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。     

以鲜水河断裂带中-北段为例探讨强震活动对活动断层大震复发行为的影响

确定影响大地震周期性复发的干扰因素和原因对活动断裂强震危险性评价具有非常重要的意义。文中基于弹性回跳理论,介绍了活动断裂上中强地震活动对大震复发的影响,提出了利用地震矩释放率法和库仑应力改变分别来计算同一断层和周边断层上发生的强震扰动对断层大地震复发的影响时间Δt,并以鲜水河断裂带中-北段为例进行研究。结果表明1904年、1981年道孚段发生的M7.0和M6.9地震导致道孚—乾宁段大地震复发分别延迟约80a和45a;1923年倡促M7.3级和1967年侏倭M6.8级2次强震使得甘孜—炉霍段的大地震复发时间提前约35a。     

九寨沟M_S7.0地震静态库仑应力触发及对附近断层影响分析

计算和研究了1973~2013年巴颜喀拉块体东边界发生的6次M_S≥6.5地震引起的静态库仑应力变化图像,认为先前发生的6次地震对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震具有触发作用。九寨沟M_S7.0地震发生后,对震中附近主要断裂应力转移的计算结果显示,在巴颜喀拉块体东边界7次M_S≥6.5地震的共同作用下,东昆仑断裂带东段及龙日坝断裂带库仑应力水平升高,具有触发作用;岷江断裂带处于库仑应力影区内,具有减震效应。     

玉树Ms7.1地震与速度结构的联系:余震层析成像的证据

2010年4月14日的玉树Ms7.1地震刚好发生在巴颜喀拉块体和羌塘块体交界的玉树-甘孜大型断裂带上,地表破裂、震源机制和震源破裂过程都显示玉树地震是一个近直立的左旋走滑破裂,且破裂方向以向东南方向为主.近单侧破裂说明地下结构存在明显的非均匀性.     

巴颜喀拉块体周缘强震间应力作用与丛集活动特征初步分析

巴颜喀拉块体是近年来青藏高原内部板内强震高发地带,对于该块体强震发生时空模式的研究可为大范围板内地震的深入研究提供基础;而断层间的相互作用在强震发生模式中的意义也需要深入研究。文中使用了黏弹性库仑应力模型,计算了1893年以来巴颜喀拉块体边缘和内部7级左右及以上历史地震破裂之间的黏弹性库仑应力相互影响,并使用强震所在断层的滑动速率将这一应力影响值转换为影响时间,并在历史地震发生时间中减去该影响值,比较历史地震影响值对于丛集现象的影响情况,从而分析历史地震间的相互作用对于巴颜喀拉块体内部历史地震丛集特征的影响。从结果看,巴颜喀拉块体的强震自1893年以来存在着前期相隔16a左右的准周期活动,然后经过相对较长时间平静后大约在1997年后发生丛集现象,目前巴颜喀拉块体仍然位于这一强震丛集活动中,仍存在着发生强震的危险;计算出的未来30a强震发生条件概率显示,危险程度较高的断层包括玛沁断裂、玛曲断裂、阿万仓断裂、塔藏断裂罗叉段、鲜水河断裂带磨西段、当江断裂,其他破裂段也存在发生MS7.0左右强震的危险。     

全新世以来鲜水河断裂的活动特征

鲜水河断裂带是中国西部重要的走滑强震带。活断层形迹受鲜水河基岩断裂的控制并表现明显的羽列特征。断错水系,断错阶地,断层陡崖,边坡脊及断塞塘等断错地貌现象给人以全新世以来断层强烈位错和强烈地震活动的深刻印象。若干资料表明,鲜水河断裂带南北两段长期滑动速率有着明显的差异。乾宁以北,滑动速率为 15±5毫米/年;乾宁以南,康定断裂为 5.5毫米/年。这种南北两段的速率差异是决定地震活动性差异的根本原因。最后,在滑动速率与同震位错的基础上,讨论了鲜水河断裂带上未来的大震趋势,认为乾宁—道孚间长达40公里的地段是可能发生7级地震的危险区。     

利用GPS资料和块体模型对巴颜喀拉块体划分合理性的初步探究和构造意义

利用GPS速度场资料和块体模型分别建立巴颜喀拉块体的两种块体模型并反演其滑动速率,模型Ⅰ中巴颜喀拉块体包括东昆仑断裂带西段地区,模型Ⅱ中则不包括该地区。GPS反演结果显示,模型Ⅱ较模型Ⅰ合理,这一合理性包括了模型Ⅱ中阿尔金断裂带西南尾端较大的拉张速率与较小的走滑速率;模型Ⅱ中东昆仑断裂带中段滑动速率约为8~9mm/a,与10mm/a的研究结果更为接近;模型Ⅰ中东昆仑断裂带西段具有较大的走滑速率与挤压速率,也与现今地震活动与震源机制相矛盾;但模型Ⅱ中巴颜喀拉块体在玛尔盖茶卡断裂带滑动速率较大,认为可能与风火山断裂带处的滑动速率较小有关,因此进一步舍去该断裂带,建立新的模型Ⅲ,所得结果与各断裂研究结果较为近似。巴颜喀拉块体南边界风火山断裂带目前活动较弱,下地壳软弱物质可能已经进入巴颜喀拉块体部分地区;风火山断裂带向东经玉树—甘孜—鲜水河断裂带,在下地壳流动与重力滑塌作用下左旋速率逐渐增大。     

龙门山断裂带中北段大震复发特征与复发间隔估计

汶川MS8.0地震发生在青藏高原东缘著名的龙门山断裂带上,造成了从映秀、北川至南坝长约240km的同震地表破裂带．然而目前关于龙门山断裂带的大震复发特征研究较少．通过地震地质科学考察和断层断错地貌的差分GPS测量,发现第一级河流阶地、河床和河漫滩上的垂直断距大致相当,均代表汶川地震的位错,而第二级河流阶地上的累计位移大致是最新地震垂直位移的2倍．利用断错地貌、地震矩率和滑动速率3种方法,分别估算了龙门山断裂带大地震的复发间隔．结果表明:龙门山断裂带中北段可能发生与汶川大地震相当的地震,大震复发符合特征地震模型;大震复发间隔为3000——6000a．该结果可为龙门山断裂带的大震预测和地震危险性评价等研究提供重要的定量数据．      

1900年以来巴颜喀拉块体应力演化与周缘强震关系的数值模拟研究

以巴颜喀拉块体为研究对象,考虑区域地质构造差异,主要活动断裂带,活动块体和边界断裂带的划分结果,引入深部三维速度结构,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的青藏高原地区三维黏弹性有限元模型.以地壳水平运动速率观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上模拟了自1900年以来巴颜喀拉块体周缘的7级以上强震序列,从库仑破裂应力角度研究了应力演化与强震的关系、强震之间的相互作用关系以及长期构造加载对强震的影响.研究结果表明,巴颜喀拉块体周缘强震的发生可能与震源区总应力的增加有关.2008年汶川地震导致龙门山断裂带南段应力增加,表明汶川地震对2013年芦山地震有促进作用.鲜水河断裂带上的7级以上强震序列对发生在邻近龙门山断裂带上的2008年汶川地震和2013年芦山地震有延迟作用.     

鲜水河断裂带未来首发强震危险性的研究综述

最近5年来,通过对地震活动性、震源物理、地形变测量、构造物理、活断层与强震复发周期的研究表明,鲜水河断裂带的两个段落,A.松林口—乾宁,B.乾宁—康定,很可能是本世纪末之前 M≥7地震的发生地点,值得加强研究和监视。     

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.      

基于重复微震研究小江断裂带的深部构造变形

小江断裂带是我国大陆地震活动最为强烈的地区之一。古地震和历史地震资料、综合断裂活动背景和地震活动性分析表明,位于川滇块体东边界的小江断裂带存在地震空区与潜在的强震危险。巴颜喀拉地块东边界发生2008年汶川8．0级巨震不到两年,其南边界的甘孜一玉树断裂带在2010年发生了玉树7．1级大地震,使与该地块相连的小江断裂带的强震危险性更受关注。断层滑动速率是评估未来地震危险性的重要依据,但获取孕震深处的滑动速率具有相当大的难度。     

1988年以来青藏块体中部地区Ms7级以上地震相互触发作用研究

1988年至2001年,青藏块体中部的巴颜喀拉块体沿其北部边界的东昆仑断裂带连续发生了3次7级以上和1次8．1级地震。之后,在其西部边界于2008年发生了于田7．3级地震,东部边界的龙门山断裂带发生了2008年汶川8．0级地震,在南部边界的甘孜-玉树-风火山断裂带上发生了2010年玉树7．1级地震。对这一系列地震的震源机制解分析,结果表明,除西边界的于田7．3级地震为正断层性质、东边界的汶川8．0级地震为逆断层性质以外,其他断裂带上的地震性质均以走滑为主,总体表明巴颜喀拉块体具有向东走滑的特性。本文尝试根据构造相互作用和块体运移特征等对这几次地震进行相关分析。     

巴颜喀拉块体东部活动块体的划分、形变特征及构造意义

基于活动块体的基本概念,综合对研究区内活动断裂带空间展布、地震活动性等资料的分析将巴颜喀拉块体东部及邻区划分为巴颜喀拉块体（I）、华南块体（Ⅱ）、川滇块体（Ⅲ）和西秦岭块体（IV）等4个一级块体.利用GPS形变场、地球物理场等资料结合F检验法,将巴颜喀拉块体划分为阿坝（I₁）、马尔康（I₂）和龙门山（I₃）3个次级块体,将西秦岭块体划分为岷县（IV₁）和礼县（IV₂） 2个次级块体.利用分布在各个块体内部的GPS测站,计算各活动块体及块体边界断裂带的运动变形特征.结果表明：各活动块体的整体运动包括平移和旋转运动;东昆仑断裂带、甘孜—玉树断裂带和鲜水河断裂带的滑动速率明显高于龙门山断裂带的滑动速率;巴颜喀拉块体东部走向北西或北西西的边界断裂表现出左旋拉张的特性;走向北东的边界断裂带,除成县—太白断裂带外,均表现出右旋走滑兼挤压的活动特征.巴颜喀拉块体的东向运动存在自西向东的速度衰减,衰减主要被龙日坝断裂带和岷江断裂带分解吸收,其中龙日坝断裂带的水平右旋分解非常明显,约为~4.8±1.6 mm/a,岷江断裂带的水平分解较弱.龙门山断裂带被马尔康、龙门山和岷县等次级块体分成南、中、北三段,龙门山断裂带中段上的主压应变率要明显小于龙门山断裂带南段上的应变率,其北西侧变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小,表明其在震前已经积累了较高的应变能,有利于发生破裂滑动.汶川地震后,地表破裂带和余震分布揭示的断裂带运动性质自南西向北东由以逆冲运动为主,逐渐转为逆冲兼走滑的特征可能与龙门山断裂带中段所受主压应力方向自南西向北东的变化有关.马尔康、龙门山和岷县3个次级块体与华南块体之间较低的相对运动速度以及龙门山断裂带低应变率、强闭锁的特征都决定了汶川地震前龙门山断裂带低滑动速率的运动特征.     

鲜水河断裂带的断错地貌特征与断层沟通

摘要鲜水河断裂带是中国大陆内部少有的一条地震活动带,地震活动具有频度高、强度大的特点.沿鲜水河断裂带发育的一系列第四纪断层和一连串的大震所形成的断错水系及地震断层表明,鲜水河断裂是在统一的近东西向水平应力作用下作左旋错动的最新活动断裂,具有世界典型走滑断裂的线状特征.鲜水河断裂的地震断层以1725年康定木格错7.2级地震开始到1981年道孚6.9级地震近250年间,除道孚至乾宁间和乾宁海南至康定一段尚未勾通外,其余地段的地震断层均已连续布满全断裂带.以断裂破裂机制观点推测,这种地震断层只有连续布满全带,才能达到新的平衡,才能完成沿断裂带的地震活动周期,从这种意义上理解,破裂还将继续向断裂中段道孚至乾宁间以及断裂东南段乾宁至康定一段扩展.     

甘孜-玉树断裂东南段晚第四纪活动特征及古地震破裂行为

甘孜-玉树断裂是1条全新世强烈活动的左旋走滑断裂带,与鲜水河断裂共同构成了巴颜喀拉地块和羌塘地块、川滇菱形地块的边界断裂,研究其晚第四纪活动特征及大地震复发行为是认识甘孜-玉树断裂未来7级以上大地震危险性的重要基础工作。文中通过野外地质调查、微地貌测量等方法揭示出甘孜段和邓柯段除左旋运动性质外,还具有明显的拉张作用,而马尼干戈段运动性质则以左旋走滑兼逆冲性质为主,全新世地层最大垂直位移量2m。结合断裂的几何展布特征、古地震破裂行为和历史地震地表破裂分布范围等方面的研究结果,可以将垭口和邓柯盆地2个阶区作为甘孜-玉树断裂东南段的分段边界。由于垭口附近的山脊及邓科盆地的障碍体规模均较小,阶区宽度仅1~2km左右,为非持久性障碍体,在未来大地震的破裂中可能会被突破。文中在马尼干戈段上的竹庆乡进行了探槽开挖,通过样品年代学测试共识别出3次古地震事件,分别为3875~3455BC之间、晚于775BC和最新1次断错地表事件。通过与前人在甘孜段和邓柯段的古地震研究结果进行对比,揭示出马尼干戈段与甘孜段、邓柯段的古地震破裂事件具有明显的不同,但限于甘孜-玉树断裂东南段的古地震研究仍缺乏足够的数据支撑,各几何分段之间是否存在级联破裂仍需要进一步的探讨。     

基于库仑应力变化分析巴颜喀拉地块东端的强震相互关系

本研究基于分层黏弹介质模型,考虑同震位错效应和震后黏滞松弛效应,分析巴颜喀拉地块东端1976年松潘地震序列、2008年汶川8.0级地震、2013年芦山7.0级地震和2017年九寨沟7.0级地震等多次大地震的可能存在的触发关系,计算大地震引起的周边各主要断裂的库仑应力变化.结果显示,1976年松潘地震序列各次地震间关系密切,存在明显的相继触发作用;综合考虑同震和震后效应,汶川8.0级地震对同属于龙门山断裂带的芦山7.0级地震有触发作用,且震后效应影响不可忽略;1976年地震序列,特别是1976年8月16日7.2级地震促进了2017年8月8日九寨沟7.0级地震的发生;汶川地震对九寨沟地震的影响研究中,采用不同的汶川地震同震位错模型,计算结果有差异.综合考虑多次大地震对周边断裂带的影响,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、平武—青川断裂北段、灌县—安县断裂北段、文县断裂的累积库仑应力增加显著,巴颜喀拉地块东端的东昆仑断裂带东段、迭部—白龙江断裂带西段以及金沙江断裂带库仑应力亦有所增加.综合考虑各重要断裂带已有的大地震危险性分析结果和库仑应力变化计算结果,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、东昆仑断裂带玛沁—玛曲段和金沙江断裂带的发震紧迫性有所增强,需引起关注.     

丽江-小金河断裂中段晚第四纪古地震历史

丽江-小金河断裂为川滇菱形块体内部重要的次级边界断裂,沿断裂断错地貌清晰,晚第四纪活动强烈,但历史上无地表破裂型地震的记录,其大震复发行为仍不清楚,难以评价其地震危险性。文中选取断错地貌最为显著的丽江-小金河断裂中段,在高分辨率卫星影像解译的基础上,在母猪达、红星和干塘子开挖3个探槽,并利用放射性碳测年和古地震事件的Ox Cal建模对古地震事件年龄进行了限定。研究结果表明,母猪达探槽揭示了3次古地震事件,分别发生在7 940~6 540a BP、4 740~4 050a BP和1 830~420a BP;红星探槽揭示了2次古地震事件,分别发生在5 120~3 200a BP和2 100~1 220a BP;干塘子探槽揭示了至少3次古地震事件,分别发生在44 980~17 660a BP、7 210~3 810a BP和2 540~1 540a BP,因为地层存在缺失,该探槽中揭示的事件可能不完整。综合3个探槽结果,全新世以来丽江-小金河断裂中段有3次古地震,分别发生在7 940~7 210a BP、4 740~4 050a BP和1 830~1 540a BP,其大震复发大致符合准周期模式,平均复发间隔约3 000a,震级达M7.5。考虑到丽江-小金河断裂中段较强的晚第四纪活动和较长的大震离逝时间,其未来地震危险性值得关注。     

芦山地震前后巴颜喀拉地块东部断裂带形变分析

利用分布在鲜水河断裂带和龙门山断裂带上的跨断层流动场地资料,分析芦山地震前后,巴颜喀拉地块东部的形变特征。得出以下结论:1)在芦山地震前后,格篓坝子、沟普、老乾宁、龙灯坝、虚墟、侏倭、宝兴等场地映震效果良好;2)巴颜喀拉地块东部的鲜水河断裂带和龙门山断裂带在地震前后均发生高于常年背景值的活动,前者以加速水平运动为主,后者以加速压性运动为主,地块东部整体表现出ES向旋转加速运动的特征;3)汶川地震和芦山地震后,印度洋板块和亚欧板块拼合造成的构造应力在"三岔口"和"地震空区"区域持续加速积累,应加强地震危险性关注。     

鲜水河断裂带强震相互作用的动力学模拟研究

以鲜水河断裂带为研究区,首先依据断裂带的地震活动特征,确定整个断裂带的应变积累速率;然后根据GPS观测资料给出的水平应变率和地质给出的鲜水河断裂带断层分段及其相应各段的滑动分布,确定断裂带分段的应力、应变积累速率和强震复发间隔．在此基础上,采用三维有限元模型定量研究断裂带上1893年以来M6．7级以上地震的相互作用及其对断裂带强震复发的影响．研究结果表明,鲜水河断裂带上强震的发生有利于后续地震的发生．强震之间的相互作用不仅影响了断裂带各分段的强震复发间隔,还影响了整个断裂带上的强震活动特征．