Average slip rate,earthquake rupturing segmentation and recurrence behavior on the Litang fault zone,western Sichuan Province,China

The Litang fault zone (LFZ) is an important active fault within the northwestern Sichuan sub-block. To-gether with the Garzê-Yushu, Xianshuihe, and An-ninghe fault zones on its northern, eastern and south-eastern sides, the LFZ constitutes the lateral extrusion tectonic system in the southeastern part of the Qing-hai-Tibetan Plateau[1,2] (Fig. 1). According to instru-mental records, historical recordings and field investi- gation, an earthquake (Ms7.3) occurred on its middle to south se…     

Time interval of earthquake recurrence for strike - slip fault

On the basis of fault’s dynamic model of Knopoffet al. (1973), this paper has finally obtained a simple approximate formula to be able to estimate the recurrence time intervalT _R of earthquake on strike-slip fault. Preliminary result holds thatμ andδ _s — δ _f have not much effect onT _R . Leta is the ratio of the coseismic displacementD _s to the total displacementD _t in whole event course, i.e.,a =D _s /D _t , thena = 1/3 may represent the standard theoretical state in whichT _R is independent onμ andδ _s — δ _f . At this time,T _R is the arithmetic average ofs ₀/v andkd/β, wheres ₀ is the long-term preseismic accumulated slippage,v is fault’s average displacement rate,d is the fracture length on the fault of seismic focal region andβ is shear wave velocity. In addition,k =υ ₀/aυ, whereυ ₀ is the initial fracture velocity of actual structure at the coseismic instant. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 187–194, 1992. This paper is a part of contracted item of State Seismological Bureau — Tectonic Physical Study of Earthquake Recurrence Period and Characteristic Magnitude.     

龙门山断裂带中北段大震复发特征与复发间隔估计

汶川MS8.0地震发生在青藏高原东缘著名的龙门山断裂带上,造成了从映秀、北川至南坝长约240km的同震地表破裂带．然而目前关于龙门山断裂带的大震复发特征研究较少．通过地震地质科学考察和断层断错地貌的差分GPS测量,发现第一级河流阶地、河床和河漫滩上的垂直断距大致相当,均代表汶川地震的位错,而第二级河流阶地上的累计位移大致是最新地震垂直位移的2倍．利用断错地貌、地震矩率和滑动速率3种方法,分别估算了龙门山断裂带大地震的复发间隔．结果表明:龙门山断裂带中北段可能发生与汶川大地震相当的地震,大震复发符合特征地震模型;大震复发间隔为3000——6000a．该结果可为龙门山断裂带的大震预测和地震危险性评价等研究提供重要的定量数据．      

鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40~144 m)的左旋蠕滑速率0.66~2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累—释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15~25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.     

汶川M_s 8.0地震大震复发周期的研究进展

汶川Ms8.0地震发生在青藏高原东缘NE向龙门山断裂带上,造成以映秀、北川为中心的长达300km的同震地表破裂带.初步研究认为,龙门山断裂带大震复发属于特征地震模式.本文在考虑地形差异影响下,用有限元数值模拟方法对汶川地震的大震复发周期进行研究.初步结果表明:龙门山断裂带大震复发周期为3908～4482a,该结果与古地震、断层滑动法、地震矩率、GPS数据确定等给出的结果具有较好的一致性,为龙门山断裂带的地震活动性及地震危险性研究提供重要的定量依据.     

Determination of the direction and magnitude of recent tectonic stress in the Xianshuihe fault zone using fault slip data

ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｒｅｃｅｎｔｔｅｃｔｏｎｉｃｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅＸｉａｎｓｈｕｉｈｅｆａｕｌｔｚｏｎｅｕｓｉｎｇｆａｕｌｔｓｌｉｐｄａｔａ谢富仁，李宏Ｆｕ－ＲｅｎＸＩＥａｎｄＨｏｎｇ...     

综合利用多种地壳形变观测资料计算鲜水河断裂带现今滑动速率

本文首先沿走向将鲜水河断裂带划分为炉霍、道孚、乾宁、康定和磨西五个断裂段,利用沿断裂带布设的跨断层短基线、短水准场地测量资料计算了近场的断层活动参数,利用覆盖断裂带相对较大区域的重力、GPS观测资料计算了重力场动态变化、GPS速度场.基于重力场动态变化和GPS速度场采用蚁群算法和粒子群算法（具有全局优化的优势）分别反演计算了五个断裂段断层活动参数,将结果中的走滑分量作为五个断裂段的现今走滑速率.通过对以上三类现今走滑速率及五个断裂段的地质平均滑动速率进行融合与对比分析,将重力资料反演计算结果作为断裂带整体走滑速率,与跨断层短基线、短水准测量计算的断层滑动速率结果进行对比分析,初步判定了各跨断层短基线、短水准场地所跨断裂的性质,最终给出了五个断裂段的现今整体左旋走滑速率和部分分支断裂左旋走滑速率,结果为：①炉霍段为9.13 mm·a^-1,虾拉沱区域西支断裂为2.46 mm·a^-1,东支断裂为5.84 mm·a^-1.②道孚段为8.57 mm·a^-1,东南段沟普区域西支断裂为1.78 mm·a^-1,东支断裂为6.79 mm·a^-1.③乾宁段为7.67 mm·a^-1.④康定段为6.14 mm·a^-1.⑤磨西段为4.41 mm·a^-1.本文还定性讨论了断裂带两侧重力、GPS测点覆盖范围内活动地块的三维弹塑性变形和古地震、历史地震造成的永久位错.

     

断裂滑动速度对强震发生周期的影响——以东昆仑活动断裂带库赛湖断裂分段和西大滩断裂分段为例

2001年11月14日东昆仑断裂带库赛湖段发生8.1级大地震.事实上,库赛湖断裂分段大震的复发周期会受到其他分段运动行为的影响,尤其是临近的西大滩断裂分段.本文采用速度和状态依赖摩擦本构控制的一维弹簧滑块模型(BK模型)研究断裂分段滑动速度对强震复发周期的影响.以东昆仑活动断裂带库赛湖断裂分段和西大滩断裂分段作为实例进行研究,研究中将两断裂分段视为通过弹簧相连的滑块系统,其中模型参数的选择是以现有东昆仑活动断裂带库赛湖和西大滩分段的地质研究成果、历史地震和古地震资料直接给出,部分参数也采用了数值计算的方法.研究预测了两分段不同滑动速度对强震复发周期、断裂滑动速度及错动位移在未来0.5～0.6万年中随时间变化的影响.研究发现:在断裂分段之间的相互影响下,各断裂分段滑动速度与各段的强震发生周期没有规律性的关系;两断裂分段组成的系统中,某断裂分段滑动速度放慢(加快)会使该断裂分段未来强震发生的震级增大(减小),而对另外断裂分段的强震发生震级没有规律性影响;两断裂分段组成的系统中,某断裂分段滑动速度加快(放慢)会使另外的断裂分段在强震发生时错动的速度加快(放慢);同时,两断裂分段组成的系统中,某一断裂分段滑动速度上的变化对另一断裂分段强震复发周期的影响只有在较长时间跨度上才能体现.     

Dynamic simulation of interactions between major earthquakes on the Xianshuihe fault zone

The authors firstly evaluate the strain accumulation rate of the Xianshuihe fault zone based on earth- quake activity. We calculated the stress and seismic moment accumulation rate for each subsection of the Xianshuihe fault zone based on the distribution of geological slip rate and GPS survey results. According to the results, we get the recurrence intervals of characterized earthquakes on each sub- section respectively. A three-dimensional finite element model for western Sichuan is constructed to discuss the earthquakes triggering among major earthquakes (M>6.7) that occurred along the Xianshuihe fault zone since 1893. The calculated Coulomb failure stress changes (ΔCFS) show that 5 of the 6 earthquakes with Ms>6.7 were triggered by positive ΔCFS. The interactions between major earthquakes not only influence recurrence intervals of characterized earthquakes on each subsection, but also change recurrence behavior of major earthquakes along the whole fault zone.     

鲜水河断裂带乾宁-康定段的滑动速率与强震复发间隔

鲜水河断裂带乾宁——康定段的几何结构比较复杂,由雅拉河、色拉哈——康定、折多塘和磨西4条次级断裂组成,历史上曾发生过1725,1786和1955年3次7级以上强震．本文在断错地貌和年代学（14C 和TL）研究结果的基础上,确定的鲜水河断裂带乾宁——康定段各分支断裂晚第四纪以来的平均水平滑动速率分别为：雅拉河断裂：（2.00.2）mm/a;色拉哈——康定断裂：（5.50.6）mm/a;折多塘断裂：（3.60.3）mm/a;磨西断裂：（9.90.6）mm/a．\r\n 历史地震地表破裂、同震位错和古地震资料研究结果表明,雅拉河断裂具有上千年的强震复发间隔,色拉哈——康定和折多塘断裂强震复发的平均间隔在230～350ａ,未来百年均不存在强震复发的可能性;磨西断裂强震复发间隔在300ａ左右,上一次的1786年7级地震距今已达213ａ,未来百年正处于新一轮的强震复发背景之中．     

Holocene slip rate and paleoearthquake records of the Salt Lake segment of the Northern Zhongtiaoshan Fault,Shanxi Province

The Northern Zhongtiaoshan Fault is a major deep fault at the southern margin of the Yuncheng Basin. There have been few studies on the fault, and the historical earthquakes are few and weak. However, the intensity of activity on the fault should never be underestimated. Through interpretations of aerial images, topography measurements and excavation of trenches, this paper studied the fault distribution, the surface deformation and the activity of the normal fault south of Salt Lake near the city of Yuncheng. By tracing faults in the three trenches, it was found that there had been at least three large paleoseismic events, at 1–3.5, 3.6–4.4 and 7.4–8.8 ka BP. Employing 14 C dating, we determined the same gravel layers in the uplifted side and downthrown side. Making differential Global Positioning System measurements of the vertical difference and topographic profile, we obtained the mean slip rate of the Northern Zhongtiaoshan Fault since 24.7 ka BP(0.75±0.05 mm/a). Using the results of relevant studies, we calculated the possible vertical fault displacement of one earthquake(2.35 m) and obtained the recurrence interval of characteristic earthquakes as 2940–3360 a after dividing the displacement by the mean slip rate.     

由现今地震活动分析鲜水河断裂带中-南段活动习性与强震危险地段

利用最近25年的区域台网地震资料, 基于沿鲜水河断裂带中-南段的b值分布以及多个地震活动参数值的不同组合, 结合震源深度分布、 历史强震背景等, 分析了不同断裂段落的现今活动习性, 进而初步判别该断裂带潜在的强震危险地段。 结果表明, 鲜水河断裂带中-南段目前存在6个不同活动习性的段落。 其中, 道孚段自1981年强震后已再次趋于闭锁, 原因可能与断层面存在“凹凸体”有关, 但应变可能还会进一步积累; 八美段目前处于中偏高应力下的相对静止状态, 推测其断面正处于新的应力积累阶段; 塔公段已有255~300年的无强震期, 目前正处于高应力下的相对闭锁状态, 震源深度剖面上的小震空白区显示出闭锁断层面的轮廓, 应属于未来最可能发生强震的危险地段; 康定、 磨西二个段落表现出中偏低应力下的稀疏小震滑动及较频繁小震滑动的状态, 意味着最晚的一次大地震破裂后断层面尚未重新耦合; 石棉段表现出偏高应力下的频繁中-小地震活动与该段的多条断裂交汇有关。     

青藏高原东北缘热水-日月山断裂带热水段古地震初步研究

通过遥感影像解译和详细的野外填图,获得了热水-日月山断裂带热水断裂段的断错地貌,其水系右旋断错量为140～940m.沿断裂带的探槽开挖,揭示距今9645±220 a B.P,热水段曾发生一次古地震事件;结合前人的研究结果,认为热水-日月山断裂带热水断裂段上古地震复发间隔约3365 a,全新世以来的倾滑速率为0.03 mm/a.热水-日月山断裂带上已揭露出3次古地震事件,分别为9865±40 a B.P～9425±35 aB.P,6280±120 a B.P和2220±360 a B.P,复发间隔为3500 a左右,由于该断裂段最近一次古地震事件距今已接近2220年,与其复发间隔3365 a年相比尚有一段时间,但考虑到古地震事件的不确定性和年代样品的误差,初步推断热水-日月山断裂带热水段的地震危险性不大,但不排除有中强地震的可能性.     

Paleo-earthquake studies on the eastern section of the Kunlun fault

Introduction East Kunlun active fault is one of the largest sinistral slip fault zones in northern Tibetan Pla-teau. The fault tails primarily after the ancient eastern Kunlun suture zone, which was reactivatedby the northward subduction of the Indian plate beneath the Eurasian plate. The western end of thefault starts near the western flank of the Buxedaban peak in Qinghai Province. The fault then ex-tends eastwards through the Kusai Lake, Xidatan, Dongdatan, Alag Lake, Tuosuo Lak…     

鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000-2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2 mm·a-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.     

基于重复微震的小江断裂带深部滑动速率研究

利用云南数字地震台网1999~2011年的波形资料,通过辨识源于同一位置破裂的重复微震来估算小江断裂带不同段落、不同深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了在子采样条件下基于S-P相对到时差来约束地震相对位置的方法,在小江断裂带识别出29组重复微震,其复发间隔存在差异变化.重复微震的时空分布初步分析表明:准周期的重复微震在空间上相对独立,远离其它重复微震和背景地震; 在重复微震集中分布的区域,位置相近的重复微震可能会相互作用而影响其复发间隔;在背景地震活跃阶段,相邻背景地震发生引起的应力变化可能缩短重复微震的复发间隔.利用重复微震的地震矩和重复间隔,估算出小江断裂带孕震深处3~12 km的滑动速率为1.6~10.1 mm·a-1,显示不同破裂段的深部滑动速率存在明显差异.     

鲜水河断裂带北西段不同破裂源强震震级（M≥67）及复发间隔研究

鲜水河断裂带是四川西部一条晚第四纪强烈左旋走滑活动的构造带，历史上发生多次强震. 它与西北侧的甘孜—玉树断裂带一起，构成青藏高原东部的侧向滑移构造系统中的川滇活动地块的北边界——羌塘地块的东北边界. 鲜水河断裂带北西段可以分成4个段落，每一段落均可作为一个独立的基本破裂单元而发生地震破裂，亦有可能发生不同尺度的多段联合瞧裂. 对鲜水河断裂带北西段不同尺度破裂的震级及复发间隔进行研究. 根据该地区的地质、地球物理、测量及地震等方面的资料，结合我国强震复发的特点，分析了拉分盆地内部的滑动速率分布，以确定各段落的等效长度和倾向宽度，从而建立适合我国大陆走滑断裂的面波震级与断裂发震面积的关系式；进而运用地震矩方法，考虑断层之间的相互作用，结合专家意见建立了该段的矩平衡断裂破裂模型；最后，给出了鲜水河断裂带北西段各破裂源特征化地震的复发间隔、震级大小和不确定性，以及他与中小地震的联合震级分布. 结果表明，鲜水河断裂带北西段较易发生单段破裂，复发间隔在100～150年左右.     

Large slip rate detected at the seismogenic zone of the 2008 M_W7.9 Wenchuan earthquake

Repeating microearthquakes were identified along the edge of the rupture area of the 2008 MW7.9 Wenchuan earthquake.Slip rates at depths derived from seismic moments and recurrence intervals are found to be systematically larger than those observed at surface.This large deep slip rate may explain the odds about the occurrence of this unanticipated event.Our observations here suggested that seismic hazard could be underestimated if surface measurements alone are employed.     

A 48-kyr-long slip rate history for the Jordan Valley segment of the Dead Sea Fault

We investigate the late Quaternary active deformation along the Jordan Valley segment of the left-lateral Dead Sea Fault and provide new insights on the behaviour of major continental faults. The 110-km-long fault segment shows systematic offsets of drainage systems surveyed at three sites along its southern section. The isotopic dating of six paleoclimatic events yields a precise chronology for the onset of six generations of gully incisions at 47.5 ka BP, 37.5 ka BP, 13 ka BP, 9 ka BP, 7 ka BP, and 5 ka BP. Additionally, detailed mapping and reconstructions provide cumulative displacements for 20 dated incisions along the fault trace. The individual amounts of cumulative slip consistently fall into six distinct classes. This yields: i) an average constant slip rate of 4.7 to 5.1 mm/yr for the last 47.5 kyr and ii) a variable slip rate ranging from 3.5 mm/yr to 11 mm/yr over 2-kyr- to 24-kyr-long intervals. Taking into account that the last large earthquake occurred in AD 1033, we infer 3.5 to 5 m of present-day slip deficit which corresponds to a Mw  7.4 earthquake along the Jordan Valley fault segment. The timing of cumulative offsets reveals slip rate variations critical to our understanding of the slip deficit and seismic cycle along major continental faults.     

利用重复微震估算红河断裂带北段深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999-2015年的波形资料,通过识别在断层同一位置发生的重复微震来估算红河断裂带北段不同孕震深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,采用基于子采样条件下S-P相对到时差约束地震相对位置,从而确保震源位置一致性的方法,在红河断裂带北段及其附近区域识别出23组重复微震,其复发间隔变化明显.重复微震的时空变化初步分析表明,研究区频繁的背景地震活动和相邻较近的重复微震之间的相互作用都会对重复微震的复发间隔产生影响.利用重复微震的震级和复发间隔,估算得到红河断裂带北段6.0~13.4 km孕震深处的滑动速率为2.3~10.0 mm·a^-1,显示不同孕震深度的滑动速率存在差异.