鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40~144 m)的左旋蠕滑速率0.66~2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累—释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15~25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.     

鲜水河断裂带的现今水平形变及构造动态

据鲜水河断裂带水平测距的新成果,讨论该带现今构造运动的动态特征。在分析水平形变的基础上,联系表层构造形变和区域背景,探讨地块沿断裂带运动的模式。认为该带的现今运动主要表现为断裂带两侧地块往东南的同向不等速滑动,其地表形变效应则与左旋走滑相一     

基于InSAR的甘孜—玉树断裂带现今地壳形变监测

<正>1研究背景甘孜—玉树断裂带为巴颜喀啦块体和羌塘块体交界处的一条主断裂,具有较高的强震发生背景。相关研究有：闻学泽等（1985）研究认为,甘孜—玉树断裂带是中生代至今的大型活动断裂,以左旋走滑运动为主;闻学泽等（2003）针对甘孜—玉树断裂中300 km段落展开调查,拟合得到断裂带水平滑动速率最佳估值为12±2 mm/a;     

云南小江断裂带现今地壳形变特征与地震

通过小江断裂带现今地震地质及地壳形变测量资料的综合分析，讨论了走滑断裂带挤压隆起和拉张下沉相间出现的变形特征。分析其与历史地震分布的相关关系后认为，挤压隆起和拉张下沉这一变形特征综合反映了小江断裂带现今活动过程中应变积累调整的变化过程，它对区内地震危险性分析及未来强震潜在震源区的确定都有十分重要的现实意义     

鲜水河断裂带北段GPS测量及其运动特征

鲜水河GPS监测网由18个沿鲜水河断裂带分布的点组成．1991年对该网进行了首次观测,1996和2000年进行了两期整网复测．本利用该网199l和2000年的二期GPS观测资料结合川西地区20世纪70年代以来的常规大地测量资料,计算给出了这一强震活动带现今运动图像：由测区的北西虾拉沱测点到南东的乾宁测点水平位移速率逐渐增大,而断层两盘的相对运动不明显．表明利用短边GPS测量可有效监视活动断裂带两侧一定区域的地壳运动．对比有形变测量资料以来川西地区6级以上地震分布的特点,认为可根据鲜水河断裂带断层两盘的相对运动和跨越断层的地壳整体运动的强弱这两种运动图像来研究区域强震的活动特征．     

鲜水河—安宁河断裂带磨西—冕宁段的滑动速率与强震位错

航片解译及野外地震地质考察结果表明，鲜水河－安宁河断裂带磨西－冕宁段存在明显的晚第四纪活动性，其以左旋走滑运动为主，并伴有显著的垂直滑动分量。晚第四纪以来的平均水平滑动速率在鲜水河断裂磨西以南段为6．0－9．9mm/a，安宁河断裂冕宁以北段为4．7－5．3mm/a。同震位错及地震地表破裂研究表明，A．D．1786年康定－泸定磨西73／4级地震的地表破裂可能南延至田湾以南；安宁河断裂冕宁以北段则具有蕴育71／2级左右地震的构造背景，最晚一次强震的地质记录极有可能是史料记载不全的A．D．1327年一次6级或6级以上地震的证据。     

鲜水河断裂带形变累积率及其效能评价

对沿鲜水河断裂带布设的跨断层形变测点水平形变和垂直形变累积率进行了计算,根据结果分析了该断裂带及其附近区域发生中强地震前的变化特征并对其进行效能评价.其结果表明：在鲜水河断裂带上每次地震前震源体附近断层都有一个形变累积率绝对值减小过程;沿鲜水河断裂带如果形变累积率出现低值异常,则未来1～1.5年左右的时间内其附近区域100～300 km范围内将有5.0级以上地震发生的可能;且垂直形变累积率预报效能优于水平形变。     

鲜水河断裂带南东段滑动速率与断层几何关系的数值模拟

本文在分析鲜水河断裂带南东段平面断层几何的基础上,利用二维有限单元数值分析方法探讨了该段各分支断层水平滑动速率以及各断块间的整体抬升速率。数值计算中设该断裂带北西段已知的滑动位移势是由南东段各分支断层分担的,并利用已知南东段的断层滑动速率作检验。结果表明:断裂带北西段水平滑动位移势中的91%是由南东段各分支断层的水平滑动分担的,雅拉河断层、色拉哈断层分担的比例最大,玉龙西断层次之。北西段滑动位移势中的其余9%由南东段垂直差异运动所转换。     

PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用

D-InSAR技术可以测得地壳垂直形变精度达到mm级,但由于其受空间、时间失相干和大气延迟的限制,导致其在监测地壳长期缓慢形变中的应用受到限制。而PS-InSAR作为D-InSAR技术的创新,在克服时间失相干的同时还可以计算并消除大气影响,使得干涉处理得到的结果更加精确。文中以西秦岭北缘断裂带甘谷地区为实验区,利用从2008年5月至2010年9月共14景ENVISAT ASAR数据,采用PS-InSAR技术对该实验区地壳微小形变进行探测。研究结果得到西秦岭北缘断裂带甘谷地区断裂带南北两盘的相对滑动速率约为5mm/a,点目标的形变速率和形变方向均与西秦岭北缘断裂的左旋运动特征相符,并与其他学者的研究结果有较好的一致性,表明PS-InSAR技术在监测地壳微小形变中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。     

鲜水河断裂带跨断层形变测量及其地震学意义

通过对鲜水河断裂带多年跨断层形变测量资料的分析，揭示出鲜水河断裂带不同部位的形变特征，断裂带破裂区表现为较高速率的蠕滑运动，其运动速率又以极震区为中心向两侧衰减，“闭锁区”则具有运动停滞的特点，并有明显的分段性。断层形变的特殊形态还与地震有一定的关系，如每当形变出现“Ｖ”（或倒“Ｖ”）字型时，会有中小地震对应；断层扭动反向与变化也与地震有关     

用跨断层形变资料分析鲜水河断裂西北段的运动特征

本文利用主成分分析、震间位错反演和小波技术分析了鲜水河断裂西北段的跨断层形变资料(1986—2013).结果表明:以左旋走滑为主的断层长期运动为跨断层资料的主要信息,且符合负指数函数的运动规律,随着断层深度的增加,滑动量逐渐减弱.从炉霍段、道孚段到乾宁段,断层闭锁程度逐渐增强.2001年昆仑山M8.1地震发生后,鲜水河断裂西北段地壳浅层(地表以下30 km)的左旋走滑明显减弱,到2013年的累积减弱量为3~13 mm.5·12汶川M8.0地震发生前,断层滑动出现周期4~5年的增强信号.4·20芦山M7.0地震发生前,断层滑动首先出现低频信号(4~5年周期)增强,随着地震发生临近,强信号频率逐渐升高,直到出现周期为1年的强信号.     

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。 该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。 炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。 当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。     

GPS monitoring of temporal deformation of the Xianshuihe fault

Highly precise (σ ~1 mm) temporal deformation measurements are taken across the Xianshuihe fault from two pairs of continuous GPS stations straddling the fault. Baseline vector changes of the two pairs of stations show clearly the difference in deformation behavior between the Qianning and Daofu segments of the fault: the former deforms steadily, and the latter deforms with a strong transient component. The transient deformation across the Daofu segment is possibly related to its irregular geometry, where the fault splits into two branches, that is, the east and west branches. An attempt is made to interpret the baseline vector changes using a kinematic fault model composed of a brittle layer in the upper crust, a ductile layer in the lower crust, and a transition zone in between. The slip in the transition zone of the south segment of the Xianshuihe fault is steady. The slips in the transition zones of the north and Daofu segments of the Xianshuihe fault, however, are not steady, and the average slip rates there are higher than that of the south segment. The difference in deformation behavior is probably associated with the rheological properties of the fault interface, suggesting that the overall fault strength of the south segment is greater than those of the north and Daofu segments, corresponding to longer earthquake recurrence time.     

二十年来蠕变和短基线观测反映的鲜水河断裂带活动特征

利用鲜水河断裂带1990年1月-2009年12月的蠕变与短基线数据,采用小波变换与断层运动学分析方法,获取构造活动产生的断层形变速率.结合近场断层形变测量与GPS资料,分析了该断裂带的分段活动特征及时空演化.结果显示:(1)不同段落断层活动方式存在差异性.鲜水河断裂带分段活动现象显著,以道孚县为界,以北的炉霍、道孚断层走滑量相对较大且活动方式稳定,显示张性和左行走滑;以南的乾宁、折多塘断层活动微弱,走滑量小,且滑动状态复杂,其中,乾宁断层为压性和左行走滑,折多塘断层为微弱的右行走滑.这种分段活动特征可能与断层几何及巴颜喀拉块体内部次级块体的差异运动有关.(2)不同时期断层走滑方式存在交替性.鲜水河断裂带虽以左行走滑为主,但在汶川地震前一些断层段出现过逆向走滑现象.汶川地震前2年,炉霍、道孚断层左行走滑减弱,乾宁、折多塘断层在2007年出现过逆向走滑,至2009年底,逆向走滑区域保持扩展态势.(3)不同测点间距得到的断层错动速率和变形带空间分布特征不同.不同测量方法的分析结果表明,鲜水河断裂带不同段落和跨距宽度的走滑速率有所不同:测点间距18.7~65.1 m的蠕滑速率为0.01~0.78 mm/a;测点间距72~288 m的短基线测量为0.02~2.46 mm/a,点距十几至几十公里的GPS观测为6~11 mm/a;地质滑动速率5~15 mm/a.随测点间距的增加,平行断层的位移速率按对数函数增长,视剪应变率按幂函数衰减.我们推测,大间距测点的数据中既包含了跨断层的错动,也包含了断层两侧块体的分布变形;现今的断层形变测量与地质调查之间的差异,说明断层错动速率在时间上不是常数.     

The slip rate and strong earthquake recurrence interval on the Qianning-Kangding segment of the Xianshuihe fault zone

IntroductionLocated in the western part of Sichuan Province, China, the Xianshuihe fault zone is a notable strong earthquake zone in the eastern Tibetan Plateau. At its northwestern end, the Xianshuihe fault zone overlaps the Ganzi-Yushu fault in a left-stepping pattern. The fault zone extends southeastwards through Luhuo, Daofu, Kangding, and Moxi and disappears near Shimian, with a total length of 400 km. The fault trends N40(-50°W in the north, and N20(-30°W to the south of Kangdi…     

鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000-2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2 mm·a-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.     

鲜水河断裂带北西段跨断层基线变化机理探讨

2013年芦山M_S7.0地震发生后,鲜水河断裂北西段的侏倭、虚墟等跨断层测点基线测项均出现不同程度的异常变化,异常核实结果认为基线异常属实.该异常变化是否与芦山地震的发生存在一定关联性,值得深入研究.本文首先分析芦山地震发生前后鲜水河断裂北西段不同基线长度的变化特征.基于鲜水河断裂带及邻区三维非线性黏弹性有限元模型,以GPS观测资料、同震静态滑移量作为约束,通过开展多组数值模拟实验,探讨下地壳不同流变特征下,芦山地震发生前后不同阶段,不同跨断层基线长度的时序动态变化特征.初步研究结果表明,1）侏倭、虚墟基线测点原始观测资料均表现出地震发生时基线长度减小,发生后短时间内反向快速恢复及增加的协同变化;2）在以GPS观测数据为约束的块体间差异性运动的动力学边界条件下,鲜水河断裂表现为左旋走滑运动;3）模拟结果显示,地震发生时测点间距离迅速减小,表现为断层右旋的特征,这与实际观测资料反映的结果一致;4）鲜水河断裂带两侧地块的下地壳黏滞系数分别取10¹⁸Pa·s、10¹⁹ Pa·s时,由于黏弹性松弛效应的影响,造成基线长度在地震发生后短时间尺度内快速增加.对比分析认为,地震后短时间内实测资料反映的基线长度快速增加的特征可能是黏弹性松弛效应与构造作用共同作用的结果.

     

Determination of the direction and magnitude of recent tectonic stress in the Xianshuihe fault zone using fault slip data

ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｒｅｃｅｎｔｔｅｃｔｏｎｉｃｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅＸｉａｎｓｈｕｉｈｅｆａｕｌｔｚｏｎｅｕｓｉｎｇｆａｕｌｔｓｌｉｐｄａｔａ谢富仁，李宏Ｆｕ－ＲｅｎＸＩＥａｎｄＨｏｎｇ...     

鲜水河断裂带库仑应力演化与强震间关系

以鲜水河断裂带为研究区,首先验证了该断裂带上1893年以来M6.7以上地震的相互触发作用,然后采用更符合实际的分层黏弹介质模型研究强震震后黏滞松弛引起的库仑应力变化对后续地震的影响,并基于负位错理论计算鲜水河断裂带10个断层段的震间长期构造加载作用引起的断层上的应力积累.在此基础上,讨论同震、震后、震间效应引起的累积库仑应力变化与区域强震活动的关系,给出断层上库仑应力随时间的演化.结果表明,鲜水河断裂带上1893年以来发生的7次强震均在其前面一系列强震及构造应力加载的驱使下发生,同震、震后、震间三方面效应均引起了鲜水河断裂带不可忽略的库仑应力变化.对断层上的库仑应力状态的研究,可进一步为揭示地震的发生规律、找寻危险断层段提供线索.