西昌地区现今地壳运动及主要断裂活动研究

利用2009—2017年GPS水平速度场和1990—2018年跨断层短水准资料, 分析西昌地区现今三维地壳活动及主要断裂的活动性。 结果表明: 在西昌地区, GPS水平运动场及应变场的大小和方向发生变化。 E向运动速率由北部的平均约8 mm/a减小到南部的平均约4 mm/a; S向运动以安宁河—则木河断裂为界, 西侧点位的运动速率明显大于东侧的点位。 相对华南地块的水平形变场也显示西昌地区水平运动的差异性。 主应变场在西昌地区以SW—NE向拉张和NW—SE向挤压为主。 大凉山次级块体东侧的张应变和压应变均大于西侧; 最大剪应变率在此次级块体以条带形式展布, 条带上的最大剪应变率大于东、 西两侧; GPS水平运动速率和变形宽度相比1999—2007年资料得到的结果大, 表明安宁河—则木河断裂带处于剪切应变积累阶段, 闭锁程度有所提高。 跨断层水准资料显示, 该断裂存在新的活动迹象, 应力持续积累。 综合分析两种资料结果, 推测区域地震危险性将进一步增强。     

断裂区带变形分析方法及应用

应用GPS观测技术专门研究活动断裂区带的地壳形变及其服务于地震预测的数据处理方法目前还不够完善与充分。本文针对这一问题并结合实际的需求,从场的角度提出了适合于断裂区带活动特征分析的数据处理方法,并以川滇菱形块体东边界带为例,依据1999-2004年的GPS资料对其进行了简要分析。结果表明:①经过这种处理与描述可使人们从多角度更清楚全面地了解断裂及两侧的相对活动,及在空间上的演化特征;②走滑运动等值线显示川滇菱形块体东边界两侧相对活动量最大达15 mm/a,分布宽度约400 km,然而活动量的2/3只分布在断层两侧近100km的范围内,清晰而定量地显现了高剪切应变的积累与存在的空间;③走滑运动梯度显示川滇形块体东边界带南段变形大于北段;④张压性运动结果显示断裂两侧没有明显的差异变化。     

跨断层水泥管试验的有限元分析

在考虑管道的材料非线性和几何非线性、管土相互作用的非线性和管道接口非线性的基础上,建立了由管体梁单元、三向土弹簧单元和接口单元组成的埋地非连续管道在断层位移作用下的有限元模型,并以美国密歇根大学Junhee等(2010)所做的跨断层水泥管试验为原型进行了模拟分析。有限元结果给出的水泥管最终变形、接口转角、接口位移与实验结果基本一致,表明本文提出的跨断层埋地非连续管道抗震计算的有限元分析方法具有一定的合理性。有限元结果和试验结果都表明,在逆冲断层作用下,水泥管的破坏主要是因为在管道接口处的轴向压力和弯矩的耦合作用,在断层附近的管道接口承受了较大的转动和压缩位移。本文所提出的分析方法可推广到埋地非连续管道在其它永久地面变形作用下的有限元分析。     

利用Sentinel-1合成孔径雷达干涉测量技术监测海原断裂现今地壳变形特征

20世纪20年代,青藏高原东北发生了两次8级以上强震,其中1920年12月16日发生的海原M8.5地震距今已经100年。海原断裂带作为青藏高原东北缘最活跃的断裂带之一,至今仍控制着该区域微震及中强地震活动。本文基于ISCE软件和StaMPS平台,以2017年3月至2020年6月覆盖研究区的72景哨兵一号（Sentinel-1）SAR影像为数据源,采用PS-InSAR技术对海原断裂带进行时序形变监测,并以区域内GPS速度场进行校正,获取了其三年多来雷达视线向（Line of sight,LOS）的年平均形变速率。研究结果表明：①海原断裂带南北两盘形变速率差异明显,这与左旋走滑的运动性质相符;②毛毛山断裂、老虎山断裂西段处于闭锁状态,老虎山断裂中东段处于较为活跃状态,观测到蠕滑变形;海原地震破裂带部分断裂浅部处于愈合状态;③老虎山断裂中东段的蠕滑变形是青藏高原东北缘最为显著的区段,推断与1888年和1990年景泰的两次六级地震有关。     

跨断层的定点地壳形变研究及发展前景

新世纪内,在空间测地技术发展的同时,在现代地壳形变的监测和研究工作中,传统的大地测量方法仍具有不可替代的作用。全自动激光测量方法（ＥＤＭ）将是常规的跨断层定点的壳形变监测技术主要的发展方向。日本学者在２０世纪９０年代前后发展起来的中距离ＥＤＭ观测台获得了良好的成果。台湾花莲跨花东断层的ＥＤＭ观测台揭示了９．２１大地震有明显的中期和短临前兆,实践证明,这种方法不仅在成果质量和观测精度上可以和ＧＰＳ相     

地壳垂直形变速率梯度,断层形变速率变化与强震危险区研究

应用最新的全国垂直变形速率图和各地区不同年代的形变图。编绘相应的形变速率梯度图，计算了若干跨断层测量台、点资料的低通滤波残差及其一阶和二阶差分。结合在相应空间和时间域内所发 生的强震，讨论了地壳形变与强震的关系，得到了一些有意的结果。     

断层面的有限单元模拟方法综述

有限单元法是研究地球科学问题的重要工具之一.本文概述了国内外学者利用以连续介质理论为基础的有限单元法研究地学,特别是地震学、地壳形变学科时,对具有非连续性特点的断层所采用的几大主流处理方法,并阐述了各断层模型基础上(弱化带模型、劈节点模型、接触模型以及块体模型)所展开的地学研究.     

地形变监测地震能力的评价

利用中国地震局第二监测中心1992-2007年的年度地震趋势研究报告为统计样本,对青藏块体东北缘地区的年度地震预报进行了检验,从一个侧面评价了当前地形变监测地震能力.结果显示在16年中无中强地震漏报,其中报对地震4个,报错地震19个,对错比例为21%.这表明地形变对中强以上地震有较强的监测能力,但由于二者之间尚无确定的对应关系,导致了错报率较高的现象.     

Finite Element Analysis of Fault Bend Influence on Stick-Slip Instability along an Intra-Plate Fault

— Earthquakes have been recognized as resulting from stick-slip frictional instabilities along the faults between deformable rocks. A three-dimensional finite-element code for modeling the nonlinear frictional contact behaviors between deformable bodies with the node-to-point contact element strategy has been developed and applied here to investigate the fault geometry influence on the nucleation and development process of the stick-slip instability along an intra-plate fault through a typical fault bend model, which has a pre-cut fault that is artificially bent by an angle of 5.6° at the fault center. The numerical results demonstrate that the geometry of the fault significantly affects nucleation, termination and restart of the stick-slip instability along the intra-plate fault, and all these instability phenomena can be well simulated using the current finite-element algorithm.     

沂沭断裂带地壳垂直形变的演化及其构造含义

本文使用多期精密水准资料，经采用统一的计算方法和起算标准处理后，分别对沂沭断裂带上的山东和苏鲁皖地区地壳垂直形变场及其演化特征进行了深入的分析，并结合地震地质背景、区域应力场、地震活动特征等研究了地震危险性问题。     

中国地壳形变连续观测的发展与展望

简述了我国地壳形变连续观测的由来与发以及在地震预报中的实际贡献，同时展望了未来潮汐形变、GPS与断层形变连续观测三结合，绘制大陆地壳应变图，实现地震物理预报的好途径。     

一种地壳垂直形变新模型

研究了建立整个形变区域的形变速率曲面和形变加速率曲面，以及求这两种曲面的方法（基于多元逐步回归分析的间接法和直接法），建立了一个对整个形变区域形变的整体概念，据此，可得出形变区任何一个已知其平面位置的点在任一观测期内的形变量。     

Analysis of Coseismic Fault Slip Models of the 2012 Indian Ocean Earthquake: Importance of GPS Data for Crustal Deformation Studies

Based on continuous GPS data, we analyze coseismic deformation due to the 2012 Indian Ocean earthquake. We use the available coseismic slip models of the 2012 earthquake, derived from geodetic and/or seismic waveform inversion, to calculate the coseismic displacements in the Andaman-Nicobar, Sumatra and Java. In our analysis, we employ a spherical, layered model of the Earth and we find that Java Island experienced coseismic displacements up to 8 mm, as also observed by our GPS network. Compared to coseismic offsets measured from GPS data, a coseismic slip model derived from multiple observations produced better results than a model based on a single type of observation.     

据地壳介质非均匀性判断郯庐断裂带鲁苏段未来大震位置

从大尺度和小尺度两方面研究郯庐断裂带苏鲁段地壳介质非均匀性。使用地震波数据,研究了郯庐断裂带苏鲁段地壳速度结构的非均匀性,单位虚波Q_mps的非均匀性,地壳介质泊松比的非均匀性,反映地壳介质小尺度非均匀性的分层κ值和y值。计算了1668年郯城8 1/2级地震震源区长度和沿断裂带的震源区边界,根据地震构造和地震活动性确定断裂的闭锁段,地震应力的积累单元和调整单元。对比1668年郯城8 1/2级地震的地壳介质状况,将各种非均匀性参数综合分析,结果表明,各种参数指向一致,未来大震的可能区域是33°-34.5°N,118°-118.8°E的北北东向区域,震级可达8级。     

汶川MS 8.0地震前龙门山断裂带的水平形变和应变特征

根据1999年,2001年,2004年和2007年的GPS观测资料计算得到的1999--2007年全球框架下的站点速率,使用块体运动模型公式,根据青藏亚板块和华南亚板块上的GPS站点速度,分别计算两个块体的运动参数,并用来反算龙门山断裂带的运动参量。结果表明龙门山断裂带的活动速率为9．38mm／a。其中,右旋走滑速率为3．22mm/a,压缩速率为-8．81mm／a。     

汶川8级地震的断层形变异常及与其他大震的比较

汶川地震没有前震,是否也没有震前形变异常?断裂带的震前形变异常如何识别?汶川地震是发生在块体边界带上逆冲运动占优势的块间地震,它与发生在块体内部剪切运动占优势的块内地震(如海城、丽江、唐山等)的断层形变异常有何异同?对地震预测有何启示?     

GNSS在断层形变研究中的应用

大地震多发生在主要活动断裂带及其附近, 因此断层形变的监测与研究非常重要。 多年来采用跨断层短水准、 短基线、 跨断裂带综合观测剖面等手段监测断层活动, 进而研究断层活动与变形规律。 GNSS多用于大面积地壳水平运动场和主要地块活动与变形的研究, 随着GNSS数据的积累和应用研究的深入, 已有学者用GNSS从不同角度开展断层形变的监测与研究。 本文介绍和论述了GNSS在断层形变研究中已有的部分应用和新的探索, 主要介绍以下几个方面: ① GNSS用于断层走滑活动的监测与研究; ② GNSS用于断层垂直活动的监测与研究; ③ 通过研究断层两边地块变形规律并建立应变模型, 可分别依据各自模型推测断层的活动与形变, 将推测结果与跨断层观测到的实际情况进行研究与比较。 研究分析认为, 由块体推测的变形与实测变形差异越大, 说明块体相互作用越强烈。 这可能对强地震地点预测、 地震危险性判定及地震趋势预测均有重要意义。     

由地壳速度结构判断郯庐断裂带江苏段未来大震位置

用多震相地震走时成像法反演郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区三维地壳速度结构。一些地区如郯庐断裂带临沭到定远及以东地区在中地壳的20~25km出现低速层,一些地区莫霍面埋深有变化。浅层速度结构的分段与断裂活动的分段相一致,表明新沂到泗洪是活动断裂的闭锁段。对比1668年山东郯城8级地震区和研究区的深部速度结构,结合与郯庐带相交的断裂、地震活动、活动断裂的闭锁段、中地壳低速层及莫霍面深度变化,综合判断郯庐断裂带江苏段未来可能发生大震的地区为33.4°~34.1°N,118.2°~118.8°E,重点是宿迁、沭阳、泗阳和泗洪。震级估计可达8级。