西秦岭北缘断裂带深部气体地球化学特征与断层形变空间分布相关性研究

断裂带气体地球化学特征与形变特征之间的相关关系是建立具有物理预报思路断层气流动观测网络布设的重要课题。选择有大量温泉出露点且形变较剧烈的西秦岭北缘断裂带为研究对象,对跨断层形变测量场地进行断层土壤气剖面重合布设及现场测量,重点研究断层气分段性特征与断层形变、地震活动性特征耦合关系,探讨利用多种方法开展断裂带强震危险性分析的可能性。结果表明:断裂带土壤气地球化学特征和断层水准形变特征的分布具有良好相关关系,二者对比结果同时显示出西秦岭北缘断裂带中东段——武山段断层活动性相对活跃,渭源—漳县段次之,天水段断层相对闭锁的特征;且武山和甘谷走滑拉分区因流体活动的影响以中小地震活动为主,天水段和漳县段西部及与武山段交汇的盘古川地区,流体活动较弱,应变速率较小,存在孕育强震的可能。     

断层垂直形变对强远震的响应

利用新型断层形变三维观测系统的垂直向观测结果, 研究了两年以来7.0级以上强远震在非发震断层上的同震响应特征. 结果表明,非发震断层体垂直向同震形变的延迟时间、 同震位移最大振幅、 振动持续时间等特征与地震震级、震中距等之间存在密切联系. 断层体垂直向同震形变延迟时间与震中距线性正相关,发生地震同震形变的响应速度约为5.5km/s,反映了在上层花岗岩地层中面波的传播速度;同震位移最大振幅和震中距的对数、 震级之间具有明显线性关系,震级越大,同震位移的最大振幅越大;地震震级是断层体垂直同震形变振动持续时间的主要影响因素,震级越大,同震形变振动持续时间越长. 根据断层仪观测数据推算得到的断层体垂直向同震形变延迟时间、同震位移最大振幅、振动持续时间的经验计算公式,对于地震同震形变研究具有一定意义.      

阿克苏跨断层形变观测资料分析及其与地震关系的研究

结合阿克苏台周边5级以上中强地震和100 km范围内的4级地震,对阿克苏台跨断层形变资料进行分析.分析结果表明,断层的垂直、水平位移形变异常变化与中强地震活动有明显的对应关系.在监控区350 km范围内的中强地震前,垂直形变异常形态表现为次波效应,而水平形变在100 km范围内的4级地震前则出现明显的伸长或缩短的异常特征.     

跨断层形变观测显示的断裂活动特征分析研究

系统分析了全国不同地区和断裂带的活动特征及其与地质构造和强震的关系,着重从逆断层、正断层和基岩标、土层标两方面讨论了断层活动速率。研究结果表明:断层形变活动速率的大小和方向与形变场地所处的地质构造位置有关;断层现今垂直和水平运动既具继承性也具有一定的新生性,既具阶段性又具有时空差异性;断裂活动与地震活动在时空上具有一致性;断层活动水平形变量大于垂直形变量;正断层的活动水平较逆断层高,它们对监测地震孕育过程引起的断层活动都是有效的,没有本质上的区别;土层标石场地的垂直和水平形变平均活动速率均比基岩标石场地的高,但两者均可监测到地震前兆异常。     

基于球体位错理论的地震形变分析

地震形变分布特征主要取决于地震断层破裂特征, 不同震级的地震引起的形变响应范围存在差异。 本文中, 我们基于球体位错理论, 以5 mm的形变测量值为基准, 针对逆冲型和走滑型地震断层, 分析了M_W6.0~M_W8.5地震在跨断层法方向上的形变响应范围, 提出了地震震级和响应范围的经验公式, 并与实际地震(2001年昆仑山口西地震、 2013年芦山地震等)结果进行了比较。 比较结果显示, 经验公式计算结果和实际观测值相符合, 可以用于估算M_W6.0~M_W8.5地震在跨断层法方向的形变响应范围, 同时为地震远场形变特征分析与同震、 震后形变测量点布设等方面提供参考数据。     

2010年青海玉树地震同震-震后形变场特征及演化过程

基于星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(DInSAR)和4期ENVISAT/ASAR雷达数据,获得了不同时间基线的三个同震干涉形变场和两个震后干涉形变场,并对这五个在时段上互有重叠的形变场进行了综合分析.结果表明,玉树地震同震形变场为围绕发震断层NW展布的椭圆形干涉条纹,覆盖范围约89 km×59 km.断层运动性质为左旋走滑.两盘最大视线向相对形变量至少达45 cm,最大形变出现在结古镇附近.时间基线不同的同震形变场总体上基本一致,但两盘最大相对形变量和局部形变存在差异.震后时间较长的干涉对反映的最大形变量反而减小;在震后时间较短的干涉对上于结古镇西南侧观测到的局部形变,在震后时间较长的干涉对上却没有出现.分析认为在形变量最大的结古镇附近可能出现了震后快速弹性回弹,导致随震后时间延续,形变量反而减小的现象.玉树地震震后形变主要出现在断层附近、震后不久的时段内,形变量在8 cm以下,具有与同震方向一致和相反的两种震后形变方式.在结古镇西南观测到一个与同震形变相反的局部沉降,应为震后弹性回弹.在微观震中处的断层附近观测到与同震方向一致的震后形变,可能是震后余滑.通过对地震前后不同时间基线的多个干涉对的联合对比分析,可以在一定程度上区分同震形变与震后形变,更好地研究地震引起的变形过程,特别是地震断层附近短期震后形变场的演化过程,为进一步研究断层带的岩性特征、物理力学及运动特性提供约束.     

汶川Ms8.0地震前InSAR垂直形变场变化特征研究

利用D-InSAR技术,选用汶川地震前日本ALOS/PALSAR数据,提取了汶川地震前4个条带的形变场,形变场覆盖了映秀镇、茂县、北川县、平武和青川县.结果显示,汶川地震前形变场沿断层呈“凸”状对称形变分布特征,沿发震断层附近出现隆起形变,而远离发震断层两盘均出现下沉,且随着远离断层距离的增加,沉降幅度逐步增加.在断层两侧附近的平武、北川、安县、江油一带出现了大面积形变隆起,幅度为5～10 cm,且断层西侧抬升范围大于东侧.在映秀镇和汶川地震震中附近,沿断层两侧呈现出小范围斑块状隆起,范围在10～15 cm.该隆起区域与汶川震中位置和破裂最强烈段落基本一致.在远离断层的两盘区域出现沉降,绵阳至成都一带沉降范围在0～ -10 cm之间,松潘至文县一带沉降范围在-5～ -10 cm之间.研究表明对于处于闭锁阶段的逆冲断层,震前的垂直变形可能是其主要变形特征.虽然获得的震前形变变化可能存在5 cm的DEM和对流层大气延迟造成的误差,但这种震前垂直形变场变化趋势仍然存在,可能为地震监测预报提供科学依据.     

山西带断层形变特征研究

本文基于山西带跨断层形变测量的全部历史资料, 通过对1989年大同—阳高6.1级和1998年张北6.2级二次地震前断层形变群体性异常变化的分析, 对山西带断层形变特征及与强震孕育发生之间可能存在的关系进行了系统研究, 指出了断层形变在空间上和时间上存在的相对性特征, 可供用震例中总结出的断层形变规律跟踪预测和研究未来震情的趋势时参考, 同时对当前华北震情, 特别是山西带震情的跟踪研究工作提出了建议和看法。     

2021年青海玛多MW7.4地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布

2021年5月22日青海玛多M_W7.4地震作为发生在巴颜喀拉块体内部的一次强震,再次引起了人们对该地区地震活动性的强烈关注.本文基于震后GNSS流动观测和区域连续GNSS站资料,解算了106个站点的同震形变及其中17个站点的高频形变波形.同震形变场显示玛多地震具有典型的左旋走滑特征,GNSS观测到的最大同震位移达到1.2 m.GNSS与InSAR数据相符度较高,GNSS提供了准确的近场形变信息.基于GNSS同震形变场,本文反演了断层滑动分布,并计算了发震断层上产生的库仑应力变化.结果表明,发震断层的滑动破裂存在多个凹凸体,破裂分段特征明显且出露地表,与野外地表破裂考察和余震分布吻合,主体破裂位于断层面0~10 km的浅部区域,最大滑动量达到4.6 m,地震矩1.63×10²⁰N·m,矩震级为M_W7.4;发震断层上静态库仑应力增加区域与余震分布具有一致性,说明余震主要是由静态库仑应力加载而触发的.     

山西地区断层形变异常强度与地震关系

根据建立的数学模型,对山西地区跨断层观测资料进行整理计算,得到断层形变速率、异常强度值、异常强度等值线和区域性异常变化的时序曲线,并根据断层形变异常强度值及时空演化等特征,结合山西地区中、强地震,研究断层形变异常强度与地震的关系,发现在山西地区发生MS≥4.0地震前1年左右或稍长时间,断层形变异常强度均出现强烈异常,表现为R5,可以作为中、强地震孕育发生的前兆标志。     

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     

Application of system science to the study of the relation between the fault deformation network in the Beijing-Tianjin area and earthquakes

A systematic analysis and processing of the relation between the fault deformation network in the Beijing-Tianjin area and earthquakes by part of the principle and method of system science (Information theory) is reported in this paper. The result of the study indicates that the fault deformation network related to the fault loading to the earthquake in the Beijing-Tianjin area, exhibited obvious features of colony anomalies before the Tangshan earthquake of 1976. With this feature, there is special meaning to the prediction of earthquakes with magnitude ?7.0 in the time of the coming year, within the range of 150 km.     

兰州地区活动构造的基本特征

兰州地区发育了NWW向和NWW向2组主导性活动构造带。大致以河口为界，东部地区主要为NWW向的马衔山－兴隆山左旋逆走滑活动断裂系，其新活动明显，是区内的主要控震断裂，1125年兰州7级地震就发生在其中的马衔山北缘断裂带的西端。河口以西为拉脊山北缘断裂和庄浪河断裂等1组NWW向的弧形逆冲断褶带，变形方式以断裂扩展褶皱为主，其新活动可能导致了138年金城－陇西63／4级地震、1440年永登61／4级地震和1995年永登5.8级地震的发生。兰州市区所在的兰州盆地则夹持在上述2组活动构造之间，其内同样发育了NWW向和NWW向的次级断裂，如刘家堡断裂、金城关断裂、雷坛河断裂及深沟桥断裂等，其上具有孕育和发生中强震的构造条件。     

张家口-渤海地震构造带的地壳形变研究

华北北部地区的张家口-渤海断裂带是控制现代强震的一条地震构造带。新近纪以来,在区域NEE向主压应力的作用下,新发育了一系列的NE向构造活动带,与张家口-渤海断裂带组成1组共轭的剪切破裂系统,控制了近代强震的发生。文中主要探讨了这条断裂带的地壳形变特征。长趋势GPS地壳形变图像反映了这条活动断裂带相对完整的左旋走滑活动。分期的地壳形变图像揭示了在中强地震前,沿该断裂带出现一系列的NE向梯度异常带,分别指示了唐山-河间、三河-涞水以及延怀-山西地震构造活动带的活动,表明了沿张家口-渤海断裂带出现了中强地震的中期前兆。研究认为,强震前地壳形变揭示的是深部蕴震层的应变活动信息,而强震之后比较杂乱的图像特征体现了盖层的调整运动     

SEISMOTECTONICS OF THE 8 AUGUST 2017 JIUZHAIGOU EARTHQUAKE AND THE THREE-DIMENSIONAL FAULT MODELS IN THE SEISMIC REGION

On 8 August 8 2017, an M_S7.0 earthquake occurred in Jiuzhaigou County, Sichuan Province. Field geological investigations did not find any co-seismic surface rupture in the epicenter area, implying that the seismogenic structure is likely a hidden active fault. Based on the results of the relocated aftershocks, the seismogenic fault was simulated and characterized using the SKUA-GOCAD software. The three-dimensional model of the seismogenic fault was preliminarily constructed, which shows that the main shock of the Jiuzhaigou M_S7.0 earthquake occurred at the sharp bending area of the fault surface, similar to the geometry of the active fault that generated several major earthquakes in the Songpan area during 1973-1976. Our study suggests that high seismicity of this area may be closely related to the inhomogeneous geometry of the fault surface. In this work, we collected the historical earthquakes of M ≥ 6.5, and analyzed the geometric and kinematic features of the active faults in the study area. A three-dimensional fault model for the 10 main active faults was constructed, and its limitation in fault modeling was discussed. It could provide evidence for analyzing the seismotectonics of historical earthquakes, exploring the relationships between earthquakes and active faults, and predicting major earthquakes in the future.     

滇西北地区的现代构造应力场

通过区内活断层性质、盆地生成和水系分布极向等的研究,进一步从地质上论证了该区北北西—近南北向的现代构造应力场。认为这一局部应力场是川滇菱块作南向滑移引起的地壳上部的构造变形事件。晚新生代以来的断陷盆地是这一滑移过程造成的地壳表层的拉分盆地。在地壳的下部有可能受到大区域板块北(偏东)向推挤作用的影响。中小地震和强震在深度分布、破裂特征及应力方向上的区别有可能是这种不同深度层次上应力差异作用的某些信息     

宁夏中部小震震源机制解研究

本文利用宁夏区域台网共27个台的宽频带数字地震记录,采用CAP方法和Snoke方法反演了宁夏中部19次ML3.0以上地震震源机制解。结果显示:东侧牛首山-罗山-固原断裂带和中部的烟洞山断裂带主要以右旋走滑为主,带少量逆冲分量,与实际主控断层的情况一致;西侧的中卫-同心断裂带以左旋走滑为主;19次地震的CAP法计算结果中的16次地震机制解走向在105~189o之间,另有2次为350o和353o,和断层走向基本一致。综合应力场研究结果表明该区域地震产生的震源区构造变形是近北东向发生压缩,近北西向发生相对扩张。对比2种方法计算结果发现,Snoke方法计算结果不理想。分析认为,一方面,宁夏台网台站间距较大,分布不理想;另一方面,识别小地震的初动及振幅比时存在误差。因此,对于西部台站稀疏地区CAP方法计算小震震源机制结果更为可靠。     

浑河断裂现今活动性及抚顺城区段的活动特点研究

对近几十年（特别是近几年）来多处跨浑河断裂的形变测量等资料的研究表明，浑河断裂的现今活动性不十分显著，抚顺城区段浑河断裂带附近现今矿震活动频繁，数处跨断裂形变测量结果，断裂两侧的水平和垂直运动显示出的拉张、沉陷与断裂关系密切，其运动速度均在每年十几毫米以上（个别的可达300mm/a)，对其变形的机理研究认为，煤矿采掘是造成变形的主要原因，而非断裂本身构造活动的结果。     

天山中段地区垂直形变特征与地震危险区

本文用动态秩亏自由网平差处理了天山中段地区的大面积水准资料,给出了该区现今垂直形变速率等值线图。分析了天山中段地区的垂直形变概貌及特征。指出博罗霍洛断隆带是现今垂直形变的高速隆起带;北天山构造带的垂直差异运动水平高于南天山构造带:沙湾—巩乃斯以西地段为垂直形变速率的高梯度带展布区,有可能是未来强震活动的危险区段。     

六盘山东麓地区活动构造研究

该文介绍了六盘山东麓地区活动构造研究的主要研究内容,包括：六盘山东麓断裂第四纪以来的活动特征、六盘山东麓断裂的变形幅度与位错速率、古地震事件及六盘山东麓断裂带的分段性。