中国大陆的强震活动与活动地块

中国大陆晚新生代和现代构造变形以地块运动为主要特征,活动地块是被形成于晚新生代、晚第四纪(10～12万年)至现今强烈活动的构造带所分割和围限、具有相对统一运动方式的地质单元。不同活动地块的运动方式和速度是不同的,地块间的差异运动在其边界最强烈。强震是在区域构造作用下,应力在变形非连续地段不断积累并达到极限状态后突发失稳破裂的结果,活动地块边界带由于其差异运动强烈而构造变形非连续性最强,最有利于应力高度积累而孕育强震。我国大陆几乎所有8级和80％～90％的7级以上强震发生在活动地块边界带上,表明地块间的差异运动是大陆强震孕育和发生的直接控制因素。     

华北地区与青藏高原地区强震孕育过程相关性的动力学解释

根据不同学者对中国应力场的研究结果,普遍认为中国大陆板内构造变形活动的主要驱动力源来自印度板块与欧亚大陆的碰撞挤压作用,两大板块的汇聚作用主要发生在喜马拉雅碰撞带和帕米尔碰撞带,欧亚板块在这一碰撞带承受了印度板块的强烈挤压作用。全国GPS地壳运动观测结果也证明了以上的研究结论,基于国家攀登计划建立的全国GPS网21点的复测结果,     

具有动力学含义的强震动态图像预测方法研究

地震空区方法是利用地震活动图像预报地震效果较好的方法,然而单纯通过空区预报地震具有一定的局限性和不确定性。建立具有动力学含义的动态图像预测方法,把空区的形成和演化放在板块运动和构造特征的基础上考虑。通过对华东和华南地区26次5级以上地震的震例分析,给出主震发生与空区、活动断裂位置以及空区与活动断裂位置和走向的关系,并从两个区域的构造差异上给出空区形成和演化规律差异的动力学解释,从而为使用空区预测地震提供物理基础,减少了不确定性。     

小江和曲江-石屏两断裂系统的构造动力学与强震序列的关联性

SN向小江断裂带与NW-NWW向曲江-石屏断裂带是云南地区两个相邻的活动断裂系统及强震发生带.为了了解它们的相互作用及其可能对地震发生的影响,基于活动构造、历史地震、重新定位的小震、GPS站速度与震源机制解等资料进行综合分析,结果表明：（1）小江断裂带西盘（川滇块体）的主动向南运动对曲江-石屏断裂带具有长期强烈的作用;后一断裂带以右旋走滑/剪切-横向缩短/逆冲变形的方式吸收与转换前一断裂带西盘的向南运动.（2）小江断裂带的现代左旋走滑/剪切变形速率由其北、中和中-南段的10～8mma-1减小到南段的4mma-1,速率减小的部分由曲江-石屏断裂带及其附近地区以逆-右旋走滑断层作用和分布式的右旋剪切与横向缩短变形进行调节.（3）小江与曲江-石屏断裂带的构造动力学关系还表现在它们地震活动的紧密关联上：1500～1850年期间小江断裂带及其以北的则木河断裂带完成了一个长达351a的强震、大地震发生序列,显示出应变逐渐加速释放、M≥7事件间隔逐渐缩短、大释放集中在序列中-后期等特征;作为对于这一序列的响应,曲江-石屏断裂带在滞后88a后,发生一个长达383a（1588～1970年）、具有相同加速释放与时间进程特征的强震与大地震序列.（4）至今,小江断裂带已有177a未发生M≥7地震,应注意并进一步研究该断裂带未来的强震与大地震危险性.     

青藏高原东缘及邻区强震构造:专辑序言

青藏高原东缘由多个次级构造单元组成了独特的“多层次挤出-旋转活动构造体系”,是调节高原物质向东挤出的构造转换带,发育了高密度的活动断裂,强震频度高且强度大,而且地质地貌复杂,成为我国地震灾害问题最为突出的地区之一。近年来,伴随全国地震灾害风险普查、城市活断层探测、地震科学实验场建设、工程场地的地震安全性评价以及重大工程与城镇区的活断层鉴定与地壳稳定性评价等工作的深入开展,高精度遥感、构造地貌、古地震和第四纪年代学等方法的广泛应用,显著提升了青藏高原东缘及邻区强震构造的调查研究程度。为了及时交流这方面的最新研究成果,支撑区域防震减灾及重要工程和基础设施建设的地质安全评价等工作,《地震科学进展》编辑部组织了“青藏高原东缘及邻区强震构造”成果专辑,征集了活断层与地震、甘肃积石山地震以及相关领域的研究综述等代表性学术论文20余篇,本期《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅰ》优选了10篇论文,后续还将推出《青藏高原东缘及邻区强震构造专辑Ⅱ》,希望这些成果可提升对区域强震活动特征与孕震构造机制的理解,并为区域强震危险性分析和有效防范强震灾害风险提供科学依据。     

近年来大陆强震机理与预测研究的主要进展

鄂尔多斯地块及其周缘地区的地震动力学和强震危险性研究,是检验和发展活动地块理论的理想场所。近年来,伴随青藏高原动力学研究视角的不断扩大,逐渐成为国内外新的地学研究热点。项目以“丝绸之路”经济带东端、我国重点强震危险区之一的鄂尔多斯活动地块为研究对象,构建活动地块及边界带三维深浅结构和构造变形模式,建立适用于板块内部的强震孕育动力学模型,完善大陆强震孕育和发生的活动地块理论,研发具有物理意义的时间相关强震预测理论模型,提出地震危险性理论预测技术规程。我国科学家20世纪末提出的大陆强震受控于活动地块的理论,为中国大陆强震危险地点预测提供了重要理论指导,但是如何将该理论更好地应用于实际的强震危险性预测研究中,还需要进一步深入研究活动地块运动和变形如何控制边界带强震的孕育和发生过程。选择鄂尔多斯活动块为研究的目标区,重点开展以下几个方面的研究内容：地块边界带断裂活动习性与强震复发行为;地块及周缘现今三维地壳运动与应变分配;地块及边界带深部结构与深-浅构造耦合;活动地块理论完善与边界带强震危险性研究。项目执行两年来,在几个方面均取得了进展和初步成果,建立了主要边界带断裂强震复发行为模式,获得了地块及周缘不同类型现今三维地壳运动状态,建立了关键区域地块边界带深-浅构造耦合构造模型,开展了边界带强震危险性研究。     

2010年青海玉树地震及震后青藏高原强震趋势分析

2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震,这是该区历史上发生的最为强烈的地震。该地震属走滑型,地处青藏高原巴颜喀拉地块南边界,发震断裂为甘孜—玉树—风火山左旋走滑断裂,地震破裂主要向震中东南方向。该地震是巴颜喀拉地块与羌塘地块以不同速率向东运动,地块间的差异运动使其边界应力积累到一定程度引发破裂的结果。根据地震定标律估算的主震断层破裂参数和应力参数为:地震矩M0=1.78×1019N.m,矩震级MW=6.8,断层破裂面积S=468km2,断层错距D=1.4m,断层破裂长度L=37km,断层破裂宽度W=12.6km,剪应力τ0=16.8MPa,应力降Δσ=7.03MPa。历史地震分析表明,玉树7.1级地震是在世界8级以上地震、中国西部大三角7.8级以上地震、南北地震带7级以上地震和巴颜喀拉块体7级以上地震处于强烈活动背景下发生的。玉树地震后,青藏高原巴颜喀拉地块、羌塘地块及川滇菱形块体未来发生7级以上地震的危险性较大。     

鄂尔多斯活动地块边界带地震动力学模型与强震危险性研究项目及进展

研究银川盆地的构造活动特征对于认识青藏、鄂尔多斯和阿拉善3大地块的相互作用具有重要意义。银川盆地东南缘的面子山—猪头岭一带地形高差显著,影像上线性明显,可能发育一条未知的活动断裂。本文沿面子山—清水营一线开展了野外地质调查、探槽开挖和地层年代测试等工作,结果表明：银川盆地东南缘发育面子山—清水营断裂,全长50 km,以猪头岭北为界,分为面子山断层和清水营断层两段。面子山断层以高角度正断为主,断层擦痕显示具有左旋走滑运动,走向北东,跨断层数条冲沟显示具有左旋扭动特征;而清水营断层则表现为逆断层,走向北东东,发育陡坎地貌。该断裂断错了（23.65 ± 1.17） ka BP和（33.16 ± 1.82） ka BP的沉积地层,表明断裂最新活动时代为晚更新世晚期。该断层的发现表明,鄂尔多斯地块的西北边界复杂,构造变形带较宽,且不严格的受控于断陷盆地的边界断裂,其构造变形已扩张到地块一侧,这可能与青藏高原持续向东北向的推挤扩展有关。

     

青藏高原东北缘重力场深部结构及其动力学特征

本文采用欧拉反褶积、场源参数成像(SPI)、场源边界提取(SED)、莫霍面反演、地壳三维可视化等多源方法,对青藏高原东北缘地区的布格重力场进行反演与分析,深入研究该地区的深部结构与变形特征,探讨区域深部孕震环境及动力学机制.研究表明,青藏高原东北缘的布格重力场整体呈负异常值,具有明显的分区性,表现出鄂尔多斯盆地异常值相对偏高、阿拉善块体次之、青藏高原块体极低的特点,其中海源断裂系形成了一条宽缓的弧形重力梯度条带,梯度值达1.2 mGal·km^-1.欧拉结果显示,鄂尔多斯盆地相比于青藏高原块体而言,场源点具有较强的均一性,场源强度值高(密度值高)且深度稳定在25~32 km范围内,而高原块体的中下地壳尺度广泛分布着低密度异常体.SPI图可知,海源弧形断裂系位于“浅源异常”弧形区,反映其地壳较为活跃,易发生中强地震.SED图揭示青藏高原地壳向东北扩展,经过几大断裂系的调节后运动矢量向东或东南转化,SED与GPS、SKS运动特征大致相同,说明地表-地壳-地幔的运动特征有着较强的一致性.青藏高原东北缘地区壳幔变形是连贯的,加之莫霍面由北向南、由东向西是逐渐加深的,因此属于垂向连贯变形机制,不符合下地壳管道流动力学模式.区域形成了似三联点构造格局,其中海源弧形断裂系的深部地壳结构复杂,高低密度异常体复杂交汇,是青藏高原、阿拉善、鄂尔多斯三大块体相互作用的重要枢纽,其运动学特征总体为中段走滑尾端逆冲,而断裂系正处于大型的弧形莫霍面斜坡带之上,具备强震的深部孕震环境,因此大尺度的运动调节与深部孕震条件共同促使了该地区中强震的多发.     

强震成组孕育,成组发生过程中相互间影响的研究

中国大陆地震具有成组活动的特征，成组强震活动之间有增震和减震作用，本文应用构造块体成组孕育的理论模型讨论了成组强震活动间的相互影响及其物理机制，通过强震成组孕育，成组发生的理论模型分析了一次地震发生对其它震源区应力变化的影响，对前兆复杂性的影响，及此类模型在地震预报工作中的应用。把强震成组孕育和活动的模型应用到危险性分析和地震长期预报研究领域将对地震预报实践起到一定的指导意义。     

青藏高原东北缘壳幔各向异性的差异及含义

青藏高原东北缘是青藏块体东北部大型边界变形带,地处青藏块体、华南地块、鄂尔多斯地块和阿拉善地块的交汇处,为新构造时期以来较为活跃的地质构造单元,其内部发育了多条规模较大的断裂:阿尔金断裂、祁连山断裂带和海原断裂等.     

大陆强震的动力学模型及其在地震活动性研究和地震预测中的应用

本文以中国大陆为具体研究对象 ,从大陆强震活动成组特征的客观性出发 ,开发了一种非线性动力学模型 ,用于模拟大陆强震成组活动特征及孕震环境对地震成组性的影响 ,运用此模型对一些地震活动特征和前兆场的演化特征进行了模拟和解释。地震活动的分布具有空间不均匀性和时间非平稳性。地震的空间不均匀性表现为地震在空间上往往成带、成区分布 ,地震的时间非平稳性表现为地震活动在时间轴上具有活跃和平静 (高潮和低潮 )相交替的特性。分析表明大陆地震具有明显的成组活动特征。强震活动的成组性是指强震活动在某些时段十分集中 ,呈成丛或丛…     

甘宁青地区强震孕育的深部电性和力学环境

以200多点次的大地电磁测深资料和6条人工地震测深剖面的资料为根据，结合重力测量和地热流观测资料，分析研究了甘肃、宁夏和青海地区的强震孕育的深部环境。认为强震孕育在增厚的低阻层的顶部，低速层的上方以及介质在横向上电性和力学性质均剧烈变化的环境之中。这些条件的实质是在地应力作用下纵、横向地层变形不一致，在这不协调之处极有利于应力集中。     

东北地震区地震活动趋势数学建模分析

本文按照活动地块边界带和地震区的划分方案,使用Mapsis软件选取了东北地震区1900年以来Ms4.7级以上地震资料,这样得到的地震资料可能具有一个完整的地质系统性。使用数学中19阶多项式模型,对地震资料进行最佳逼近拟合,并递推未来1～2年时间尺度预测,模型中的参数用最小二乘法求取,引用了一种数学方法来描述东北地震区的地震趋势规律。     

青藏高原北缘地区地震波动力学特征量变化与强震关系的研究

利用甘肃河西张掖数字化地震台网观测到的肃南南部地区１９８８年９月至１９９０年４月间的地震记录资料，以及刘家峡，合作，肃南，靖远等地震台观测到的景泰地区１９８９年２月至１９９０年１０月的地震资料，分析研究了这些台站所在的青藏高原北缘地区地震波动力学特征量变化与该区及邻近地区在这些时间段内发生的３次ＭＳ〉５．５级强震的关系。     

黄河中上游阶地对青藏高原东北部第四纪构造活动的反映

黄河中上游河段是横贯整个“柴达木 -祁连山活动地块”的贯流水系。通过对青海共和至宁夏石嘴山段长约 180 0km的黄河中上游阶地的系统考察、阶地剖面实测和年代测定 ,绘制了该河段的阶地纵剖面图。综合分析各段的阶地级数、高度、年代及变形特征得到以下认识 :该流域可划分为若干个次级活动地块 ,表现在不同地块之间的阶地抬升幅度和速率存在较大差别 ;活动地块内部在较大程度上具刚性特征 ,表现在块体内部阶地级数、高度和形成年代基本相当 ;阶地纵剖面反映的本区活动地块自 1.6MaB .P .以来的抬升量大于 3.6～ 1.6MaB .P .的抬升量 ;柴达木 -祁连山活动地块距今 1万年以来和 15～ 2 0万年间存在 2次强烈的构造抬升运动     

新疆强震活动与环境因子预报

本文运用新疆历史地震资料,分析了该地区的强震时空分布及地震活跃周期和活动图象,并探讨了强震活动与空间环境因子的关系,这无疑对新疆强震活动趋势分析和该地区强震中长期预报具有较重要的意义。     

华北盆地强震孕育的动力学机制研究

强震活跃区通常出现在地壳变形剧烈的地区.但是,华北盆地地壳变形速率小,而破坏性强震却十分频繁.文中利用有限元方法对华北盆地发震断层下方可能存在的速度异常体进行了力学分析,计算结果显示：无论这个异常区是低速异常还是高速异常,在水平构造力的作用下（无论是挤压还是引张力作用）,应力及应变能密度都在空间某些区域积聚.根据本文的工作及前人的研究结果,认为华北盆地强震孕育的物理机制如下：华北克拉通在减薄、破坏过程中,浸入的岩浆或上涌的地幔物质经过漫长的地质时期演化,成为低速异常体.当断裂带下面存在这种低速异常体时,水平向构造力的作用,会使异常体上方应力集中、应变能积聚.当异常体上方的应力水平达到某种限度,介质发生破坏.在破坏过程中,异常体释放的能量,使断裂带上的应变能集聚速度加快;另一方面,异常体的破坏使断层的闭锁面积减小.随着外部构造应力的持续加载,当发震断层上的应力及能量积累达到一定极限,断层产生错动,发生强震.同时,文中结果还显示,断层在从闭锁、积累能量到解锁、发生强震的过程中,其下方的低速异常体起着重要的推进作用.     

青藏高原东北缘—鄂尔多斯地块地壳上地幔S波速度结构

1999～2000年从青海玛沁到陕西榆林,横跨青藏高原东北缘和鄂尔多斯布设了一条由47台宽频带数字地震仪组成的长约1000km的流动地震台阵观测剖面.利用记录到的远震体波波形资料和接收函数方法获得了剖面下0～100km深度的地壳和上地幔S波速度结构.结果表明,沿观测剖面地壳结构显示了明显的分块特征; 地壳厚度自东向西由40km增加到64km左右;在海原地震带下方和西秦岭断裂以西到日月山断裂之间的区域Moho间断面结构复杂;在1920年海原震区及其西侧,上地壳存在明显的低速层,在该地区的绝大部分地震分布在该低速层东边界偏向高速区一侧;祁连山东缘Moho面有约4km的深度间断,壳内向西逐渐减薄的低速层内有大量微震发生,沿祁连山的逆冲加走滑的构造运动在深度上已经穿透了Moho面;在玛沁断裂和日月山断裂之间,上地壳存在厚度很大的低速层,同时该区域下地壳也明显加厚.研究结果表明,青藏高原东北缘与鄂尔多斯地块之间的过渡带地壳变形强烈,地壳结构较为破碎,这与该地区地震频发相一致.     

青藏高原东北部地壳浅部块体物质运动的基本特征及其与南北地震带(北段)关系之研究

本文根据青藏高原东北部震源深度、震源机制及其周边断裂晚更新世晚期以来的运动特征等大量资料分析,讨论了本区地壳浅部块体物质运动的基本特征、西秦岭北缘断裂带构造地貌滞后效应现象及其原因,同时探讨了大闸口内强震成因,成带等问题。