地壳应变速率与地震活动关系的研究——从地壳应变场探索强震活动的场源关系

通过研究应变积累速度（亦即地壳应变速率）与地震活动的关系,籍以探讨从地壳应变场中寻找近期强震危险区的方法。针对不同地区的地震活动水平特别是地震复发期的差异,丁国瑜（１９８４）指出,各地震区大震复发时间的差异主要取决于由大震孕育环境和构造物理条件所决定的构造活动速率（亦即应变累积速率）的差异。从近几年地震实况的初步（阶段性）检验看,应用大地测量中垂直形变速率梯度判定强震危险区,具有较好的效果和可喜的前景。作者从理论分析、实际资料对比及计算机模型研究等方面来讨论地壳应变速率与地震活动水平之间的关系,进而为场源关系研究中的“场中求源”的科学思路探索可能的技术途径,并讨论了从应变速率场中寻找强震危险区的方法。     

球坐标系中图形单元应变与旋转张量及其误差解算

利用泰勒级数展开和弹性力学的几何方程,推导了球坐标系中由GPS位移数据解算图形单元应变和旋转张量的解析公式. 通过线性化处理,并利用误差传播定律,详细推导了图形单元应变和旋转张量的误差公式. 利用川滇地区最新的GPS测站位移速率数据,采用图形单元法解算了该区的面应变率及最大剪切应变率分布,并对其进行了初步的分析. 同时阐述了图形单元应变数学模型的局限性,讨论了图形单元法计算应变的意义以及图形单元的选择问题,进一步分析了应变计算的定权方法,还讨论了GPS观测网图形单元的地心半径差异与应变的关系问题.      

中国大陆地应变率场分布及其与地震活动性关系的研究

利用中国大陆地区的GPS速度观测资料,通过2次插值计算,得到地应变率场。首先将GPS观测结果通过插值计算获得中国大陆及邻区均匀网格节点上的速度值,然后运用有限单元中形函数(Lagrange插值函数)的求导方法,计算每个网格单元积分点处的地应变率分量,从而获得中国大陆及邻区稳定的地应变率场的分布。计算结果表明,总体上中国大陆及邻区地应变率分布西高东低;以南北地震带为界,西部地区应变率高,而东部地区,尤其是华南地区地应变率很低;而塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等构造稳定区域的地应变率也很小。此外,还发现中国大陆及邻区地应变率分布与地震活动之间的关系非常密切,变形产生的应变能密度与地震密度(1.0°×1.0°内发生的地震数目)之间吻合得很好,应变能密度高的区域,地震活动性较强;反之,则较弱。同时,最大剪应变率、面应变率与地震活动性之间也呈对应关系。     

江汉盆地构造模式和演化及其与中强地震关系研究

本文通过对江汉盆地地震物探的剖析,结合该地区大地构造环境特点,指出盆地主要有三个发展阶段组成:前陆盆地阶段(中三叠-晚侏罗纪),主要受秦岭大别逆冲推覆,前缘挠曲形成前陆盆地,同期形成NW向和NEE-EW向两组断裂,从而奠定了盆地棋盘格网构造体系;断陷盆地阶段(白垩纪-老第三纪),断裂由原逆冲或逆走滑转变为正断性质,且控制盆地沉积中心,同时盆地发生顺时针旋转,岩浆活动强烈;新第三纪以来盆地阶段,盆地以坳陷为主,整体下降,表现为断裂对盆地沉积控制明显减弱,岩浆活动停止. 根据石油物探剖面建立了盆地的构造格架,即盆地内两组断裂及其形成的狭窄低凸起/地垒条带将盆地分为4个NNW向展布和3个NEE向展布凹陷带. 盆地地壳结构和小震分布及震源机制解显示地震集中在沉降最大的潜江-沔阳凹陷带附近,震源深度优势分布在15 km左右,即盆地基底附近.     

中强地震前地磁极化异常特征及其与后续地震的关系

基于国家地磁台网中心的地磁秒采样数据,采用地磁垂直强度极化法,计算了2019年1月1日至2020年7月31日全国各地磁台站的极化值,对2019年中国大陆西部(110°E以西)极化异常进行了分析,研究了2020年于田M_S6.4等中强地震前地磁极化异常变化特征及其与后续地震的关系。研究发现:(1)地磁极化异常具有空间成组特征,即空间上多个地区可以同时出现地磁极化异常;地磁极化异常一般被认为是震前震源区发生断层蠕动或岩石破裂导致的电磁辐射,这意味着震前可能会有多个地区同时发生断层蠕动或岩石破裂,这一现象似乎表明有一个"力源"在主导多区域同时发生断层蠕动或岩石破裂。(2)地磁极化异常的后续地震具有成组特征,即一个地区出现极化异常后可能发生多次地震。该现象对日常会商分析具有重要参考意义,即此类异常发生预期地震后可能还会有类似地震的发生。(3)以往的一些研究认为地磁极化异常一般在震前2—3个月出现,但本研究发现极化异常出现后10个月在异常区域仍然会发生地震,这表明电磁辐射异常可能不仅仅是短临异常,还可能具有中期指示意义,即断层蠕动或岩石破裂发生时间可能在震前近1年左右便已开始...     

新疆钻孔应变异常特征及其与地震三要素关系研究

将新疆高精度钻孔应变仪１０年来观测到的应变异常划分为趋势异常、短期异常、临震异常三类，并对这三种异常的特征进行了分析总结．认为，地震三要素与应变异常参量关系密切，震级与异常量级、震中距有着确定性关系。     

利用GNSS资料研究新源-和静MS6.6地震前后地壳形变与地震关系

利用2009-2011年三期GNSS观测资料,获得新源—和静6.6级地震前后震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,分析得出:(1)研究区整体呈挤压缩短趋势,南部区域运动速率总体高于北部,而中部区域运动速率高于东西两侧,这与区域构造特点有关。新源—和静MS6.6地震之后,研究区西北部区域的应力场能量得到较大的吸收和释放。(2)从研究区应变分析中可以看出,沿断层出现的主应变率正负交替区域与地震的发生有一定关系。从面膨胀等值线图可以看出,两个面收缩区之间区域是地震发生的重要区域。剪应变区域变化可以反映出地震的破裂方向。     

2014年新疆于田MS7.3强震构造背景及其与2008年MS7.3地震之间的关系讨论

首先介绍了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的区域构造背景与断裂活动情况;然后分析了此次MS7.3地震震中位置以及周边历史地震震源机制特征,认为2014年2月12日于田MS7.3地震发生在阿什库勒断裂东支上,2014年MS7.3地震和2008年MS7.3地震是阿尔金断裂带南端尾部向西南方向延伸,由左旋走滑为主逐渐转变为拉张作用过程中,在阿什库勒断裂带不同位置发生的2次地震,2次地震存在着相同的力源关系,2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的发生有促进作用;最后利用分层地壳模型计算了2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的库仑应力作用,结果同样显示2008年MS7.3地震促进了2014年MS7.3地震的发生。     

巴颜喀拉块体东北缘GPS应变率空间分布特征及其与2017年九寨沟MS7.0地震的关系

巴颜喀拉块体东北缘是构造变形和地震活动较强的区域, 2017年九寨沟M_S7.0地震就发生在该区域内。 利用多尺度球面小波方法解算GPS应变率场, 分析巴颜喀拉块体东北缘2009年至2017年的应变率场分布特征, 该方法的优点是可以将GPS应变率场按照不同的空间尺度进行小波分解, 给出不同空间尺度的应变率场。 结果表明在2017年九寨沟地震之前, 震中附近应变积累显著, 虎牙断裂北延断裂的左旋走滑速率为3.0 mm/a, 拉张速率为3.1 mm/a, 表明该条断裂以左旋走滑为主兼有拉张特征, 与九寨沟地震的震源机制解一致。 除九寨沟震中附近外, 在岷县与漳县交界处、 理县和汶川、 青川等地区主应变率、 面应变率、 最大剪应变率也较大, 这可能与2013岷县漳县(M_S6.6)、 2008年汶川(M_S8.0)、 2014年理县(M_S4.8)以及2014青川县(M_S4.8)地震有关。     

Study of main body element of crustal strain and its relationship with moderate-strong earthquakes

In this paper, progress in strain study of blocks and faults by GPS data are discussed, and the concept that active structures between blocks are the main body of crustal strain is clarified. By energy transfer principle of elastic mechanics, the relation between strain around faults and tectonic force on fault surfaces is set up and main body element model of crustal strain is constructed. Finally, the relation between mechanical evolution of model and seismogenic process of Kunlun earthquake （Ms=8.1） is discussed by continuous GPS data of datum stations. The result suggests that the relatively relaxed change under background of strong compressing and shearing may help to trigger moderate-strong earthquakes.     

中国大陆及邻区、川滇成组强震活动特征初步研究

将中国大陆及其邻区1902年以来MS≥7地震的成组活动划分出7组,其首发大震分别为1902年阿图什8.2级,1911年阿拉木图8.2级,1920年海原8.5级,1931年富蕴8.0级,1946年缅甸7.8级,1966年邢台7.2级,1988年缅甸7.2级。川滇MS≥6.7地震成组活动划分出5组,其首发强震为1913年峨山7.0级,1933年茂县7.5级,1948年理塘7.3级,1966年东川6.5级、6.2级,1988年澜沧7.4级。其中,川滇MS≥7的首发大震滞后中国大陆首发大震几个月至4年不等。按成组大震的界定,目前中国大陆处于1998~2007年(估计)的大震少发时段。川滇未来1~2年的大震形势为川滇西部存在发生大震的可能性。中国大陆新一轮强震成组活动中的大地震将可能在2007~2009年前后发生,主体危险区可能为天山地震带中段及川滇东部。2007~2008年可能出现5~6级地震的增强过程。巧家—东川一带可能最先发生6级地震。