研究成果和野外实地考察,计算得到的地表位移场与先前研究成果,包括GPS实测数据,具有的近似性表明了模型的正确性.但GPS只能测定地表水平和垂直变形,对于地下变形情况及其分布却无法描述;目前对于地下变形的研究主要基于对大量仪器记录的地震资料进行反演或通过野外观测进行推测;但是反演多集中于空间较大范围,这样虽可阐述断裂运动引起的大范围位移趋势,而对于震源附近空间介质位移的描述却略显粗糙;同时,野外观测误差较大.本文通过理论模型计算汶川地震中近断裂区域(距断裂50km)内的位移及分布.由计算发现在近断裂区域内垂直位移场和垂直走向方向位移场变化趋势一样,幅值都是从震源到地表逐渐减小;沿断裂走向方向的水平位移场从震源到地表逐渐变大,同时计算还表明位移场的变化在断裂上盘比下盘剧烈,余震分布主要集中于断裂上盘,这说明余震分布和位移剧烈程度存在某种相关性.     

2008年汶川8.0级地震地表垂直和水平位移场模拟计算分析

本文采用Okada及Steketee的断裂位错模型,从理论上计算了龙门山中央主断裂和前山断裂在汶川地震中逆冲和走滑错动形成的地表位移场,包括地表垂直和水平位移场的基本特征。并将计算结果与地震科考成果进行了比较,发现计算结果与现场地表变形考察结果在变化趋势上表现出一致性。同时通过计算揭示了断裂错动过程中离断裂一定范围内的地表位移场变化情况,计算结果表明断裂错动形成的地表垂直存在较大的空间不均匀性,且主要集中于断裂的端部即映秀、北川和青川附近,并且位移场在这些地方变化都较强烈。水平位移场主要集中于北川以北的地区,水平位移场的空间变化比较均匀。     

关于2008年汶川M_s8.0地震震源断裂破裂机制几个问题的讨论

2008年5月12日四川汶川Ms8.0地震是一条陆内活动逆断裂带最新活动的结果.地震震源断裂沿龙门山构造带中央断裂发生斜滑作用和沿前山断裂发生纯逆断裂作用,断裂产状前者陡后者缓,垂直位移前者大后者小,这是一条少见的具有右旋走滑特征的挤压性质双断坡破裂,它是深部斜滑断裂在上地壳脆性域发生应变分解的结果.地震地表破裂带的分段活动和位移分布、地震波反演、余震空间分布、主震和余震震源机制解都说明这一条活动断裂带的活动机制和震源断裂破裂机制的复杂性.北西向小鱼洞左旋走滑破裂带是调节北东向破裂带中缩短量不同的破裂段之间的捩断裂,但由于震源断裂西南段经受着强烈挤压,左旋走滑的小鱼洞断裂也具有明显的挤压分量.在中央断裂这一条走滑逆冲和逆走滑性质的断裂和破裂带中出现的走滑正断裂控制的沙坝沟槽是在一个特殊的构造和地貌条件下,由震源断裂滑动和重力共同作用的结果,重力作用加大了该段破裂的正断层型垂直位移量,它不能真正代表震源断裂的最大地表垂直位移.     

2008年汶川Ms8．0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,本文选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川Ms8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量.结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58 m、垂直滑移3.70 m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63 m,垂直滑移2.00 m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°～79°方位角水平滑移2.15～2.71 m,垂直滑移1.36～1.51 m.平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72 m右旋走滑和3.49 m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境.结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震中最大的一次子事件过程以滑移分解的形式而同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同件质的斜滑破裂.小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带.小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的捩断层.     

2008年汶川MS8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,本文选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川M_S8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量.结果显示,北川—映秀断裂上的白水河—高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58 m、垂直滑移3.70 m;安县—灌县断裂上的白鹿—汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63 m,垂直滑移2.00 m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71 m,垂直滑移1.36~1.51 m.平行的白水河—高川破裂段和白鹿—汉旺破裂段合计形成1.72 m右旋走滑和3.49 m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向（106°）与断裂带整体走向（42°）呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境.结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河—高川破裂段和逆冲型白鹿—汉旺破裂段可能是在汶川地震中最大的一次子事件过程以滑移分解的形式而同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂.小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县—灌县断裂与北川—映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带.小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的捩断层.     

2008年汶川Ms 8.0地震地表破裂变形定量分析——北川-映秀断裂地表破裂带

2008年汶川MS8.0地震在北川-映秀断裂产生了长达240km的同震地表破裂。通过详细的测量、基于测量标志与断裂变形的几何关系对数据的分析,给出了观测点的断裂同震地表变形的垂直位移、倾向水平缩短、走向滑动、断层上盘水平运动方向等参数。结果显示,断裂同震变形分布的空间变化很大,目前获得的最大水平位移位于虹口乡深溪沟,为4.98m,同时也是最大右旋走滑位移点,走滑量4.5m,而目前获得的最大垂直位移在其东北的支沟,为5.7~6.7m。NE向断裂水平位移多为1~2m,垂直位移多为3m左右,而小鱼洞-草坝分支断裂水平位移和垂直位移都更小,只有0.5~1.5m。擂鼓镇附近的数据则反映与断裂相关的巨型滑坡可能将重力变形叠加到构造变形中。由断层水平缩短和垂直位移计算的断层倾角表明,北川-映秀断裂是浅部陡倾的具有走滑分量的逆断层     

汶川地震滑坡崩塌的空间分布特征

汶川地震发生在青藏高原东部边界的龙门山断裂带.该区域由一系列叠瓦状冲断带构成,在大地构造上是连接青藏高原与扬子地台的过渡地带.此次地震引发了大规模的滑坡、崩塌、碎屑流等地质灾害,造成严重的人员伤亡和社会经济财产损失.震后的凋查和研究结果表明,在龙门山断裂带的两侧,滑坡崩塌灾害的分布很不均匀.大多数的滑坡崩塌存在于龙门山...     

汶川地震强余震与引潮力关系的初步研究

以汶川地震为例,统计分析2008年5月12日—2009年9月30日5级以上强余震与引潮力的关系,发现平行断层方向的线应变引潮力峰(谷)值时间与汶川地震及强余震发震时间的对应关系较好,且其对应程度与断层性质有关。综合分析认为,引潮力可能是地震的诱发因素之一。     

2008年5月12日Mw7.9汶川地震导致的周边断层应力变化

2008年5月12日,四川龙门山断裂发生Mw7.9强烈地震,导致重大的人员伤亡和经济损失.据预测,汶川地震余震将持续至少1年,并且不排除发生强余震可能.因此,判断余震可能发生区域,圈定震区周边未来可能发生地震活动的范围,对灾区人员安置、灾后恢复重建以及加强震灾及次生灾害防御具有重要的参考价值.同时,汶川地震及邻区地震活动性为将来研究板内逆冲型地震的同震应力变化,并检验地震的应力触发作用提供了一个非常难得的机会.根据地震的静态触发原理,利用弹性位错理论和分层地壳模型计算了汶川地震引起的周边断层同震应力变化,分析了汶川地震对龙门山及周边各主要活动断层地震活动性的作用和影响.结果表明,汶川地震增加了鲜水河断裂（道孚-康定段）、东昆仑断裂（玛曲-南坪段）、青川断裂、岷江断裂南端以及彭县-灌县断裂、江油-广元断裂、江油-灌县断裂上库仑应力的积累,将提升这些断层上地震发生的概率.由于这些地区人口密集,应加强这些地区的地震监测和灾害预警.青川断裂上记录到的余震表明主震已经触发了该断层的地震活动,余震有向该区迁移的趋势,应密切关注地震向北迁移的态势.彭县-灌县断裂、北川-映秀断裂南段目前发生的余震很少,所积累的构造应力未充分释放,同震库仑应力的加载有可能在今后触发该区较强余震,应对该区实施重点监测.汶川地震有效降低了抚边河断裂、虎牙断裂、哈南-青山湾断裂、龙泉山断裂以及迭部-白龙江断裂上库仑应力的积累,这些区域的地震发生概率将因库仑应力减小而降低.汉中一带、西秦岭北缘断裂上库仑应力变化微小,汶川地震的静态触发效应不足波及此处.     

汶川地震震前与同震断层滑移的比较分析

本文利用GPS观测的1999-2007年汶川震前3期地表变形数据和2008年汶川同震地表变形数据,结合地震位错理论,通过高斯变换和坐标旋转建立断层模型,运用遗传算法,反演了龙门山断裂带断层震前3期和同震滑动参数。结果表明龙门山断层震前3期平均走滑位移为-5.39mm,倾向位移为2.66mm,与同震断层滑移相比较,发现震前断层的滑移趋势与同震断层滑移一致,均为逆冲兼右旋的挤压运动。比较震前3期逆冲方向的滑移量,发现逆冲滑移有加速的现象。并根据震前和同震的断层滑动量估算了汶川地震复发周期。     

Simulations of Vertical and Horizontal Displacement Fields in the 2008 Wenchuan Earthquake

By using the Yoshimitsu Okada and Steketee fault dislocation model,we calculated the vertical and horizontal displacements along the Yingxiu-Beichuan inverse fault and Guanxian-Anxian inverse fault along which the Wenchuan MS8. 0 earthquake occurred in 2008. Compared to the achievements of field surveying along the surface rupture zone,we found that our computational results are comparable to the real displacement variation trend. Furthermore,the computational results indicated that the surface displacement...     

汶川地震区断层围陷波探测

对汶川地震区开展震后科考和断层围陷波探测,本文主要介绍平通镇断层围陷波探测及初步结果。平通镇处在汶川8．0级地震断层带正上方,地表破坏十分严重。该断层围陷波测线横跨断层,以地震探槽为大致中点,沿NW—SE方向两端延伸,测线长约400m。这次观测结果表明,在汶川8．0级地震的新破裂带中可以观测到断层围陷波,反映了断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异。该测线记录的断层围陷波优势频率大约为3—4Hz。探槽附近的台站断层围陷波较强,初步推测,该地段地壳内断层的宽度大约有200m。     

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

2008年汶川8．0级地震前川青块体及邻区地震活动性分析

本文简要分析了2008年5月12日汶川8．0级地震前川青块体及邻区的地震活动性特征。结果表明,汶川地震发生的龙门山断裂本身历史地震活动水平不高,其周边的鲜水河断裂、岷江断裂、虎牙断裂等历史上强震多发;汶川8．0级地震前龙门山断裂带3级以上中小地震活动增强或平静异常现象不明显,地震活动参数值均在正常变化区间内;4级以上地震异常平静,形成了地震空区;2007年底到2008年初位于龙门山断裂带及其附近台站的0．1级以上小震月频度增强明显。     

2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带的震间形变

利用区域GPS和水准测量资料,结合地震构造背景的分析,本文研究2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带地区的震间地壳形变,探讨引起这种形变的活动构造与动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制.主要结果表明：1997～2007年期间,自龙门山断裂带中段朝北西约230 km的地带内存在垂直于断裂的水平缩短变形、以及平行于断裂的水平右旋剪切变形,缩短率为1.3×10-8/a （即：0.013 mm/km/a）,角变形速率为2.6×10-8/a;同一地带在1975～1997年期间还表现出垂直上隆变形,上隆速率在龙门山前山断裂与中央断裂之间仅0.6 mm/a,而至龙门山后山断裂及其以西达2～3 mm/a.这些反映了在汶川地震之前至少10～30余年,龙门山断裂带中段的前山与中央断裂业已闭锁、并伴有应变积累.造成这种形变的主要原因是：以壳内的低速层为“解耦”带,巴颜喀拉地块上地壳朝南东的水平运动在四川盆地西缘受到华南地块的阻挡、转换成龙门山断裂带中段的逆冲运动;由于该断裂段的震间闭锁,致使西侧的巴颜喀拉地块的上地壳发生横向缩短以及平行断裂的右旋剪切变形.然而,龙门山断裂带北段在1997～2007年期间除了有大约0.9 mm/a的右旋剪切变形外,横向的缩短变形极微弱,这可能与该断裂段西侧的岷江、虎牙、龙日坝等断裂带吸收了巴颜喀拉地块朝东水平运动的大部分有关.另外,汶川地震前,横跨龙门山断裂带中段与北段的地壳形变特征的差异,与汶川地震时能量释放的空间分布吻合.     

有关汶川8级地震的二次现场考察

2008年5月12日14时28分汶川发生8级地震,造成通讯中断,为了及时了解紫坪铺水库大坝受损情况,发震后不到半小时就出发,距发生8级地震后不到3小时到达水库大坝,用相机记录下大坝受损情况,向大坝上的相关领导和业主汇报8级地震情况及其与紫坪铺水库大坝的位置关系,当天返回省地震局后立即向相关领导和部门汇报。2008年2月14日21时36分都江堰市发生3．3级地震,2月15日组织去现场工作,现场调查认为,地震中心点董家山隧道口的烈度为Ⅳ度;发震构造为龙门山前山断裂。     

对汶川8.0级地震前四川地区地形变类观测异常的研究

研究给出四川地区跨断层短水准、短基线和固定形变台在汶川8.0级地震前出现的异常现象.四川地区跨断层流动垂直、水平形变观测场地观测,在汶川8.0级地震前出现中长期趋势异常的场地数为6个,1个为长期趋势异常,其余5个为中期趋势异常.异常观测场地比为6/31=0.19.其中,龙门山断裂带所在的川北地区有4处跨断层流动短水准观...     

联合GNSS和InSAR观测位移反演2008年汶川大地震断层位错模型参数

利用现代空间大地测量技术,尤其是卫星合成孔径雷达干涉测量,能够获取高精度、高空间分辨率的同震和孕震形变,为地震断层形变和破裂机制研究提供了前所未有的机遇。本文介绍了利用大地测量观测数据反演地震断层位错模型参数的贝叶斯反演方法。联合运用2008汶川大地震前后GNSS和InSAR技术观测获得的同震位移,反演了地震断层的几何参数和滑动位错分布。研究结果表明,汶川地震的断层滑动主要集中在倾角较陡的浅部,同时包含逆冲和右旋走滑,其中最大逆冲6.1m,最大右旋6.5m。根据断层滑动分布正演计算得到的上盘同震位移明显小于下盘,预示该断层两侧孕震形变可能存在较大的不对称性。