松潘-甘孜块体东北端强震间相互作用及地震危险性研究

松潘-甘孜块体位于中国大陆西南部、南北地震带的中段,其东段与扬子块体相接,拥有多条活动断裂带,是青藏高原北部的主要构造单元.该地区地震活动性强烈,历史上曾发生过多次灾难性地震.本文基于地震触发原理和黏弹松弛分层地壳模型,计算了松潘-甘孜块体东北端历史强震之间应力传输和相互作用的过程.模型结果显示,受之前地震导致的库仑应力场变化的影响,1879年武都地震和1976年8月23日松潘M7.2级地震震中库仑应力积累提升,将促进这些地震提前发生;1933年M7.5叠溪地震和1973年M6.5松潘地震震中库仑应力降低,前续地震的影响可能使得这两次地震的发震时间推迟;在研究历史地震对1960年漳腊M6.7级地震、1976年8月16日M7.2级和1976年8月22日M6.7级松潘地震的作用时,有效摩擦系数的取值十分重要,当有效摩擦系数取0.8时,前续地震导致的应力场变化将促进以上三次地震的发生.松潘-甘孜块体东北端的强震活动有效地增强了西秦岭北缘断裂、东昆仑断裂玛沁-玛曲段、鲜水河断裂康定-道孚段和岷江断裂中段上的库仑应力积累,将提升这些断裂今后发生地震的概率;有效降低了龙日坝断裂上库仑应力的积累,降低了该断层上发生地震的概率.松潘-甘孜块体的地震活动降低了汶川地震震中位置的库仑破裂应力,但提升了破裂面东北段的应力积累,有助于汶川地震向东北端破裂.     

松潘-甘孜块体东北端强震间相互作用及地震危险性研究

松潘-甘孜块体位于中国大陆西南部、南北地震带的中段,其东段与扬子块体相接,拥有多条活动断裂带,是青藏高原北部的主要构造单元.该地区地震活动性强烈,历史上曾发生过多次灾难性地震.本文基于地震触发原理和黏弹松弛分层地壳模型,计算了松潘-甘孜块体东北端历史强震之间应力传输和相互作用的过程.模型结果显示,受之前地震导致的库仑应力场变化的影响,1879年武都地震和1976年8月23日松潘M7.2级地震震中库仑应力积累提升,将促进这些地震提前发生;1933年M7.5叠溪地震和1973年M6.5松潘地震震中库仑应力降低,前续地震的影响可能使得这两次地震的发震时间推迟;在研究历史地震对1960年漳腊M6.7级地震、1976年8月16日M7.2级和1976年8月22日M6.7级松潘地震的作用时,有效摩擦系数的取值十分重要,当有效摩擦系数取0.8时,前续地震导致的应力场变化将促进以上三次地震的发生.松潘-甘孜块体东北端的强震活动有效地增强了西秦岭北缘断裂、东昆仑断裂玛沁-玛曲段、鲜水河断裂康定-道孚段和岷江断裂中段上的库仑应力积累,将提升这些断裂今后发生地震的概率;有效降低了龙日坝断裂上库仑应力的积累,降低了该断层上发生地震的概率.松潘-甘孜块体的地震活动降低了汶川地震震中位置的库仑破裂应力,但提升了破裂面东北段的应力积累,有助于汶川地震向东北端破裂.     

松潘—甘孜地块地壳和上地幔顶部现今变形模式数值模拟研究

松潘—甘孜地块至四川盆地是整个青藏高原地形梯度最大的地区,自西向东30~50 km范围内存在约4 km的显著地形高差,这可能与松潘—甘孜地块埋深20~25 km处的低阻低速层、地壳至上地幔顶部水平向运动速率随深度增加以及地幔对流拖曳力均有关联.为获得松潘—甘孜地块地壳和上地幔顶部现今变形模式,定量评价低阻低速层、中下地壳和上地幔顶部变形对川西高原隆升的影响.本文依据跨龙门山断裂带探测剖面,构建了长300 km、宽104 km的二维有限元接触模型,以1991—2016年GPS观测结果为初始约束,考虑岩石在长时间载荷蠕变作用的前提下,通过改变低阻低速层蠕变参数、模型西边界和底边界加载条件,共计开展了11项数值模拟实验.将模拟结果与综合多学科、不同时间尺度获得的地表隆升速率进行对比,各项模拟结果横向对比,对松潘—甘孜地块地壳至上地幔顶部现今变形及物质运移模式展开讨论,主要结论如下：（1）松潘—甘孜地块长期稳定、更为客观的最大隆升速率可能为1.4~1.5 mm·a-1;（2）低阻低速层可以作为中下地壳和上地幔物质运移的一个滑移面,构成上地壳与中下地壳的"解耦"带,促进松潘—甘孜块体整体隆升,但影响有限,不足以形成如此规模的强烈的地表抬升;（3）同时考虑低阻低速层作用及模型西边界加载速率随深度线性增加1.8倍的前提下,模拟的地表隆升速率与综合多学科、不同时间尺度获得的隆升速率最为吻合,这一动力条件下,中下地壳和上地幔物质受四川盆地强烈阻挡,速率快速减小分布于松潘—甘孜地块内部（模型50~150 km范围）,松潘—甘孜地块东缘和龙门山断裂带速率减小已不显著,故地表隆升中心位于川西高原而非龙门山断裂带;（4）青藏高原东缘物质汇聚到一定程度后,会迫使部分物质向两侧运动,实现物质运移动态平衡.     

青藏高原强震活动特征研究

青藏高原及内部次级块体的强震活动存在显著的时空丛集特征,20世纪以来青藏高原经历了3次强震活动时空主体地区的转换,呈现了较为复杂的活动特征。利用各次级块体沿主要活动断裂走向的时空投影图,研究了全时空域的青藏高原及内部次级块体的强震活动特征,并依据这些特征对青藏高原的未来强震活动做出了一些初步分析和判断。     

川滇藏邻区巴塘——丽江地震块体强震活动特征的初步探讨

本根据１９８６￣１９９６年川滇藏三省（区）邻界区巴塘－丽江－带频繁的强震活动的资料,结合活动构造带分布及历史强震记录,分析了该邻界区强震活动若干特征,提出了“存在川滇藏邻界区巴塘－丽江地震块体”的认识,并就其与相邻地区强震活动关系及未来强震趋势作了讨论。     

1973~1976年四川松潘强震序列的应力触发过程

本文计算和研究了1973~1976年四川松潘4次强震组成的序列引起的库仑应力变化图像,分析了由该序列各次事件引起的近场应力变化及其与后续强震发生以及余震分布的关系,同时分析了该序列引起的远场应力变化与随后25年区域中-强地震活动的关系.结果显示：1973年8月11日松潘黄龙6.5级地震导致虎牙断裂带中段上库仑应力的显著增加并触发了1976年8月16日的7.2级地震;此后,又沿断层向南相继触发了1976年8月22日的6.7级地震和8月23日的7.2级地震.该序列的绝大多数余震主要发生在主震发震断层的近场库仑应力增加区.另外,在该强震序列发生后的25年中、在距该序列发震断层中部约200 km范围内,6次5.0~6.6级地震均发生在由该序列引起的远场、微量的库仑应力变化增加区中.     

青藏亚板块强震时空演化特征研究

以中国大陆及邻区的亚板块分区为基础,研究了1900~2005年间青藏亚板块区内7级强震活动的时空演化特征。结果表明:在时间序列上,7级强震活动可划分为5个活跃期和4个平静期。活跃期持续时间平均为(12±3)年,7级强震的平均频度为8.5次,80%的活跃期最大地震震级达8级以上;平静期持续时间平均为7年,前3个平静期较短,仅4~7年。在空间演化特征上,活跃期内存在A、B两类平静区。此外,在35°N纬线附近存在东西响应迁移区,26°N纬线以南的云南地区有7级强震由南向北迁移轮回的现象。沿东西和南北方向,将研究区分为东、中、西三部分和北、中、南三段进行研究,发现主体活动区的地震活动存在由东部→西部→中部→东部,以及由北段→中段→南段→北段的迁移轮回现象。根据上述特征,对青藏亚板块下一活跃期可能的开始时间、主体活动区及强震发生的地点进行了预测。     

松潘-甘孜造山带中晋宁期花岗岩的U-Pb和Rb-Sr同位素定年及其大地构造意义

重点研究丹巴地区的格宗和东谷花岗岩体,从同位素年代学、地球化学、构造地质学方面论证了这两个花岗岩的形成时代、物质来源和成因以及喜山期构造热事件作用的影响.它们是晋宁期构造岩浆作用的产物,其源区物质为中元古代中、晚期形成的低成熟度的火山沉积岩系,后者实际上也代表松潘-甘孜造山带的古老基底.包括丹巴地区在内的整个扬子板块西缘的晚元古代造山带应是古扬子板块的重要组成部分.     

从块体中心论看中国近期强震成组活动的特征

从块体中心论的角度出发,根据中国活动地块研究的最新成果,对1977—2003年中国大陆强震成组发生的构造和震源机制特征进行了分析。结果表明,这些成组发生的强震大都位于活动地块区(Ⅰ级地块)的边界带上或活动地块区内活动地块(Ⅱ级地块)的边界带上。根据哈佛大学提供的CMT(矩张量)解,同组的强震大都具有相似的震源机制。事实表明活动地块区具有整体活动的特点,而且在动力学与运动学方面存在统一性。这些特征对认识强震成组活动的机理,缩小成组强震预测的空间范围具有现实意义     

四川3次7级以上地震序列和余震分布特征的对比

本文对比了汶川8．0级、炉霍7．6级和松潘、平武7．2级地震的地震序列类型、余震分布形状及其阶段性特征,并分析了这些特征异同与发震断裂带的特性关系。主要结论有：（1）扩大川滇其他震例对比统计认为,位于活动地块边界的大型活动断裂带上的强震往往是主震—余震型,双震或震群型地震往往不在块体边界大断裂带上。（2）强震余震区形状和余震随时间分布的阶段性受发震断裂带组合方式制约。     

芦山两次强震序列活动特征及余震预测效能对比分析

利用可充分考虑小震信息的Omi-R-J模型,对2013年芦山M_S7.0地震和2022年芦山M_S6.1地震序列活动特征进行对比分析,发现芦山M_S7.0地震序列较芦山M_S6.1地震序列完备性随时间变化更加明显,震后早期检测能力较低,两次地震序列稳定时段检测得到的完整性震级均为1.8级左右。芦山两次地震序列p值差异较小,展示了相对正常的衰减过程;芦山M_S7.0地震序列k值明显大于芦山M_S6.1地震序列,这或许与芦山M_S7.0地震较为发育的余震或强余震有关;芦山M_S7.0地震序列b值小于芦山M_S6.1地震序列,表明M_S7.0地震之后芦山地区仍处于较高的应力状态,而M_S6.1地震之后应力处于相对较低的水平。利用N-test方法开展效能评估,结果显示,两次地震序列初期阶段余震发生率展示了较好的预测效能,基于震后初期1天内的数据开展的未来1天的余震预测中,仅有1...     

1900年以来巴颜喀拉块体应力演化与周缘强震关系的数值模拟研究

以巴颜喀拉块体为研究对象,考虑区域地质构造差异,主要活动断裂带,活动块体和边界断裂带的划分结果,引入深部三维速度结构,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的青藏高原地区三维黏弹性有限元模型.以地壳水平运动速率观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上模拟了自1900年以来巴颜喀拉块体周缘的7级以上强震序列,从库仑破裂应力角度研究了应力演化与强震的关系、强震之间的相互作用关系以及长期构造加载对强震的影响.研究结果表明,巴颜喀拉块体周缘强震的发生可能与震源区总应力的增加有关.2008年汶川地震导致龙门山断裂带南段应力增加,表明汶川地震对2013年芦山地震有促进作用.鲜水河断裂带上的7级以上强震序列对发生在邻近龙门山断裂带上的2008年汶川地震和2013年芦山地震有延迟作用.

     

用块体应变能预测强震位置与震级的研究

综合地质构造、岩体力学性质、应力应变状态及其演化历史等各种因素将其统归为应变能积累特征对强震活动进行研究。对利用形变空间特征变化判断强震震源区位置的方法进行了讨论并确认其可行性,提出估算块体应变能的方法。由新构造划分块体边界、地壳测深确定底面进而确定块体体积、形变测量确定年平均应变速率、地壳速度构造确定弹性常数、历史强震确定能量积累起点(起始时间),由此估算块体积累总应变能,进而依据能量估算地震震级。最后以实例论述应变能积累特点对强震位置和震级预测的良好效果以及对地震安全性评价的重要意义。     

传染型余震序列模型震后早期参数特征及其地震学意义

研究中国大陆地区中强地震序列震后早期阶段（震后15天）ETAS模型参数的平均统计特征,据此讨论不同统计条件下的序列衰减及余震激发问题.宏观而言,模型参数b、p、α数值分布较为离散,不同统计条件下模型参数平均值的差异显著性不十分突出.详细对比不同统计条件下模型参数平均值的微小差异,b值随主震震级增大而增大,但b值随不同区域、不同主震断层类型或不同序列类型的变化不明显.p、α具有一定的区域特征,西南、西北p值略低于新疆及华北,表明西南、西北序列衰减相对较慢而新疆、华北序列衰减相对较快,华北α较低而西北α相对最高,意味着尽管华北序列衰减相对较快,但其激发高阶余震的能力却相对强,西北尽管序列衰减较慢,但序列结构单一,激发高阶余震的能力弱.p与主震断层类型关系不明显,即主震破裂性质不是决定序列衰减快慢的主要因素;α与主震断层类型有一定关系,走滑-近走滑型破裂所导致序列的α值最小、斜滑型次之、倾滑-近倾滑型最大,表明走滑-近走滑型序列激发高阶余震的能力最强、逆冲型最弱、斜滑型居中.p、α随主震震级增大而减小,意味着主震震级越高则序列衰减越慢、激发高阶余震的能力越强.不同类型序列p、α有一定差异,主余型序列p最小、孤立型p最大,表明相对而言主余型序列衰减最慢、孤立型序列衰减最快、多震型序列衰减速率居中.孤立型序列与主余型序列α大体一致、大于多震型序列的α值,即多震型序列激发高阶余震的能力相对最强,孤立型及主余型序列则相对较弱.     

2017年四川九寨沟MS7.0地震及余震精定位研究

2017年8月8日21点19分四川省九寨沟县发生M_S7.0级强震,本文应用对相对位置和绝对位置都有较好约束的hypoRelocate精定位方法,对8月15日前M_L大于1.5的854个余震重新定位.重定位使用了6178个Pg走时、3363个Sg走时、158929个地震对的相对走时差以及74个M_L大于3.5的34个地震构造的SH尾波互相关走时.定位结果显示,余震区呈NW向分布,长度约35 km、宽度约12 km.以主震为中心,余震形成西北和东南两个丛集区,其中西北区的余震展布较东南区宽,发震断层近似垂直,与主震的震源机制解吻合.余震深度主要集中在5~15 km,主震深度为16 km.从沿断层走向的垂直剖面可见,主震周围一直延伸到地表的区域,余震相对稀少,出现明显空区,这种现象可能与主震发生时该区域的滑动位移较大,应力得到充分释放有关.另外,我们还发现震后60 h之后余震的深度明显变浅,且西北向的深度明显浅于东南向.通过对比分析流动台站布设前后余震深度的分布特点,我们认为这种时空演化差异主要是由流动台站陆续布设和使用造成的,对余震的主要分布特征影响不大.     

强余震的时间分布特征及其理论解释

分析了我国约五十年来发生的28个大震的余震序列。指出: 1、对于主-余震型地震序列,其强余震的“等待时间”（该强余震距上次强余震的时间）Δt与它的发生时间（距主震的时间）t遵从对数——对数线性关系: 其中:A≈0.92,B≈-0.11。 2、对于双主震或主震群型的地震序列则只有在最后一个主震发生后,Δt和t才有上述关系。 文中对上述特点在判断地震类型及预报强余震震中的应用,作了初步讨论。并利用流变学和断裂力学的观点,对这一现象作了初步的理论解释。     

强余震的时间分布特征及其理论解释

分析了我国约五十年来发生的28个大震的余震序列。指出: 1、对于主-余震型地震序列,其强余震的“等待时间”（该强余震距上次强余震的时间）Δt与它的发生时间（距主震的时间）t遵从对数--对数线性关系: 其中:A≈0.92,B≈-0.11。 2、对于双主震或主震群型的地震序列则只有在最后一个主震发生后,Δt和t才有上述关系。 文中对上述特点在判断地震类型及预报强余震震中的应用,作了初步讨论。并利用流变学和断裂力学的观点,对这一现象作了初步的理论解释。     

2022年四川泸定MS6.8地震余震序列的自动构建与地震活动性分析

北京时间2022年9月5日12时52分,四川甘孜州泸定县发生M_S6.8地震(以下简称泸定地震).本文基于神经网络方法从泸定地震周边200 km之内57个台站2022年9月5—15日的连续波形资料中拾取Pg/Sg震相到时,对由优选的震相识别阈值筛选后的震相到时进行震相关联和定位分析,经上述处理流程获得自动检测目录(AUTO)包含10590个地震事件,为同期台网人工目录(即中国地震台网中心目录,CENC)数量的3.3倍,完备性震级由M_L1.0下降至M_L0.5.基于波形互相关的双差定位方法获得的8279个地震的时空分布特征表明,2022年泸定M_S6.8地震的主震及余震主要发生在鲜水河断裂磨西段,沿着该断裂在NNW-SSE方向分布并表现出明显分段特征,北段总体深度较浅,深度集中在10 km以上,中段和南段相对较深,深度分布在5～20 km之间.此外,余震序列在鲜水河断裂上展现出高倾角的特征,而在主震SW方向的海螺沟断裂附近与鲜水河断裂呈共轭展布,推测在中段海螺沟附近有一条走向SW、倾向SE的低倾角分支断裂....     

基于库仑应力改变和地震活动性研究巴颜喀拉块体周缘强震序列的触发关系及其构造意义

自本世纪以来,青藏高原巴颜喀拉块体周缘密集地发生了7次M_W≥6.5强震事件,包括伤亡惨重的2008年汶川M_W7.9地震和2017年九寨沟M_W6.5地震。本文根据这7次强震事件中先前地震对后续地震的库仑应力改变（dCFS）的计算结果,结合基于ETAS模型得到的背景地震活动性的变化结果,研究了强震间的触发关系,以试图解释发生在环巴颜喀拉块体的几次强震的发震机理并探讨其构造意义。结果表明,各个强震的库仑应力变化与其造成的背景地震活动性变化呈正相关,并且在这7次强震中,汶川地震对芦山地震有显著的触发作用,并造成芦山地区背景地震活动性的显著提高。同时汶川地震对九寨沟地震的发生具有一定的延迟作用,造成九寨沟地区背景地震活动性降低。除此之外,其它地震之间均无明显的触发/延迟作用或显著的背景地震活动性变化。这表明该强震序列的孕震机制主要是巴颜喀拉块体东南向持续挤压的构造运动,推断巴颜喀拉块体目前仍处于构造运动活跃期,因此包括巴颜喀拉块体周缘在内的我国西南地区未来的强震危险性值得持续关注。