区域网GPS观测得到的2008年汶川MS8.0地震前的地壳水平运动

2008年5月12日汶川（31.0°N,103.4°E）MS8.0大地震发生在中国地壳运动观测网络区域网GPS观测站相当密集的地区．1000个站的GPS 非连续观测区域网分别在1999,2001,2004年和2007年作了4次观测．震前区域网GPS观测站得到的水平位移表明,汶川大地震主要力源是印度板块向北对中国大陆的挤压,但同时也受到东部与南部板块的挤压．与其它地区相比,震前震中附近水平位移最显著的特点是,汶川地震发生在南北地震带上位移分叉部位,即震中北部明显向东北位移,震中南部明显向东南位移,而震中附近的水平位移则明显小于其北面和南面的水平位移．简要讨论了应变计算结果的精度．为获取地震前的异常信息,分别采用趋势曲面拟合和统计方法研究了汶川地震前（1999—2007年）区域网的应变积累,寻找震中的大致区域．除了2001年昆仑山口西大地震震中及其周围地区外,1999—2007年震前区域网的应变积累的趋势曲面拟合表明,汶川地震发生在中国大陆第一剪应变积累大、范围最广的区域的东侧,且在此区域内积累较大的面压缩区的东北边缘．应变分量的统计分析表明,震前其分布在此区域及其附近同样有明显的异常,剪应变和面膨胀积累均增强．      

对现今地壳变形资料在地震区划中应用的初步探讨

采用汾渭地震带中段1996～2001年时段内的GPS观测数据,计算了地壳运动速度场,处理得到区内各测点相对水平运动矢量。采用均匀弹性体变形模型,计算了变形单元的主应变速率参数;引入地壳变形累积地震矩率的计算方法,探讨了其地震带内地震活动趋势和潜在震源区内大震复发间隔估计的应用问题。结果表明,汾渭地震带中段的地震矩累积速率为4.22×1017Nma,大大高于当前活动期的平均地震矩释放速率,处于地震应变累积阶段,未来地震活动性应比目前有所增强。对定襄潜在震源区和霍州潜在震源区的大震复发间隔估计结果也与采用活断层资料获得的结果相近。说明采用该估算方法具有进一步探讨的价值,特别是对于那些历史地震记录相对短暂或活动构造研究程度较低地区更有实际意义。     

珠江口区域地震海啸危险性分析

<正>1研究背景我国东南沿海地处环太平洋地震带,该海域海底地震频率高,具备引发海啸的水深条件,历史上发生多起海啸事件。一般,在印度洋及太平洋发生的海啸,受中南半岛、印度尼西亚群岛、菲律宾群岛及琉球群岛等岛屿的阻隔,到达南海时强度较弱,易实现提前预警。因此,一般只需考虑源于南海地区局地的海啸危险性。但是,大多数研究集中在马尼拉海沟俯冲区地震活动对南海地区造成的海啸危险性。事实上,     

2009年日本骏河湾地震后东海俯冲带上应力转移之探讨

日本西南部位于菲律宾海俯冲板块和欧亚上冲板块交界处。1944年和1946年,东南海和南海分别发生一次8级大逆冲型地震,但与该板块边界相邻的东海却仍保持闭锁状态[1]。因此,东海地区有可能会发生一次大逆冲型地震。2009年,骏河湾发生6.4级地震,地震位于菲律宾海俯冲板块内,靠近东海地区。在此,我们利用断层滑动模型来研究由骏河湾地震引起的应力变化[2]对东海地区的影响。我们发现在这次地震之后,板块边界的地震活动发生率有所上升。东海地区推测的强闭锁地段大都位于应力逐渐增大的地区。其中一小块闭锁地段的破裂——发生在地震应力达到临界值之后——就会引起整个东海地区的破裂,最终引发一场大逆冲型地震。     

利用GPS数据探讨鄂尔多斯地块西南缘地壳动态演化特征

利用GPS大地测量数据,借助最小二乘配置方法构建位移与应变间的偏导关系,探讨了鄂尔多斯地块西南缘地震空区近10年尺度地壳运动速度场、应变场的动态演化特征,分析了研究区域较少发生地震的成因.结果表明:地壳物质流在阿拉善地块、鄂尔多斯地块与西秦岭构造区的复杂地质构造交汇处,地壳内部物质流加速东移,板块间应力积累特征不显著;...     

1946年南海地震的同震滑动分布及该地震引起的无震滑动

由海啸波形的反演估算了1946年南海地震(Mw8．3)断层面上的同震滑动分布。比以前的研究(Satake，1993)有以下3个方面的进展：(1)使用了大量的较小次级断层；(2)次级断层更拟合板块的几何形状；(3)应用了更详尽的探测数据。反演的结果表明，实测波形和合成波形间的一致性比以前的研究有极大改善。在四国近海震源区西半部，在闭锁区下倾端附近发生了约6m的大滑动。上倾或浅部的滑动很小，说明该地区为弱的地震耦合。在纪伊半岛近海震源区东半部的约3m的大滑动延伸到整个闭锁区。由大地测量数据(Sagiyaand Thatcher，1999)估计了上板块八字形断层上的大滑动，对于解释海啸波形并不需要这样大的滑动，表明这些大的滑动是无震滑动。板块界面下倾端上的两个滑动分布，一个是由大地测量数据得到的，而另一个是由海啸波形得到的，除了在四国室户角下的滑动外，两个滑动分布都相当一致。据此来看，无震滑动也发生在室户角下部的板块交界处。     

日本东海、东南海、南海地震的联动性评估研究计划

正引言为了防备在不久的将来有可能会发生的南海海沟特大地震,对东海、东南海以及南海3个地震之间的联动性进行评估是非常重要的。该研究计划是在2008—2012年间实施的文部科学省的委托研究项目。主要内容由南海海沟特大地震联动性评估所需的子课题:(1)调查观测领域和模拟领域;(2)防灾领域构成。图1给出了子课题(1)和(2)的研究计划的总体概况。下面分别介绍各个领域     

冲绳海槽地震海啸的数值试验研究

在分析东海水深与地震情况基础上,我们认为冲绳海槽地震具有引发海啸的条件,并对该区海啸传播过程采用单侧破裂方式的有限移动源模型和高阶Boussinesq方程做了一维有限差分法数值模拟,给出了海啸传播过程波形和速度变化图.我们从模拟结果得到初步结论:冲绳海槽特大地震海啸传播到上海近海在5小时后,近海波高在几十厘米范围内.     

GPS资料反映的日本东北MW9.0地震的孕震特征

在对海洋板块俯冲型地震孕震模式的分阶段变形特征进行分析的基础上,结合同震位错反演结果分析了M_W9.0级地震的同震变形特征,分析过程中通过精度检验讨论了该反演结果的可靠性.通过对震前和同震GPS结果的对比分析,讨论了二者的差异性.GPS应变(率)结果表明,震前日本岛应变积累主要反映了太平洋板块和菲律宾板块的俯冲作用,同震结果表现为指向震源方向拉张应变的释放,对日本岛的主要影响区域介于35°N和43°N之间.震前和同震GPS剖面结果反映的变形特征具有互补性,但量值相差上百倍.震前的GPS速度、应变率剖面和时间序列结果表明靠近日本岛东海岸一侧可能存在变形趋于极限现象.通过对此次地震可能前兆的分析表明,中长期预测方面、震前GPS时间序列的趋势性偏离、前震活动、震源区b值降低等现象在一定程度上反映了此次地震的孕震特征.     

川滇地震活动特征——应变释放与大震

本文研究了川滇地区8个主要地震带的累积应变释放与大震的关系。每次地震的应变释放量由E~(1/2)确定,E为地震能量,LogE=11.8+1.5M(尔格)。结果表明:1900年后的7次大震(M_s≥7)都发生在累积应变释放相对偏低的地带;一般来说,这些地带是未来大震的孕育区;各地震带累积应变释放总量大致趋于一个常量。应用线性流变体模型对上述结果进行了解释。作为一种尝试,初步估计了川滇未来大震的危险区。     

2012年加拿大西海岸Mw7.7地震构造背景与区域地震活动

2012年10月28日加拿大西海岸发生了Mw7.7地震,震中位于板块边界的夏洛特皇后断裂南段,处于环太平洋地震带上,是太平洋板块相对北美板块以约6 cm/a的速率,使得断层面应变积累到一定程度引发破裂的结果.历史地震分析表明,该地震正好填充了南段一个多世纪以来存在的空区.该地震的发生可能表明一个新的地震周期的开始,未来几十年内该断裂带上可能以中强地震活动为主,发生8级左右地震的可能性不大.     

汶川Ms8．0地震孕育发生的机制与动力学问题

2008年5月12日四川省汶川县发生了Ms8.0强烈地震.发震断层是龙门山断裂带的映秀-北川断裂.分析震前的GPS速度场发现,从巴颜喀拉块体西部到龙门山断裂带沿大约N103°E方向的缩短速率为13.0 mm/a,龙门山断裂带的右旋走滑速率1.1 mm/a,断裂带处于闭锁状态.四川盆地沿大约N103°E方向有少量的压缩变形,而沿SW方向有少量的拉张变形.同震位移场显示,这次地震可能是巴颜喀拉块体SE向逆冲与四川盆地NW向俯冲同时发生的.应变场分析发现,震前震中区的主压与主张应变率分别为-30.840×10-9/a与13.956×10-9/a,主压应变轴N105.4°E与震源机制解得到的主压应力轴的方向N103°E一致.由本文提出的应力-应变机制得到的断层滑动方向和走向与地表破裂调查和震源机制解得到的结果一致.印度、太平洋和菲律宾海板块与欧洲板块的相互作用足龙门山断裂带积累弹性应变能和孕育汶川地震的长期作用力.苏门达腊大地震使青藏高原和华南块体的相互作用加强,促进了汶川地震的发生.     

基于GPS的江苏南部现今地壳形变特征分析

基于2007-2009年江苏南部GPS资料,借助多面函数法及位移-应变模型求取了研究区的速度场及应变特征参数,结合地质构造背景及地震活动性对该区地壳形变特征进行分析.研究结果表明：（1）江苏南部现今地壳整体朝南东向运动,临海地区与内陆地区速度差异较大,量值在5～10 mm/a;（2）研究区域呈现面应变正负交替出现的规律,在泰州、南通、嘉定出现面膨胀、剪切应变高值区,未来发生中强地震的可能性较大;（3）江苏南部地区地壳运动受太平洋板块、菲律宾海板块和欧亚板块的共同作用,构造机理复杂.     

2011年日本东北大地震（M_W=9.0）震间与震前变形场特征及其对强震预测的启示

强震震前(preseismic)动力学过程的研究对于地震预测具有十分重要的意义,但由于观测资料的限制,目前对强震前孕震区力学状态及其演化过程的认识还非常有限.2011年日本东北9.0特大地震(Tohoku-Oki)发生在GPS观测台站最为密集的地区,为研究特大地震震间(interseismic)与震前的变形状态提供了难得的机会.文中将利用日本东北大地震之前连续的GPS观测资料,分别计算震间与震前的速度场与变形场.通过对比分析发现,日本东北地区(Tohoku)震前的应变状态与震间的有很大的不同,震间的变形主要受到太平洋板块向日本海沟北西西向的俯冲挤压作用所控制,其主压应变以近东西向压缩为主,日本东北地区的运动方向与太平洋板块的运动方向大体一致.但是,临近地震前(震前)日本东北地区的运动方向发生了很大变化,震前30天的连续GPS观测结果显示,速度场的优势方向经常变换,间歇性地出现与太平洋板块运动方向相反的情况.这意味着震前孕震区的力学状态发生了很大的改变.这种变化可能与震前破裂成核或慢滑移及慢地震等过程有关,这些过程将加速或促进大地震的发生,从而为大地震的发生准备了力学条件.值得特别强调的是,这些现象都是可以通过直接观测能够发现的大地震之前的异常现象.由此可见,加密GPS站点进行连续观测,寻找震前变形异常区以及探索异常的物理机制对于地震预测预报有重要的科学意义.     

中国大陆1998～1999年地壳运动观测结果

介绍了中国地壳运动观测网络1998～1999年基准站GPS观测概况,简要介绍了用伯尔尼（Bernese）软件对GPS观测数据的处理结果,详细介绍了所获取的1998年９月初～1999年７月初基准网地壳运动,包括各基准站位移与网内各部分的应变．在所述观测期间,我国东部地区较为稳定．相对东部地区,西南部地区以向北运动为主,位移量约17ｍｍ,受北北东向挤压为主;西北部地区以北西向运动为主,位移量约11ｍｍ;而云南地区以向南运动为主,位移量约14ｍｍ．我国中部南北地震带则是一强烈的剪切变形带．网内最大主应变量为2.910-8．观测结果表明,印度板块向北挤压依然是影响我国地壳运动的主要因素．      

汶川M_S8.0地震前后川滇地区地壳水平形变动态变化初探

利用中国地壳运动观测网络和中国大陆构造环境监测网络GPS区域网观测资料,解算川滇地区1999—2007年、2009—2011年相对欧亚板块的水平速度场,并借助连续应变模型获得了川滇地区应变率场。通过分析汶川地震前后地壳水平运动速度场和应变率场的动态变化,得到:(1)水平相对运动与主应变场分布反映出在巴彦喀拉地块的东向推挤与华南地块的强烈阻挡下,龙门山断裂带长期的应力应变积累并突然释放导致了汶川大地震的发生;(2)发生大地震的龙门山断裂带在地震前应变量值并不显著,处于应变亏损状态,应变高值区主要集中在川滇菱形块体的东边界与北边界;(3)大地震的发生导致震源区及其周边应力应变剧烈调整,龙门山断裂带中南段显示出明显的应变增强态势,一定程度上反映了2013年芦山7.0地震发生前的应变背景累积信息。     

汶川MS8.0地震孕育发生的机制与动力学问题

2008年5月12日四川省汶川县发生了MS8.0强烈地震.发震断层是龙门山断裂带的映秀—北川断裂.分析震前的GPS速度场发现,从巴颜喀拉块体西部到龙门山断裂带沿大约N103°E方向的缩短速率为13.0 mm/a,龙门山断裂带的右旋走滑速率1.1 mm/a,断裂带处于闭锁状态.四川盆地沿大约N103°E方向有少量的压缩变形,而沿SW方向有少量的拉张变形.同震位移场显示,这次地震可能是巴颜喀拉块体SE向逆冲与四川盆地NW向俯冲同时发生的.应变场分析发现,震前震中区的主压与主张应变率分别为-30.840×10^-9/a与13.956×10^-9/a,主压应变轴N105.4°E与震源机制解得到的主压应力轴的方向N103°E一致.由本文提出的应力-应变机制得到的断层滑动方向和走向与地表破裂调查和震源机制解得到的结果一致.印度、太平洋和菲律宾海板块与欧洲板块的相互作用是龙门山断裂带积累弹性应变能和孕育汶川地震的长期作用力.苏门达腊大地震使青藏高原和华南块体的相互作用加强,促进了汶川地震的发生.     

利用GPS数据探讨鄂尔多斯地块西南缘地壳动态演化特征

利用GPS大地测量数据,借助最小二乘配置方法构建位移与应变间的偏导关系,探讨了鄂尔多斯地块西南缘地震空区近10年尺度地壳运动速度场、应变场的动态演化特征,分析了研究区域较少发生地震的成因。结果表明：地壳物质流在阿拉善地块、鄂尔多斯地块与西秦岭构造区的复杂地质构造交汇处,地壳内部物质流加速东移,板块间应力积累特征不显著;六盘山断裂、陇县—宝鸡断裂带以西,显示了EW向或NE向的压应变,而沿断裂走向则以拉应变为主,表明西侧地壳物质沿鄂尔多斯地块西南缘东迁顺时针旋转的运动状态;在岐山至扶风一带,出现了面膨胀的特征,释放了地壳内部的压应力,但构造内部运动并无闭锁现象出现,这可能降低了研究区域地震孕育与发生的风险。     

GPS观测结果反映的尼泊尔M_w7.8地震孕震特征

针对2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震的孕震特征,本文首先对覆盖尼泊尔及周边地区的5套GPS水平速度场结果进行了融合,得到了近似统一参考框架下的速度场结果;在此基础上通过对此次地震震源区及周边地区的速度场、应变率场、基线时间序列分析,识别了震前变形特征.GPS应变率场结果显示,喜马拉雅主边界断裂存在大范围挤压应变积累,震源区处于近南北向应变积累高值过渡区.跨喜马拉雅构造带的GPS基线时间序列结果表现为持续缩短现象,表明印度板块与欧亚板块之间的持续挤压变形特征,2012年以来的缩短增强现象反映了印度板块对青藏块体的推挤增强作用明显.距离震中较近的西藏南部GPS同震位移结果以南向运动为主且指向震中,反映了青藏高原存在逆冲应变释放现象.综合此次尼泊尔地震前变形和同震应变释放特征,认为此次地震的孕震区域和同震应变释放区域均较大,将会对青藏高原的地壳变形与强震孕育产生深远影响.     

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。