于田地震同震形变场ALOS干涉雷达观测及初步分析

2008年3月21日发生在新疆于田的7.3级地震是继2001年11月昆仑山口西8.1级地震后的最大一次7级以上地震.地震是构造活动的集中反映, 会伴随着较大的地表形变及断裂的明显活动, 能够放大构造正常的活动方式, 同震变形场是这种放大作用在地表的直观反映, 对于认识发震断裂运动性质, 研究邻近构造活动性具有重要意义.青藏高原西北缘自然环境恶劣, 常规方法无法对于田地震开展及时有效的同震形变测量, 凸显出差分干涉雷达(InSAR)技术的优势.在介绍InSAR观测原理基础上, 通过地震前后ALOS干涉雷达观测获取了于田地震的同震变形场, 并结合构造背景揭示出:于田Ms 7.3级地震的宏观震中位于康西瓦断裂东南端的南北2个分支(大红柳滩断裂和慕士山南麓断裂)和阿尔金断裂西南端帚状的3个分支交汇的三角地带; 于田地震引发了阿尔金断裂一近南北向分支断裂的同震地表破裂, 破裂长度为25.6 km; 发震断层为正断层, 倾向西, 上盘的最大运动幅度在200 cm以上; 于田地震所在的两大断裂交汇处的构造应力场以近南北向挤压为主.      

基于干涉雷达的玉树地震断裂运动模式与地震迁移趋势分析

2010年4月14日青海省玉树县发生M_s7.1级地震。利用地震前后2期ALOS雷达数据进行了地表同震形变场InSAR解译研究,获取了高质量的干涉图像,并解算出定量变形场。进而根据干涉计算的变形方向、变形范围、变形量和变形梯度,参考该区的构造背景和走滑断裂的力学机理对本次地震构造活动进行了分析并得出如下结论：1）玉树地震引发了地表NWW走向、由5段构成的“S”形走滑断裂,总体为左阶排列,走滑量从10.2 cm到133.2 cm不等,走滑极值可达195 cm,其中在结古镇和隆宝镇附近的两段出现较明显的地表破裂;2）断裂两侧的雷达视线向运动方向和运动量的差异预示发震断裂以左旋走滑运动为主,SW盘为主动盘;3）宏观震中可以定位于玉树县城西北约16 km的地表陡变带附近;4）发震断裂地表行迹、变形量和地表破裂幅度预示余震将主要沿发震断裂向NW迁移;5）根据青藏高原东部地块的分区,本次地震属于羌塘地块活动的结果,与巴颜喀拉地块活动引发的汶川地震不存在直接的关联。     

2010年玉树地震(Ms7.1)地表破裂特征、破裂机制与破裂过程

2010年4月14日,青海省玉树地区发生Ms7.1级地震,造成大量人员伤亡和财产损失.地震发生后,我们对地震地表破裂带进行了详细的考察,并对同震位移量进行了精确的测量.根据野外考察和测量的结果,对玉树地震的地表破裂特征、同震位移量及其分布特征进行了分析,并对地震的破裂机制和破裂过程进行了探讨,取得如下认识:(1)玉树地震形成了沿鲜水河断裂带西北段(甘孜-玉树断裂)分布的东、西两条地表破裂带,西段破裂带分布在微观震中附近的隆宝湖拉分盆地中,长约19km;东段破裂带沿扎曲河南岸及巴塘河西岸山坡展布,长度约31km;上述两条破裂带之间存在约15km的地表破裂空区;(2)野外测量获得玉树地震的最大同震位移量为2.3m,位于东段地表破裂带中部郭央烟宋多附近;(3)地表破裂和野外构造地貌特征均反映了发震断层处于走滑伸展环境,断层左旋走滑过程中伴随正断作用;(4)地震波反演结果和地表破裂分布特征表明,玉树地震的破裂过程包括两次子事件,分别在地表形成了隆宝湖破裂带和扎曲河、巴塘河破裂带,隆宝湖及玉树县城西侧的山间谷地是在甘孜-玉树断裂长期活动的破裂带阶区转换拉张过程中形成的两个拉分盆地.     

四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及意义

2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂产生了近300 km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地表破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约0.5~2cm 的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石—流体相互作用的结果。     

四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及构造意义

2008年汶川8．0级地震沿龙门山断裂带内的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂产生了近300km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地袁破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约O．5—2cm的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石-流体相互作用的结果。     

2001年东昆仑地震（Ms=8．1）不对称的同震地表破裂构造——单侧块体运动为主及青藏高原内部物质向东滑移的证据

通过对 2 0 0 1年 11月 14日发生的东昆仑地震 (Ms=8.1)地表破裂带的野外考察 ,发现沿东昆仑断裂带发育一类不对称的同震地表破裂构造 :单侧垂直破裂带的张裂隙构造、不对称式拉分构造以及冻土层范围内的低角度逆冲构造。这些不对称的同震地表破裂构造不仅指示发震断裂为左行走滑 ,而且表明以断裂南侧块体向东运动为主、北侧块体向西甚微运动 (以地震前同地为参照系 )的运动学特征。与 GPS的观测数据结果所反映的运动特征基本一致 ,同时与不对称的区域稳定性相吻合。这种反映单侧块体运动为主的不对称同震地表破裂构造在大陆地震破裂带中是少有的 ,它的发现不仅表明东昆仑断裂以南的青藏高原内部物质向东滑移 ,而且由此认为自全新世以来其向东滑移的速率有可能约略小于 10～ 12 m m/ a,并同时指示断裂南侧相对于北侧为地震地质灾害更严重地域。     

四川汶川Ms 8.0地震地表破裂构造初步调查与发震背景分析

5月16-24日对川西汶川大地震震中区的发震断裂地带进行的实地考察和初步测量,获得了宝贵的地表变形和同震位移最数据资料,证实汶川地震属于逆冲断裂型地震,主破裂沿映秀-北川断裂带发育,前山地区滑灌县-安县断裂也有地表破裂,同震位移量在3～5m.汶川地震产牛的地表破裂构造和运动性质显示明显分段特性,映秀-北川段以挤压逆冲为主,而北川以北段则伴有显著的右旋走滑分量.     

2014年于田Ms73地震地表破裂特征及其发震构造

2014年2月12日在新疆于田县境内西昆仑山东段地区发生了Ms7.3级强烈地震,震后野外考察表明,这次地震在海拔4600~5100m的地区形成了由一系列张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙以及挤压鼓包和裂陷等雁行状组合而成的地表破裂带,破裂带沿阿尔金断裂带西南段的两条近平行的分支断裂阿什库勒-硝尔库勒断裂和南硝尔库勒断裂分布,整体呈NEE走向,全长约28km,其中,沿阿什库勒-硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约10km,主要呈N63°~65°E走向,以左旋走滑伴随伸展性质的破裂为主,最大左旋位移约0.7m,最大垂直位移约0.4m;沿南硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约15km,呈N54°~60°E走向,以左旋走滑伴随逆冲性质的破裂为主,最大左旋位移约1m,最大垂直位移约0.75m;上述两破裂带之间沿N15°E方向由零星的张裂隙和右阶雁行状分布的张裂隙或张剪裂隙组成的不连续破裂带长约5km,显示为伸展具有左旋走滑的性质;另外,在南硝尔库勒断裂北侧沿N100°~110°E方向展布一系列具有挤压、右旋走滑性质的地表破裂带长约4km,宽约2km,与NEE走向的左旋走滑破裂带构成同震共轭破裂带。这种特殊的地表破裂样式是近期发生的强地震中结构最复杂的走滑断层型地表破裂。发震断裂属于阿尔金断裂带西南段尾端分支断裂,它与郭扎错断裂和龙木错断裂构成"阿尔金断裂"向SW方向的延伸部分,它们是青藏高原西部晚新生代强烈活动断裂,其大地震活动是由于印度和欧亚板块间碰撞而产生大陆变形的应变能释放过程。     

2010年青海玉树地震(Ms7.1)同震地表破裂及其与山脉隆升的关系

野外调查发现,2010年4月14日青海玉树Ms7.1级地震同震地表破裂带长约65km,破裂带走向为310°,破裂面向NE陡倾,地表破裂带由2部分组成,其中西侧部分长约19km,东侧部分长约30km,两者之间存在约15km的无破裂区。地表破裂以右阶雁行状破裂分布为主要特征,呈现左旋走滑性质,伴随有垂直位移。统计结果显示,同震地表破裂垂直位移 (dv)与水平位移 (dh)的比值在0.13~0.53之间,地貌累积dv与累积dh比值为0.27~0.63。同震dv/dh与地貌dv/dh的相似显示玉树南山的形成和玉树地震具有同样的运动学和动力学性质,玉树南山的形成是地质历史上沿玉树断裂多次类似于玉树地震的地震活动的结果,计算出需要1800~2600次地震才能造成玉树南山的隆升。前人研究本段断层地震复发周期为120~200年,计算出断层开始活动时间不晚于20万~40万年以前。     

青藏高原东缘1933年叠溪Ms7.5级地震发震构造再研究

青藏高原东缘1933年叠溪75级地震的发震构造至今仍然难以琢磨,前人或将其归因于NW向松坪沟断裂的左旋走滑活动、或南北向岷江断裂左旋走滑活动,但地表同震破裂、地震地质、地震等烈度图等调查和研究结果都不支持这种走滑型断层的地震成因。本文基于叠溪地震区构造地貌和湖相地层断层调查,结合古地震和历史地震的研究结果,提出了与2013年四川芦山Ms 70级地震类似的发震构造模型,即隐伏断坡型逆冲断层发震构造模型,认为在叠溪震区10~15km深部隐伏一条西倾的逆冲断坡,其向东逆冲作用导致了叠溪地区频繁的地震活动。这个发震模型有待深部地球物理测深资料和地表大地测量资料的验证。     

龙门山褶皱冲断带南北分段性与汶川地震的关系

龙门山褶皱冲断带位于青藏高原东缘与四川盆地之间,中生代以来主要经历了晚三叠世和新生代两期重要的地壳缩短变形,形成了典型的逆冲推覆构造带.龙门山的形成和演化与青藏高原隆升以及地震活动有着密切的关系,因此龙门山褶皱冲断带南北两段的差异性被众多学者所关注.文章在前人工作的基础之上从3个角度来阐述龙门山南北两段的差异性:1)地质调查和地震反射剖面解释表明,晚三叠世龙门山北段变形强烈而南段变形不明显,南北分段格局就此形成;2)汶川地震同震地表破裂的差异,北段以右旋斜向逆冲为主,南段则主要以逆冲为主.兼有少量的走滑分量;3)同震断裂的三维构造建模揭示出,同震断层的三维几何形态同样存在南北差异,北段同震断层只有一条且不能向下延伸至深部的主滑脱层,而南段同震断层有两条分支,二者在大约10km的深度合并成一条,并向下延伸至约17km深度与主滑脱层相连.因此,认为汶川地震同震破裂的南北分段性是由于晚三叠世龙门山先存的南北构造差异性所引发的.     

汶川大地震(MS 8.0)同震变形作用及其与地质灾害的关系

2008年5月12日发生于四川盆地西部龙门山断裂带的汶川大地震（MS 8.0）波及半个亚洲,震撼整个中国。本文通过地震后的实地调查,对发育在龙门山断裂带上的同震地表破裂带的分布、产状、继承性复活与变形特征,以及同震变形与地震地质灾害的关系等进行了初步总结,分析表明这次汶川大地震(MS 8.0)沿北川-映秀逆冲断裂和安县-灌县逆冲断裂同时发生地表破裂,前者产生以高角度逆冲兼右旋走滑为特征的地表破裂带长约275 km,后者产生以缓倾角逆冲作用为特征的地表破裂带长约80 km。汶川大地震的同震地表破裂带分布具有分段性特征,并与地表破坏程度的分带性有着一定的内在联系,详细研究表明,同震地表破裂带的产状直接影响地表破坏程度和地震地质灾害的强度,汶川大地震（MS 8.0）沿呈高角度陡倾的北川-映秀逆冲断裂发育的同震地表变形所产生的地表破坏程度和地震地质灾害的强度比沿缓倾角的安县-灌县逆冲断裂要强。从各种类型的地震断裂来看,具有垂直运动的逆冲型地震断裂所造成的地表破坏程度和地质灾害强度比具水平运动的走滑型地震断裂要强。因此,汶川大地震发生的破裂过程和同震地表变形与地震地质灾害的关系值得深入研究。     

玉树地震地表变形InSAR观测及初步分析

采用玉树M_S7.1级地震前后两期PALSAR雷达数据(震前2010年1月15日, 震后4月17日)进行了“两轨+DEM”的InSAR处理, 获得了高质量的差分干涉雷达条纹图像和同震变形场。参考该区的基本构造格局, 根据干涉图像的变形范围、变形量和变形梯度可以初步判断:(1)玉树地震诱发了总体上NWW走向, 全长约70km地表陡变带, 陡变带南段位错及陡变梯度较大, 会在地表产生地表破裂;而西北部4段位错及陡变梯度较小, 不易在地表诱发破裂, 但可能在地下一定层位产生了隐伏破裂带;(2)陡变带两侧的雷达视线向运动方向预示发震断裂以左旋走滑运动为主;(3)宏观震中位于玉树县城西北约16km的地表陡变带上。D-InSAR解译结果与中国地震台网中心震源机制解、野外发震断裂调查结果及地貌特征吻合较好, 证明了干涉雷达解译成果的可靠性, 可以为准确定位玉树地震发震断裂地表行迹和快速评定震害损失提供有力的技术支持。      

汶川地震(Ms8.0）地表建筑体变形特征及其构造意义

通过汶川地震震区大量的实地考察已证实沿着早先活动断裂主要发育了两条地表破裂带：一条是沿着映秀－北川断裂产生的逆冲伴随右旋走滑破裂带,长275km,最大垂直位移达11m,水平位移达12m; 另一条纯逆冲性质的破裂带,沿着灌县－安县断裂发育,最大垂直位移达4m。活动断裂之上的地表破裂带是野外工作中确定地震断裂性质的重要现象。另外,在活动断裂相邻区域和远离区域的路面以及建筑体还大量存在变形现象。通常沿活动断裂产生的地表破裂是典型的同震破裂,相邻区域的地表路面及建筑体发育的变形属于次生变形,远离区域发育的变形则属于震后变形。对次生变形和震后变形测量数据的应用容易影响活动断裂特征的确定和性质的判断,因为路面等建筑体上的挤压拱起、叠置以及水平错断等现象多是受到地震过程中通过断裂活动突然释放的巨大能量作用在局部地表建筑体产生的变形。但是,分布广泛的挤压现象暗示了区域上挤压应力场环境,有利于地表同震破裂位置的推测及地震断裂性质的判断。     

青海玉树Mw6.9级地震震源破裂过程

针对2010年青海玉树藏族自治州发生的Mw6.9(Ms7.1)级地震,利用地震波形资料和InSAR获取的同震位移资料,根据同震形成的地表位移干涉图,构建三段式断层模型,反演重建地震的破裂过程。研究显示本次地震断层面走向为119°,倾角79°,滑动角-2.2°,最大滑动量达到200cm,震源深度12.5km,地震标量地震矩为2.18×1026dyn·cm。震源破裂特征表明,玉树地震主要是沿甘孜—玉树断裂发生的左旋走滑破裂事件,反映了印度板块向北的推挤作用下,青藏高原东部不同次级块体东向不均匀挤出的运动学特征。     

塔吉克斯坦MS7.2级地震滑坡危险性快速评估及其对中国西部边疆山区巨灾风险防控的启示

2023年2月23日,在中国新疆边境附近的塔吉克斯坦东南部山区发生M_S 7.2级地震,震源深度10 km。按照以往经验研判,地震可能造成山体震损甚至形成较大范围的滑坡灾害(链)。为了快速预估本次地震滑坡灾害情况,本文采用InSAR地表变形观测、遥感解译和模型分析计算等方法,开展了同震滑坡灾害危险性快速评估,揭示了地震滑坡发育分布规律。结果表明：(1) InSAR地表变形监测显示了本次地震的发震断裂以右旋走滑为主,断裂南侧变形明显,为地震驱动的主动盘;(2)同震滑坡的极高和高危险区沿地震断裂呈带状展布,主要分布于雪山的角峰、刃脊两侧的高陡部位以及沟谷的陡峻岸坡;(3)震中附近遥感解译发现,极高和高危险区主要以中小型高位冰岩崩滑为主,具有“点多、面广”的特征。基于以上结果并结合喜马拉雅西构造结地区的地震地质背景,分析了地震地质灾害对中国西部边疆山区的潜在风险,并提出了针对性的巨灾风险防控建议,可为地质活跃区重大工程规划建设地质安全和山区城镇地质灾害防灾减灾提供科学参考。     

2008年汶川地震破裂的滑移向量

估计同震滑移向量对于认识和理解破裂方式和破裂过程具有重要意义。2008年汶川大地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带的中央断裂和前山断裂上各形成了一条长250 km和72 km的地表破裂带。地震发生后至今,已经发表了大量有关同震位错沿破裂带分布的论文和报告,但绝大部分都仅仅是破裂的走向位错和垂直位错,极少有同震滑移向量的报道。这不仅是因为野外难以直接测量到水平缩短量(或拉张量),而且还因为这些走滑位错实际上是视走滑位错,部分或全部来自水平缩短或拉张。因此,仅仅根据视走滑同震位错和垂直同震位错估计的同震总滑移量肯定包含了相当大的误差。尝试利用据不同走向参考线测量到的一组(两个以上)视走滑位错来计算水平滑移向量的这一新方法,获得了中央破裂带上的7个水平同震滑移向量,并结合垂直位错量进一步计算了走滑、倾滑和水平缩短三个同震滑移分量以及断层倾角和破裂面上的同震滑移向量,综合出露破裂面的擦痕所指示的滑移向量,并对比根据矩张量解获得的震源深度的滑移向量,得出以下认识:(1)破裂南段的地表滑移向量的方位角明显小于震源深度滑移向量的方位角,表明在破裂从震源向地表传播过程中破裂面上的滑移向量发生了逆时针旋转;(2)滑移方位角向北东方向逐渐增大,表明地平面上水平滑移向量表现出顺时针旋转的趋势,而且在破裂向北东方向传播过程中近地表的走滑分量逐渐减小而倾滑分量逐渐增大;(3)几乎在每一个观测点倾滑分量都大于走滑分量,表明汶川地震的破裂方式在任何地点都是以逆冲运动为主;(4)破裂面倾角在10.4°～64.7°,平均值为41°,与天然破裂露头和探槽揭示的结果基本一致;(5)滑移向量沿破裂带的分布显示,走滑分量中段大而两端小,倾滑分量则相反,中段小两端大。     

汶川地震(Ms 8.0)地表破裂及其同震右旋斜向逆冲作用

2008年5月12日14时28分,青藏高原东缘龙门山地区发生了震惊世界的汶川地震（MS 8.0）,地震不仅造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。通过多次野外考查表明,汶川地震（MS 8.0）在龙门山断裂带上至少使两条NE走向、倾向NW的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂同时发生地表破裂,并沿映秀-北川断裂产生的地表破裂带长度约275 km,以逆冲运动伴随右旋走滑为其破裂特征,最大垂直位移量约11 m,最大右旋走滑位移量至少约12 m;沿灌县-安县断裂产生的地表破裂带长度约80 km,表现为纯逆冲运动的破裂特征,最大垂直位移量约4 m;另外发育一条长约6 km呈NW走向连接于映秀-北川破裂带和汉旺破裂带的小鱼洞破裂带,以左旋走滑兼有逆冲运动为特征。地表破裂基本沿袭早先活动断裂带上,并使早先抬高的地貌更加抬高,表明龙门山地区地震在同一断裂带上重复发生过,并且无数次地震活动（包括类似汶川MS 8.0地震的强震）的累积,逐渐形成了现今的龙门山。根据同震断裂面以及断裂面上的擦痕分析表明,汶川地震是由两次破裂事件叠加而成,初期破裂以逆冲运动为主,后期破裂以右旋走滑为主,这种破裂过程与地震波数据反演结果（陈运泰等,2008;Ji, 2008;王为民等,2008）一致。在地表破裂带南段（映秀—清平段）叠加了两次不同性质的破裂过程,北段（北川—南坝段）只反映了第二次破裂事件的过程。利用长期滑移速率与汶川地震同震位移对比,估算出在龙门山断裂带上类似汶川地震（MS 8.0）的强震复发周期为3000~6000 a。通过对比研究,西昆仑山、阿尔金山和东昆仑山与龙门山具有很相似的转换挤压构造特征,斜向逆冲作用是青藏高原周缘山脉快速崛起的主要机制。     

玉树7.1级地震断裂特征与地震地表破裂带

2010年4月14日07时49分在青海省玉树县发生了7.1级地震,震中位于 33.2°N,96.6°E,自玉树县城至隆宝镇造成了大量房屋倒塌和人员伤亡.地震发生在NW向的玉树-甘孜断裂西段的玉树-治多断裂上,自隆宝镇东至玉树县城,地震引起了长约50km的地震地表破裂带,主要分布在第三纪红砂岩、高漫滩及河床中,致使公路错断、桥梁位错,并引发大量滑坡和崩滑.震中附近的调查表明,地表破裂带主要沿NW向的玉树-治多断裂展布,总体走向NW320°,分为两组,一组为NW向,另一组为NE向,NW向的破裂为左旋走滑,发育一系列小的类拉分盆地,NE向的破裂表现为正断性质.由震源机制解和断裂特征判定,NW向的玉树-治多断裂为此次地震的发震构造.     

青海玉树Ms7.1级地震同震地表破裂构造

分析了青海玉树Ms7.1级地震中形成的同震地表破裂分布与构造特征。本次地震造成的地表破裂长达46km,地震造成240cm的最大相对水平走滑错动量,最大垂直错动量60cm。地表破裂所经之处可看到原有断层新近活动的明显迹线。依次分析了按空间尺度划分的4个层次破裂的走向变化、同级破裂排列、破裂末端变化等构造特征。Ⅰ级破裂作为本次地震产生的整个破裂带,总体走向119°,由3段自然分开、左阶斜列的Ⅱ级破裂组成。3段Ⅱ级破裂自NW向SE依次为隆宝镇段、结古镇段和禅古寺段,破裂性质总体以左旋走滑为主,各段略有不同。各Ⅱ级破裂带内部,分别由若干Ⅲ级破裂段落组成,总体呈现右阶斜列排列模式。Ⅲ级破裂本身由一系列简单的Ⅳ级破裂雁列或羽列右阶斜列构成。不同层次的地表破裂具有简单剪切构造带的变形特征,共识别出R、R’、Y、T和P五组基本破裂面。其初始破裂面展布特征可以用库伦破裂准则来解释,其中岩土体材料的内摩擦角大致为26~44°。各级破裂端部出现分叉、转向及逐渐消失等变形特征。