断块大地构造与地震活动的构造物理研究

断块大地构造理论几乎涉及地震活动的各个方面： 1）地震记录表明不但是强震,大多数6级以上地震也分布在构造块体边界上,构造块体控制了地震分布; 2）地震活动规律体现在块体整体活动中。例如,鄂尔多斯地块周边单个断陷带的地震活跃期与平静期长短不一,无明显规律。但当把鄂尔多斯地块周边作为一个整体,其地震活动在时间上显示了准周期性; 3）地块运动通过周边断层交替活动实现。从断层活动相互作用的时间间隔和错动形式出发可把它分为强震交替活动型（又可分长时间间隔和短时间间隔两类）和强震与弱震或断层蠕动交替活动型。强震交替活动型中时间间隔很短的双震活动较早被发现。强震交替活动型中时间间隔很长的类型虽然不易识别,但是依赖于中国历史地震目录,还是发现鄂尔多斯地块周边山西断陷带与渭河断陷带在历史上的3次交替活动等; 强震与弱震或断层蠕动型的交替活动型很不容易被发现,仅在台网较密,观测条件较好的北京地区观测到。4）利用一些实验结果讨论了交替活动的规律。此外,结合断块大地构造理论对一些地震现象进行了讨论。     

断裂带中古地震滑动的岩石记录

大量的野外观察和实验研究表明,高应变速率的变形作用会在岩石中留下特殊的构造特征。地震作为一种断层快速破裂变形行为,在其作用过程中会使震源及邻近岩石变形从而产生一些特征构造及矿物相组合。剥露地表的断裂带为研究地震相关变形及过程提供了很好的物质材料。识别其中的地震滑动标志,对于确定古地震事件及其发生的机制具有重要意义。Cowan(1999)将断层快速滑动摩擦使得断层面岩石熔融产生的假玄武玻璃作为断层中记录地震滑动的唯一可靠的标识。近年来断裂岩研究取得的一系列重大进展揭示,断层发生地震滑动造成的多种构造产物均可记录其滑动的信息,如碳酸岩和含水硅酸岩的脱挥发分作用、微量元素迁移特征、有机质成熟度、断层镜面构造、液化粒状流、碎屑-皮层集合体、同震晶体塑性变形以及非晶质物质等。此外,与地震破裂传播有关的、在极端瞬态应力条件下形成的,如注入脉、碎粉化作用等特征也可以作为地震发生的岩石记录。因此假玄武玻璃不再是地震破裂的唯一指示物。断层滑动速率在10–4～101 m/s范围内几乎都是动态的,也就是说在实验中10–4 m/s的滑动速率可能指示着地震滑动。本文总结地震滑动和破裂的岩石记录,对认识地震发生机制和完善地震断裂理论具有极其重要的意义。     

川东台附状逆断层与韧—脆性变形的显微构造特征

川东盆地发育的台附状逆断层，其伴生构造有断层转折褶皱，拖曳褶被、背形堆垛的双重逆冲构造和后陆倾向中的双重逆冲构造，断层岩中方解石的变形，在光学显微镜下表现有波状消光、机械双晶、显微破裂和碎裂等特征，反映了岩石的变形以脆性变形为主，韧性变形为韧－脆性过渡型变形，在变形过程中，断层活动的差异应力值，根据方解石双晶发育程度推导，得出在500巴以上。台阶状逆断层的形成与低角度 断层之间有着密切的关系，其形成机制主要有：（1）形成断坡的滑动和破裂过程，其应变速率大于10^-10/s；（2）位错活动过程，产生阶状断层以及相伴生的褶皱构造，其应变速率在10^-10/s－10^-12/s范围之内。     

郯庐断裂带中段第四纪活动及其分段特征

郯庐断裂带是中国东部一条岩石圈尺度的构造不连续带。位于江苏和山东培内的郯庐断裂带中段，在新构造运动时期强烈右旋走滑复活，形成地貌形迹显著的走滑活动断裂带。笔者在断层活动形迹的野外调查和观测的基础上，结合TM遥感影像特征解译和地震震源机制解资料，分析了郯庐断裂中段第四纪活动的分段行为特征。位于嘉山－潍坊之间的郯庐断裂带中段可以进一步划分为3段，北段安丘－茅埠亚段，中段汪湖－宿迁亚段，南段宿迁－嘉山亚段，这三段可能分别是独立的地震破裂段。观测表明，新构造变形主要集中在宿迁以北的中、北段，是历史强震的发生段，而南段变形相对较弱，嘉山以南安徽境内郯庐断裂新构造变形更弱。郯庐断裂带新构造走滑变形的走向分段行为是华北地区不同块体新构造运动位移调节的结果。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发震构造浅析

2017年8月8日21时19分,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震中位于巴颜喀拉块体东边界虎牙断裂和东昆仑断裂带东段塔藏断裂交汇区域,地震构造背景较为复杂。地震导致了房屋和道路破坏、滑坡崩塌。根据高分辨率卫星影像解译、阶地坎变形的测量和测年数据得到：塔藏断裂东段晚第四纪以来以左旋走滑为主,兼逆分量,水平滑动速率为2.7~4.1 mm/yr,垂直滑动速率为0.56~0.6 mm/yr。结合此次地震的主余震分布、主震震源机制解等综合结果,初步建立了三维发震构造模型,分析认为此次地震属于走滑型地震,主破裂倾角57°~77°,发震断层可能是塔藏断裂的一条分支,是青藏高原块体向东推挤的一次地震事件。基于历史地震、活动断裂和形变观测方面的研究,巴颜喀拉块体具备显著的强震构造背景,对于该块体边界带周缘的强震活动和变形需要继续关注。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

碎裂断层岩与碎裂作用机制--天然与实验证据

越来越多的证据表明,碎裂断层岩可产在收缩或挤压条件下形成的逆断层或剪切作用产生的走滑断层构造中。本文根据我国三个不同地区断层构造实例,阐述了实验碎裂断层构造岩的形成环境与条件,并进而应用于天然断层构造岩的成因分析。本文研究的天然断层带包括：华北克拉通北缘的一条低角度正断层（Ｌａｎｆ）、胶东半岛蓬莱金矿区的一条高角度逆断层（Ｈａｒｆ）和阿尔金山系内部的一条分支走滑断层（Ｓｓｆ）。区域地质环境资料（构造热演化、伴生矿物组合、充填脉状物质流体包裹体资料及变形碎屑内微变形双晶与变形纹的存在）证实这三条断…     

淮北海孜煤矿断层与层间滑动构造组合型式及其形成机制

煤矿中煤层断层与层间滑动构造(简称层滑构造)发育普遍,可出现不同形式的组合。进行煤层断层与层滑构造及其组合型式的研究,对分析区域构造变形史、查明和预测煤层赋存规律、研究煤的耗散流变、煤层气的开发以及预防煤与瓦斯突出都具有重要作用。本文以淮北矿区海孜煤矿为例,在现场观测的基础上,分析总结了7、8、9和10煤层的断层与层滑构造的组合型式,并探讨了其形成机制。由于7、8、9和10煤层及顶、底板岩层组合的差异,不同煤层构造变形有较大区别。由于海孜煤矿岩层和煤层经历了多次构造活动,断层和层滑构造间产生了不同的空间组合,具体表现为3种型式:断层与层滑构造的同期扩展、断层与层滑构造组成块体及断层与层滑构造间的相互切割和限制。煤层的构造组合型式在很大程度上取决于构造应力作用、含煤地层的岩石力学性质和应变环境等。     

从断层中心论向块体中心论转变--论活动块体在地震活动中的作用

讨论活动块体在地震活动中的作用。板缘地震在空间上呈线性分布,而中国大陆地震在空间上呈片状分布。大陆强震往往涉及两个以上方向断层的活动,且强震往往沿块体边界迁移或在其两侧断层上对迁。一些强震前后由中小地震震源机制解反映的Ｐ轴方向往往发生近９０°的转向,这种现象难以用区域应力方向变化来解释,但可从块体活动角度出发,用块体两个边界断层的先后错动来解释。地震前异常的远程效应、震后烈度异常分布图像以及地震序列特点等也显示了活动块体的作用。不同地区由地震活动性推测的块体活动方式有所差别,其原因可能和区域主压应力轴与块体两个边界断层走向的夹角不同有关。据此认为,在分析中国地震活动时要把视角从以活动断层为中心转变为以活动块体为中心     

Decomposition and Evolution of Intracontinental Strike-Slip Faults in Eastern Tibetan Plateau

Little attention had been paid to the intracontinental strike-slip faults of the Tibetan Plateau. Since the discovery of the Longriba fault using re-measured GPS data in 2003, an increasing amount of attention has been paid to this neglected fault. The local relief and transverse swath profile show that the Longriba fault is the boundary line that separates the high and flat tomography of the Tibet plateau from the high and precipitous tomography of Orogen. In addition, GPS data shows that the Longriba fault is the boundary line where the migratory direction of the Bayan Har block changed from eastward to southeastward. The GPS data shows that the Longriba fault is the boundary fault of the sub-blocks of the eastern Bayan Har block. We built three-dimensional models containing the Longriba fault and the middle segment of the Longmenshan fault, across the Bayan Har block and the Sichuan Basin. A nonlinear finite element method was used to simulate the fault behavior and the block deformation of the Eastern Tibetan Plateau. The results show that the low resistivity and low velocity layer acts as a detachment layer, which causes the overlying blocks to move southeastward. The detachment layer also controls the vertical and horizontal deformation of the rigid Bayan Har block and leads to accumulation strain on the edge of the layer where the Longmenshan thrust is located. After a sufficient amount of strain has been accumulated on the Longmenshan fault, a large earthquake occurs, such as the 2008 Wenchuan earthquake. The strike slip activity of the Longriba fault, which is above the low resistivity and low velocity layer, partitions the lateral displacements of the Bayan Har block and adjusts the direction of motion of the Bayan Har block, from the eastward moving Ahba sub-block in the west to southeastward moving Longmenshan sub-block in the east.     

TECTONIC DEFORMATION AND STRONG EARTHQUAKE ACTIVITIES ON THE EAST BORDER OF TIBET PLATEAU

TECTONIC DEFORMATION AND STRONG EARTHQUAKE ACTIVITIES ON THE EAST BORDER OF TIBET PLATEAU     

GPS观测的活动断裂滑动速率及其对现今大陆动力作用的制约

活动断裂的滑动速率是晚第四纪构造变形的定量描述 ,是制约和研究现今大陆动力过程的重要基础数据。地震地质学研究给出主要活动断裂的长期和平均运动水平 ,横跨断裂的GPS观测能够提供断裂的现今滑动速率。文中利用重大科学工程“中国地壳运动观测网络”的 10 0 0多个GPS观测站的复测数据 ,计算中国大陆主要活动断裂的现今滑动速率。发现主要活动断裂的GPS滑动速率与晚第四纪滑动速率在运动方式和运动量上是大体一致的。从GPS观测到的断层滑动速率来看 ,中国大陆的大多数活动断裂的速率都在 10mm/a之下 ,而没有类似于板块边界的大于 2 0 30mm/a的滑动速率。这种现象意味着整个中国大陆的构造变形可能是分布式的 ,而不是仅仅集中在少数几条大型活动构造带上 ,沿主要活动断裂的刚性块体滑移可能不是构造变形的主要方式。现今构造变形的分块运动图像可能只是脆性上地壳的变形方式 ,中下地壳和上地幔的运动则以连续变形为特征 ,从下部驱动脆性上地壳的变形和运动 ,使得上部地壳的变形既表现出分块特征 ,又发生块内的变形。“连续变形”理论模型能够更好地描述大陆内部的构造变形。     

Estimation of causative fault parameters of the Rudbar earthquake of June 20, 1990 from near field SH-wave data

We analyze the strong motion accelerograms recorded for the large (M_S=7.7, M_W=7.3, m_b=6.4) Rudbar earthquake of June 20, 1990. The earthquake had a complex source process. We have identified the imprints of rupture of three localized asperities on the major causative fault on the accelerograms. These asperities are interpreted to correspond to (i) the main shock that initiated the rupture process and was located in the domino block between the Kabateh and Zard Goli faults, (ii) a foreshock that occurred about 10 s earlier in the Kabateh fault and (iii) a later shock, on the western end of the Baklor fault, which terminated the bilateral rupture process at the western end. We estimate the strike, dip and slip of these causative sub-event rupture planes using the SH spectral amplitudes, based on a point source representation of sub-events and a non-linear least square formulation for inversion of the amplitude data. The results of our inversion of the near field data are comparable to other studies based on teleseismic data.     

论河北省兴隆一带东西向走滑断裂系统

河北省兴隆县一带地处燕山造山带的中段，是中生代构造变形的典型地区。该区广泛发育了东西向和北东向联合构造，东西向主走滑断裂呈右行右阶式（Ｐ断裂），北东向次级构造由北盘的雁列式褶皱、分枝断裂及南盘次级断裂等组成。燕山台褶带变形是由尚义─平泉断裂和密云─洪山口断裂在侏罗纪时发生右行走滑形成的，其间的剪切变形带，总体特征类似于一个大型Ｓ─Ｃ构造或平面对冲构造。区内古基底断裂不仅控制中晚元古代的沉积地层和岩浆活动，而且对中生代的构造变形方式也产生重要作用。主走滑断裂与古基底断裂的复活有直接的关系     

2017年四川九寨沟Ms7.0地震InSAR同震形变场及发震构造探讨

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_s7.0级地震,构造部位处于青藏高原东缘的巴颜喀拉地块东北角,震中位置是岷江断裂、塔藏断裂、虎牙断裂和雪山梁子断裂围闭的空震区。哪条断裂发震,如何界定其与周边活动断裂的关系,与青藏高原东缘近年来发生的大地震是否有成因联系等问题对于理解该区域现今构造活动模式、预判地震发展趋势和部署地震地质灾害防控等工作具有重要意义。利用地震前后两期Sentinel-1合成孔径雷达数据对地表同震形变场进行了InSAR测量,获取了极震区约2000 km²范围内的雷达视线向变形（-13~28 cm）和运动方向,呈现为主动盘单侧走滑兼逆冲的变形模式,结合震源机制、断裂展布、构造背景和近年地震迁移的分析,揭示了控震构造是巴颜喀拉地块北缘边界断裂弧形旋转体系的尾端构造,发震断层是该断裂系中塔藏断裂的南段,并有与虎牙断裂贯通的趋势,因此,应重视本次地震与虎牙断裂之间的空震区未来的强震危险性问题;从区域上看,此次九寨沟地震可能与汶川地震具有一定的时空成因联系,因在巴颜喀拉地块南北边界断裂破裂基本贯通的条件下,2008年汶川地震诱发的东缘中部锁固破裂导致块体加速向东挤出,2013年鲁甸地震又释放了东缘南段挤压构造应力,从而进一步加剧了东北角的应力集中,促使九寨沟地震的发生。     

基于形变观测分析中国台湾东部花东纵谷断层运动特征

花东纵谷断层是中国台湾动力作用和地壳运动变形最强烈的断层之一,其断层运动特征和强震危险程度一直备受学者的关注。文中分别以同震地表位移、1992-1999年震间形变数据为约束,反演2003年成功MW 6.8地震同震位错分布和花东纵谷断层震间运动特征。结果表明：花东纵谷断层北段处于强闭锁状态（闭锁率高达0.9）,闭锁深度深（约27 km）;南段闭锁程度较弱（闭锁率约0.5）,闭锁深度较浅（约12 km）;中段闭锁程度与闭锁深度介于南北段之间。另一方面,2003年成功MW 6.8地震微观震中位于震间无震滑移区与闭锁区的过渡带附近。依据同震位错、震间断层运动反演结果,以及历史强震破裂分布特征,分析认为,花东纵谷断层南北段运动方式存在差异性,北段主要以强震形式运动,南段以蠕滑和地震两种形式运动。自1951年花莲-台东ML 7.3地震序列后,花东纵谷断层南段、中段和北段至2016年所累积的矩能量分别等价MW 6.4、MW 7.0、MW 7.4地震;若发生级联破裂,整个断层至2016年所累积的矩能量等价MW 7.5地震。     

断块构造|活动断块构造与地震活动

张文佑院士是我国最杰出的构造地质学家和大地构造学家,他提出和倡导的地质构造力学分析和历史分析相结合及断块构造理论符合当代构造地质和构造运动研究的新方向。断块构造是地球构造运动最基本的型式,板块构造是全球范围内的岩石圈构造,是最高一级的岩石圈断块构造。活动断块是现今构造运动最基本的型式,它既控制主要活动构造带和地震活动带的分布,也控制不同地区地震活动特征的差异。断块边界构造带是在构造变形和运动场中的不连续变形带,应力在此释放,应变在此局部化,位移在此发生,其差异活动最为强烈,因此,断块边界构造带是强震发生带,其活动性质会控制震源断层的特性。大地震孕育和发生在边界活动构造带的某些特殊部位,对其成核的构造和物理过程尚需深入进行研究。要特别注意断块整体性活动对地震活动的控制作用,断块的这种整体性活动与一定时期内地震活动主体地区分布有密切关系,所以,在活动构造研究中,要把断块的整体性活动与活动构造带的个体活动结合起来。