1996年6月1日甘肃省天祝-古浪5.4级地震的发震构造探讨

根据震区深浅地质构造特征及现场考察结果，１９９６年６月１日天祝古浪５．４级地震极震区位于古浪断裂与武威天祝断裂的交汇部位，该部位是应力积累和释放的有利场所，本次地震即为两条断裂内次级断裂共同作用的结果     

天祝-古浪5.4级地震前后波谱异常特征研究

使用CDSN兰州台数字地震记录资料,用IASPEI推荐的Seisg ram谱分析软件,对1996年6月1日发生在甘肃天祝-古浪MS 5. 4地震之前的3个前震和14个余震的波谱特征作了初步研究: ① 在主震后地震的纵横波零频位移谱值的对数比值从1. 2左右下降到1. 0左右; ② 纵横波谱的拐角频率比值和高频衰减斜率比值均由主震前的1. 0下降到主震后的0. 8;③ 各频谱特征量呈现异常的时间基本上同步,其异常形态也相似; ④ 前震的各频谱特征量较余震有明显差异,因而有可能成为预测主震的重要指标。     

利用单台数字地震记录反演天祝—古浪5.4级地震矩张量

利用单台３分向数字化记录反演了１９９６年６月１日甘肃天祝－古浪５．４级地震的矩张量,并对所得结果与用Ｐ波被动符合的结果进行了比较。结果表明,二具有很好的一致性。结合谝地震的震源机制和震源区的断层的构造情况,认为该地震是在ＮＥ－ＳＷ的压应力作用下,近ＥＷ向的源原西断层天祝－古浪段左旋破裂错动的结果。由于我们得出的结果只是利用了记录波形的最初几个波形,因此它基本反映了该地震的初始破裂错动情况。     

永登5.8级地震和天祝—古浪5.4级地震前S波分裂特征

应用ＣＤＳＮ台网兰州数字台的记录和中法合作建立的朗索数字台的记录,研究了１９９５年７月２２日甘肃永登５．８级地震和１９９６年６月１日天祝－古浪５．４级地震前台剪切波分裂的特征。结果表明,在永登地震前大约１年的时间延迟和偏振方向很快恢复。因此,可以认为,此次地震前ＮＷ向,地震后剪切波分裂时间延迟和偏振方向很快恢复。因此,可以认为,此次地震前Ｓ波分裂方向的前兆特征是明显的。对于天祝－古浪５．４级地震,     

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.

     

1927年古浪8级大震区小震重新定位及问题讨论

联合利用甘肃及周边测震台网记录的古浪及周边地区4 592次地震的P波绝对到时和相对到时资料,采用双差地震定位方法对古浪震源区小震进行重新定位后发现,皇城-双塔断裂带东、西两段表现出不同的力学运动性质,西段以逆冲运动为主,地震主要发生在断裂的下盘;而东段地震却主要发生在上盘,断层活动以局部拉张为主。还首次发现在皇城-双塔断裂带的中段与主破裂呈垂直方向存在一条主震发生时新产生的共轭断层,基于小震的断层面参数反演显示该断裂是一高倾角运动性质以右旋为主兼具正断的断裂。     

天祝-古浪5.4级地震震源机制和发震断层以及海原西断裂大震危险性讨论

研究了发生在海西断裂天祝拉分盆地1996年6月1日5.4级地震的震源机制，利用位于天祝－古浪地区的数字式微震监测台网纪录的余震的精确定位确定了本次地震的发震断层，研究表明这次地震是天祝拉分盆地中垂直于主断裂的近南北向断裂所形成，根据破裂模型和海原西断裂的应力积累状况，讨论了海原西断裂近期的大震危险性。     

京西北地区地震重定位及构造特征

采用双差定位法对京西北地区(39.5°—41.5°N,113°—117°E)2013年1月1日至2017年12月31日6 223次有效地震进行精确定位,得到该区震源分布的精细图像和震源深度剖面图。结果显示,重新定位后地震的水平分布更集中,沿断裂带分布特征更加明显,震中在断裂带呈更明显的条带状、簇状分布,地震与线状的深浅断裂构造的关系密切;大部分地震发生在中上地壳,震源分布为典型震源密集区的空间形态,呈纵深约15 km、直径20—40 km的近圆形"厚饼状"。     

京西北地区地震重定位及构造特征

采用双差定位法对京西北地区（39.5°—41.5° N,113°—117° E）2013年1月1日至2017年12月31日6 223次有效地震进行精确定位,得到该区震源分布的精细图像和震源深度剖面图。结果显示,重新定位后地震的水平分布更集中,沿断裂带分布特征更加明显,震中在断裂带呈更明显的条带状、簇状分布,地震与线状的深浅断裂构造的关系密切;大部分地震发生在中上地壳,震源分布为典型震源密集区的空间形态,呈纵深约15 km、直径20—40 km的近圆形“厚饼状”。     

2001年昆仑山口西8.1级地震与1927年古浪8.0级地震的相似性

对20世纪中国大陆巨大地震进行了研究,认为1927年古浪8．0级地震与2001年昆仑山口西8．1级地震在构造上,与川滇地区的相对位置上,以及孕育、发展和发生的过程都具有一定的相似性,这2个地震对其后川滇地区地震活动形势的影响也具有相似性;这2次地震的发生对中国大陆的地震活动强度有一定的缓解作用;2003年至2005年川滇地区地震活动水平为6．0～6．9级。     

2012年9月7日彝良地震及余震序列双差定位研究

本文提出了时域多通道相关检测函数并用其计算波形互相关走时差数据,采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良地震和余震序列共944个地震进行重定位,得到652个重定位事件,并与目录数据的结果进行了对比.本文采用了多个准则对走时差数据进行筛选,确保定位结果稳定可靠.得到MS5.7主震的震中为27.516°N,103.951°E,震源深度6.9 km;MS5.6主震的震中为27.543°N,104.023°E,震源深度7.27 km;重定位结果显示,地震序列紧缩为条带状并沿附近断裂走向分布,深度总体分布较重定位前变浅,集中分布在5~8 km,地震群出现轻微倾斜.东西向、南北向、深度和发震时刻的平均相对误差分别为55.2 m,43.0 m,186.7 m和0.01 s,走时残差16ms.研究表明:互相关数据的结果要优于目录数据;震源深度与速度模型存在较大的相关性;确定彝良—会泽断裂为本次彝良地震序列的发震构造.     

Spatial Distribution of Seismic Landslides in the Areas of 1927 Gulang M8.0 Earthquake

The 1927 Gulang M8.0 earthquake has triggered a huge number of landslides, resulting in massive loss of people''s life and property. However, integrated investigations and results regarding the landslides triggered by this earthquake are rare; such situation hinders the deep understanding of these landslides such as scale, extent, and distribution. With the support of Google Earth software, this study intends to finish the seismic landslides interpretation work in the areas of Gulang earthquake (VIII-XI degree) using the artificial visual interpretation method, and further analyze the spatial distribution and impact factors of these landslides. The results show that the earthquake has triggered at least 936 landslides in the VIII-XI degree zone, with a total landslide area of 58.6 km². The dense area of seismic landslides is located in the middle and southern parts of the X intensity circle. Statistical analysis shows that seismic landslides is mainly controlled by factors such as elevation, slope gradient, slope direction, strata, seismic intensity, faults and rivers. The elevation of 2 000-2 800 m is the high-incidence interval of the landslide. The landslide density is larger with a higher slope gradient. East and west directions are the dominant sliding directions. The areas with Cretaceous and Quaternary strata are the main areas of the Gulang seismic landslides. The X intensity zone triggered the most landslides. In addition, landslides often occur in regions near rivers and faults. This paper provides a scientific reference for exploring the development regularities of landslides triggered by the 1927 Gulang earthquake and effectively mitigating the landslide disasters of the earthquake.     

1927年古浪8级大震及其周边地区三维地壳P波速度结构特征

本文联合利用甘肃及周边测震台网记录的古浪及周边地区4592次地震的P波绝对到时资料和相对到时资料,采用双差地震层析成像方法反演了古浪震源区高分辨率的三维P波速度精细结构.结果显示,浅部P波速度分布与地表地质之间具有很好的对应关系.皇城—双塔断裂带在6 km以上深度表现为高速异常带,而在6~15 km逐渐转换为明显的低速特征,之后再次转换为高速体.震区下部在10~20 km深度有一个尺度约200 km²的低速异常体,地震发生时破裂首先在该低速体发生,与主震空间位置非常吻合.主震区的岩石结构主要由奥陶纪变质砂岩、石英岩和加里东期的花岗岩等坚硬岩体组成.这种坚硬岩体对应的P波速度结构为高速体,有利于能量积累.武威盆地在20 km以上深度表现为明显的低速异常,在25 km深度之下,整体显示为高速体,表现出稳定块体的特征.表明武威盆地中下地壳和上地幔顶部已插入到冷龙岭隆起带之下.震区小震重新定位发现,皇城—双塔断裂带东、西两段表现出不同的力学运动性质,西段以逆冲运动为主,地震主要发生在断裂的下盘.而东段地震却主要发生在上盘,断层活动以局部拉张为主.我们还首次发现在皇城—双塔断裂带的中段与主破裂呈垂直方向存在有在主震发生时新产生的一条共轭断层,基于小震的断层面参数反演显示该断裂是一高倾角运动性质以右旋为主兼具正断的断裂.

     

玉树地震震源区速度结构与余震分布的关系

利用玉树震区21个应急流动地震台站和青海省地震台网固定地震台站的观测数据,采用双差层析成像方法,对2010年4月14日至6月15期间发生的地震进行了重定位,并反演得到了玉树地震震源区的三维速度结构.重定位结果揭示余震主要沿NW向成窄带状分布在断层的两侧,表明脆性破裂应力释放主要集中于一个狭窄的区域内.在西北端,余震偏离玉树—甘孜断裂分布,在SW向也有分布,推测可能与南西向次级断裂有关.双差层析成像得到的速度结构在浅部与地表地质构造相一致,中上地壳的速度结构显示巴颜喀拉地块为高速异常,羌塘地块为低速异常.玉树地震余震分布与特定的速度结构存在相关性：主震发生在高低速过渡带偏高速体的一侧,余震主要分布在高速体外围,高速体内部几乎没有余震分布.一般说来,中上地壳的高速体通常具有较高的强度,可以积累较强的孕震能量.主震发生后,高速体内积累的弹性能量向周边释放,可能是导致高速体周边余震发生的主要原因.     

Relocation of the M8.0 Wenchuan earthquake and its aftershock sequence

We relocated M8.0 Wenchuan earthquake and 2706 aftershocks with M≥2.0 using double-difference algorithm and obtained relocations of 2553 events. To reduce the influence of lateral variation in crustal and upper mantle velocity structure, we used different velocity models for the east and west side of Longmenshan fault zone. In the relocation process, we added seismic data from portable seismic sta-tions close to the shocks to constrain focal depths. The precisions in E-W, N-S, and U-D directions after relocation are 0.6, 0.7, and 2.5 km respectively. The relocation results show that the aftershock epi-centers of Wenchuan earthquake were distributed in NE-SW direction, with a total length of about 330 km. The aftershocks were concentrated on the west side of the central fault of Longmenshan fault zone, excluding those on the north of Qingchuan, which obviously deviated from the surface fault and passed through Pingwu-Qingchuan fault in the north. The dominant focal depths of the aftershocks are between 5 and 20 km, the average depth is 13.3 km, and the depth of the relocated main shock is 16.0 km. The depth profile reveals that focal depth distribution in some of the areas is characterized by high-angle westward dipping. The rupture mode of the main shock features reverse faulting in the south, with a large strike-slip component in the north.     

1927年古浪8级大震区及其周边地块的深部电性结构

沿穿过古浪大震震中区乐都—武威—白马岗北北东方向约340 km长的剖面,进行了16个测点的大地电磁探测.使用Robust技术处理观测数据,分析了视电阻率、阻抗相位、Swift二维偏离、最佳电性主轴方位角等参数,并采用NLCG二维反演技术对TE和TM两种模式的数据进行了二维反演模拟.结果表明：大通山—大坂山、西海原、皇城—双塔、龙首山和北大山5条断裂为明显的电性边界,其中西海原、皇城—双塔、龙首山和北大山断裂由西南向东北依次变浅变缓并在深部收敛于壳内低阻层上.沿剖面上地壳的电性构造较中下地壳的复杂,上地壳自西南向东北可分为中祁连隆起、北祁连褶皱带、冷龙岭隆起、武威盆地、潮水盆地和北大山隆起6个构造单元样式,显示与地表地质调查一致的构造格局;而在中、下地壳,武威盆地、潮水盆地和北大山隆起为一体,都属于阿拉善地块.中祁连和阿拉善地块电性成层性好,存在西南深、东北浅的壳内低阻层,北祁连褶皱带和冷龙岭隆起带电性结构复杂,高、低电阻体相间.1927年古浪地震震中区西南侧和上方区域的电阻率为高电阻率区,下方和东北侧区域为低电阻率区,处于电性结构明显呈台阶状陡变的地带,表明古浪地震是一次与断坡作用有关的地震.     

1927年古浪8级地震的破裂习性及破裂机制的数值模拟

1927年古浪8级地震是继1920年海原8．5级地震之后发生在海原一祁连山断裂带上的另一次特大地震。对这次地震的破裂习性，前人的研究结果存在较大分歧。本文在多探槽揭露和地面追踪调查基础上，结合相关的历史资料分析后，认为本次地震是由构成古浪推覆体的天桥沟一黄羊川断裂、皇城双塔断裂冬青顶断裂段以及武威一天祝隐伏断裂等共同作用的结果。对古浪推覆体平面和剖面变形机制的有限元数值模拟结果显示，其应力和应变的集中区主要分布在天桥沟一黄羊川断裂西段、皇城一双塔断裂冬青顶一带以及武威一天祝隐伏断裂和古浪一双塔断裂所在的古浪峡一带，这与地震地表破裂带的展布是一致的，同时也进一步说明了1927年古浪8级地震是该推覆体整体活动的结果。     

Development and Applications of Double-difference Seismic Tomography

Double-difference (DD) tomography is a generalization of DD location; it simultaneously solves for the three-dimensional velocity structure and seismic event locations. DD tomography uses a combination of absolute and more accurate differential arrival times and hierarchically determines the velocity structure from larger scale to smaller scale. This method is able to produce more accurate event locations and velocity structure near the source region than standard tomography, which uses only absolute arrival times. We conduct a stability and uncertainty analysis of DD tomography based on a synthetic data set. Currently three versions of the DD tomography algorithms exist: tomoDD, tomoFDD and tomoADD. TomoDD assumes a flat earth model and uses a pseudo-bending ray-tracing algorithm to find rays between events and stations while tomoFDD uses a finite-difference travel-time algorithm and the curvature of the Earth is considered. Both codes are based on a regularly distributed inversion grid, with the former for a local scale and the latter for a regional scale. In contrast, tomoADD adapts the inversion mesh to match with the data distribution based on tetrahedral and Voronoi diagrams. We discuss examples of applying DD tomography to characterize fault zone structure, image high-resolution structure of subduction zones, and determine the velocity structure of volcanoes.