巴颜喀喇断块边界断裂强震活动分析

断裂带上的地震活动,尤其是现代强震活动,一直是活动构造研究的重要内容.随着研究的深入,研究的对象也从一条断裂带上的强震活动,发展到多条断裂带所构成的空间内的强震活动和断块的强震活动.汶川地震和玉树地震后,巴颜喀喇断块的活动引起了广泛的关注.本文从巴颜喀喇断块整体运动的角度出发,根据断块周边各条断裂带上1900年以来的历史强震记录(Ms≥7)和现代强震活动,分析了断块的地震活动及其准周期性、震源机制、最大震级以及边界走滑断裂与强震活动的关系,主要的认识有:①1900年以来,地震活动呈现出3个地震系列,即:1923～1937年叠溪—花石峡地震系列、1947～1976年达日—炉霍地震系列和1997年开始的昆仑汶川地震系列;②地震系列之间的时间间隔和每一次地震系列持续时间有较大的差异,达日—炉霍地震系列与前后两次地震系列差别较大,而昆仑—汶川地震系列尚未结束;③经过2次8级和8级以上大地震之后,昆仑汶川地震系列虽然尚未结束,今后还可能发生较大地震,但是巴颜喀喇断块很可能已经历了本地震系列的大释放阶段,在该地震系列时间范围内大释放阶段之后的地震震级将小于大释放阶段的震级;④走滑断裂是控制巴颜喀喇断块运动的主要边界断裂,走滑型强震是地震系列的主体;⑤印度板块向北存在一个强烈的推挤过程,是使这些边界断裂带从孕震到真正发生强震的重要条件.     

玉树MS7.1地震成因及背景的分析与思考

对青海省玉树结古镇Ms 7.1级强震的成因及背景进行了分析,并提出灾后重建应该注意的问题.从大地构造背景看,玉树和汶川地震均由印度板块向青藏高原嵌入、引起高原壳-幔物质向东蠕散诱发.正是巴颜喀拉(昆仑)地块向东蠕散,其南侧边界玉树-鲜水河断裂的左行走滑引起了玉树Ms7.1级地震.巴颜喀拉(昆仑)地块在向东蠕散的过程中已...     

活动断裂的变形特征及其大地震复发周期的估算

活动断裂是晚更新世10～12万年以来一直在活动.现在正在活动,未来一定时期内仍会发生活动的各类断裂.活动断裂控制着大地震的发生,是不同类型地震的发震构造.从活动断裂的变形特征来看,不同性质的活动断裂具有不同的发震构造模型,研究这些问题对认识强震的发震条件,划分潜在的震源区或地震危险区,评估发震构造和发震地点具有重要的意义.基于国内外对不同类型活动断裂的认识,结合近10年来在青藏高原地区对活动断裂的研究,总结了活动断裂的基本变形特征和对大地震复发周期估算的认识.研究表明.东昆仑断裂库塞湖段类似2001年Ms 8.1级大地震的强震复发周期为250～350年,阿尔金断裂康西瓦段类似Ms 7.4级大地震的强震复发周期为370～500年.而在青藏高原东缘的龙门山地区,类似2008年5月12日Ms 8.0级汶川大地震的强震复发周期为3000～6000年.这些结果可能暗示着走滑断裂大地震的复发周期远短于逆冲断裂大地震的长复发周期,这是值得高度重视和深入研究的新课题.     

2008年10月6日西藏当雄Ms6.6级强震的地震烈度、控震构造和发震机理

实地调查发现,2008年10月6日的西藏当雄Ms6.6级地震的宏观震中位于近南北向的亚东-谷露裂谷中羊易盆地的北部。调查结果显示,此次地震的震中烈度可达Ⅸ度,极震区烈度为Ⅷ度,其宏观震中位置、极震区范围、主要余震分布等都明显受到羊易地堑西侧主边界断裂的控制。地表观察和震源机制解结果一致表明,该强震活动的直接原因是藏南近东西向伸展变形作用诱发羊易地堑主边界断裂发生正断层活动的结果,而近期青藏高原及其周边强震活动相对频繁的特点很可能与四川汶川Ms8.0级大地震所引发的区域应力场调整过程密切相关。     

活动断裂的变形特征及其大地震复发周期的估算

活动断裂是晚更新世10~12万年以来一直在活动, 现在正在活动, 未来一定时期内仍会发生活动的各类断裂。活动断裂控制着大地震的发生,是不同类型地震的发震构造。从活动断裂的变形特征来看,不同性质的活动断裂具有不同的发震构造模型,研究这些问题对认识强震的发震条件,划分潜在的震源区或地震危险区,评估发震构造和发震地点具有重要的意义。基于国内外对不同类型活动断裂的认识,结合近10年来在青藏高原地区对活动断裂的研究,总结了活动断裂的基本变形特征和对大地震复发周期估算的认识。研究表明,东昆仑断裂库塞湖段类似2001年Ms 8.1级大地震的强震复发周期为250～350年,阿尔金断裂康西瓦段类似Ms 7.4大地震的强震复发周期为370～500年,而在青藏高原东缘的龙门山地区,类似2008年5月12日Ms 8.0汶川大地震的强震复发周期为3000～6000年。这些结果可能暗示着走滑断裂大地震的复发周期远短于逆冲断裂大地震的长复发周期,这是值得高度重视和深入研究的新课题。     

甘东南及邻区7级以上强震数值模拟

对强震发生后周围断层及未来强震形势的影响研究具有非常重要的意义.青藏高原东北缘强震频发,对该区的历史强震进行研究很有必要.以青藏高原东北缘及邻区为目标建立3D黏弹性有限元模型,依据中国大陆Ⅰ级块体和青藏高原Ⅱ级块体划分及活动断裂分布确定模型块体边界及断裂位置,使用GPS观测资料作为模型边界条件,数值模拟1900年以来7级以上强震发生的动力学过程.计算结果表明:① 青藏高原东北缘及邻区区域水平构造应力场特征大致呈从西向东,从南向北减小分布.② 模拟结果说明强震主要发生在背景场应力和强震引起的等效应力加载的断层上.③ 历史强震序列对1970年以来地震的影响:康定地震加速触发了炉霍地震的发生;康定、炉霍地震对松潘地震无加速触发作用;康定、炉霍、松潘地震对共和地震无加速触发作用;炉霍、松潘、共和地震对汶川地震的影响较小;汶川地震延缓了芦山地震的发生.      

昆仑山与汶川强烈地震对青藏块体东北缘地壳运动及应变积累的影响

充分应用GPS、区域水准、跨断层等地形变观测资料, 借助非震负位错反演, 结合地震活动, 综合研究2001年11月14日昆仑山Ms8.1级地震对青藏块体东北缘地壳运动与应变积累的影响。通过分析笔者认为, 青藏块体内部Ms8.1级巨大地震能量释放产生的扰动应力场对NE向主压背景应力场的调制作用, 导致块体边界构造区域地壳差异运动和应力应变状态发生变化。其中, 对阿尔金断裂东段与祁连山断裂带西段的应变积累状态反映减缓为主的影响, 而对祁连山断裂带中东段则反映促进应变积累为主的影响。这种影响是一定时期、一定程度的。近期青藏块体东北缘区域应力场处于昆仑山、玉门、民乐等地震后的恢复状态。而由2008年5月12日汶川Ms8.0地震后有限的GPS、跨断层短水准观测资料, 可推测汶川地震对甘川交界东段-甘川陕交界区应变积累状况一定程度促进影响。     

断块构造|活动断块构造与地震活动

张文佑院士是我国最杰出的构造地质学家和大地构造学家,他提出和倡导的地质构造力学分析和历史分析相结合及断块构造理论符合当代构造地质和构造运动研究的新方向。断块构造是地球构造运动最基本的型式,板块构造是全球范围内的岩石圈构造,是最高一级的岩石圈断块构造。活动断块是现今构造运动最基本的型式,它既控制主要活动构造带和地震活动带的分布,也控制不同地区地震活动特征的差异。断块边界构造带是在构造变形和运动场中的不连续变形带,应力在此释放,应变在此局部化,位移在此发生,其差异活动最为强烈,因此,断块边界构造带是强震发生带,其活动性质会控制震源断层的特性。大地震孕育和发生在边界活动构造带的某些特殊部位,对其成核的构造和物理过程尚需深入进行研究。要特别注意断块整体性活动对地震活动的控制作用,断块的这种整体性活动与一定时期内地震活动主体地区分布有密切关系,所以,在活动构造研究中,要把断块的整体性活动与活动构造带的个体活动结合起来。     

伽师地区地震活动与中国大陆其它地区地震活动的相关性研究

中国地处欧亚板块的东南部,为印度板块及太平洋板块、菲律宾板块所夹持。帕米尔块体则是印度板块与欧亚板块碰撞的西北边界地区。该地区是强震频发区。在我国,本世纪的几个活跃期中,该区均有强震发生。帕米尔地区强震的发生显示了本区构造活动的加剧,这是否会引起中国大陆其它块体的构造运动出现失稳状态而发震,是我们所关心的问题。本文通过地震活动的统计对此进行了分析和研究。 1996年伽师地区发生7.1级地震后,1997年又连续发生6级以上地震7次,这是否会引起我国大陆其它地区中强地震的发生?为此我们对帕米尔地区1900年以来发生6级以上地震后三年内中国大陆13个地区地震发生的情况进行了较详细的分析。     

中国强震发生带地震构造的几点思考

强震发生带是指全新世（约1．2万年）以来发生过和将来还会发生M≥6级地震的地带。中国强震发生带的动力源主要来自印度板块向NNE的顶撞作用,而太平洋板块向西俯冲则次之。板块、断块及锒嵌其间的缝合线、深大断裂带,组成了窗棂结构,受力时“窗棂”（缝合线、深大断裂）发生错动,而“窗”（板块、断块）的内部则相对稳定。第四纪以来,以我国西南鲜水河－小江断裂带为例,在Q1、Q2时期因断裂带作左旋扭动,在拉张区形成许多断陷盆地;到Q3由于地应力方向改变,运动加剧,使不同方向断裂互相贯通,活动延续至今,称之为活动断裂带。强震多发生在活动断裂的特殊部位,震中区地面强烈变形,表现为毗邻地段猛烈升降、地堑地垒系断头河等。由古地震研究得知Q4以来强震常在原地多次重复,且震级相近。由台湾1999年集集地震和云南1955年鱼Zha地震的加速度等值线和等烈度线图形对比,建筑物破坏程度和昔格达层变形对照,得出强震构造变形机理乃系“夹心饼干”似的三层结构所致,三层即是断层的二盘和其所夹持的断层破碎带,后者是地应国聚集和释放的场所,是地震波的良好通道。     

The October 6, 2008 Mw 6.3 magnitude Damxung earthquake,Yadong-Gulu rift,Tibet, and implications for present-day crustal deformation within Tibet

A Mw 6.3 magnitude earthquake occurred on October 6, 2008 in southern Damxung County within the N–S trending Yangyi graben, which forms the northern section of the Yadong-Gulu rift of south-central Tibet. The earthquake had a maximum intensity of IX at the village of Yangyi (also Yangying) (29°43.3′N; 90°23.6′E) and resulted in 10 deaths and 60 injured in this sparsely populated region. Field observations and focal mechanism solutions show normal fault movement occurred along the NNE-trending western boundary fault of the Yangyi graben, in agreement with the felt epicenter, pattern of the isoseismal contours, and distribution of aftershocks. The earthquake and its tectonic relations were studied in detail to provide data on the seismic hazard to the nearby city of Lhasa.The Damxung earthquake is one of the prominent events along normal and strike-slip faults that occurred widely about Tibet before and after the 2008 Mw 7.9 magnitude Wenchuan earthquake. Analysis of these recent M ? 5.0 earthquake sequences demonstrate a kinematic relation between the normal, strike-slip, and reverse causative fault movements across the region. These earthquakes are found to be linked and the result of eastward extrusion of two large structural blocks of central Tibet. The reverse and oblique-slip surface faulting along the Longmenshan thrust belt at the eastern margin of the Tibetan Plateau causing the Wenchuan earthquake, was the result of eastward directed compression and crustal shortening due to the extrusion. Prior to it, east–west extensional deformation indicated by normal and strike-slip faulting events across central Tibet, had led to a build up of the compression to the east. The subsequent renewal of extensional deformational events in central Tibet appears related to some drag effect due to the crustal shortening of the Wenchuan event. Unraveling the kinematical relation between these earthquake swarms is a very helpful approach for understanding the migration of strong earthquakes across Tibet.     

于田地震同震形变场ALOS干涉雷达观测及初步分析

2008年3月21日发生在新疆于田的7.3级地震是继2001年11月昆仑山口西8.1级地震后的最大一次7级以上地震.地震是构造活动的集中反映, 会伴随着较大的地表形变及断裂的明显活动, 能够放大构造正常的活动方式, 同震变形场是这种放大作用在地表的直观反映, 对于认识发震断裂运动性质, 研究邻近构造活动性具有重要意义.青藏高原西北缘自然环境恶劣, 常规方法无法对于田地震开展及时有效的同震形变测量, 凸显出差分干涉雷达(InSAR)技术的优势.在介绍InSAR观测原理基础上, 通过地震前后ALOS干涉雷达观测获取了于田地震的同震变形场, 并结合构造背景揭示出:于田Ms 7.3级地震的宏观震中位于康西瓦断裂东南端的南北2个分支(大红柳滩断裂和慕士山南麓断裂)和阿尔金断裂西南端帚状的3个分支交汇的三角地带; 于田地震引发了阿尔金断裂一近南北向分支断裂的同震地表破裂, 破裂长度为25.6 km; 发震断层为正断层, 倾向西, 上盘的最大运动幅度在200 cm以上; 于田地震所在的两大断裂交汇处的构造应力场以近南北向挤压为主.      

四川芦山2013年Ms7.0地震发震构造初步研究

2013年4月20日8时2分,四川龙门山断裂带的雅安芦山发生Ms7.0级地震,震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13～14km,震中最大烈度达IX级。震中区野外调查发现,尽管房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解等综合分析认为,该地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震,沿双石-大川断裂中南段发生破裂,主破裂面西倾,倾角33°～43°,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13～19km)断坡构造活动有关。历史上,沿双石-大川断裂发生至少2次Ms6～6.5级地震,由此认为芦山地震是龙门山断裂带西南段特征型地震,与汶川地震不同。原地地应力测量和监测数据表明这是汶川地震后龙门山断裂带西南段应力释放的结果。     

地震震源与灾害评估分析:中国四川2008年5月12日Ms 8.0汶川地震

汶川5月12日8.0级地震在构造上起因于印度板块与欧亚板块以每年约5 cm的速度聚敛,并因此而引起青藏高原的地壳物质向四川盆地及中国东南大陆运移.主震震源及余震活动集中于以龙门山为中轴的一条长约350 km、宽约100 km的地震活动带.震源深度一般分布丁地壳脆性-韧性转换边界以上约10～20 km区间的地壳震源层之中,属浅源构造地震.主要震源机制与龙门山构造运动方式密切相关,以其地壳厚度向西急剧加厚、重力梯度带、高波速比(Vp/Vs～2.2)等深部异常及逆冲断层兼具走滑性质的地质构造为特征.在震源辐射、路径传播和场地效应研究的基础上,分别计算并比较了岩石和土壤条件下的地震响应谱,特别强调了土壤条件下的场地放大效应;同时对与地震安全性有关的一些问题如地质灾害、地震频谱设计、地震早期预警系统及中、长期至短期地震预报等进行了探讨;特别提供了一个由加权平均计算、以岩石条件下震波衰减模式为基础的地震频谱设计参考实例.地震构造与动力学研究可融人工程地质与环境工程等学科发展.经历汶川地震考验的一些新近设计和建设的工程项目可为今后改进工程建筑规范与标准提供重要而有益的参考.地震预报是当今一大难题,但需探索研究,不可懈怠.地震减灾与预防足目前比较切合实际的安全举措.     

Compressive Tectonics around Tibetan Plateau Edges

Various earthquake fault types, mechanism solutions, stress field, and other geophysical data were analyzed for study on the crust movement in the Tibetan plateau and its tectonic implications. The results show that numbers of thrust fault and strike-slip fault type earthquakes with strong compressive stress near NNE-SSW direction occurred in the edges around the plateau except the eastern boundary. Some normal faulting type earthquakes concentrate in the Central Tibetan plateau. The strikes of fault planes of thrust and strike-slip faulting earthquakes are almost in the E-W direction based on the analyses of the Wulff stereonet diagrams of fault plane solutions. This implies that the dislocation slip vectors of the thrust and strike-slip faulting type events have quite great components in the N-S direction. The compression motion mainly probably plays the tectonic active regime around the plateau edges. The compressive stress in N-S or NE-SW directions predominates earthquake occurrence in the thrust and strike-slip faulting event region around the plateau. The compressive motion around the Tibetan plateau edge is attributable to the northward motion of the Indian subcontinent plate. The northward motion of the Tibetan plateau shortened in the N-S direction encounters probably strong obstructions at the western and northern margins.     

四川汶川Ms 8.0地震地表破裂构造初步调查与发震背景分析

5月16-24日对川西汶川大地震震中区的发震断裂地带进行的实地考察和初步测量,获得了宝贵的地表变形和同震位移最数据资料,证实汶川地震属于逆冲断裂型地震,主破裂沿映秀-北川断裂带发育,前山地区滑灌县-安县断裂也有地表破裂,同震位移量在3～5m.汶川地震产牛的地表破裂构造和运动性质显示明显分段特性,映秀-北川段以挤压逆冲为主,而北川以北段则伴有显著的右旋走滑分量.     

龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂

龙门山位于青藏高原与扬子地台之间, 系由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成, 自西向东发育汶川茂汶断裂、映秀北川断裂和彭县灌县断裂,并将龙门山划分为3个构造地层带,分别为变形变质构造地层带（主要由志留系泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成）、变形变位构造地层带（主要由上古生界三叠系沉积岩构成）、变形构造地层带（主要由侏罗系至第三系红层和第四纪松散堆积构成）。 龙门山断裂带属地震危险区,3条主干断裂皆具备发生7级左右地震的能力,其中映秀北川断裂是引发地震的最主要断层,据对彭县灌县断裂青石坪探槽场地的研究结果表明,在该断裂带上最晚的一次强震发生在93040a.B.P.左右,据此,可以初步判定,这3条主干断裂的单条断裂上的强震复发间隔至少应在1000a左右,表明龙门山构造带及其内部断裂属于地震活动频度低但具有发生超强地震的潜在危险的特殊断裂,以逆冲-右行走滑为其主要运动方式。 汶川地震属于逆冲走滑型的地震,地表破裂分布于映秀北川断裂带和彭县灌县断裂带上。根据近南北向的断裂（小鱼洞断层、擂鼓断层和邓家坝断层）和地表断距可将映秀北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和位于中北段的擂鼓北川县城邓家坝一带;两个低值区分别位于中南段的白水河茶坪一带和北段的北川黄家坝至平武石坎子一带,两个高值区分别与小鱼洞断层和擂鼓断层相关。根据保存于破裂面上的擦痕,可将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用,其与地壳增厚构造模式和侧向挤出摸式在青藏高原东缘的推论具有不吻合性。鉴于龙门山的表层运动速率与深部构造运动速率具有不一致性,初步探讨了龙门山地区的地表过程与下地壳流之间的地质动力模型,认为下地壳物质在龙门山近垂向挤出和垂向运动,从而造成导致龙门山向东的逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震。在此基础上,根据汶川地震所引发的地质灾害,对地震灾后重建提出了的几点建议。     

龙门山晚三叠世软沉积物变形与印支期构造运动

龙门山地区上三叠统包括卡尼阶马鞍塘组、诺利阶小塘子组与瑞替阶须家河组。通过野外研究在小塘子组与须家河组的多个层位中首次识别出丰富的地震触发成因的软沉积物变形,包括液化变形(液化角砾岩液化滴状体、液化底劈、液化均一层等);塑性变形(卷曲变形,软布丁)以及与重力作用相关的负载、球-枕、枕状层上述软沉积物变形是龙门山地区晚三叠世构造运动的响应,它们是印支期松潘-甘孜地体与扬子板块裂开、碰撞逆冲走滑伴生的地震事件的记录。通过古地震事件与沉积事件结合分析,提出龙门山地区印支期的构造运动过程为:晚三叠世中期(印支构造期中期)松潘-甘孜地体与扬子板块开始裂开,古断裂走向近NS,断裂活动产生的地震于小塘子组浅海沉积中触发一系列软沉积物变形;晚三叠世晚期(印支构造期晚期)松潘-甘孜地体与上扬子板块发生陆内俯冲,地震诱发须家河组湖相沉积物变形;晚三叠世末期(印支构造期末期)松潘-甘孜地体左旋走滑逆冲于上扬子板块之上,形成松潘-甘孜山与川西前陆盆地,二者边界即现今的汶川-茂县断裂,印支期的造陆与造山伴随古地震发生。依据已识别的软沉积物液化变形位置与汶茂断裂的距离,估算出诺利阶小塘子组古地震震级约为Ms7.2;目前小塘子组液化变形记录远非距汶茂断裂最远的液化点,因而实际的古地震震级远远大于Ms7.2,应存在更强的地震事件。龙门山发生的毁灭性大地震(如2008,5,12汶川大地震Ms8)实际上于晚三叠世期间早已频繁发生,现今龙门山的活动地震带是中生代古地震带的延续。     

汶川地震(Ms 8.0)地表破裂及其同震右旋斜向逆冲作用

2008年5月12日14时28分,青藏高原东缘龙门山地区发生了震惊世界的汶川地震（MS 8.0）,地震不仅造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。通过多次野外考查表明,汶川地震（MS 8.0）在龙门山断裂带上至少使两条NE走向、倾向NW的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂同时发生地表破裂,并沿映秀-北川断裂产生的地表破裂带长度约275 km,以逆冲运动伴随右旋走滑为其破裂特征,最大垂直位移量约11 m,最大右旋走滑位移量至少约12 m;沿灌县-安县断裂产生的地表破裂带长度约80 km,表现为纯逆冲运动的破裂特征,最大垂直位移量约4 m;另外发育一条长约6 km呈NW走向连接于映秀-北川破裂带和汉旺破裂带的小鱼洞破裂带,以左旋走滑兼有逆冲运动为特征。地表破裂基本沿袭早先活动断裂带上,并使早先抬高的地貌更加抬高,表明龙门山地区地震在同一断裂带上重复发生过,并且无数次地震活动（包括类似汶川MS 8.0地震的强震）的累积,逐渐形成了现今的龙门山。根据同震断裂面以及断裂面上的擦痕分析表明,汶川地震是由两次破裂事件叠加而成,初期破裂以逆冲运动为主,后期破裂以右旋走滑为主,这种破裂过程与地震波数据反演结果（陈运泰等,2008;Ji, 2008;王为民等,2008）一致。在地表破裂带南段（映秀—清平段）叠加了两次不同性质的破裂过程,北段（北川—南坝段）只反映了第二次破裂事件的过程。利用长期滑移速率与汶川地震同震位移对比,估算出在龙门山断裂带上类似汶川地震（MS 8.0）的强震复发周期为3000~6000 a。通过对比研究,西昆仑山、阿尔金山和东昆仑山与龙门山具有很相似的转换挤压构造特征,斜向逆冲作用是青藏高原周缘山脉快速崛起的主要机制。