川滇活动构造区地震层析成像

应用一种新的地震体波层析成像方法确定川滇活动构造区(98°-105°E,22°-32°N)详细的三维P波速度结构.反演得到研究区0-85 km深度内几个截面上的P波速度图像.结果表明:(1)该地区地壳和上地幔的速度存在明显的横向不均匀性;(2)上地壳速度图像与地表地质特征明显相关,四川盆地呈现低速,高原地带为明显的高速区,沿康滇地轴为显著的高速条带;(3)10-85 km深度的速度图上腾冲火山附近形成一低速柱;(4)中地壳内存在一个大范围的低速层,这与区内人工地震测深所得到的结果基本吻合;(5)大型活动断裂带两侧存在明显的速度差异,而红河断裂带的影像在40 km的速度图上仍十分清楚,甚至到60 km深度还隐约可见,这也许说明红河断裂是切穿地壳的深大断裂;(6)强震位置与活动断裂及速度结构三者之间存在一定的关联性,大部分构造型强震发生在由大的活动断裂勾画的块体边界上,而那些发生在非大断裂附近的强震几乎都集中在下部中地壳存在低速带或由低速带向高速带过渡的位置.下部低速层的存在可能是上部中强地震活动的构造背景.     

川滇地区区域地震目录完整性最小震级分析

系统分析了川滇地区1970～2001年的区域地震目录,给出了川滇地区主要地震活动带(区)最小完整性震级的时、空分布.总体而言,对于川滇地区地震活动最强烈的3个区域 ,地震目录的完整性最小震级可取如下震级:(1)金沙江-红河断裂带及鲜水河-安宁河- 小江断裂带所围限的川滇菱形地块,1970～1981年2.5级,1982年以来2.0级;(2)金沙江 - 红河断裂带以西的滇西-滇西南腾冲-龙陵、澜沧-耿马、思普地区,1970～1981年3.0级 ,1982年以来2.5级;(3)阿坝区、松潘-龙门山带及名边-马山-昭通带,1970～1981 年2.5级,1982年以来2.0级.     

基于背景噪声的川滇地区勒夫波层析成像

本文选取了川滇地区98个固定台站记录到的三分量地震背景噪声数据,采用互相关方法提取了勒夫波互相关函数,并利用自适应时频分析方法获取了勒夫波群速度频散曲线,经反演得到周期为8—30 s的勒夫波群速度分布图像.层析成像结果显示:短周期的勒夫波群速度分布图像呈明显的横向不均匀性,且与地表地质和构造特征基本一致,其中四川盆地呈不均匀的低速异常,盆地内成都平原地区的群速度相对低于盆地中部的丘陵地区,速度分界线为遂宁与峨眉山之间的连线,四川盆地内的群速度变化反映出沉积层厚度的变化情况;攀枝花地区呈高速异常,可能与古地幔活动有关,幔源物质以侵入岩和底侵岩浆的形式停留在地壳的不同深度,从而形成高速异常的特征.本文结果为了解川滇地区的构造运动提供了地震学线索,并为下一步研究地壳径向各向异性奠定了基础.      

川滇地区上地幔顶部Pn速度细结构

利用中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的23298个Pn波到时资料,反演得到川滇地区及周边的Pn波速度细结构及各向异性。结果表明:该区Pn波速度在7.7～8.3km/s范围内变化,横向变化较为明显,在滇西南部、腾冲火山区、攀西构造带,Pn波速度都明显较低,这些地区地震和构造活动十分活跃,且在地表观测到较高的大地热流值;另一方面较为稳定的地区,如:扬子地合中部,Pn波速度相对较高;研究区内最明显的Pn高速区位于成都东南部的四川盆地;上述结果说明该区Pn波速度与现代构造活动及地热活动存在较明显的关联。Pn各向异性的变化呈现出区域内岩石形变的复杂图像,从藏东块体经川滇菱形块体到滇西南部,Pn快波方向里左旋运动,这可能与印-欧板块碰撞挤压,致使青藏高原物质向东南方向逃逸有关。由此表明区域内壳幔间存在较强的耦合关系,由事件和台站的静延迟分布可以看出从青藏高原到中国东部地区地壳由厚减薄,这与人工地震测深所得到的地壳厚度变化具有较好的一致性。     

川滇地震滑坡分布规律探讨

本文主要从宏观角度讨论了川滇地区地震滑坡的空间分布格局与环境条件的关系。地震滑坡灾害在空间上可分为四种不同程度的地区。地震滑坡不但受到地震强度、频度的控制,而且与各震区所处的环境条件密切相关。川滇地区的滑坡生成环境可分成三类。在这些环境因素的制约下,形成了自北而南地震滑坡灾害逐渐递降的发育趋势。从时间分布的讨论中可见,川滇地震滑坡自1870—1976年的百年内为高潮期。     

应用统计物理方法分析川滇地区地震危险性

川滇菱形块体及其边界断裂带(21°～33°N,96°～108°E)是中国大陆地震活动最强烈的地区之一,该地区发生的一系列大地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失。文中分别应用基于地震空间相关性和地壳形变场的预测方法分析了该地区未来的地震危险性。由Kagan等(1994)提出的基于地震空间相关性的方法,假定未来发生地震的概率与历史发生地震的频度成正比,根据历史地震目录建立统计学模型估计未来发生地震的概率。回溯性检验表明,这种方法对于评估地震复发周期较短的断裂带的地震危险性有较高的有效性,但对于地震复发周期较长的断裂带,如龙门山断裂带,很难给出一个理想的预期。由Shen等(2007)提出的基于地壳形变场的方法,假定长期地震危险性与地壳构造应变率成正比,根据由GPS观测获得的应变率场建立统计学模型评估未来的地震危险性。回溯性检验表明,川滇地区过去30a间发生的地震与区域应变率的大小没有明显的对应关系,但过去500a间发生的地震与应变率场有很高的相关性,表明由10a时间尺度的大地测量资料得到的地壳应变场可以很好地反映数百a时间尺度的地震危险性。     

丽江地震前后川滇地区地壳形变异常强度场及其演化

地震过程是应变能积累与释放的结果。如何描述积累的程度并对出现的异常进行检测 ,一直缺少合理的定量化研究。通过对各项观测之间相关性的分析 ,讨论了地壳形变过程的异常强度指标 ,并进一步构造了异常强度的空间分布及其演化图像。与地震活动的联系表明 ,地震多发生在区域异常集中出现后的异常平静时 ,且远离异常集中区。并证实了地壳形变异常强度与地震应变能积累程度具有密切的相关性     

华北北部地区地壳三维P波速度结构的双差地震层析成像

利用区域固定台站和华北科学探测台阵记录的10 461个近震事件的183 909个Pg波绝对走时和495 753个相对走时数据,采用双差地震层析成像获得华北北部(37.5°～41.5°N,111.5°～119.5°E)范围内的地壳三维P波速度结构模型。结果表明:研究区内各主要构造单元具有明显不同的速度结构特征,速度异常的走向与区域构造的走向一致,浅层速度图像很好地反映了地表地质和岩性的变化;重定位后的大部分地震集中在0～20km的深度上,主要位于低速区的内部或高速和低速区的交界部位;三河—平谷和唐山地震震源区中、下地壳的低速异常可能是流体的显示。结合前人成果和本文模型所揭示的深、浅结构,我们认为太平洋板块在中国东部之下的俯冲和滞留引起板块脱水、软流圈物质上涌等一系列过程,软流圈热物质到达上地幔顶部并沿超壳断裂上侵进入地壳,致使上地幔顶部和下地壳中的含水矿物发生脱水作用产生流体,流体继续上移造成中、上地壳发震层的弱化,从而导致大地震的发生。因此华北北部地区的强震活动,以及地壳结构的非均匀性应是与太平洋板块俯冲、滞留引起的深部过程密切相关的。     

川滇地区地震活动单键群分析

利用单键群（即ＳＬＣ）分析方法,通过有关ＳＬＣ特征参量的时间滑移分析,结合１９７０年以来的区域地震活动和构造环境,分析了川滇西部地区的地震活动。较之７０年代和８０年代,９０年代的地震活动在总体上是处于中等强度的活动水平。文章认为,ＳＬＣ方法考虑了地震事件的时空关联性,可以用来分析地震活动趋势,是研究地震活动性的有用工具。     

川滇地区地震危险性数值分析

川滇地区地处我国南北地震带南段,近百年来地震活动性持续较高,该地区未来强震预测研究备受关注.本文根据该区域百年时间内发生的30次M_S＞6.5历史地震,结合区域地质背景及GPS观测数据等,建立区域有限元准三维弹性模型,通过反演给定区域特定时刻合理的初始应力场.在此基础上,综合考虑地震孕育阶段和震后调整阶段的动力学过程,以库仑-摩尔破裂准则作为判断地震发生的条件,模拟单次地震过程和历史地震序列的发展过程.同时,对于数值模拟中的不确定性成分,通过大量Monte Carlo随机试验得到5000种初始应力场模型,确保所有模型均能重现历史地震的发震过程,最终得到现今应力场状态,并据此计算地震危险性系数,将不同模型的计算结果进行概率统计,初步得到研究区域2017年九寨沟地震后的地震危险性概率分布.结果显示历史地震破裂区的危险性概率大幅降低,相对安全;而龙门山断裂带东北段发震概率高达30%,主要是受2008年汶川地震震后应力扰动的影响;龙门山断裂带西南段(包括汶川地震破裂区与芦山地震破裂区的中间区域)与鲜水河断裂带交界处发震概率约为15%~20%;另外滇西南龙陵瑞丽断裂带及澜沧江断裂带附近发震概率约为10%~15%,近年来滇西南地区小震频发,该地区地震危险性同样值得注意.

     

川滇地区现今地壳形变及其与强震时空分布的相关性研究

本文通过分析80年代以来的川滇地区跨断层形变测量资料、区域垂直形变测量资料及部分大区域GPS测量资料，认为该时间域内川滇地区地壳形变处于相对弱状态，并直接导致了自1981年道孚6．9级地震后至今川滇地区6级以上地震基本上未沿主边界断裂展布，且具有准顺时针旋转迁移的分布特征。基于此，认为未来几年内川滇地区地震危险性预测研究的重点应是川滇地区中部。最后根据现今地壳形变测量资料和地震分布特征提出了川滇地区活动地块时段性划分的概念，并给出了初步的划分结果。     

昆仑山8.1级地震对川滇地区地壳水平形变的影响

为了从整体上(较大尺度)跟踪区域应变场的时空变化,并更客观地描述区域运动场,文中在区域无旋转的基础上使用了以提取中低频应变信息为主的连续非线性应变模型。根据《中国地壳运动观测网络》位于川滇地区GPS测站所产生的复测资料(1999年~2001年~2004年),以1999年~2001年的运动为基本参考(阶段性形变背景),从2001年和2004年两期资料中分离出了2001年昆仑山8.1级地震对其产生的主要影响量。结果表明:①昆仑山8.1级地震对川滇地区产生了可识别的影响,且形变的方式与形变背景既有一定的相似性又有一定差异;②震前运动场非常有序;震后的位移场有序与杂乱并存,GPS测站的位移量一般为数毫米;③震前的主应变场基本为近东西向显张性、南北向显压性,且以张性为优势;震后四川地区基本上为东西向压、南北向张,且以压性为优势,云南地区北东向张、北西向压,且以张性为优势;④震前面应变以膨胀为主,收缩区基本位于川滇块体的东界及附近地区;震后四川地区为面收缩地区(越往北越大),南部为面膨胀地区。从整体上看,昆仑山8.1级地震对川滇地区能量的积累有积极作用,重点应注意西昌-东川段及附近地区。     

川滇地区Lg波Q值层析成像

利用云南和四川数字地震观测台网记录的数字化地震资料,开展了川滇地区不同频率的Q_Lg层析成像研究,反演结果的空间分辨率小于100 km.反演结果表明,川滇地区介质的横向不均匀性强烈,Q_Lg高低值差异显著.川滇地区显著的高衰减区有川滇菱形块体的东南边界（即沿鲜水河至安宁河以及思茅—澜沧—普洱区）,滇西北地区、龙门山断裂以西松潘—茂文地区、巴塘及理塘强震区等,Lg波高衰减区的分布与构造活动强烈、强震活动或大震破裂造成介质破碎区、低速区等相关,表明构造活动强烈或大震破裂造成的介质破碎、热物质沿活动断裂上涌等可能是川滇地区低Q_Lg的主要成因.显著的低衰减区有川东盆地、滇东南地区以及金沙江、怒江断裂的中段区域,滇中块体内部也呈现出相对的低衰减特征.Lg波低衰减区与地震活动性弱、速度正异常等相关,表明川滇地区Lg波的低衰减区与地壳变形、地震活动性及水热活动弱、块体稳定等有关.     

川滇地区地震条带异常短临信息分析

<正>1研究背景云南地区目前地震条带异常显著,共有4个条带。利用地震条带进行地震三要素预测的难点是发震时间的预测,一是条带形成本身所需时间较长,二是从条带解体到预测地震发生的时间间隔,据统计结果显示数据比较离散(吕坚等,2016;李莹甄等,2011)。本研究根据地震条带的严格定义和识别规则,结合《中国震例》和已有研究结果,对川滇地区M_S≥6.0地震前地震条带异常出现及图像进行重新梳理。在此基础上,重点研究地震条带形成后到预测地震发生前,条带及周边区域地震活动动态变化,如地震平静、增强、丛集、地震窗、震群等,拾取可能的短临异常信息。     

川滇地区小震群活动与中强地震

本文对川滇地区自有地方台,网建立以来的21年间记录到的239次小震群进行了研究,发现Ms≥6.7级的强震绝大多数都发生在小震群年频度增高的背景上。并引用了归一化熵值K作为衡量震群序列中能量分布均匀度的特征量,分析了不同K值的震群与中强震发生的对应关系,发现K≥0.8的震群发生与Ms≥5.5的中强震发生的对应率为59.3%;虚报率为40.7%;漏报率约占14%。K<0.8的震群发生满足无震条件的约占56%。以上结果表明,用归一化熵值K≥0.8来区别前兆震群与一般震群,结果没有华北地区的那样显著。在川滇地区,要将所对应的强震震级提高到6.5级,结果才比较好。     

腾冲火山及周边地区双差层析成像

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料,采用双差层析成像方法,反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现,腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区,P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%,上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入,热物质在地壳内以岩浆囊形式存储,并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示,丛集地震位置更加集中,其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系,表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果,为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.

     

云南漾濞地区地壳层析成像与地震精定位

为考察2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征,文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日—2021年5月31日的P波和S波震相到时数据,利用双差层析成像方法(Tomo DD)获得了漾濞M_S6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、地震序列重新定位结果。结果显示,漾濞M_S6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布,展布区域长轴长约20km,震源深度为5～20km。M_S6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂,而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂,两者共同组成1组共轭断裂。     

太原盆地及周边地区双差层析成像

山西断陷带位于鄂尔多斯与华北地块交汇处,是我国著名的历史强震活动带之一,尤其是断陷盆地中部区域,6级以上地震频发.本研究旨在揭示忻定盆地中南部、太原盆地及临汾盆地中北部交汇处的深部结构特征,分析盆地的形成和演化,探讨该区域孕震环境.利用山西地震台网观测数据以及固定地震台站融合流动台站得到的地震数据,共7455个地震事件,采用双差层析成像方法,反演得到了太原盆地及周边地区的三维P波速度结构及精定位结果.层析成像结果显示,忻定盆地、太原盆地的中上地壳为明显的低速异常,被高速的石岭关隆起隔开,深部结构特征相对简单.太原盆地、临汾盆地及灵石隆起之间的深部结构特征较为复杂,反映了两个盆地演化过程的复杂性.穿过忻定盆地的速度剖面显示,在中地壳存在明显的低速异常体,且大部分地震都发生在该低速体上方;穿过太原盆地北部的剖面显示,该区域在20~25 km深度范围内有较密集的地震分布,并勾画出交城断裂呈犁形的断层特征;穿过太原盆地中部的剖面显示,太原盆地自西向东沉积层逐渐减薄;穿过临汾盆地的剖面揭示,汾东断裂在浅部倾角较陡,随深度增加倾角逐渐变小,倾向向东.

     

川滇地区强地震活动与区域新构造运动的关系

在分析了川滇地区强震活动空间分布的非均匀性图象、震源破裂图象及震源断层力学性质等资料的基础上,讨论了该地区强震活动与区域活动断裂、活动地块现今运动状态、深部介质构造环境等的关系,对该区强震活动特征及其可能的力学机制进行了讨论.