唐山地震发震断层运动学特征与大震重复周期

根据断层深部不均匀滑动反演方法，利用6期大地形变资料，反演计算了唐山地震断层在震前、震时、震后共5个不同时间段的运动状况．其结果体现了地震断层由震前加速运动、震时突发错动到震后松弛、调整，趋于稳定的运动过程．进而利用地震断层的滑动与应变能的关系，估算了唐山地震的复发周期．      

唐山地震前地壳的异常隆起及无震蠕动

根据唐山地区震前11期水准复测资料,对本区的地壳形变的时空变化特征进行了分析.结果表明:唐山地震前1968年-1969年震中区发生了幅度为50毫米、持续时间2年的异常隆起,并在唐山及宝坻附近的唐山断层和蓟运河断层显示出应变积累与无震蠕动叠加的作用.采用了均匀应变积累及弹性位错理论分别计算了唐山、宝坻附近测点由于各处断层蠕动引起的垂直位移理论值,按残差均方根最小的原则确定历年应变积累及蠕动断层参数的最佳值.1969年-1975年唐山地下发生蠕动的断层走向为北东47、倾角87、倾向南东的右旋正断层,断层长度为8公里、宽度6公里、断层上界深度为2公里、走滑与倾滑错距分别为104厘米及8厘米,平均应变积累速度为0.910-7/年.同时得到断层走向、倾向蠕动速度分别为18.6厘米/年及1.4厘米/年.另外由蓟运河断层结果得到.宝坻附近蠕动断层的规模比唐山小,但蠕动速度比唐山大.本文分析了上述异常隆起及蠕动断层与唐山地震的关系,认为地壳的异常隆起是孕震的早期显示,而无震蠕动可能是浅源地震的又一前兆特征.唐山地震经历了长期应变积累-体积膨胀-蠕动-形变反向(或蠕动速度减慢)-发震的过程.      

唐山断裂现代活动性研究

利用1984～2008年唐山台跨断层基线和水准数据,分时段研究断层的运动特征,计算出唐山断裂水平形变、垂直形变特征及断层活动速率。求解断层及周边地区的的应变特征和主应变方向,研究唐山断裂的活动特征。探讨唐山断裂活动与地震活动的关系。     

唐山活动断层的浅层地震精细探测

利用高分辨率浅层地震方法对唐山断层进行精细探测 ,得到了 30 0m以上尤其是近地表结构的清晰图像 ,证明NW倾向的唐山断层在活动时 ,南段是一个高角度的正断层 ,向上错断了全新统 (Q4 ) ;北段则表现出逆断层的性质     

华北地区震前断层水平异常活动特征

分析了首都圈及邻近地区跨断层基线测量资料, 研究了唐山、大同及张北地震前后断层水平异常活动特征。结果表明, 震前在震中外围存在显著的断层水平异常活动, 监测断层水平活动是地震预测的有效手段; 同一测点震前断层水平异常活动具有相似性特征; 唐山地震前在震中附近一定范围内出现的断层水平异常活动, 具有断层预位移性质。     

利用跨断层形变资料研究近期唐山断裂活动性

采用1999年1月～2012年9月唐山台跨断层基线和水准数据资料,计算出唐山断裂水平和垂直形变及断层活动速率.并求解了唐山台站的应变特征和主应变方向,研究了唐山断裂的活动特征,并探讨了唐山断裂活动与地震活动的关系.结果表明,较远区域的大震和本地区中强地震对唐山断裂的水平向张压运动和垂向运动都可能有一定的影响.2003年可能是唐山断裂周边应力场发生较大改变的一年.     

唐山地震前的断层滑动及有关的倾斜和水位变化

分析了1976年唐山地震前趋势性的倾斜和水位变化.用传播的断层滑动模式计算了它们的理论波形,得出,除唐山附近的蠕动断层段外,在宁河附近还有一蠕动断层段,断层滑动在地面1公里之下进行,它于1975年2、3月份在塘沽和宁河之间开始,以后沿大致唐山断裂的方向(N30E)逐渐向北东方向扩展,滑动区前沿的传播速率为4——5公里/月,同时位移由0逐步增长到1米左右.最后讨论了唐山地震的震源过程,认为唐山地震(地震滑动)是南北两个蠕动断层段逐步逼近,最终连接致使位移率迅速增长的结果.      

1976年唐山地震震源动力过程的数值模拟

用新LDDA(Lagrangian DiscontinuousDeformation Analysis)方法模拟了唐山地震断层的破裂、错动和应力释放的整个动力过程．模拟结果表明,唐山地震的震源滑动过程在发震断层上各处不一样．近场位移受断层的曲率影响,断层凹侧的位移大于断层凸侧的位移．滑动过冲现象在震中处最大,并向断层两端衰减．我们发现,唐山地震断层的破裂速度和应力降与断层上的初始剪应力大小有关．唐山发震断层的最大动态、准静态位错量和剪应力降均发生在中间部位,分别是7.1 m、6.2 m和8.1 MPa、5.4 MPa,发震断层的平均准静态位错量和剪应力降分别为4.5 m和3.3 MPa,断层破裂的传播速度从震中向东南和西北方向分别为3.08 km/s和1.18 km/s．      

1976年唐山地震近、远场加速度的半经验合成

本文建立一非均匀唐山地震断层模型，它由北东30的南段和北东50的北段两个大的走滑断层组成，总长114 km、总地震矩为1.41020 Nm；而每一走滑断层又分别由长为37 km和20 km的两个子断层组成．震中定在南段和靠近南、北两段走滑断层的交汇处．用ML5.7、MS6.9的余震记录作经验格林函数，用考虑大小地震不相似的改进的经验格林函数法分别合成唐山地震主震(MS7.8)的近、远场加速度时程．远场合成加速度时程的峰值、持时、反应谱与真实记录符合较好；近场合成结果与唐山地震烈度分布符合较好．合成的唐山地震的近场最大加速度峰值达1.1 g，这与近年发生的一些大震中记录到的近场最大加速度峰值接近．      

用吴氏网法推求震源地方柯氏力的方向

本文研究讨论了吴尔夫网（吴氏网）求解地震断层错动时产生的柯里奥利力（简称柯氏力）的方向及其在断层面法线、倾斜方向和走向上分量问题。在空间上用数学方法直接处理柯氏力的方向及分量比较繁琐复杂，且难于表示，而用吴氏网作为工具处理这些问题时就显得快速简便，诸要素都集中于一图上，空间直观性很强。文中还以唐山大地震为例实际处理了唐山地震断层两盘产生的柯氏力方向及在断层面上的各分量方向。     

由震源机制解推断唐山地震序列发震断层的分段特征

使用唐山地区2002年1月—2015年11月M_L≥2.5地震的255个震源机制解, 采用构造应力场均匀性的分段方法对唐山地震序列的发震断层进行分段． 在已有唐山地区震源机制解分区特征的基础上, 给出了5个参考应力张量, 并通过差异显著性的z值检验计算将唐山地震序列的发震断层分为宁河、 唐山、 滦县和卢龙等4个子段, 进而分别对4个子段的应力场进行反演． 结果显示: 4个子段的最大主压应力方向均呈近EW向, 且唐山、 宁河和卢龙子段的应力场均表现出较大的拉张分量; 唐山、 宁河子段的最佳应力张量与唐山主震对唐山断裂带两端点所产生的引张应力场的作用方式一致． 此外, 唐山子段的应力场符合基于接收函数给出的上地幔物质隆升模型, 滦县子段走滑型的应力状态反映了该区的共轭构造运动, 卢龙子段的最佳应力张量为正断兼右旋走滑． 从当前唐山地震序列发震断层分段的应力场特征可以推断, 现今唐山地区的地震活动具有继承性, 主要受区域构造应力场和该区深、 浅共存的断裂构造体系控制．      

综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例

针对探测山前隐伏断裂复杂困难的特点,以巍山—长山南坡断裂为例,采用浅层地震勘探和高密度电法勘探等地球物理方法并结合钻孔联合地质剖面资料,对巍山—长山南坡断裂的隐伏段的准确位置和活动性进行研究,确定断层的准确位置和产状等。研究结果表明,巍山—长山南坡断裂在唐山市区的隐伏段为S倾的正断层,倾角约78°,断距约3 m,上断点埋深约19 m;该断裂在市区的隐伏段为中更新世断裂,晚更新世以来不活动。     

用形变资料反演1976年唐山地震序列的破裂分布

1976年唐山发生了7.8级地震,相继又发生了两次大余震——滦县7.1级地震和宁河6.9级地震.地震发生在观测条件比较好的地区,水准测量和三角测量测得了地震的同震位移场.本研究采用原始水准测量数据,而不是采用根据水准数据处理的地面沉降图像,和三角测量数据反演了该地震序列的破裂分布.模型构建中考虑了滦县地震和宁河地震的断层形态和大小.结果表明,唐山地震主震断层有明显的右旋走滑性质,最大走向滑动错距>6 m,位于断层南段,北段的走滑分量明显小于南段.主震总地震矩达2.58×10²⁰N·m,与地震波反演得到的地震矩的量级相当;滦县地震断层总体表现为左旋正断层,释放地震矩达4.95×10¹⁹N·m;宁河地震断层总体表现为右旋正断层,释放地震矩达3.94×10¹⁹N·m,比地震波反演的地震矩大一个量级.据此可以推测唐山地震的无震滑移主要发生在宁河地震断层的西部上,滑动性质以正断层为主.该结果对于唐山地震序列后的动力学演变过程及余震发生机理有一定参考.     

唐山断裂带气体组分变异函数空间分布特征

气体是识别构造带展布和活动的敏感组分。对唐山断裂带高空间分辨率气体地球化学测量数据进行了变异函数计算,分析了断裂带活动性与断裂带气体浓度的定量关系。结果表明,断裂带本身结构特性是控制断裂带气体空间分布的主要因素,高倾角断裂在地表以狭长条带状为主要特征,分布气体浓度高值异常,交会处气体浓度高值异常以环带形式围绕断裂分布。沿断裂带走向,各气体浓度呈高值分布,利用变异函数计算,确定各气体组分在测量区域内气体浓度与构造相关的空间范围,据此确定了唐山断裂各段构造敏感气体组分,在断裂带周边圈定出断裂带活动性重点监测区域。断裂带气体浓度克里金插值分析结果表明,唐山地区滦县—乐亭断裂带活动性较强,唐山断裂带次之,蓟运河断裂带活动性最弱。断裂带交会处,浓度高值异常分布更加明显。     

顺义地裂缝成因与顺义-良乡断裂北段第四纪活动性讨论

本文通过钻孔地层对比方法研究了顺义一良乡断裂北段的第四纪活动性，资料显示该断裂在第四纪期间呈现强弱交替的分期活动特征，距今315万年以来有3个较强活动期和3个较弱活动期，前三者分别距今266～315、171～228、73～147万年，后三者距今分别为228．266、147～171、0～73万年。中更新世晚期以来断裂活动不明显。超量开采地下水导致地面不均匀沉降是造成顺义地裂缝现今活动的主要原因。     

从跨断层短基线观测计算地应变的方法探讨——以唐山台地形变数据为例

跨断层测量是研究断层活动特征的重要手段之一.本文介绍了一种利用台站短基线观测,通过刚体模型、弹性体模型和组合模型确定断层或断裂带附近应变的方法,并以唐山地形变台资料为例进行对比分析.通过对比同时间段的位移和应变时间序列的变化幅度和趋势特征,认为组合模型更符合实际情况.同时,分析了多条测段不同组合情况下的模型计算结果,探讨了跨断层观测资料与区域GPS数据计算结果之间差异的原因.并提出了基线过渡桩更可能位于断层东侧的认识.     

Discussion on the Seismogenic Fault of the 1976 Tangshan Earthquake

The opinions of two papers carried in the journal "Seismology and Geology" are discussed in the paper.One is that the Tangshan fault is a high-angle,west-dipping and thrust with strike-slip fault.The other is that the Fuzhuang-Xihe fault distributed on the east side of Tangshan city is the seismogenic fault that caused the Tangshan earthquake.For the former opinion,it needs to explain the relationship between the active style of the thrust Tangshan fault and the formation genesis of a Quaternary depression along the west side of Tangshan city.For the latter opinion,if the Fuzhuang-Xihe fault is the seismogenic fault of the Tangshan earthquake,it needs to explain the genesis relationship between this west-dip slip fault zone and the strike-slip surface fissure zone that extends through Tangshan city.And it needs more evidence exclude the possibility that the surface rupture belongs to the rupturing of a secondary structure.This paper suggests doing more work on the active fault that controls the Caobo Quaternary depression.     

Tectonic setting of the seismogeny of the 1976 Tangshan, China M =7.8 earthquake

Based on the analysis of multi-temporal and multi-spectral satellite images for North China region, we have found that one year and more before the occurrence of 1976 Tangshan earthquake, the anomalies of electro-magnetic radiation on the satellite images indicated that the NE-trending Tangshan fault zone was dissected by the NNW-trending Nantai-Tangshan fault, and the Changping-Fengnan fault was dragged to form an arcuate bending at Fengnan. All these indicate the right-lateral translation along the Tangshan fault in NE direction. In order to gain an insight into the features of these faults, a shallow seismic exploration along the Tangshan and Changping-Fengnan faults has been carried out. The results have indicated that the NE-trending Tangshan fault is a high angle right-lateral strike-slip normal fault, dipping northwest, while the NWW-trending Changping-Fengnan fault is a southwest-dipping left-lateral strike-slip normal fault. The project is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 49672170).