甘孜-玉树断裂带晚第四纪走滑速率与滑动分解作用

滑动速率是研究断裂运动学特征、地震活动性和区域应变分配的重要参数和依据。前人关于甘孜-玉树断裂带滑动速率的研究结果存在较大差异,因此,其晚第四纪滑动速率有待进一步调查研究。本文基于卫星影像解译和野外实地考察,对甘孜-玉树断裂带西段（玉树断裂）上典型断错地貌点进行测量分析,得到玉树断裂晚第四纪走滑速率为6.6±0.1-7.4±1.2mm/a。通过与前人对甘孜-玉树断裂带东段（甘孜断裂）滑动速率的研究结果进行对比,发现甘孜-玉树断裂带东、西段滑动速率不一致,其原因是甘孜断裂的左旋滑移在向西传递的过程中,一部分应变被分配到了巴塘盆地南缘断裂上。巴塘盆地南缘断裂的存在很好地解释了玉树断裂的走滑速率比甘孜断裂偏低的原因。但是,从区域变形来看,巴塘盆地南缘断裂分配的滑动速率恰好说明了甘孜-玉树断裂带东、西段及鲜水河断裂带的水平构造变形是协调一致的。     

基于Monte Carlo方法数值反演区域初始构造应力场——以巴颜喀拉块体为例

构造应力场往往对地震活动性具有控制作用,应力快速集中的地方常常是地震频繁发生的地方.本文以巴颜喀拉块体及其边界断裂带近20年来的7次中强震为例,结合区域历史地震震源信息、地质背景及GPS等观测数据,利用Monte Carlo方法和库仑-摩尔破裂准则为计算依据,反演该块体的震前初始构造应力场.通过将初始应力场反演中不确定部分限定在一个合理的上下限范围内进行独立的重复性随机试验,并运用统计学方法得到了巴颜喀拉块体1997年玛尼M_W7.5地震震前区域初始应力场.计算结果显示：（1）巴颜喀拉块体10 km深度处最大水平主应力方向自西向东呈顺时针旋转趋势,由NS向转变为近EW向,与浅部实测地应力数据、历史地震类型和板块运动方向吻合较好.（2）最大/最小水平主应力和二者差值自西向东均逐渐增加,最大水平主压应力值~400 MPa,最小水平主压应力值~250 MPa.差应力在昆仑山断裂带与阿尔金断裂带交汇处及甘孜—玉树断裂带西段较低（~150 MPa）;在昆仑山断裂带东端和甘孜—玉树断裂带的东南段局部地区较高（~220 MPa）.     

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.     

甘孜-玉树断裂带的近代地震与未来地震趋势估计

通过对甘孜－玉树断裂带上近代地震的震级、震中位置和地震地表破裂的空间展布特征的研究，采用Ｎｉｓｈｅｎｋｏ和Ｂｕｌａｎｄ（１９８７）发展的“特征地震复发时间通用分布”概率模型，即“ＮＢ”模型，对甘孜－玉树断裂带各段落未来５０ａ内强震趋势进行了估计。根据研究结果识别出，未来５０ａ内本断裂带内马尼干戈断裂段具有强震复发的高危险性，当江断裂段强震复发的可能性也不能排除，这为地震中长期预报提供了重要依据     

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。     

1947年达日M7.7地震对巴颜喀拉块体边界断裂应力影响的数值模拟

1947年达日7.7级地震是发生在巴颜喀拉块体内部的一次强震,该地震在块体边界断裂带应力演化中的作用,在以往的研究中多被忽略.本文通过构建巴颜喀拉块体东部及邻区三维黏弹性有限元模型,考虑达日地震的同震位错与震后黏弹性松弛效应,分析该地震的发生引起巴颜喀拉块体边界断裂带上的库仑应力变化.结果表明:达日地震除造成达日断裂破裂段两端相邻未破裂段显著的库仑应力增加外(>1.0×10⁶ Pa),同时造成龙日坝断裂中-北段、东昆仑断裂中西段、龙门山断裂中-北段、马尔康断裂、鲜水河断裂中-南段和甘孜—玉树断裂西段同震库仑应力的增加,最大达1.4×10⁴ Pa.相反,也造成东昆仑断裂中-东段、甘孜—玉树断裂中-东段、龙日坝断裂南段、鲜水河断裂北西段和龙门山断裂南段库仑应力的减小.达日地震的发生导致后续1955年康定7.5级地震、1963年阿兰湖7.0级地震和2008年汶川8.0级地震等强震震源处累积(同震+震后)库仑应力变化分别为3.58×10³ Pa、1.16×10⁴ Pa、7.68×10³     

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。     

2010年青海玉树Ms7.1地震地表破裂特征的高分辨率遥感分析

2010年4月14日Ms7.1青海玉树地震与北西向的甘孜—玉树活动断裂的活动有关,造成了沿断裂带分布的地表破裂以及房屋建筑设施的严重破坏.本文通过Landsat ETM+影像和SPOT影像分析了甘孜—玉树断裂的第四纪活动特征,即断层崖和拉分盆地,冲沟左旋错断现象.地震后获取的高分辨率航空遥感影像解译结果显示,地震造成的...     

甘孜—玉树断裂当江段晚第四纪滑动速率

甘孜—玉树断裂带是青藏高原中东部的一条大型左旋走滑断裂带,同时也是羌塘地体和巴颜喀拉地体的重要地质边界.当江断裂位于甘孜—玉树断裂带的西北段,沿线发育当江荣、当江和哲达等一系列串珠状第四纪断层谷地.通过遥感影像解译和数字高程地形模型(DEM)数据分析,结合野外构造地貌调查,以及断错地貌面的光释光年代测定,发现断裂沿线冲沟、河流阶地和洪积扇等断错地貌发育,反映了该断裂晚第四纪左旋走滑活动性强烈.该断裂最新活动时代为全新世晚期,距今约3.04 ka.当江断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为7±3mm·a~(-1).研究结果为该区的地震危险性分析和高原东北部的运动学特征探讨提供了基础资料.     

玉树地区地壳介质的各向异性特征

本文利用2010年5月7日到10月18日玉树地震震源区及其周边22个地震台站记录的2010年4月14日玉树地震余震数据资料,使用剪切波分裂分析方法初步得到了每一个台站的剪切波快波偏振方向和慢波时间延迟,并分析了玉树及周边地区地壳介质各向异性特征.在该研究区域,甘孜-玉树断裂上部分台站快波偏振方向近于东西向,这一结果与该区域的水平主压应力方向一致.甘孜-玉树断裂带南段玉树周边的台站快剪切波偏振方向为南东向,与断裂带的走向一致,显示了此次地震断裂走滑性质的特征.位于杂多断裂和清水河断裂上的台站及其附近的台站,快波偏振方向与所处的断裂走向基本一致,多为南东东向.各个台站的慢波延迟时间结果分布在4.23~7.01 ms/km范围内,平均慢波延迟时间是5.68 ms/km.在甘孜-玉树断裂带和乌兰乌拉湖-玉树南断裂相交的位置慢波延时总体较高;而低值区位于打贝通-小苏莽断裂的北西端与杂多断裂之间的位置.沿玉树断裂带,慢波延迟时间的梯度值较大,本文这一结果揭示了慢波延迟时间的分布和破裂带的走向、余震的分布有很大关系.     

利用断裂带首波分析甘孜—玉树断裂带拉张盆地结构特征

对断裂带及附近区域地层精细结构的描述是理解地震孕育和发生过程的基础.不同板块或块体边界在构造或区域应力作用下,常常会形成速度间断面和低速的断裂带,间断面和低速带的存在会产生特殊的断裂带地震波,比如断裂带首波和围陷波,并会影响地震的物理过程、破裂速度和破裂方向等.本文主要利用2010年4月14日M_W6.9玉树地震后布设的流动地震台站,对沿着甘孜—玉树断裂带传播的断裂带首波进行识别和分析.分析结果表明,在甘孜—玉树断裂带的不同区域均观测到了断裂带首波,在西段的结隆拉张盆地附近的3个台站沿断裂带界面的平均纵波速度差异值在5%～8%,而其他区域的平均速度差异为1%～3%.通过台站位置分布和断裂带首波特征关系,初步分析了断裂带拉张盆地的结构,结果显示结隆盆地的长度为～40km,宽度为5.35～5.97km,深度不超过5km,在地表浅层形成了一个低速区,分别与巴颜喀拉块体(NE)和羌塘块体(SW)产生了两个物性差异界面,但没有延伸到主震和余震区震源深度.我们的结果表明结合密集台阵资料,通过断裂带首波特征分析可以为断裂带精细结构及几何特征提供一种新的技术方法和途径.     

松潘—甘孜块体边缘强震的余震时空特征对比研究及其意义

松潘—甘孜块体位于青藏高原北部,是认识高原扩展的重要区域.近年来,该块体不同边缘强震频发(2008年四川汶川M_W7.9地震、2010年青海玉树M_W6.9地震、2013年四川芦山M_W6.6地震、2017年四川九寨沟M_W6.5地震、2021年青海玛多M_W7.4地震),但针对这些强震的余震特征比较的研究鲜见,忽略了“从震源演化的角度揭示块体不同位置结构的差异”.本文依据中国地震台网中心13年的地震观测数据(2008-01-01—2020-11-30),采用双差定位方法(HypoDD)开展松潘—甘孜块体近年不同强震的余震演化研究.研究表明处于块体不同位置的余震序列时空特征存在差异：(1)块体南缘的玉树地震有前震事件,其余均未观测到前震;(2)块体南缘的玉树地震与东缘的汶川、芦山地震均激发共轭断裂,其余则未激发;(3)汶川、芦山地震与其他地震的双侧破裂形态不同,为单侧破裂;(4)余震分布密集区位于同震滑移极值区的周缘.结合该区的构造背景与震源时空分布特征,我们指出块体不同位置的余震时空分...     

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.     

天宝VX空间测距仪在构造形变微地貌测量中的应用——以甘孜—玉树断裂邓柯段为例

如何获取构造形变微地貌所蕴含的定量参数,对于研究活动断裂、地震地表破裂带特征来说是至关重要的.甘孜—玉树断裂是广义鲜水河断裂带向北西延伸的羽列孳生断裂,具有新活动性.活动断裂新构造活动微地貌响应是研究构造形变微地貌的最佳对象之一.近年来,一些高精度仪器已经广泛应用于构造形变微地貌的测量中.天宝VX空间测距仪是一款集成了先进的光学测量技术、量测成像技术和3D扫描技术并能捕捉扫描数据、成像数据和测量数据,并把这些数据融合一体可执行所有任务的测量仪器.本文结合甘孜—玉树断裂邓柯段的构造形变微地貌特征,系统介绍天宝VX空间测距仪获取该段活动断裂的定量化形变参数,这些参数对我们深入了解甘孜—玉树断裂邓柯段活动性质有着重要的意义,并对天宝VX空间测距仪在构造形变微地貌测量中的应用提供了重要的参考资料.     

基于GNSS的青藏高原东北缘地壳运动场及强震趋势研究

利用“中国大陆构造环境监测网络”GNSS数据研究1998—2018年青藏高原东北缘排除同震影响等干扰后的速度场、主应变率场、最大剪切应变率场、面应变场等的变化,活动断裂滑动速率变化、跨活动断裂基线变化等。将研究区域内的二级块体再分区,获得各次级块体内部的应变率变化;获取研究区域地壳运动场的趋势性、动态特征。研究结果显示,阿尔金断裂带中东段、祁连块体和柴达木块体交界、巴颜喀拉块体与羌塘块体交界、祁连块体南边界中段、海原—六盘山断裂带和西秦岭北缘断裂带西段的逆冲运动,祁连块体北边界西段、庄浪河断裂的左旋走滑运动,祁连块体北边界东段、西秦岭北缘断裂带东段的左旋逆走滑运动,都属于造成一定程度地壳变形的持续性局部应变增强活动。阿尔金断裂带东段、东昆仑断裂带中西段、祁连块体北边界、庄浪河断裂北段、海原断裂南段、六盘山断裂北段、西秦岭北缘断裂带东段可能存在闭锁,未来十年可能发生M_S6.0以上地震。     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.     

2010年玉树地震序列ML≥4.0事件震源机制解特征分析

采用CAP方法反演2010年玉树7.1级地震序列前震、主震及余震19个M_L≥4.0事件的震源机制解,19个结果以走滑类型为主,前震、主震的震源机制解十分接近,反映出前震、主震之间密切的联系;震源深度集中在7~12 km,震源最浅（4.5 km）与最深（34 km）的两个余震事件具有明显的逆冲性质,表现出明显的边界特征;19个事件的震中分布在甘孜-玉树断裂北支玉树-隆宝断裂上,目前已经证明该断裂即为玉树地震的发震构造。自SE-NW沿玉树-隆宝断裂走向拉一剖面,观察震源深度沿剖面的变化情况,可看出玉树-隆宝断裂西北段震源深度要大于东南段,该段主要是余震活动的中后期,因此在地震活动的中后期,余震向地壳深部扩展,断裂累积的应变能得到更进一步的释放;P轴方位角优势分布集中在220°~230°,T轴方位优势分布集中在310°~320°,两个优势分布互相垂直性与单个事件的沙滩球应力轴一样,说明玉树地震的震源机制解类型较为简单;玉树周边地区应力场分布比较均匀,并不像汶川周边地区那么复杂,本次玉树地震为巴颜喀拉地块与羌塘块体边界处甘孜-玉树断裂应变能量的正常释放。     

甘孜地区古地震遗迹的初步研究

本文所指的甘孜地区是指我国四川省西北部甘孜高原西部的甘孜—马尼干戈断裂带、甘孜—理塘断裂带北段以及鲜水河断裂的北西段所展布的范围。作者于1982年对该断裂的近代构造活动性进行了调查,在调查中发现了一些古地震遗迹,现报导如下: 1.甘孜地区地震地质构造背景该区处于青藏高原的东北缘,区内发育一些近于平行和相互斜交的北西向断裂构造(图     

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10~30km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20km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.     

甘孜—玉树断裂南段浅层地震反射波法探测

2010年4月14日7时49分在青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,地震灾区的恢复重建工作受到隐伏断裂段和余震活动等因素的严重制约,尤其是NW走向的甘孜—玉树断裂的空间展布位置对选址重建及断裂合理避让起着决定性作用.本研究以甘孜—玉树断裂南段为探测目标,在探测工作中采取了小道间距、小偏移距、多道短排列接收、共反...