汶川8.0级地震对东部地震形势影响分析

探讨了2008年5月12日发生的汶川(31°00′N,103°24′E)Ms8.0巨震对中国东部地区地震形势的影响.(1 中国大陆地震活动的动力主要来源于西南侧印度板块碰撞、东部太平洋板块俯冲和挤压以及东南部的菲律宾板块作用等,并在大陆内部形成了多条大的活动构造.这些板块之间、断裂之间的相互作用,决定了大陆内部地震活动呈现西强东弱,东西呼应的基本格局.     

中国大陆东部地震区的纬向划分和地震活动幕的分析

本文对中国大陆东部(107.5°E 以东的大陆地区)的地震活动性差异进行了纬向划分,并对比了西太平洋岛弧—海沟系统地震活动空间分布的差异,表明大陆东部地震活动并非随机分布,各地震区之间的地震活动特征具有明显的差异。着重讨论了华北和长江中下游地震区几十年尺度地震幕演变过程的时空特征。     

中国大陆及邻区大尺度浅源强震空间分布的不均匀性和板块耦合的力学机制

对近代中国大陆及其邻区板内浅源强震空间分布的大尺度不均匀性进行研究，得出：（１）该区存在４个主要的高地震活动区，即华北地震区（３０°～４２°Ｎ）、东南沿海地震区（１９°～２５°Ｎ）、南北地震区（缅甸—中国—蒙古）和中亚地震区（帕米尔—天山—贝加尔湖）；（２）这４个地震区与该区周围板块（欧亚板块与北美—太平洋—菲律宾海—印度板块）之间边界上地震耦合强度大的段落大致垂直；（３）作用于板块边界不同段落上的应力水平差异，可能是中国大陆及其邻区板内近代大尺度强震活动空间分布不均匀性的控制因素     

中国大陆及其周边地区应力场特征

本文收集了1976—2018年发生在中国大陆及其周边地区(15°~55°N, 65°~125°E)的4303个地震震源机制解, 分析了该区震源机制解和P、 T轴空间分布特征, 并使用这些震源机制解, 反演得到了中国大陆及周边地区二维构造应力场分布。 应力场反演结果表明, 云南大部、 青藏高原大部以及华北华南大部以走滑型应力性质为主, 印度洋板块与欧亚板块的强烈碰撞控制着中国西部地区, 大量的逆断型地震集中分布在青藏高原周缘和西域活动地块的天山地区。 青藏高原内部也存在正断型地震, 且应力场方向在26°N发生了很大的变化。 位于青藏高原东构造线以南的滇缅活动块体, 最大主压应力σ₁方向在大致100°E发生突变, 由以西的NNE方向偏转到NNW方向。 中国东部的东北块体到华北块体再到华南块体, 最大主压应力方向有一个从NE向逐渐转变成EW向再变化到NW向的旋转趋势。 应力场总体结果表明, 中国东部应力场主要受到太平洋板块和菲律宾板块对欧亚大陆俯冲的作用, 中国西部主要受印度板块向北碰撞欧亚大陆的影响, 块体内部相互作用、 块体与断裂带相互作用也对应力场变化产生影响。     

内蒙古东部地震形势及平均波速比分析

内蒙古东部地区(41°—51°N,115°—125°E)近几年来地震活动性增强,中强地震比较活跃。2009年,辽蒙交界和牙克石-扎兰屯地区的地震形势更加紧迫。基于内蒙古东部的地震形势分析,根据内蒙古东部地区的台站分布、断裂构造及地震空间分布特点等,划分出4个分区;在2003年到2009年的时段内,筛选出符合计算要求的地震事件482个。根据多台和达法,分别计算各个分区的平均波速比值,通过对波速比曲线进行近均值滑动滤波,分析波速比在中强地震前的变化规律,认为可以把震前波速比异常作为中强地震发生的中短期指标。     

欧亚大陆及西太平洋边缘海地区瑞雷波群速度结构与各向异性分布

根据欧亚大陆及西太平洋地区102个数字化台站记录的近万次地震事件的长周期垂直向瑞雷波资料,利用时频分析方法测量并筛选后共得到11213条质量较高的基阶瑞雷波群速度频散资料.纯路径频散的反演中同时计算方位各向异性,反演获得了欧亚大陆及西太平洋边缘海地区(10°E—150°E,10°S—80°N)8—200s共28个周期的瑞雷波群速度及各向异性空间分布图象.瑞雷波高分辨率层析成像表明,30—60s周期,以青藏高原为中心呈极低速分布;100—120s周期,速度差异幅度较大,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽2500—4000km,长约8000km的巨型低速异常带.相对海洋来说,欧亚大陆各向异性强度较弱且快波方向较复杂.由于受到印度板块与欧亚板块的碰撞,中国大陆西部的各向异性强度明显大于东部.     

南北地震带地震活动特征

采用数理统计方法探讨了780 BC至今、100°—110°E、22°—35°N（中国南北地震带）区域的中国大陆5.0级及以上天然地震的分布规律。通过GMT软件绘制了南北地震带上地震震中和断裂分布图像,分析了南北地震带地震时空分布与地震活动性的规律。研究表明,该地区的大震与强震几乎全部发生在断裂带上,地震频次高、震中密集,呈现集群性等特征,地震活动性较高。该地震带中、南段相似,与北段存在显著差异。在南北地震带上,地震的活跃幕与平静幕持续时间,与活跃幕强度有关。研究结果对于了解地震的时空分布特征,认识中国南北地震带的发震规律,地震的孕震发震和地震活动周期有参考意义。      

南北地震带与华北地块强震间的相关迁移

地震震源机制解和地应力实测结果表明, 我国大陆地区存在近似于辐射状的区域应力场, 其辐射中心位于青藏地块东部. 本文首先定义我国大陆应力场近似辐射中心(35°N、 100°E)为动力源点, 在此基础上计算了1900年以来我国大陆东部地区(30°N—44°N、 104°E—125°E)所发生的34次M_S≥6.0地震震中到动力源点的距离与地震发生时间的关系. 结果表明, 20世纪南北地震带中北段发生M_S≥7.0地震后, 华北地块陆续发生了一系列M_S≥6.0地震, 且有随时间从南北地震带附近大体向东迁移的规律. 据此说明, 华北地块的地震主要受控于印度板块作用下青藏地块向我国大陆东部挤压的影响, 在其作用下产生了华北地块M_S≥6.0地震的系列东向迁移活动. 总体来看有4组明显的地震迁移活动, 每组地震“序列”的迁移视速度约为80 km/a. 华北地块首发M_S≥6.0地震距南北地震带中北段最近一次M_S≥7.0地震的时间间隔约为1个月至11.8年, 且60%的M_S≥6.0地震发震地点在(39°N±1.5°)区域内. 据此推测, 2008年汶川M_S8.0和2013年芦山M_S7.0地震后, 华北地块近年存在发生M_S≥6.0地震的可能, 晋冀蒙交界和环渤海及其附近地区值得重点关注.      

中国东部地区P波到时残差的研究

本文研究了300个远震事件在中国东部(100°—125°E,20°—45°N)近50个台站的P波到时残差。事件的选择标准如下:(1)地震相对于台网中心有良好的方位覆盖和距离分布,震中距遍布30°—100°;(2)绝对走时残差小于5秒;(3)体波震级大于5级。研究包括:残差的频度分布,台站绝对残差平均值和相对残差平均值,相对残差的方位角-入射角分布。结果表明:(1)中国东部地区的上地幔存在严重的横向不均匀性;(2)似乎有一条北北东走向的深层构造带将中国东部地区分成两部分,西部速度偏高,东部速度偏低,这与由重力资料反演的中国地区上地幔密度分布结果有较好的相关性。     

中国大陆东部强震活动特征

中国大陆东部是我国地震高发地区,区域内人口密度大、经济相对发达。根据地质构造背景和地震活动的差异,将中国大陆东部划分为东北地区、华北地区、东南沿海地区和华南其他地区,选取1815年以来M_S≥6.0地震目录(不包含东北深源地震)作为基础资料研究中国大陆东部强震活动特征。首先基于活动地块理论对中国大陆东部地震活动区进行划分,然后从时间和空间分布上分析中国大陆东部强震活动特征,最后预估中国大陆东部的未来强震活动趋势。研究结果表明:(1)中国大陆东部M_S≥6.0地震主要集中在华北地区和东南沿海地区,而东北地区和华南其他地区强震活动相对较弱,同时华北地区和东南沿海地区MS≥6.0地震具有同步活跃的特征;(2)华北地区M_S≥6.0地震的主体活动区包括华北平原活动地块、鲁东-黄海活动地块和燕山-渤海带,东南沿海地区的主体活动区为滨海断裂带、长乐-诏安断裂带和台湾海峡,东北地区的主体活动区为松辽盆地;(3)采用威布尔分布对1815年以来各活跃幕时段M_S≥6.0地震首发和次发地震间隔进行拟合,认为未来5年中国大陆东部发生M_S≥6.0地震的可能性较大。     

郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构的分段特征及其地质意义

本文采用天然地震近震走时反演地壳三维速度结构的方法获得了郯庐断裂带鲁苏皖段及附近地壳(30°N—37°N,113°E—122°E)三维速度结构.对地壳内分层速度结构的分析发现,郯庐断裂带鲁苏皖段存在速度的分段特征.郯庐断裂带鲁苏皖段浅层35.3°N以北,34.5°N—35.3°N间,33°N—34.5°N间呈现的速度分段和地表出露地层有关,与地质上安丘段、莒县—郯城段,新沂—泗洪段三个破裂单元相对应,且和各段的地震活动相呼应,表明郯庐带新沂到泗洪段可能是断裂的闭锁段.郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构自浅至深分为三段,大体位置是:南段(32.5°N—33°N以南),中段(32.5°N—33°N至35°N—35.3°N),北段(35°N—35.3°N以北).上地壳分段与苏鲁超高压变质岩带的插入有关,中、下地壳速度分段则可能和火山岩滞留有关.地壳各层速度结构不同段的速度差异反映了构造块体的速度差异,表明各构造块体在地壳下部仍有差异,郯庐带西侧速度总体高于东侧,反映了不同构造块体的形成和组成差别,也说明了该断裂带可能延伸到莫霍面.而不同深度的分段性可能反映了不同地质演化过程.     

郯庐地震带分段特征与小震序列活动分析

2008年汶川地震后,中国东部的地震活动水平上升,郯庐地震带内的小震序列活动增强显著。根据郯庐断裂带的分段特征,将郯庐地震带划分不同分段,结合分段内不同小震序列活动变化,研究不同分段的地震活动性参数异常,分析郯庐地震带分段之间的地震活动性的相互关系。     

中国大陆地应变率场分布及其与地震活动性关系的研究

利用中国大陆地区的GPS速度观测资料,通过2次插值计算,得到地应变率场。首先将GPS观测结果通过插值计算获得中国大陆及邻区均匀网格节点上的速度值,然后运用有限单元中形函数(Lagrange插值函数)的求导方法,计算每个网格单元积分点处的地应变率分量,从而获得中国大陆及邻区稳定的地应变率场的分布。计算结果表明,总体上中国大陆及邻区地应变率分布西高东低;以南北地震带为界,西部地区应变率高,而东部地区,尤其是华南地区地应变率很低;而塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等构造稳定区域的地应变率也很小。此外,还发现中国大陆及邻区地应变率分布与地震活动之间的关系非常密切,变形产生的应变能密度与地震密度(1.0°×1.0°内发生的地震数目)之间吻合得很好,应变能密度高的区域,地震活动性较强;反之,则较弱。同时,最大剪应变率、面应变率与地震活动性之间也呈对应关系。     

云南地区地壳速度结构和地震活动性研究

云南(21~29°N,97~106°E)地处印度板块与欧亚板块中国大陆碰撞带的东缘,是中国大陆最活跃的地震活动区域之一,其地震活动频度高、震级大、分布广,属于板缘、板内地震混合型地区.本研究采用中国地震科学台阵探测在南北地震带南段布置的367个流动地震台站记录到的波形数据,人工挑选出良好约束的,ML震级3.0的近震P波走时数据,采用VELEST算法,联合反演得到了研究区的一维P波速度结构和震源参数.结果表明,云南地区一维P波速度模型在0和30 km之间速度介于5.96~6.60 km/s之间;在30到40 km之间的下地壳P波速度值为6.60~6.80 km/s;上地幔顶部平均P波速度为7.80 km/s,低于全球大陆速度模型均值(8.04~8.10 km/s).基于新模型的地震活动性分析表明云南地区地震事件大多发生在中上地壳(20 km),约20 km处地震活动性最强且各个震级范围地震均有发生,可能指示该深度范围活跃的构造运动和复杂的应力状态.     

全球强震与地球自转角加速度变化过程关系统计研究

统计分析了1962—2017年全球强震活动与地球自转角加速度变化过程的关系, 结果显示, 全球8级以上地震发生在地球自转角加速度下降期的概率相对自然概率高出12%, 达到64%, 统计结果具有显著性, 但7.5级和7.8级以上地震的统计结果没有显著性。 分区统计结果表明, 全球强震活动具有明显的区域性特征: 在地球自转角加速度上升期, 高于自然概率的强震主要分布在阿尔卑斯带中西段、 环太平洋地震带的琉球—菲律宾地区以及中国东部; 在地球自转角加速度下降期, 高于自然概率的强震主要分布在环太平洋地震带、 阿尔卑斯带中段(喜马拉雅弧)、 阿尔卑斯带东段(印尼岛弧海沟)以及中亚大陆地区。 分析认为地球自转角加速度变化过程与全球区域地震活动之间存在较强的相关性, 可能与地球自转角加速度变化引起板块间相互作用的强弱有关。     

印度—澳大利亚板块边界带强震活动与中国大陆西部强震活动的相关性研究

2001年以来全球8级地震呈现新的活跃态势, 7.5级以上强震在空间上呈优势分布, 强震相对集中在西太平洋地震带和欧亚地震带, 印度—澳大利亚板块的汇聚边界带上尤为突出。 2009年全球发生20次7级以上强震, 其中有15次发生在印度—澳大利亚板块, 近期仍具有延续全球强震活动优势空间分布。 本文在以往关于印度—澳大利亚板块运动方式以及相关地震活动研究基础上, 将印度—澳大利亚板块分为印度亚板块和澳大利亚板块, 依据强震应变释放资料分析中国大陆西部、 印度板块边界和澳大利亚板块边界之间强震活动可能的相关性。 结果表明, 中国大陆西部地区与印度板块边界的强震活动有较好的相关性, 印度板块边界与澳大利亚板块边界活动也有一定的相关性。 1914—1993年时段的中国大陆西部地区5个完整强震释放时段与印度板块地震活动表现出很强的相关性, 且中国大陆西部地区强震活动相对印度板块边界地区滞后0~5年, 这对于中国大陆地区强震趋势跟踪具有一定的参考意义。     

中国东部地区地震活动与构造应力场关系的有限元数值模拟

运用有限元数值模拟方法结合板块构造边界条件和板内构造分布特征对中国大陆东部地区的基本构造应力场进行数值模拟,根据研究区受周边板块作用的情况分析板块边界作用力的变化对内部应力场的影响。对比有限元数值模拟结果解释了中国大陆东部地区地震活动空间分布的特点。     

华南块体中部上地壳剪切波分裂特征

本文采用剪切波分裂分析方法,使用华南流动地震台阵(HN Array)和国家地震台网记录的近场波形资料,分析华南块体上地壳介质的地震各向异性特征.结果显示,华南块体快剪切波优势偏振方向整体表现为近东西向,与区域最大主压应力方向基本一致.结合华北块体地震各向异性特征,推测太平洋板块西向俯冲和菲律宾板块北西向俯冲作用,是中国大陆东部中上地壳各向异性的重要构造背景,导致中国大陆东部表现出近东西向的构造应力特征.苏鲁—大别造山和江南造山带的快剪切波偏振方向发生明显区域性变化,揭示了块体之间相互作用产生局部复杂构造特征和应力分布特点.研究显示,各向异性观测结果会因地壳结构的多样性变得复杂,通过江汉盆地的地震各向异性特征揭示出盆地内存在不同尺度的应力场.研究认为,岩石组分对中上地壳地震各向异性有重要贡献,华夏块体东部广泛存在的变质岩导致东西华夏块体各向异性偏振方向存在明显差异.     

东亚大陆、 西亚大陆和东地中海地区地震活动性异同的初步综述

本文初步综述了东亚大陆、 西亚大陆和东地中海地震区地震活动性异同。 地震活动性的含义不仅指地震的时空强图像, 也包括地震的构造和动力学背景分析。 结果表明, 总体上东亚大陆、 西亚大陆和东地中海地区的地震活动性和变形, 都和欧亚板块与周边(北美、 太平洋、 菲律宾海、 印度、 阿拉伯和非洲等)板块等相互作用(汇聚、 碰撞、 俯冲和速度)密切相关。 宏观上, 东亚大陆、 西亚大陆和东地中海地区的地震活动性都表现为疏密相间的震中分布图像以及断裂走向的对称性等。 然而, 在这些大陆地震区相关的板块相互作用的边界上以及内部的地震活动、 构造和动力学背景等方面仍存在不少差异。     

1999年台湾7.6级大震后江苏-南黄海地区中强震分析预测

1　江苏—南黄海地区中强震与台湾 7级强震的相关关系江苏—南黄海地区 ( 3 1°～ 3 5.5°N,1 1 8°～ 1 2 4 .5°E)地处扬州—铜陵地震带中东段 ,位于华北地震区与华南地震区的交接部位 ,这里是我国东部地震活动水平较高的地区 ,众所周知 ,太平洋板块、菲律宾板块对欧亚板块的俯冲挤压 ,是我国大陆东部地区地震活动的主要动力源。 1 999年 9月 2 1日台湾 7.6级大震的发生 ,使得本区在 1 994～ 1 997年 4年中强震连发的形势之下又面临一场严峻的考验。表 1　台湾地区 7级强震与江苏—南黄海地区中强震之间相关关系序号台湾地区江苏—南黄海…