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.     

从跨断层短基线观测计算地应变的方法探讨——以唐山台地形变数据为例

跨断层测量是研究断层活动特征的重要手段之一.本文介绍了一种利用台站短基线观测,通过刚体模型、弹性体模型和组合模型确定断层或断裂带附近应变的方法,并以唐山地形变台资料为例进行对比分析.通过对比同时间段的位移和应变时间序列的变化幅度和趋势特征,认为组合模型更符合实际情况.同时,分析了多条测段不同组合情况下的模型计算结果,探讨了跨断层观测资料与区域GPS数据计算结果之间差异的原因.并提出了基线过渡桩更可能位于断层东侧的认识.     

川西地区长周期气温变化对跨断层位移观测的影响及芦山地震前的异常断层活动

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震前2-3年,川西地区的跨断层位移出现群体性、准同步的异常趋势转折,但有些场地的辅助气温观测也呈现相似变化.为探寻这些趋势转折是否为热形变,本文基于鲜水河、安宁河-则木河、龙门山断裂带上的短基线、短水准及辅助气温观测数据,使用频谱分析及统计分析方法,研究跨断层位移与气温之间的关系,并利用主模式分析方法研究芦山地震前各断裂带的运动特征.结果显示：（1） 在大于2.63 a的周期上,短基线、短水准与气温的频率成分较为相似,它们之间为弱-中等强度的相关.（2） 气温变化不是芦山地震前跨断层位移发生趋势转折的主要影响因素.除个别场地外,长周期热形变在总的跨断层位移中所占比重较小,对其趋势变化的影响有限.（3） 主模式分析表明,2010年前后,鲜水河断裂带的左行走滑和张性运动有所减弱,安宁河-则木河、龙门山断裂带的张性运动也开始减弱（或者说压性增强）.这些变化特征可能反映了在这一时期巴颜喀拉块体SE-SEE向运动的加剧.     

综合利用多种地壳形变观测资料计算鲜水河断裂带现今滑动速率

本文首先沿走向将鲜水河断裂带划分为炉霍、道孚、乾宁、康定和磨西五个断裂段,利用沿断裂带布设的跨断层短基线、短水准场地测量资料计算了近场的断层活动参数,利用覆盖断裂带相对较大区域的重力、GPS观测资料计算了重力场动态变化、GPS速度场.基于重力场动态变化和GPS速度场采用蚁群算法和粒子群算法(具有全局优化的优势)分别反演计算了五个断裂段断层活动参数,将结果中的走滑分量作为五个断裂段的现今走滑速率.通过对以上三类现今走滑速率及五个断裂段的地质平均滑动速率进行融合与对比分析,将重力资料反演计算结果作为断裂带整体走滑速率,与跨断层短基线、短水准测量计算的断层滑动速率结果进行对比分析,初步判定了各跨断层短基线、短水准场地所跨断裂的性质,最终给出了五个断裂段的现今整体左旋走滑速率和部分分支断裂左旋走滑速率,结果为:(1)炉霍段为9.13mm·a~(-1),虾拉沱区域西支断裂为2.46mm·a~(-1),东支断裂为5.84mm·a~(-1).(2)道孚段为8.57mm·a~(-1),东南段沟普区域西支断裂为1.78mm·a~(-1),东支断裂为6.79mm·a~(-1).(3)乾宁段为7.67mm·a~(-1).(4)康定段为6.14mm·a~(-1).(5)磨西段为4.41mm·a~(-1).本文还定性讨论了断裂带两侧重力、GPS测点覆盖范围内活动地块的三维弹塑性变形和古地震、历史地震造成的永久位错.     

川西地区安宁河断层古地震行为及其与则木河断层的比较

安宁河断层与则木河断层是青藏高原东南川滇地块东边界断裂带的重要组成部分,晚第四纪以来变形样式主要以左旋走滑运动为主。安宁河断层走向近SN向,以冕宁为界分为南北两段,北段古地震复发周期500~700a,全新世以来左旋平均位移速率约4mm/a。南段的古地震研究程度较低,通过在月华一带开挖探槽及大量14C测年限定其大地震平均复发间隔为600~800a。则木河断层北接安宁河断层,全新世以来平均左旋位移速率为2.4~3.6mm/a,大地震复发周期约2 300a。对比安宁河断层与则木河断层的古地震行为,发现安宁河断层大地震复发间隔相对较短,平均左旋位移速率稍大,存在着古地震行为的不协调性。安宁河断层与则木河断层走向不一致、螺髻山的快速隆升以及安宁河断层南侧SN向展布的走滑断层系统等可能是造成安宁河-则木河断层古地震行为差异的原因。     

川西跨断层测量资料处理及中短期地震前兆异常指标

跨断层形变测量是在现今构造活动强烈的活断层主断面上进行的动态测量。鲜水河断裂、安宁河—则木河断裂及龙门山断裂是川西现今构造活动较强的断层。近２０多年来,四川省地震局地震测量队在上述断裂上陆续布设了短水准、短基线、蠕变仪等测量手段,并取得了大量测量资料...     

则木河断裂的现今活动方式及其地形变鉴别标志探讨

根据地壳形变测量资料，探讨了则木河断裂的现今活动方式及其定性的地形变鉴别标志问题。结果表明：则木河断裂的现今活动具有明显的分段性特征，即以大箐为界分为南北两段，北段以粘滑活动为主，南段以蠕滑活动为主；沿则木河断裂带垂直位移速率空间分布特征的显著差异，可以作为鉴别断裂现今活动方式的标志之一，其位移速率的相对大小，可作为鉴别断裂现今活动方式的一种参考标志     

四川则木河断裂带微断层地貌的地形测量和走滑速率的估算(英文)

则木河断裂带南北分别与安宁河断裂带和小江断裂带相接,自中更新世复活以来,以左旋走滑为主,并成为一条重要的地震断层。据TL和ESR 测年分析,则木河谷地广泛存在的最低一级冲积扇为10 000 ～15 000 年以来形成。切割这些冲积扇的冲沟被则木河断裂带错断,其发生时间与冲积扇相当或者更新,平均位移值测量为86m 。据此计算,则木河断裂带晚更新世以来的平均走滑速率为5-8 ～8-6m m/a     

丽江7.0级地震前后断层活动协调比及离散度分析

跨断层流动形变观测能直接反映观测场地所在断层的活动情况,张超等(1987)采用断层刚体模型推导了利用跨断层基线、水准测量数据计算断层的水平扭动和垂直位移公式,并且经公式推导分析得出计算结果对监测断层现今活动非常有利,张晶等对利用跨断层基线和水准测量资料推算断层活动参数公式进行了改进,采用断层三维立体模型计算了断层三维运动参数,并在此基础上提出了断层活动协调比的概念.     

后差分GPS测量则木河断裂地震微地貌特征

地震微地貌是研究古地震的重要证据。 发生在则木河断裂带上的1850年地震的地表破裂带在人类活动较少的地区得以保存完好。 研究区内地形起伏大, 断塞塘、 断层陡坎、 鼓包等微地震地貌特征明显, 在三维视图内可直观反映测量区内的这些地貌特征。 利用后差分GPS方法测量断裂活动形成的地震微地貌, 水平测量精度可达0.5 m, DEM精度可到一个像元1 m, 是定量化研究地震微地貌的一种新方法。 测量结果表明, 大箐梁子顶部七条干沟对应多次古地震事件; 大箐梁子顶部鼓包被断裂断错, 断塞塘沉积区向南迁移, 鼓包最新断错约4 m, 大箐村南山坡形成50 cm高断层陡坎。 说明大箐梁子一带地震活动性较强, 且以挤压构造为主。     

四川西昌1850年地震地表破裂特征研究

本文对则木河断裂带上各种地震地表破裂现象作了调查和时代方面的研究,结果表明,1850年西昌地震在西昌北的李金堡至宁南的松新间形成了长达90km的地震形变带。地震位错的最大水平位移为7m,垂直位移一般为0.5～2m,对地震形变带中的各种变形遗迹和地震地表破裂特征的研究表明,则木河断裂是这次地震的发震构造,震中位于大箐梁子一带,震中烈度达Ⅹ～Ⅺ。地震破裂的力学性质为左旋扭张,与则木河断裂晚第四纪以来的活动一致。地震破裂具有向南突出发展的不对称特点     

利用跨断层形变资料研究云南地区主要断裂带应变特征

利用1982—2009年云南地区跨断层短基线观测资料,采用应变分析方法得到云南地区断裂带的应变特征,并探讨了云南地区断裂带应变变化与地震活动的关系。本次工作求解了断裂在各测点处的走滑速率。结果显示,楚雄-通海断裂带的应变量值高于剑川-丽江断裂带,云南地区主要断裂带对于本区域内的大地震的应变响应有一定的一致性。     

康定6.3级地震前鲜水河南段跨断层形变异常分析

2014年11月22日,四川省甘孜州康定县（30.3°N,101.7°E）发生6.3级地震,震源深度18km。地震发生在有跨断层形变测量场地的鲜水河断裂带康定至道孚之间的色拉哈断裂。结合该断裂带2000年以来的跨断层形变观测资料,笔者重点对老乾宁、折多塘监测场地在康定地震前的观测资料进行了分析,得出了以下结论：①从2013年5月开始,老乾宁基线观测曲线持续上升,反映出鲜水河南段断层张性活动有所增强;②老乾宁、折多塘场地短水准观测曲线2014年5月至9月加速下降,断层压性活动增强,有明显的短期异常;③老乾宁、折多塘短水准异常对康定6.3级地震的短期预测有着明确的指示意义。     

基于跨断层水平形变资料的鲜水河断裂现今活动分析

利用2000—2018年鲜水河断裂基线、蠕变资料,将场地缩放到统一尺度,分析不同资料反映的断裂活动特征,探讨断层活动与周边地震活动的关系。结果显示:(1)跨断层近场水平形变资料表明鲜水河断裂活动具有明显分段性,按照断层活动速率大致分为北西段、中段和南东段,与地质上分段方式有一定差异;(2)跨断层近场水平形变资料能不同程度显示出偏离正常背景的活动变化,捕捉到附近中强地震前兆信息和震后调整变化,为地震危险性判定提供重要参考;(3)基线和蠕变反映的断层活动存在差异,基线活动明显高于蠕变,基线走滑速率为0.30～2.05 mm/a,张压速率为0.47～1.21 mm/a,蠕变走滑速率为0.14～0.62 mm/a,张压速率为0.12～0.29 mm/a;(4)蠕变和基线均显示研究区内的鲜水河断裂以左旋走滑活动为主,北西段和中段活动强于南东段,基线资料显示2017年芦山M_S7.0地震后张压活动总体加强。     

则木河断裂带大箐断层枢纽运动的有限元数值模拟研究

变形局部化问题和地震成核问题,是构造变形机制与大地震研究中极其重要的问题.对走滑断裂的运动和走滑型地震而言,断裂枢纽运动是断裂带上变形局部化和地震成核孕育的条件,认识这一运动过程和机制是了解走滑断裂上地震孕育、发生机制的关键之一.本文在前人工作的基础上,以则木河左旋走滑断裂大箐断层为例,测量了大箐断层大箐梁子断头沟台地-五道箐盆地之间的构造和地貌变形,揭示了大箐走滑断层枢纽运动构造和地貌四象限分布的特点,并且在定量分析其枢纽运动的基础上,利用数值模拟方法,模拟了断裂的枢纽运动,结果表明,走滑断裂的枢纽运动表现出典型的掀斜特征,随着断层面倾角的减小,枢纽运动程度加深;随着断层面闭锁区面积的增大,枢纽运动明显受阻;发现在闭锁区及其附近存在一个应力集中区使得应力由外向内一直处于积累状态,反映了地震的成核过程.     

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。     

汶川8.0级地震前GPS与跨断层资料反映的运动与变形演化特征

为了研究与总结2008年5月12日汶川8.0级地震前GPS与跨断层资料反映的龙门山断裂带及其周边地区的运动、构造变形、应变积累演化过程,以及汶川地震临震阶段可能的物理机制,本文综合1999~2007期GPS速度场、1999~2008年大尺度GPS基线时间序列、1985~2008年跨断层短水准等资料进行了相关分析与讨论。结果表明:(1)GPS速度剖面结果显示,宽达500km的川西高原在震前有明显的连续变形,而四川盆地一侧和跨龙门山断裂带基本没有变形趋势,表明震前川西高原在持续不断地为已经处于闭锁状态的龙门山断裂带提供能量积累。(2)GPS应变率结果显示,震前龙门山断裂带中北段的NW侧EW向挤压变形明显,变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小,而断裂带变形微弱;龙门山断裂带西南段周边形成了显著的EW向挤压应变集中区,应变积累速率明显大于中北段。(3)断层闭锁程度反演结果显示,除了汶川地震的震源位置闭锁相对较弱,且西南段有大概20km宽度断层在12~22.5km深度为蠕滑状态以外,震前整条龙门山断裂基本处于强闭锁状态。(4)大尺度GPS基线结果显示,跨南北地震带区域的NE向基线从2005年开始普遍出现压缩转折,反映NE向地壳缩短的相对运动增强。(5)跨断层短水准场地结果显示,震前年均垂直变化速率和形变累积率很低,表明断层近场垂向活动很弱、闭锁较强。通过以上分析认为,在相对小尺度的地壳变形中,震前龙门山断裂带深浅部均处于强闭锁状态,断裂带水平与垂直变形都很微弱,这可能经历了一个缓慢的过程,而且越是临近地震的发生,微弱变形的范围可能越大;在相对大尺度的地壳变形中,震前龙门山断裂带西侧的巴颜喀拉块体东部地区经历了地壳缓慢且持续的缩短挤压变形,为龙门山断裂带应变积累持续提供了动力支持。     

芦山M_S7.0地震后鲜水河断裂带南东段活动特征

在大地震沿鲜水河断裂带向ES迁移和鲜水河断裂带SE段较长时间未发生强震的背景下,本文收集了2013年芦山MS7.0地震前后(2010—2014年)鲜水河断裂带SE段3个跨断层短基线测点数据,分析了芦山地震前后该段近场断裂活动。研究结果表明:1)芦山地震前后,鲜水河断裂带在SE段断层的走滑方式存在左旋和右旋相互交替现象。2)芦山地震后该段近场滑动速率小于1mm/a,与震前较长时间的测量结果相比无明显变化,说明SE段已经进入震间锁闭阶段,应变持续积累,芦山地震并未对该区域断裂活动产生明显影响。根据断层运动随时间变化的模型,认为鲜水河断裂带SE段距离该段上次大地震时间长于EW段距离上次大地震的时间是2段滑动速率不同的原因之一。     

安宁河-则木河断裂带断层活动特征及其与地震活动的关系

利用安宁河-则木河断裂带上的跨断层流动形变资料,计算了断层活动累积量,定量研究了断层在不同时间段内的活动特征,然后采用断层活动总体状态参量R(t)值对断层总体活动特征进行了综合分析,探讨了其与地震活动的关系。结果表明:安宁河-则木河断裂带在观测期内以左旋走滑活动为主,兼具逆冲活动;断层总体活动状态参量R(t)显示,断层整体活动的不稳定性与强震有关,断层活动不稳定时,地震活动也较强烈。     

则木河断裂带的走滑位移及滑动速率

主要从则木河断裂带上不同地貌单元的走滑位移及分布情况,对则木河断裂各次级剪切断层滑动速率的研究,获得了它们不同时期的活动量.