应力降、滑动类型、震级和地震危险性的关系

在地震易发区有工业设施和众多民用建筑的大城市中,大地震易于产生巨大的生命和经济损失,因此,必须注意提供可靠的抗震设防。抗震设防不仅需要考虑地面振动,而且也需要考虑地基失效,尤其是地表断裂活动危险。土耳其和中国台湾最近的地震惨痛地说明了这一点。本文目的是对震源参数,如矩震级(M,M_w)、面波震级(M_s)、地震矩(M_o)、应力降(△σ)、破裂长度(L)和断层位移(D)之间理论关系的认识现状进行调查.利用简单的破裂模型,提出了M_s与L和△σ相联系的一个关系:M_s=2logL+1.33log△σ+1.66。利用世界范围的破裂长度、断层宽度(W)、断层位移和面波震级等地震数据,并且结合地质观察(△σ_1)和前面提出的公式(△σ_2),可以计算出每个地震的应力降值。结果表明:直到大约15km深度处(相当于脆塑性的边界处),应力降随着断层宽度(深度)增加而增加。在逆断层情况下,应力降的增加比走滑和正断层的情况下更加显著。用公式△σ=kW~n拟合了这些数据,初步给出了3种滑动类型的k和n值。断层深度超过15km,△σ_1、△σ_2没有显示太大的波动(△σ<100bar)。上述结果和大陆岩石层的一些实验模型所得的结果相一致。虽然需要更多的数据,特别是大地震的数据,来确定是W模型还是L模型能较好符合地震的标度定律,然而应力降的大小似乎不依赖于断层长度,故支持乙模型。地表断裂活动的危险依赖于断层所处的动力环境,即应力降、破裂长度和断层宽度。尽管统计表明,很多情况下出现地表断裂活动的最小震级是6.1,但有时5.5级的超浅地震就伴有地表断裂活动,这说明了标度律有变化。因此可以看到,产生地表断裂活动的临界震级依赖于断层区域材料的流变性以及应力环境。     

活动断裂滑动位移势和滑动速率的评估与地震复发

活动断裂滑动位移势和滑动速率是评价断裂活动程度和估计强震复发周期的两个重要。客观合理地认识它们，对地震预报研究将是十分有益。为缩短断层研究方法在地震职的时间尺度，本文在评价了前人工作的基础上，提出了合理估计这两个参量的几种可能途径。     

天山地震带境内外主要断层滑动速率和地震矩亏损分布特征研究

本文搜集、整理1998—2013年境内外天山及周边地区(包括中国新疆、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等)500余个GPS观测点数据,采用GAMIT/GLOBK软件对其进行解算和平差计算,并利用了弹性块体模型计算区域块体边界断层闭锁深度、块体运动参数和主要活动断层的滑动速率.研究结果表明,东、西昆仑地震带闭锁深度最大(19 km),其次为南天山地区,闭锁深度达到17 km,闭锁深度最小的为哈萨克斯坦(13 km);各块体相对欧亚板块作顺(逆)时针旋转,旋转速率最大( -0.7208±0.0034°/Ma)为塔里木块体,其围绕欧拉极(38.295±0.019°N, 95.078±0.077°E)顺时针方向转动,旋转速率最小为天山东段(0.108±0.1210°/Ma),而天山东、西两段无论是在旋转速率上还是在旋转方向上都有显著的区别.西昆仑断裂带的滑动速率(10.2±2.8 mm·a-1)最大,南天山西段滑动速率为9.5±1.8 mm·a-1,其东段为3.9±1.1 mm·a-1;而北天山东段滑动速率(4.7±1.1 mm·a-1)高于北天山西段(3.7±0.9 mm·a-1);塔里木盆地南缘的阿尔金断裂带平均滑动速率为7.6±1.4 mm·a-1,其结果与阿勒泰断裂带滑动速率(7.6±1.6 mm·a-1)基本相当;天山断裂带运动方式主要以挤压为主,而阿尔金、昆仑、阿尔泰以及哈萨克斯坦断裂带均是以走滑运动方式为主,除阿勒泰断裂带走滑方式为右旋以外,其余几个断裂带均为左旋运动.最后,利用主要断裂带的滑动速率计算出各地震带的地震矩变化率以及1900年以来地震矩累计变化量,其结果与利用地震目录计算所得到的地震矩进行比较,判定出各地震带上地震矩均衡分布状态,研究结果显示阿尔金、西昆仑、东昆仑和北天山东段断裂带存在较大的地震矩亏损,均具有发生7级以上地震的可能性,南天山东段和哈萨克斯坦断裂带地震矩亏损相对较小,具有孕育6~7级地震的潜能,而天山西段、阿勒泰地震矩呈现出盈余状态,不具在1~3年内有发生强震的可能.     

鲜水河断裂带南东段滑动速率与断层几何关系的数值模拟

本文在分析鲜水河断裂带南东段平面断层几何的基础上,利用二维有限单元数值分析方法探讨了该段各分支断层水平滑动速率以及各断块间的整体抬升速率。数值计算中设该断裂带北西段已知的滑动位移势是由南东段各分支断层分担的,并利用已知南东段的断层滑动速率作检验。结果表明:断裂带北西段水平滑动位移势中的91%是由南东段各分支断层的水平滑动分担的,雅拉河断层、色拉哈断层分担的比例最大,玉龙西断层次之。北西段滑动位移势中的其余9%由南东段垂直差异运动所转换。     

论非均匀断层滑动弱化速率的标定

尝试用二维断层模型来描述断层在不稳定开始时滑动弱化速率的定标律。断层由一系列受滑动摩擦力作用变弱的片区组成，这些片区被牢固的障碍体所分隔。第一组断层包含不同尺度总滑动长度相同的片区的平均分布，而第二组断层由各种分形康托尔集合组成。破裂的整体活动性质由指数增长率λ来描述。对无限均匀的断层，系数λ由摩擦定律的弱化速率控制。在非均匀断层系中我们估算每一个断层的弱化速率，因为一个断层系的指数增长率λ与均匀断层是一致的。利用这种均匀断层的破裂过程，我们根据不同尺度均匀性断层和给定的系数λ来计算弱片区上的弱化速率。对于大尺度的破裂，弱化速率与尺度无关，长片区的开始过程类似于无限断层的破裂情况。本文考虑的是小尺度和所有不同几何形状的破裂，弱化速率记为α=β0^*／a，其中a为破裂尺度或者单个断层长度的一半，β0^*≈1．158。本文计算了滑动弱化距离Dc的值，在此基础上讨论了计算结果的物理含义，并给出了这个参数与尺度相关的可能解释。     

小江西支断裂的滑动速率与强震重复周期

本文通过对各种断错地质地貌现象及被错体年龄的分析,估算出小江西支断裂在第四纪、晚更新世及全新世以来的滑动速率分别为6.7毫米/年、7.0毫米/年及6.4毫水/年。在此基础上,结合历史地震及古地震活动讨论了强震的重复周期和断裂的活动特征,结果表明小江西支断裂的活动以重复错动发生强烈地震为主要特征,强震在断裂带上同一地段的平均重复周期为900年左右,沿整个断裂带的重复周期大于330年     

利用滑动速率、古地震资料估算走滑断裂的粘滑及蠕滑量的方法

断层走滑包括粘滑和蠕滑,前者是伴有强震发生的快速运动,后者则是一种缓慢的无震稳滑运动。这２ 种运动常随时间交替出现,共同构成了断层的基本运动方式。在利用断层滑动速率讨论大震重复率的问题中,人们最关心的问题则是如何从总滑动量中分辨和划分出其中所包含的粘滑和蠕滑量,特别是对蠕滑量的划分,因为它直接影响着大震重复率的正确性。笔者在野外考察的基础上,对昌马活动断裂的位移量进行了分级,确定出昌马断裂带全新世以来的水平滑动量大致可划分为５个级别：３１～４１ ｍ ;２５～３１ ｍ ; １５～２２ ｍ ; ８～１３ ｍ ;１～５．５ ｍ ,同时依据古地震学方法并结合１４Ｃ断代法及断层崖形成年代的数学模拟计算,求得全新世以来在昌马断裂带上共发生５ 次古地震事件。在上述２ 项资料确定的基础上,进一步对昌马断裂带的粘滑及蠕滑量进行了划分,并给出了它们随时间的变化情况     

THE SLIP RATE AND PALEOEARTHQUAKES OF THE YUMEN FAULT IN THE NORTHERN QILIAN MOUNTAINS SINCE THE LATE PLEISTOCENE

The Yumen Fault lies on the west segment of the north Qilian Fault belt and adjacent to the Altyn-Tagh Fault,in the north margin of the Tibet Plateau.The tectonic location of the Yumen fault is special,and the fault is the evidence of recent activity of the northward growth of Tibetan plateau.In recent twenty years,many researches show the activity of the Yumen Fault became stronger from the early Pleistocene to the Holocene.Because the Yumen Fault is a new active fault and fold belt in the Qilian orogenic belt in the north margin of the Tibet Plateau,it is important to ascertain its slip rate and the recurrence interval of paleoearthquakes since the Late Pleistocene.Using the satellite image interpretation of the Beida river terrace,the GPS measurement of alluvial fans in front of the Yumen Fault and the trench excavation on the fault scarps,two conclusions are obtained in this paper.(1) The vertical slip rate of the Yumen Fault is about 0.41~0.48mm/a in the Holocene and about 0.24~0.30mm/a in the last stage of the late Pleistocene.(2) Since the Holocene epoch,four paleoearthquakes,which happened respectively in 6.12~10.53ka,3.6~5.38ka,1.64~1.93ka and 0.63~1.64ka,ruptured the surface scarps of the Yumen Fault.Overall,the recurrence interval of the paleoseismic events shortens gradually and the activity of the Yumen Fault becomes stronger since the Holocene.Anther characteristic is that every paleoearthquake probably ruptured multiple fault scarps at the same time.     

华东地区现代地壳应力场及地震断层错动性质

使用143组中、小地震单震震源机制解和17组小区域综合机制解资料,统计分析了华东地区的现代构造应力场特征。华东地区现今处在NEE向(80°左右)主压、NNW向(350°左右)主张应力场的控制下;主应力作用方式以水平和近水平为主。在应力场方向和作用方式基本一致的背景上,不同地震构造分区存在一些差异,这些差异可能与相应区域主要活动断裂的主体分布方向有关,可能表征了现存构造对地震错动特征的影响和控制作用。现代中、小地震震源机制解,历史中、强地震和现代有感地震最内等震线长轴方向等资料显示华东地区地震主要沿NE,NW2个方向破裂错动,兼有NNE,NEE,NWW或近EW方向。以走滑和近走滑方式为主,兼有少量斜向滑动。地震断层的错动方式存在某些分区差异。华东地区历史中、强地震以NE向破裂错动为主,而现代中强地震在陆域以NW-SE为主,海域NE,NW兼有     

中国构造应力场与大震复发周期关系的数值模拟

由古地震资料推算得到的中国境内各活动断裂带上大震复发周期值存在很大差异,对于这种差异可从构造应力产生的弹性应变能分布去探讨其原因。经过对中国及邻区边界条件和受力方式进行较详细的分析后,先以最大主压应力方向为判据,用有限元数值模拟方法反演中国及邻区的板块边界力和区内的构造应力场,然后分析计算应变能随离板块边界的距离增大所呈现的衰减规律,由此换算出要达到相同应变能（一次地震）各地所需的积累时间,并将其与用古地震方法得到的一些已知断层带大震复发周期进行对比。结果表明用应力衰减图象能解释不同地区大震复发周期的显著差异     

1998年张北地震及其较大余震的应力降

采用地震波初动半周期估算应力降的方法,计算了张北震区25次较大地震的应力降并对余震的应力降进行了分析,2月23日震区内发生的ML3.5级地震,其应力降高达26.2×105Pa,为3月11日5.6级地震的震前异常.     

小江断裂带第四纪晚期左旋走滑速率及其构造意义

位于中国西南的小江 (Xiaojiang)断裂带作为康定 (Kangding)断裂带的南段 ,在青藏块体向SE方向挤出的过程中起着重要的作用。根据断错地貌以及这些断错地貌14 C年代或热释光年代 ,推算了小江断裂带第四纪晚期的左旋走滑速率。小江断裂带可以分为 3段 ,其中段由平行的两条断层组成。西支断层和东支断层的左旋走滑速率分别为 7.0～ 9.0mm/ yr和 6 .0～ 7.5mm/yr。简单相加 ,就可以推算出小江 (Xiaojiang)断裂带总的左旋走滑速率为 13 0～ 16 5mm/ yr,与康定断裂带北段的鲜水河 (Xianshuihe)断层的走滑速率大致相当 ,约等于康定 (Kangding)断裂带中段的安宁河 (Anninghe)断层及则木河 (Zemuhe)断层的两倍。这个结果可能暗示了在康定断裂带中段 ,可能存在着其他断层以解消另外一半的滑动速率。最有可能的断层是位于康定断裂带中段以东几十公里的普雄河 -布拖 (Puxionghe Butuo)断层     

活动断裂平均滑动速率位移量与位移场的工程应用讨论

获取活动断裂平均滑动速率、位移量、位移场以及分析断裂未来一次性错动可能造成的地表最大位移量,并将以上参数如何应用于工程设计是工程地质、地震地质学界急需解决的根本问题。笔者认为采用断裂未来一次性错动的地表最大位移量估算方法和断裂位移场的解析计算,对于线性工程进行安全设计十分重要,可以作为工程设计参考指标的有益补充     

相对蠕滑速率与特征地震复发间隔的估计——以小江断裂带为例

将特征地震之间的次级地震产生的位移看作相对蠕滑速率,推导了相对蠕滑速率的估算公式,进而分析了次级地震对特征地震复发间隔的影响,从而可以更好地与古地震资料对比以得到可靠的特征地震重复间隔