华北强震的灰色预测

本文应用灰色系统理论,建立了华北地震区强震(M≥7.0)的预测模型: X_(k+1)~((1))=379.201e~(0.1234k)-359.201据比预测,华北地区下一次强震将在1993年前后发生。     

康定地震前后鲜水河断裂带活动速率研究

鲜水河断裂带处于青藏高原东南缘的四川西部,具备活动剧烈、地震频率高的特性.根据鲜水河断裂带2013-2014年和2014-2015年的流动重力观测资料,基于经典位错理论,本文采用蚁群算法反演了康定地震前后鲜水河断裂带的活动速率,得到的主要结论有:(1)鲜水河断裂带主要以左旋走滑为主,滑动速率由北西段到南东段逐渐减小;(2)康定地震前鲜水河断裂带南东段为正断层,但震后表现为逆断层,原因可能是该地震改变了短期内断层活动形式;(3)地震发生后,该断裂带的滑动速率依然很大,可能表明该地区应变能没有得到全部释放,地震危险性依然存在.     

从地震地裂缝及地貌特征分析鲜水河断裂带的现今应力状态

根据笔者近年来在鲜水河断裂带考察所取得到的一些实际资料,从该区几次强震所造成的地震地裂缝特征,并以道孚松林口为界,鲜水河断裂带北西、南东两段的地貌特征,初步分析了该断裂带所处的构造应力状态。一、鲜水河断裂带及其地貌表现 (1)鲜水河断裂带的展布鲜水河断裂带北西起自甘孜东谷附近,向南东经炉霍、道孚、乾宁至康定以南,呈北西向直线状断续延伸,长达300余公里(图1)由     

由现今地震活动分析鲜水河断裂带中南段的活动习性与强震危险地段

左旋走滑的鲜水河断裂带属于川-滇活动地块的北东边界,历史上强震和大地震频繁发生,是川滇地区的主要地震带之一.其中,仅鲜水河断裂带中南段(道孚-石棉之间)在最近300多年中就发生震级M≥6.5地震10次.但自1981年道孚6.9地震后,该断裂带已平静了20余年.从而,沿鲜水河断裂带未来强震危险性如何?哪些段落最危险?是对中长期地震预测研究非常有意义、值得探索的科学问题.     

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。     

1970年以来鲜水河断裂带地震活动特征与2014年康定M_S6.3地震

本文基于1970年以来的地震目录及四川地区4.0级以上地震的震源机制解资料,分析鲜水河断裂带分段(炉霍段、道符段、康定段、石棉段)的地震活动特征及研究区现代构造应力场,结合深部速度结构,探讨鲜水河断裂带上地震活动频度与龙门山断裂带地震活动的关系及康定地段6.3级地震的孕震环境。结果发现:(1)鲜水河断裂带北段和南段地震活动性存在差异,炉霍段和道孚段的地震活动频度1981年前要高于2000年后,康定段和石棉段的地震活动频度2000年以后高于1981年前;(2)分析地壳P波速度结构发现康定震区西侧川滇块体表现出低速异常,东侧表现出高速异常;(3)对构造应力场的分析结果表明龙门山断裂带主要以NW-SE向挤压为主,鲜水河断裂带构造应力场以NWW-SEE向为主。综合鲜水河断裂带应力场特征、深部速度结构、断层间的相互作用等信息推断,康定M6.3地震的发生与该地区应力积累及深部孕震环境相关,同时由于龙门山断裂带地震活动性影响,导致鲜水河断裂带康定段的能量释放。     

芦山-康定地区布格重力异常及其归一化梯度图像的构造物理涵义

芦山-康定地区是川滇块体、松潘-甘孜块体和华南块体三个块体过渡的"Y"型交汇区,构造变形十分强烈.本文对EGM2008计算的布格重力异常进行1~5阶离散小波变换,得到三方向分量平方和的平方根(HVDM)图像;利用实测剖面布格重力异常数据,得到剖面的布格重力异常归一化总梯度(NFG)图像.结果分析表明:(1) 垂直于龙门山断裂带南段剖面的NFG图像显示推覆构造体前端切割较浅、后端逐步变深至中地壳,说明松潘-甘孜块体在深约10~30 km之间存在滑脱构造,在青藏高原东向挤出和四川盆地的阻挡作用下,造成深、浅部构造差异性运动,形成逆冲推覆的龙门山构造带; (2) HVDM图像和剖面的NFG图像均显示龙门山断裂带西南段与中段和东北段不同,松潘-甘孜块体对四川盆地的逆冲推覆作用沿北东方向具有分段性;(3)雅江-洪雅剖面NFG图像显示鲜水河断裂带和龙门山断裂之间存在高梯度变化带,在鲜水河断裂带下方强变形带不仅在20 km左右东倾至龙门山断裂带前缘,且逐渐近垂直向下伸入至少到下地壳,反映了两大断裂带交汇区域变形作用较强.川滇块体内部和四川盆地内部则显示低值,说明其变形作用较弱.强烈左旋剪切的鲜水河断裂带对芦山-康定地区构造活动具有主要的控制作用.     

最大熵原理在地震重复关系中的应用

本文应用最大熵原理确定震级概率密度分布函数P(M)=βe~(-βM)/(e~(-βM_o)-e~(-βM_u)) M_o≤M_(?)(1)这里 M_o 是非负震级下限,M_u 是震级上限,参数β可由1/β+(M_oe~(-βM_o)-M_ue~(-βM_u)/(e~(-βM_o)-e~(-βM_u)=(?)(2)确定。用数值方法求解方程(2)并且把β的数值代入方程(1),得到震级 M 的最小无偏概率密度分布。这种分布是与 M_o、M_u 以及平均震级(?)的可利用信息相一致的。震级大于或等于 M 的地震数N(M)=T(e~(-βM)-e~(-βM_u))/(e~(-βM_o)-e~(-βM_u))(3)这里 T 是 M≥M_o 的地震总数。当 M_o→0并且 M_u→∞时,(3)式简化为N(M)=Te~(-βM)(4)方程(4)精确地等价于古登堡—李克特关系log N=α-bM(5)只需令a=log T,并且b=β/ln 10。本文把基于最大熵原理得到的重复关系与全球 M_s≥7、全国 M_s≥6以及鄂尔多斯地块周边 M_s≥5级的地震观测资料作了对比。结果表明,在较大的震级跨度范围内,应用最大熵原理得到的重复关系与实际资料更为吻合。最后求得了各级地震的复发周期。上述结果显然可应用于地震危险性分析中。     

鲜水河断裂带的应力积累与释放

本文根据历史地震(Ms6.0)的资料,研究了鲜水河断裂带的地震活动性,并利用断层的位错模式进一步研究该断裂带的应力积累和释放过程.结果表明,该断裂带的强震活动大致以道孚为界,形成北西和南东两个活动地段,呈现南北交替活动的特征.地震能量的这种交替释放似具有准周期性质,Ms7.0级地震的平均复发周期为27.6年.给出该断裂带在三个不同时间段(1700-1811,1816-1967,1816-1982)强震断层作用引起的应力释放图象,讨论了前两个时间段地震应力场对其后发生的第一个大地震的重要影响.计算了1893年以来在断裂带南东段(相对闭锁段)的应力积累,示出相应的最大剪应力和流体静应力等值线图.最后,根据应力积累、附加应力变化、地震活动规律和应变释放曲线特征,估计了鲜水河断裂带的地震趋势.认为在本世纪末,在断裂带南东段的(1)康定-磨西段或(2)道孚-乾宁段或(3)乾宁-康定段将可能发生 Ms=7.40.3地震.     

鲜水河断裂带近20年磁场变化特征

通过对流动地磁重复测量数据的计算处理,得出鲜水河断裂带上各测点相邻两期的磁场总强度变化,使用surfer软件绘制出鲜水河断裂带上磁场变化的时空分布。由图分析鲜水河断裂带的磁场变化特征,并着重探究鲜水河断裂带2000年至2003年的活动情况以及从磁力资料方面来分析汶川地震对鲜水河断裂带的影响。     

鲜水河断裂带南段深部电性结构特征研究

通过对新都桥—小金剖面的大地电磁测深及重磁实测资料研究,结合区域地质资料,对鲜水河断裂带南段及邻区深部构造、壳内高导层、电性结构与历史地震的关系进行了研究.结果表明：（1）鲜水河断裂带深浅表现出不同特征,浅部是以地壳脆性-剪切带为主的断裂系统,深部是以走滑型-壳幔韧性剪切带为主的断裂系统,断裂呈花状形态,深部到达上地幔;（2）在丹巴构造带及鲜水河断裂带的中下地壳,广泛发育壳内高导层,其分布具有不均匀性,且与断裂带构造活动有关;（3）在鲜水河断裂带的走滑剪切作用下,上地壳物质发生原地重熔产生花岗岩浆是折多山花岗岩形成的主要机制;（4）鲜水河断裂带地震发生机理与塑性软弱层密切相关,受塑性软弱层拖拽作用,应力区集中在高阻体脆性介质内部靠近断层一侧,使得岩石破碎而发生地震.

     

大凉山地区新生代地壳缩短及其构造意义

大凉山地区位于青藏高原的东南边缘,具体指鲜水河-小江断裂带中段安宁河断裂带和则木河断裂带以东的菱形地区.新生代以来大凉山地区的新构造运动不仅表现为沿区内大凉山断裂带的左旋走滑和逆冲2种分量的断层运动,还表现为轴向近SN的褶皱缩短.利用平衡剖面方法结合误差分析得出研究区的地壳平均缩短量为 (10.9±1.6)km,缩短率为 (17.8±2.2)%.研究区发生缩短变形的时间段主要集中在中新世和上新世(12～3.4Ma BP),结合地壳缩短量计算出的研究区地壳缩短速率为 (1.3±0.2)mm/a.对比沿大凉山断裂带的左旋滑动量,可以看出这种褶皱形式的地壳缩短在沿鲜水河-小江断裂带向SE方向传递左旋位移的过程中起着重要的作用.     

越西盆地晚第四纪构造活动的初步认识

大凉山断裂带是鲜水河-小江断裂带的重要组成部分,对该条断裂带的研究对研究青藏高原向南东方向的侧向挤出有重要意义。通过野外观察和航片解译,我们在大凉山断裂带北段的越西盆地内发现很好的冲洪积扇、阶地等地貌构造变形,因此鲜水河-小江断裂体系分配到大凉山的走滑分量可能在越西盆地转化为地貌的变形。     

巴颜喀拉块体东-南边界强震序列库仑应力触发过程

计算和研究了1973—2014年发生在巴颜喀拉块体东-南边界断裂带上的、由9次M_S≥6.3地震组成的强震序列引起的库仑静应力变化图像,分析序列中先发地震破裂对后发地震的应力触发作用。结果表明:(1)1973—1976年在巴颜喀拉块体东边界的虎牙断裂带上发生的4次强震存在着显著的应力触发关系,同时改变了龙门山断裂带中南段及周围区域的应力状态,相继触发了汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震;(2)南边界鲜水河断裂带自1973年以来发生的3次强震同样存在应力触发关系,2014年康定M_S6.3地震是巴颜喀拉块体东、南边界强震活动导致的库仑应力变化共同触发的结果;(3)序列中9次地震共同产生的库仑应力变化图像显示:龙门山断裂带南段的汶川地震至芦山地震破裂段之间的空区,鲜水河断裂带南段的道孚地震至康定地震破裂段之间的空区以及鲜水河断裂带、安宁河断裂带、龙门山断裂带交汇的三岔口地区均在库仑应力增加区的覆盖范围之内,需要重点关注。     

应用边界单元法研究活动断裂的分段性──鲜水河断裂带实例分析

根据鲜水河断裂带构造几何和运动学特征及地貌的新近考查研究结果, 应用边界单元法分析了该断裂带某些断层和特征地貌的成因机制, 并讨论了该断裂的分段性及相应的地震破裂分布特征。主要结论为:作为一级分段, 鲜水河断裂可分为3段:(1)西北的炉霍-乾宁段;(2)中部的破裂连结区;(3)南东的康定段。各段之间不仅存在几何和构造上的差异, 其力学性质和动力学特征也有所不同。该断裂带的某些特征地貌反映了断层长期运动积累的形变效应, 并显示了断裂带在不同级次上的分段性。这种地貌在一定程度上控制着地震破裂的发育与分布。      

2014年康定M_S6.3、M_S5.8震群型地震发震机理讨论

2014年11月22日康定M_S6.3、M_S5.8地震发生在鲜水河断裂带南段的色拉哈段和折多塘段上。主、余震的时空分布,地震蠕变释放曲线以及震后30天地震日频度均显示,2014年康定地震的地震破裂传播和地震能量释放存在鲜明的时空分段性。对比鲜水河断裂带上1960年以来中强地震的构造位置、地震蠕变曲线、围岩特征等可知,鲜水河断裂带上大部分中强地震序列类型均为主余型或是孤立型,只有发生在鲜水河断裂带南端贡嘎山岩体(折多山花岗岩)周边的1972年康定地震(塔公地震)和2014年康定地震为震群型地震。鲜水河断裂带上震群型地震很可能与强硬的新生代贡嘎山岩体有关。由于岩体的阻挡,震级较小的地震能量较小,不足以使地震破裂在岩体内部传播,导致地震能量转而在岩体周围的相对较软弱的岩层内储存、爆发,从而产生震群型地震序列特征。     

天然地震学中的主要公式（二）

固体中的孔洞、沟槽、裂缝、内含物以及其他裂纹都会使其边界附近的应力增加或集中。例如,x_1—x_2平面受x_2方向上远距离负载σ~∞的作用,围绕原点的圆孔边界上的张应力是: σ_(θθ)=σ~∞(1+2cos2θ) (4.1)式中x_1轴正方向上θ=0。方程(4.1)表明在圆孔与x_1轴的交点处应力增加了3倍。在x_1—x_2平面原点周围,主轴为α、     

凉山活动构造带晚新生代变形特征与位移规模

凉山近南北向活动构造带位于青藏高原东南边缘鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段东侧 ,与鲜水河断裂带左阶雁列 ,与小江断裂带右阶雁列。大体呈南北或北北西方向展布的凉山构造带 ,自北而南主要包括普雄河断裂、布拖断裂和四开 -交际河断裂。晚新生代以来的活动 ,凉山南北向构造带以明显的左旋走滑为特征 ,相应的倾滑位移分量不大。初步统计得到其晚第四纪以来的走滑速率为 2mm/a左右 ,晚新生代以来位移规模 13.5～ 15.5km。凉山活动构造带的活动 ,弥补了鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段安宁河 -则木河断裂带活动存在的位移和速率亏损 ,对于全面评价青藏高原东南边缘的地壳运动和变形模型具有重要意义     

鲜水河断裂带南北构造差异性的地球物理分析

对鲜水河断裂带重磁异常进行向上延拓,通过计算观测面高度异常与延拓后异常之间的相关系数得出最佳向上延拓高度,该延拓高度所对应的延拓结果即为研究区构造背景产生的异常值。向上延拓结果显示布格重力异常值沿鲜水河断裂带自北西向南东逐渐增大,反映出下地壳底边界沿该方向呈升高趋势,可能由青藏高原地壳软弱物质 “东向逃逸” 所致。化极后ΔT磁异常延拓结果表明鲜水河断裂带南东段的康定—石棉以东为强磁性刚性基底。以鲜水河断裂带为分界的不同地块之间基底岩石及地层物性的不同是断裂带南北磁性差异的主导原因。对鲜水河断裂带两侧各约50 km范围内地震的震源深度进行统计,经投影至剖面及线性拟合求出鲜水河断裂带的三维几何形状。结果表明鲜水河断裂带总体倾向南西,倾角近乎直立,范围约为57°—88°。      

断层分布及几何形态对川西及邻区应变分配的影响

川西及邻区分布着中国大陆数条重要的活动断裂带,这些断裂带上的滑动速率与地震活动有很大差异,如鲜水河断裂带的滑动速率在10mm/a以上,该断裂带上大地震频繁发生;而龙门山断裂带的滑动速率很小,虽然该断裂带上地震活动不频繁,但也发生了2008年5月12日汶川Ms8.0级大地震.利用弹黏塑性三维有限元模型,研究川西地区断裂带的几何形态及走向变化对断层滑动速率及区域应变分配影响.结果表明:鲜水河-小江断裂带的滑动速率随着断裂带几何分布及其走向呈现分段特征.结构简单,走向平直的分段滑动速率大;结构复杂,走向变化大的分段滑动速率低,区域应变主要集中在断裂带走向发生急剧变化的分段附近.鲜水河-小江断裂带中段的应变分配受到安宁河-则木河断裂带与大凉山断裂带相互作用的影响.龙门山断裂带的走向与青藏高原的挤出方向近乎垂直,断层活动以逆冲为主,滑动速率较低.