利用遥感技术研究断层现今活动的探索——以玛尼地震前后断层相互作用为例

中国地震局地质研究所; 中国地震局构造物理开放实验室     

1997年玛尼7.5级地震前后区域地震活动特征及远场前兆

分析研究了1997年11月8日玛尼7．5级地震前区域地震活动特征及远场前兆，结果表明：该次地震前，地震中南侧形成了一个Ms≥5地震空间；整个藏北地震带ML≥4.0地震活动减弱；在震中东侧940km处的青海德令哈地应力和距震中600km处的格尔木水温出现了短临异常，还对该地震发生的背景和震后调整等问题作了初步探讨。     

从断层相互作用研究华北地区未来的地震危险性

从应力释放角度研究断层相互作用,采用合应力描述已发震断层对相邻活断层稳定性的影响。研究认为,合应力为正的地区,未来发震的可能性增大;反之,发震的可能性减小。对华北地区１９６６￣１９７７年发生的１４次６级以上地震进行了预测效能检验。结果表明,合应力为正值的地区与后继强震的相关达７５％。将研究结果应用于华北地区给出了该地区２００５年前可能发生强震的危险区,为中长期地震预报提供依据。     

基于跨断层测量的鲜水河断裂带现今活动特征及其与强震关系研究

利用鲜水河断裂带30多年的跨断层观测资料,基于断层三维运动模型,采用主成分分析法,综合研究了鲜水河断裂带现今运动学特征及其与周边几次强震的关系．研究结果表明:鲜水河断裂带在观测期内(1982—2015年)以左旋走滑运动为主,各段落的活动速率都不相同,其中炉霍段、道孚段的活动速率大于乾宁段,乾宁段趋于闭锁状态;断层活动参数时间序列曲线具有较明显的线性运动特征,但在个别时段内会出现偏离直线的加速或转折变化．此外,断层三维活动参数的主成分分析结果显示,断层水平走滑量和水平张压量的主成分和综合指标在2001年、2006年、2010年和2012年分别出现趋势性转折和破趋势的异常变化,断层垂直升降量第一主成分在2013年也出现了相对小幅转折变化,这些异常变化可能与2001年昆仑山口西M_S8.1、2008年汶川M_S8.0、2010年玉树M_S7.1和2013年芦山M_S7.0等地震有关,属于这几次大震的前兆、同震或震后效应．      

华北地区断层形变异常与地震活动

根据断层形变求解的华北地区异常参数和应变累积率, 研究了华北主要断裂带的断层形变异常及其应震特征。 同一断裂带上的形变异常与该带上的地震有较好的对应性。 河套—张家口—蓬莱活动构造带上发生的强震, 北京地区的断层形变异常参数在总体上几乎都有明显的前兆性异常。 山西带北部的断层形变异常参数对山西断陷带及其延伸部位上的强震同样有较好的反映。 断层应变累积率反映了应力的积累程度, 其值相对较大时, 测点所在地区的地震较活跃, 反之亦然。     

广西北海地区地震活动研究

分析了广西北海地区地震活动的特征,认为北海地区历史地震和现代地震活动水平较高。通过对1970-2004年北海地区b值和缺震时间进行扫描分析,认为b值高值异常和缺震低值异常可能是该区中强地震的前兆异常。     

汶川8．0级地震前后鲜水河断裂带断层活动特征分析

本文利用鲜水河主断裂带上的跨断层短水准、短基线以及水平蠕变资料,计算了各测点处断层的活动参数,分析了汶川8．0级地震前后断层的活动特征。研究结果认为：远离汶川8．0级地震震源区的鲜水河断裂带在震前3年出现了明显的长期趋势异常,但短期异常不明显,无明显的同震形变;从震后3年对鲜水河带跟踪监测的结果看,鲜水河断裂带受其影响中南段拉张活动有所增强,垂直向仍保持震前的活动形态。     

张北6．2级地震前断层活动特征研究

运用变化率分析了张北6．2级地震前山两地区跨断层流动短水准资料变化特征,发现：在张北6．2级地震孕育过程中,特别是地震孕育中短期阶段,断层活动存在明显的异常变化且一致性好,主要表现为：①断层异常活动集中在震前3．5-0．5年且存在阶段性,断层异常恢复后发生地震;②断层异常活动性质发生剧烈快速的变化,离地震发生越近断层异常活动幅度越大、变化率越快;③山西地区跨断层流动水准异常特别是前中短期异常变化主要集中在山西带的北部地区,范嗣主要集中在震中周围500km左右范围内。     

川滇地区断层相互作用的地震活动证据及有限元模拟

对川滇地区主要活动断裂地震活动性的分析表明 ,该区主要活动断裂间存在地震活动的相关性 :1)强震活跃期沿着鲜水河断裂、小江断裂、红河断裂、龙陵 -澜沧断裂及NE向的龙门山 -瑞丽断裂依次迁移 ;2 )鲜水河断裂与龙陵 -澜沧断裂不仅在强震活动上 ,而且在b值变化上存在较强的相关性 ,是平行断裂在区域应力场作用下相互作用的结果 ;3)龙门山 -瑞丽断裂与上述川滇地区其它近NW向断裂间存在地震交替活动的现象 ;4 )龙门山 -瑞丽断裂的地震具有分段活动的特征 ,是断块差异活动的体现。有限元分析显示 ,上述断层相互作用现象是块体非均匀运动过程中应力场调整的反映 ,是块体运动的结果。研究表明川滇地区主要断层地震活动间存在 3种相互作用的现象 ,即块体边界迁移型、旋向相反平行断层交替型和交叉断层交替型     

文安5.1级地震前后地壳形变特征研究

应用文安地震200km范围内的定点形变观测资料,在研究断层活动性质的基础上,进一步综合分析在文安地震前后地壳形变的时空演化特征及其与地震活动的关系,结果表明：（1）部分测项在震前均出现张性或者压性转折变化,或者阶跃变化;（2）地表潮汐平面应变状态在中强地震前后表现出不同的变化特征;（3）平面应变参数曲线2011年前后发生同步转折变化,且变化幅度很大,但首都圈及附近地区并没有中强以上地震发生,可能与引发2011年3月日本9.0级特大地震的板块构造应力场变化有关。     

应用多种遥感影像处理方法提取玛尼7.5级地震中的热红外异常信息

以1997年11月8日发生在西藏玛尼的Ms7．5地震为例，应用多种红外遥感影像处理方法，提取地震发生前后的红外辐射的时空演变信息。结果发现，在震前4天震中所在的玛尔盖茶卡断层以及东昆仑断裂带，出现3—5℃的增温现象，该异常在地震后逐渐消失。     

利用卫星遥感热场信息探索现今构造活动:以汶川地震为例

以汶川地震为例,探索卫星遥感获取的地表温度场中可能存在的构造活动信息。主要开展了3方面工作:1)分析了汶川地震前后的热场演化过程。结果表明,通过数据处理,将地表温度中的地形、大气和稳定年周期太阳辐射等非构造因素的影响去除后,获得的原地温度场中,存在丰富的、与构造展布密切相关的热信息。2)结合浅层气温的实际观测资料,初步尝试建立地表温度与地壳应力应变之间的定量关系。结果表明,地壳应力引起的温度变化,可对近地表大气温度产生比较明显的影响。特别是地表温度场中的低温区具有较高的可信度。汶川地震前后,降温区主要沿着大型活动地块的边界展布,反映出这些块体边界之间的相对拉张(或松弛)运动关系。3)以同震变形响应资料为基础,开展了变形与热信息的对比分析。结果表明,温度场获得的结果与同震变形观测结果高度吻合。这说明青藏高原内部地块边界的温度变化,可能正是地震前后青藏高原内部变形调整过程的真实反映。总之,可以通过"热"的方式来获取地壳应力状态的变化信息。     

数字遥感图像假彩色合成及在活动构造解译方面的尝试

以美国地球资源卫星的149轨道第32景1994年8月2日7个波段的数据,使用通用软件对图像资料进行色阶调整和通道合成,以优选的配色方案合成新疆阿图什市以北的哈拉峻-皮羌地区的彩色卫星影像.尝试对研究区各种地貌、地质构造与地层的影像特征进行初步分析,对活动构造的影像特征做出解释.     

用地震断层陡坎的形态方程确定古地震事件的年代

通过对地震断层陡坎演为过程的分析，应用均匀物质扩散理论建立地震断层陡坎的形态方程，推断古地震断层陡坎的年龄，从而确定古地震事件的期次及年代。用该方法对二台活断层古地震断层陡坎进行计算，所得结果与用其它方法确定的古地震事件的期次及年代对应较好。     

遥感用于地震预报的途径

本文提出了遥感用于地震预报的思路、途径及步骤,并从理论上进行了阐述。     

雷达差分干涉测量技术及其应用研究--以1997年西藏玛尼7.9级地震区域形变测量为例

雷达差分干涉测量是一种最新的大地形变测量遥感技术方法,本文对差分干涉技术的原理及具体实现进行了深入研究,并讨论了差分干涉测量结果的误差.利用欧洲空间局1996年4月15日获取的ERS-1数据和4月16日获取的ERS-2数据,以及1997年12月2日获取的ERS-2数据,应用差分干涉测量技术对发生于1997年11月8日的西藏玛尼地震进行了提取区域形变场的应用研究,从得到的变化检测条纹图中可识别出地表破裂带,还可定量推算震中周围和两条断裂带附近的变形情况,差分干涉测量结果与地面调查符合得很好.     

1997年玛尼7.5级地震前兆特征分析

分析了 1 997年玛尼 7.5级地震的前兆特征 ,认为玛尼地震的发生具有一定的构造背景 ,它发生在中国大陆西部及邻区第 5个活跃幕 7级以上强震所构成的“大三角”分布的特定节点上。地震前存在着低 b值、缺震、频度、GL值等测震学异常以及水位、水温、地应力等水化学和地形变学异常。通过该地震前兆特征的追溯性分析 ,必将对地震预报带来有益的思考     

1976年唐山地震发震断裂的活动性研究

震后野外考察及航空摄影发现的地裂缝带,说明唐山断裂与１９７６年唐山７．８级大地震的发震构造有密切关系。用卫星遥感信息和浅层地震勘探结果对唐山断裂的活动性做了新的研究。卫星图像解释结果表明：震前一年多时间内,ＮＥ向的唐山断裂被ＮＮＷ向断裂截切而ＮＷＷ向断裂受到牵引,因而显示出右旋走滑的活动形迹。浅层地震勘探结果则证明,唐山断裂是倾向ＮＷ,高倾角的右旋走滑正断层,它断错了全新统（Ｑ４）、晚更新统（Ｑ３）、中更新统（Ｑ２）和早更新统（Ｑ１）地层     

USING DEFORMED FLUVIALTERRACES OF THE QINGYIJIANG RIVER TO STUDY THE TECTONIC ACTIVITY OF THE SOUTHERN SEGMENT OF LONGMENSHAN FAULT ZONE

On 20 April 2013, a destructive earthquake, the Lushan M_S7.0 earthquake, occurred in the southern segment of the Longmenshan Fault zone, the eastern margin of the Tibetan plateau in Sichuan, China. This earthquake did not produce surface rupture zone, and its seismogenic structure is not clear. Due to the lack of Quaternary sediment in the southern segment of the Longmenshan fault zone and the fact that fault outcrops are not obvious, there is a shortage of data concerning the tectonic activity of this region. This paper takes the upper reaches of the Qingyijiang River as the research target, which runs through the Yanjing-Wulong Fault, Dachuan-Shuangshi Fault and Lushan Basin, with an attempt to improve the understanding of the tectonic activity of the southern segment of the Longmenshan fault zone and explore the seismogenic structure of Lushan earthquake. In the paper, the important morphological features and tectonic evolution of this area were reviewed. Then, field sites were selected to provide profiles of different parts of the Qingyijiang River terraces, and the longitudinal profile of the terraces of the Qingyijiang River in the south segment of the Longmenshan fault zone was reconstructed based on geological interpretation of high-resolution remote sensing images, continuous differential GPS surveying along the terrace surfaces, geomorphic field evidence, and correlation of the fluvial terraces. The deformed longitudinal profile reveals that the most active tectonics during the late Quaternary in the south segment of the Longmenshan Fault zone are the Yanjing-Wulong Fault and the Longmenshan range front anticline. The vertical thrust rate of the Yanjing-Wulong Fault is nearly 0.6~1.2mm/a in the late Quaternary. The tectonic activity of the Longmenshan range front anticline may be higher than the Yanjing-Wulong Fault. Combined with the relocations of aftershocks and other geophysical data about the Lushan earthquake, we found that the seismogenic structure of the Lushan earthquake is the range front blind thrust and the back thrust fault, and the pop-up structure between the two faults controls the surface deformation of the range front anticline.