关于加州双断层的争论

自移民们开始做记录以来,南加州一直经历着最激烈的地震活动期。据一位地球物理学家说,该地区正出现终将同圣安德烈斯断层相匹敌的新断层系。最近的一批地震是由1992年6月28日洛杉矶以西150公里莫哈韦沙漠中兰德斯附近发生的7.4级地震开始的。其后10天里,美国地质调查局的地震监测系统共在该地区记录到5000     

加州人感到紧张

1992年7月28日,加州南部的居民们被该州40年来最大的一次地震惊醒。虽然这次地震异乎寻常地大,但却不是发生在著名的圣安德烈斯断层上,而是发生在该断层以北不远处的沿一系列分支构造的兰德斯镇附近。这使人立即想起许多问题。这次地震是不是“那个”大震?这次地震是否释放了圣安德烈斯断层系     

沿加利福尼亚圣安德烈斯断层系地震引起地表破裂的条件

当断层破裂期间剪应力超过通常为流体静压力状态的地壳表层屈服强度时,沿断层深部成核的地震破裂才能传播到地表。例如圣安德烈斯断层系,对于错位断层的地震活化来说,深部需要超流体静压力。根据围岩和断层岩石的破裂准则,能造成地面破裂的滑动事件估计发生在沿与主压应力成小于65°角的断层面的孕震深度上。这些滑动事件在震源深度上需要的最小剪应力约为30 MPa。对地震间隔期长且推断粘结强度高的断层,预测的活化角≤55°,表明南加利福尼亚圣安德烈斯的一些地段,包括圣贝纳迪诺地区、埃尔西诺断层带和圣哈辛托断层的部分,为能使地表破裂的未来大地震的最可能的震源场地。为了进一步约束这些地震的位置,我们急切需要使用实验室试验、震源机制研究及对这类圣安德烈斯断层系的地震活断层进行钻孔,来探查深部断层岩石的摩擦性质和应力状态。     

用大地测量法探测南加州的活动断层

最近对跨越南加州圣安德烈斯断层系的大地测量点位的速度进行了分析,分析结果揭示出震间形变沿12条剪切应变率较高的近乎平行的狭窄带发生。这些高剪切应变带与活动地质断层段对应很好,与微震活动集中带局部对应。从圣安德烈斯断层大弯处向北和向南都观测到了较高的剪切应变率(0.3～0.95微应变/a),而大弯处本身则表现出分散且量级低的剪切应变率。扩散性形变分散且量级较低(<0.2微应变/a),压缩性形变在文图拉和洛杉矶盆地最高。由于以前在该地区从未作过地质、构造和地震活动的假设,因此,我们的分析可以证明大地测量可单独用来探测活动断层段。     

地震知识问答四则

1.地震学家为什么对圣安德烈斯断层那样感兴趣?圣安德烈斯断层是太平洋与北美地壳板块之间的一个活动边界。历史上发生的地震与该断层有关,它在过去一千万年中,一直是平均每年移动约0.5英寸。地震学家对圣安德烈斯断层关心的主要原因,是因为它靠近加利福尼亚的主要人口居住区。2.地震图记录的地震波与断层几何结构有关吗?     

板缘地震地壳形变前兆一例

板缘地震地壳形变前兆一例谢觉民，王若柏，李延兴（国家地震局第一地形变监测中心，天津３００１８０）板缘地震又称为板块边界地震。全球尺度的大板块的周边地区是地震活动频繁的地区，也是地壳运动最强烈的地带，这已被美国的圣安德烈斯断层监测和日本列岛的形变监测所     

美国加利福尼亚洲需要地震研究

根据哥伦比亚大学拉蒙特—多尔蒂地质观象台及加州理工学院地震实验室一些地震学家和地壳构造物理学家的分析,迫切需要对南加州境内的圣安德烈斯断层系进行广泛研究。虽然围绕着圣安德烈斯断层系哪一地段下次可能发生地震的问题争议很大,但雷利(C.B.Raleigh),西赫(K.Sieh),赛克斯(L.R.Sykes)和安德森(D.L.Anderson)在报告中说,“…可以设想,南加州的整个断层会立刻发生破裂。”     

加利福尼亚州圣安德烈斯断层蠕变段的氡射气脉动

在中加利福尼亚,沿圣安德烈斯断层蠕变段的两个测点上,连续几个月检测了氡射气。所记录到的氡射气显示了几个脉冲式的增长,持续了五个小时,其幅度大于因气象因素所引起的日变化。一些氡增长伴随着或继之以地震或断层蠕变事件。氡增长可能是地下富氡气体突然爆发的结果,此爆发往往因地壳形变或振动引起。     

加利福尼亚帕克菲尔德米德尔山圣安德烈斯断层带的高分辨率地震速度和浅层结构

加利福尼亚帕克菲尔德附近横跨圣安德烈斯断层(SAF)带5 km长高分辨率地震成像测量和建议中的圣安德烈斯断层深孔观测(SAFOD)表明,速度在横向及垂向上均有变化。速度从地表附近的<1.0 km/s变化到750m深度的4.8 km/s。最低的速度(<1.0～3.0 km/s)对应于地表附近的未固结的沉积岩、泥岩和砂岩,而较高的速度(>4.0 km/s)可能对应于萨林断块的花岗岩,该岩出露在圣安德烈斯断层西南数千米处。沿地震剖面可能的花岗岩顶部的埋深存在横向变化,但是在建议中的SAFOD场址处约为600m深。在圣安德烈斯断层地表迹线的西南部之下,我们观测到一个优势的横向低速层(LVZ),低速层在300m深度上宽约1.5km,但是在750m深度上逐渐减少到约600m宽。在速度模型的最大深度(750m)上,低速层集中在圣安德烈斯断层地表迹线西南大约400m处。在低速层两侧差不多的深度上观测到了相似的速度及速度梯度,说明低速层相对其任何一侧的岩石都是异常的。低速层内的速度低于圣安德烈斯断层断层泥的速度,而且,相对于重力、地磁、电阻率测量值,低速层也是异常的。由于低速层接近圣安德烈斯断层的地表迹线,使人认为它代表了深部破碎的结晶岩地层。然而,低速层也可能代表了现在仍然与圣安德烈斯断层邻接或包围圣安德烈斯断层的沉积岩的构造破碎带。这种沉积岩的破碎带意味着断层横跨两侧并可能位于破碎带中,说明断层带在300m深处上至少为1.5 km宽,在750m深度上逐渐减小到约600m宽。沉积破碎带内的流体可能是造成观测到的低电阻率值的原因。     

美国圣安德烈斯断层上的深井观测计划

预计加利福尼亚的下一次较大地震将会沿圣安德烈斯断层某处发生。地质学家计划钻一口5公里深的井,可能有助于预报这一预期地震的时间和地点。在圣安德烈斯断层附近钻此井是斯坦福大学地球物理教授佐巴克(Mark Zoback)的主意。他想了解为什么沿该断层的两个板块之间相互摩擦的摩擦力似乎不产生什么热量。佐巴克教授将在洛杉矶以东的圣贝纳迪诺钻一个耗资250万美元的井。在圣贝纳迪诺运载着北美洲大陆与太平洋盆地的构造板块正以每年3厘米的速率相对滑动。根据各种科学理论与预测,构造板块间的摩擦力即使以如     

地震监测

起伏波动的地幔的一种新理论能帮助地震学家预报何时何地将发生地震。现在在加利福尼亚是令人担忧的时刻。沿圣安德烈斯断层安置的地震仪器台网,不祥地显示了地壳正在隆起,并且叽叽嘎嘎地作响,就象一台有毛病的旧的辅助发动机一样。监视圣安德烈斯的地震学家和地球物理学家真有点担心。虽然这里里氏8级以上的大地震不会经常发生,但是科学家们知道大地震将会发生。圣安德烈斯断层北段自1906年旧金山     

1985年乌恰7.4级地震形变带

1985年乌恰7.4级地震在克孜勒苏河谷阶地上出现地表形变带,主要由地震陡坎、地震断层、地裂缝与挤压脊等形迹组成。长约15公里,最宽达800米。分布形态为一向东北突出的弧形形变带。逆断层走向近东西,倾向160°—210°,倾角30°左右,最大水平倾向断距约2米。正走滑断层走向340°—350°,倾向北东,倾角80°—88°,最大右旋水平位错为1.55米。走滑逆断层走向为280°—305°。倾向西南,倾角30°左右,最大右旋水平位移1.25米。挤压脊多呈东西向分布,最大缩短距离为0.4米     

Sentinel-1A及ALOS2数据约束下的阿克陶地震震源参数反演及发震构造研究

2016年11月25日,在新疆阿克陶县发生了M_W6.6地震.本文利用Sentinel-1A宽幅数据和ALOS2精细数据获得了同震形变场,干涉形变场沿木吉断裂展布,显示本次地震破裂长度可达70 km,在地表形成两个形变中心,且震中东部形变场条纹密集而西部稀疏、影响范围广,跨断层剖面显示视线向最大形变量可达12 cm.利用一种结合先验知识的多视角最小二乘迭代分解法求解出地表的三维形变场,结果显示震中东部形变中心垂向向下运动最大可达20 cm,木吉断裂南侧西向运动可达10 cm,断层表现为右旋走滑兼具正断作用.采用前向模拟的方法确定二段式分段断层模型能够较好地恢复观测形变场,进而以InSAR观测数据为约束,基于弹性半空间形变模型采用两段非均匀断层滑动模型来反演断层面上的精细滑动值.反演结果显示本次地震可能为两次地震事件,发生在断层西段的第一次事件以右旋走滑为主,走向103°,倾角76°,滑动角-167°,震源深度10.1 km,累计地震矩为7.2×10¹⁸N·M;东段的第二次事件为右旋走滑兼具正断作用,走向109°,倾角略缓约55°,滑动角-160°,震源深度5.3 km,累计地震矩7.76×10¹⁸N·M.本次地震是一次发生在公格尔拉张系的拉张环境下的构造地震.     

圣安德烈斯断层的强度

在过去25年里,对沿加利福尼亚州的圣安德烈斯断层系的运动速率和长期地震记录的认识已显著提高了。这些认识使得对地震发生概率,尤其是30年周期概率的长期估计成为可能(Working Group on California Earthquake Probabilities,1999)。但是,我们对断裂产生的物理过程的了解仍然非常不足——关于短期预报的可行性问题、一个断层产生地震是否会增加另一断层     

2016年台湾美浓MW6.4地震震源参数的InSAR和GPS反演

2016年2月6日台湾西南部高雄市美浓区发生了M_W6.4地震.本文结合ALOS2卫星升降轨、Sentinel-1A升轨SAR数据,采用两轨差分干涉技术获取了该区域的同震形变场,形变结果表明震中西北部以抬升为主,最大视线向形变量约为11.2 cm.基于均匀位错模型和多峰值粒子群（MPSO）算法,利用InSAR和GPS形变数据联合反演了美浓地震的断层几何参数,结果表明震源中心位于22.920°N,120.420°E,深度约12 km,发震断层长度约15 km,走向角307°,倾角16.5°,平均滑动角为51.5°,此次地震是以逆冲倾滑兼左旋走滑的破裂模式.利用格网迭代搜索法得到最优倾角为15.7°,GPS和InSAR最优权比为18：1,最优平滑因子为0.06.基于非均匀位错模型,利用非负最小二乘方法进行线性反演,结果显示最大倾滑和走滑量分别为51.7 cm和55.3 cm,对应矩震级为M_W6.38,略小于GCMT （M_W6.4）的结果.通过与已有文献的比较和对该区域断层构造的分析,发现美浓地震的发震断层为单一断层的解释更为合理,我们推测发震断层是位于左镇、后甲里等断层之间的一条东南-西北走向往东北倾斜的盲断层,并初步推测2010年M_W6.3甲仙地震也同该断层有关.     

2008年新疆乌恰Mw6.7地震震源机制与形变特征的InSAR研究

2008年10月5日新疆乌恰M_w6.7级地震发生在南天山、帕米尔高原及塔里木盆地交汇地带,基于地震波反演的震源机制解确定的震源深度存在较大差异.本文利用日本ALOS卫星的PALSAR图像,获得了本次地震的同震形变场,基于卫星视线向（LOS）和方位向（Azimuth）的形变,采用均匀弹性半无限位错模型和有界最小二乘（BVLS）算法,以网格矩形位错元法对发震断层的几何产状、滑移及分布进行了估算,结果表明本次地震以逆断破裂为主,断层面上最大位错量接近3.4 m,形变中心位于73.8040°E,39.5335°N,深度约5 km,震级估算为M_w6.6;地震发生在走向46°,倾角48°的断层上,发震断层长30 km,宽14 km,闭锁深度9 km,符合该地区浅源地震多发的构造特点,发震断层为乌合沙鲁断裂带.InSAR反演的滑移形变主要集中于地下2~7 km,表明乌恰地震为浅源地震,可能与该断层附近历史地震未完全释放的残余应力积累有关.同时,InSAR反演的断层位错分布呈现双破裂特征,震级分别为M_w6.5和M_w6.1,可能与本次地震的主震和余震相对应,也可能是由主震激发而产生的两组破裂.     

北天山地震带的地壳形变过程、特征及其与地震活动的关系

本文利用流动形变测量资料,对北天山地震带的地壳形变过程、特征进行了分析讨论,认为北天山地震带地形变具有趋势性、同步性、阶段性,水平形变量大于垂直形变量,并且北天山地震带的地壳活动方式继承了新构造运动。同时,对北天山地震带上的地形变与地震活动的关系也做了探讨,认为地震前后,地壳在垂直形变方面具有“N”字形变化模式,并指出北天山地震带在地震过程中有一形变衰减波存在。 本文分析、处理了自1971年至1986年以来的北天山地震带上十几条跨断裂流动水准测线资科、1982—1986年的水平形变网资料,以及乌市跨断层形变台站的部分地道水准测量资料,力求揭示它们所控制的断裂带及地区的形变过程、特征及其与地震活动的关系,并找出其中的活动规律。     

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。 该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。 炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。 当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。     

青藏高原的现代构造

本文以震源机制、地震地质、地壳和上地幔速度结构等资料为基础,研究了与青藏高原成因有关的现代构造问题。主要内容有:1.高原边缘地带以反映压缩形变的逆断层活动为主,内部以一系列大致平行、呈弧形弯曲的左旋走滑断裂活动为主;2.喜马拉雅山以北的广大地域内存在着北北东走向的水平压应力,从六盘山到红河断裂带的主压应力轴走向由北东逐渐变为南东方向;3.高原地壳和上地幔顶部的地震波速度小于印度次大陆和阿拉善地块;4.高原的现代构造同地壳和上地幔顶部的横向不均匀性和印度洋板块的碰撞挤压作用有关。其构造形变过程可以同机器制造业中的《锻模加工》相比拟。     

汶川地震近震源区地形变短期前兆现象的解析

2008年汶川8.0级地震是我国自建国以来灾难最为严重的一次强地震, 有关震前该区域地壳变形情况引起许多学者的关注。 本文给出了沿龙门山地震带地倾斜及跨龙门山断裂断层水准剖面临震前变化的特征: 汶川地震前沿龙门山地震带分布的康定、 汶川及茂县台地倾斜无明短期显变化; 6个断层水准观测场地, 除耿达场地观测到较大幅度变化有争议外, 其他断层观测场震前均未观测到突出的短临前兆性异常变化。 本文分析了汶川地震前大区域地震活动性资料及震前沿南北地震带显著形变异常点分布特点, 探讨了汶川地震震中区域应变积累过程, 认为近震源区域无显著短期前兆变化现象很可能与震中区域介质所具有的高应变、 小变形性质有关。 另外, 也不排除地形变观测点所处的位置等有关因素。