中国大陆基于BPT模型的时间相依地震危险性分析

概率地震危险性分析是地震区划图编制、重大工程场地地震安全性评估以及地震风险管理等领域的重要依据,地震时间活动性模型则是概率地震危险性分析的主要理论基础.本研究中基于布朗过程时间（Brownian passage time（BPT））模型,计算了不同情况下中国大陆特征地震震源区时间相依的地震发生率,采用概率地震危险性计算方法,选择合适的地震动模型,评估了中国大陆地区时间相依的地震危险性,并与基于泊松模型的地震危险性做了比较.结果表明,时间相依的地震活动特征对概率地震危险性具有显著影响,在那些地震离逝时间相对较长,离逝率较大（大于1）的震源区,时间相依的地震危险性结果相较于基于泊松模型的地震危险性结果显著增大,增大幅度最大可达50%以上.相反,在那些刚发生地震不久,地震离逝时间较短的震源区,时间相依的地震危险性结果相较于泊松模型显著减小,减小幅度最大可达50%左右.地震复发间隔的变异系数对地震危险性结果也有显著影响,选择合适的变异系数对时间相依地震危险性分析十分重要,后续应该加强对地震复发间隔不确定性的研究.研究结果还表明,时间相依的地震活动特征对不同超越概率下的地震危险性结果的影响是一致的,不随超越概率水平的变化而变化.本文研究结果对地震风险管理、地震保险以及相关防震减灾政策的制定等方面具有重要的应用价值.

     

东昆仑断裂带东段玛曲断裂古地震初步研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。本文通过3个古地震剖面揭示出东昆仑断裂东段玛曲断裂全新世共有4次古地震事件。最新一次古地震事件为距今(1730±50)～(1802±52)a,第二次古地震的时间为距今(3736±57)～(4641±60)a;第三次为距今(8590±70)a;第四次为距今(12200±1700)a。其中第一次和第二次古地震事件的时间较为可靠,两次古地震事件之间的复发间隔为2400a左右,由此认为东昆仑断裂带东段的古震事件之间的复发间隔为2400a左右,古地震的离逝时间为距今(1730±50)～(1802±52)a。     

夏垫断裂大胡庄探槽古地震事件分析

夏垫断裂是北京平原区内1条极为重要的隐伏活动断裂,同时也是1679年三河—平谷MS8.0地震的发震断层。为获取该断裂完整的古地震序列,主要开展了2方面工作:(1)以大胡庄探槽原始资料为基础,重新对探槽进行了解译,共识别出3个埋藏古土壤,6个崩积楔和1次砂土液化现象;(2)结合该断裂其它部位探槽揭示的古地震事件,通过对比各探槽标志性地层,建立不同探槽中古地震事件在同一时间轴上的联系,得到夏垫断裂完整的古地震序列。结果表明:距今31 ka以来,夏垫断裂共发生过11次古地震事件,古地震平均复发间隔约为2.8ka,但距今25~15 ka存在1个古地震丛集期,丛集期内共发生5次强震,平均复发间隔约为2.0 ka,反映出夏垫断裂活动性存在阶段性的差异。     

基于断裂两侧应变能积累的地震危险性参数估计—以1679年三河—平谷M8.0地震为例

本文基于断裂两侧应变能积累的概念,利用新夏垫断裂上探槽研究的古地震资料和1679年三河—平谷M8.0地震的历史资料,通过原地地震复发原则来评价指定断裂（段）在某一时段内的地震危险性,探讨其在未来一段时间内可能发生地震的最大潜在震级。由此说明现今应变能确定所面临的困难,而应用局部化应变（变形）与岩石-断裂系统局部失稳临界条件之间的联系,理论上可以由变形带的宽度减小率来预估未来地震的发生时间。      

大凉山断裂带中段普雄断裂晚第四纪古地震

大凉山断裂带是中国大陆大型强震断裂带鲜水河-小江断裂系的重要组成部分,其中段的普雄断裂是断裂带中最长的1条次级断裂。该次级断裂的古地震活动情况对评价该区域地震活动水平和建立地震灾害预防措施具有重要意义。近年开展的活动断层填图和古地震探槽研究表明普雄断裂是1条晚更新世以来活动强烈的略向W倾的高角度左旋走滑断层。沿断裂开挖的2个探槽分别揭露了2次和3次古地震事件,分别发生在8206 BC—1172 AD、1084—1549 AD和17434—7557BC、1577—959 BC、927—1360 AD。结合探槽古地震结果和历史地震记载,进行建模分析得到断裂的离逝时间约为0.7ka,与距今倒数第2次事件的时间间隔约为2.3ka。同时,根据震级与地表破裂长度的经验公式估算古地震事件震级在7级以上。     

呼和浩特市主要活动断裂未来危险性评价——以大青山山前断裂为例

通过对呼和浩特市活动断层地震危险性评价的技术途径、目标区内主要断裂的活动特征的综合分析,确定目标区内主断裂未来可能发生的最大震级;采用"时间相依"大陆模型、BPT模型及河套模型,对目标区内断裂进行地震危险性的综合评估。结果表明,呼和浩特段的发震危险性高于毕克齐段,在未来100年均具有较高程度的发震危险性,其潜在地震的最大震级均为M_S7.2。     

基于时间相依地震活动性模型的地震时间序列模拟

模拟地震时间序列在地震危险性分析和地震灾害预测等领域中具有重要作用,地震活动性模型是模拟地震序列的重要理论基础.本文以时间相依地震活动性模型为理论模型,系统梳理了现有时间相依地震活动性模型理论与方法,研究了断层（震源）上最新地震发生时间已知、未知以及地震历史开放间隔已知三种情况下地震发生概率的计算方法,分析了地震复发间隔的变异系数对时间相依地震发生概率的影响.研究了基于布朗模型的特征地震准周期发生的物理原理,建立了时间相依地震时间序列的模拟方法.研究结果表明,在地震离逝时间较长的情况下,基于时间相依地震活动性模型计算的地震发生概率要显著大于泊松模型;在地震历史开放时间已知情况下,计算的地震发生概率要高于地震离逝时间未知的情况.地震复发间隔的变异系数越小,模拟的地震时间序列越呈现周期性.本文研究结果可提高长期地震概率预测水平,模拟的具有时间相依特征的地震时间序列可用于地震预测、概率地震危险性分析以及地震灾害预测等领域.

     

大地震重复特征与平均重复间隔的取值问题

对延怀盆地及海原断裂古地震的详细研究表明,大地震的重复行为具有多样性。特征地震是大多数断裂活动的行为特征,但特征地震存在分级性,大地震的重复时间间隔存在分阶段性,以及断裂的相互作用会影响大地震的复发序列。因此,当大地震重复行为出现时间上的分阶段性,或特征地震分级现象导致不同强度的古地震间隔时间有明显差别时,用确定性或时间相依的概率方法评价大地震的危险性,需要分阶段或分级计算不同间隔阶段的平均值     

1679年三河—平谷8级地震地表破裂端部特征及其地质意义

地震地表破裂端部的几何结构与运动学特征研究有助于科学认识断裂的破裂传播与终止过程.夏垫断裂是华北平原区最为重要的隐伏强震构造之一,于1679年发生了三河—平谷M8历史大地震,但其同震地表破裂长度及端部变形特征仍存争议.基于前人研究结果,在野外地质调查的基础上,跨1679年三河—平谷8级地震地表破裂端部布设了 2条浅层地...     

灵武断裂晚第四纪古地震及其破裂特征

在地质地貌调查基础上 ,对灵武断裂进行了古地震槽探揭露。结果显示 ,距今 2 8ka以来 ,灵武断裂上发生过 5期地表破裂型地震事件 ,时间大约分别在距今 ( 2 7 15± 0 778) ,2 0 0 ,( 13 0 7± 0 0 6) ,( 10 586± 0 0 5)和 6 0ka。根据 5期古地震事件的综合对比分析 ,发现断裂有分段组合破裂的特征 ,由此并结合槽探揭示的古地震同震位移等估计了古地震的震级     

混合地震模型的建立及其科学意义

利用中国西部古地震和历史地震资料建立了特征地震模型并与分档泊松模型结合组成混合地震模型。研究了青藏高原东南缘的重要地震带鲜水河－小江断裂地区的地震危险性,并与1990年出版的中国地震区划图结果进行了比较,表明在1786年曾经发生过73／4级地震的康定地区（离浙时间为213a,地震复地周期为320a）的地震概率大于后,Ⅷ度区面积同样是前大于后。这说明地震离逝时间与地震复发周期关系对地震危险性计算是有影响的,特征地震与混合地震模型的引入解决了泊松模型无记忆性的缺陷,使计算的结果更科学、合理。     

三危山断裂敦煌段古地震活动特征

三危山断裂位于青藏高原北缘NW向扩展的前缘位置,其最新地震活动反映了高原北部地区的构造变形特征。文中通过遥感影像解译、野外实地调查、古地震探槽及光释光年代样品测试,对三危山断裂敦煌段的古地震活动特征开展了研究。结果表明,断裂晚更新世以来发生过2次古地震事件,事件E1发生的年代约为距今(35.1±3.7)～(36.7±4.1) ka;事件E2发生的年代约为距今(76.5±8.8)～(76.7±8.3) ka。三危山断裂晚更新世以来的垂直滑动速率为(0.03±0.01) mm/a,相应的缩短速率为(0.09±0.01) mm/a。综合前人的研究结果,认为三危山断裂的地震活动具有分段性特征,中段、东段可能具有独立破裂的能力,也存在与敦煌段发生级联破裂的特征,复发间隔约为40ka,根据经验公式估算三危山断裂可能发生的震级范围为M_W7.1～7.5。     

时间相依的概率地震危险性分析方法研究及应用

<正>对使用不同模型的郯庐断裂带莒县-郯城段和山西交城断裂的地震危险性进行了计算,并比较了时间独立模型和不同时间相依模型的计算结果。传统的时间独立(time-independent)的概率地震危险性分析(probabilistic seismic hazard analysis,PSHA)模型假设地震的发生服从泊松分布。但是许多断层的地震活动性随时间有较明显的变化,如果使用泊松模型,可能会高估或低估一个时间段内的地震危险性.故对这类断层有必要使用时间相依(time-dependent)     

北京平原夏垫断裂齐心庄探槽古地震事件分析

齐心庄探槽位于 1679年三河 -平谷 8级地震夏垫地表地震破裂带东段。探槽内出露的断错地层、崩积楔、堰塞塘堆积、张裂楔及微细地层层理的揉皱现象 ,显示夏垫断裂全新世以来曾发生 4次强震事件。这 4次强震分别发生在距今 ( 10 85～ 9 71)ka、( 7 39～ 6 68)ka、( 5 4 16～ 2 2 33)ka及 1679年 (即三河 -平谷 8级地震 )。这 4次强震的时间间隔分别为 ( 3 2 4 5± 0 336)ka、( 3 2 11±0 815)ka及 ( 3 553± 0 796)ka ,平均强震间隔为 ( 3 336± 0 396)ka。 4次强震的平均同震垂直位移为 ( 1 4± 0 5)m。在齐心庄实施的探槽工程 ,除邻近断面开挖的探槽外 ,还在探槽南北 4 0 0m范围内开挖了 4个探坑 ,对认识断层下降盘地层的展布形态及确定断面堰塞塘的分布提供了帮助。在这些野外工作基础上 ,对齐心庄探槽研究结果与前人沿夏垫断裂其它地点的探槽及钻孔资料进行了对比 ,在古地震事件认识上大部分是一致的     

华南地区中强地震重复特征初步分析

运用时间相依的布朗过程时间模型和泊松模型,分别计算了炉霍潜源和道孚潜源7.0≤M<7.5和7.5≤M<8.0震级档未来50a的发震概率,并将其与根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案且运用分档泊松模型所得的计算结果进行对比分析。结果表明:①应用地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔,无论是BPT模型或泊松模型所得到的炉霍和道孚潜源在7.0≤M<7.5震级档的发震概率计算结果,均远大于根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案所得的计算结果;②对于使用同样的由地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔数据,BPT模型和泊松模型所得的计算结果也不相同。     

三河—平谷8级地震区的构造背景与大震重复性研究

通过综合探测研究,查明了1679年三河—平谷8级大震是发生在具有深部构造背景的活动断裂交汇区;北东向新夏垫断裂是其发震断裂并呈右旋剪切破裂位错,潘各庄一带垂直位移最大(达3.16米)应为8级地震的宏观震中。由平均地震位错速率及一定震级地震的位错量估计,夏垫断裂带上极震区范围内7.5级、7.0级和6.5级地震的平均重复时间下限值分别为3800年、1750年和800年     

川滇块体东边界活动断裂的大地震活动特征分析

活动断裂的活动习性是认识活动断裂应变加载及释放随时间、空间变化的关键所在，也是研究区域运动学、动力学和科学评价地震危险性的重要基础。安宁河断裂、大凉山断裂与鲜水河断裂呈倒“Y”字形交于石棉一带，共同协调了鲜水河断裂向SE的应变传递，2022年鲜水河断裂磨西段发生了泸定M_S6.8地震后，安宁河断裂和大凉山断裂的地震危险性再次引起了人们的关注。本文通过梳理分析这3条断裂相关的古地震和历史大地震资料，得出以下认识：(1)安宁河断裂和鲜水河断裂磨西段近4 000 a来的大地震平均复发间隔约为700 a，大凉山断裂则为524 a；(2)鲜水河断裂磨西段和安宁河断裂的古地震活动表现为丛集特征，大凉山断裂的古地震活动则表现为准周期特征；(3)近4 000 a来三条断裂在200 a时间窗内的大地震活动表现出准同步性，在时空上有相互影响的特征。     

陇南市活断层地震危险性评估

在甘肃省陇南市活断层探测与地质填图研究的基础上,归纳了开展地震危险性评估所需的主要活动断裂的基本活动性参数;采用震级—破裂尺度关系、震级—频度关系等方法评估了陇南市相关断裂（带）的潜在最大震级和平均复发间隔;利用时间相依的地震潜势概率模型和泊松分布模型评估了各断裂或断层小区在未来50、100、200年内发生破坏性地震的概率。同时利用b值空间图像扫描的方法给出了研究区的b值图像,分析了高应力区的地震危险性。通过对以上结果的综合分析,结果表明盖山—迭山断裂或光盖山—迭山断层小区的西端表现为高应力累积区,且发生破坏性地震的概率较高,是未来危险程度较高的断裂段。     

用断裂滑动速率估计小江断裂带的地震危险性

本通过小江断裂带的地震活动规律,认为断裂在具有特征地震复发行为的同时,在特征地震之间还有次级破坏性地震。故推导了滑动速度、离逝时间与潜在震级之间的关系,并计算了小江断裂带中段主要段落的潜在地震震级。潜在地震级较高的段有小江西支断裂非段和小江东支断裂东南段,其潜在震级都接近７级。     

陇南市活断层地震危险性评估

在甘肃省陇南市活断层探测与地质填图研究的基础上,归纳了开展地震危险性评估所需的主要活动断裂的基本活动性参数;采用震级—破裂尺度关系、震级—频度关系等方法评估了陇南市相关断裂（带）的潜在最大震级和平均复发间隔;利用时间相依的地震潜势概率模型和泊松分布模型评估了各断裂或断层小区在未来50、100、200年内发生破坏性地震的概率。同时利用b值空间图像扫描的方法给出了研究区的b值图像,分析了高应力区的地震危险性。通过对以上结果的综合分析,结果表明盖山—迭山断裂或光盖山—迭山断层小区的西端表现为高应力累积区,且发生破坏性地震的概率较高,是未来危险程度较高的断裂段。