西南天山地表三维位移场及断层位错模型

利用1992—2012年间西南天山GPS观测和2003—2009年EnviSAT卫星InSAR图像,构建西南天山与塔里木盆地间(喀什坳陷)震间变形的三维位移场,约束区域内滑脱断层运动模型.结果显示:位于喀什坳陷基底与沉积盖层间埋深为12~18 km的主滑脱断层进入西南天山(迈丹—喀拉铁克断裂带以北)沿高角度断坡深入天山底部至23~33 km,并北倾1°~2°延伸至天山内部,从完全闭锁到自由蠕滑,滑动速率9~10 mm·a-1.依据断层位错模型,1902年阿图什M8大地震可能从铁列克断层根部23 km左右开始破裂,沿高角度断坡断层扩展25~30 km的距离至科克塔木背斜南翼托特拱拜孜—阿尔帕雷克断裂.1902年阿图什地震可能导致阿图什背斜下方埋深2~12 km的高角度断坡断层以2~3 mm·a-1速率持续蠕滑,蠕滑过程释放的应力等价于一次Mw6.7左右的中强地震,西南天山及喀什坳陷基底滑脱断层控制了西南天山及前陆地带的现今变形和地震活动.     

2015年尼泊尔M_W7.9地震对青藏高原活动断裂同震、震后应力影响

2015年尼泊尔MW7.9地震重烈度区从震中向东延伸,致灾范围包括尼泊尔、印度北部、巴基斯坦、孟加拉和中国藏南地区,其应力调整对邻区和周边活动断裂可能产生重要影响.本文基于地震应力触发理论,采用岩石圈地壳分层黏弹性位错模型,计算了尼泊尔MW7.9地震引起的周边断裂,特别是青藏高原活动断裂的同震和震后库仑应力变化.结果显示,尼泊尔地震同震效应引起大部分震区库仑应力升高,余震主要分布在最大同震滑动等值线外部库仑应力升高区域;少量余震靠近最大滑动量区域,可能该区域积累的地震能量在主震期间没有完全释放.尼泊尔地震同震库仑应力对青藏高原,特别是中尼边境区域活动断裂有一定影响.亚东—谷露地堑南段、北喜马拉雅断裂西段、当惹雍错—定日断裂和甲岗—定结断裂同震库仑应力升高,其中当惹雍错—定日断裂南端,北喜马拉雅断裂西段同震库仑应力变化峰值超过0.01 MPa;帕龙错断裂、班公错断裂、改则—洞措断裂库仑应力降低,其地震发生概率有所降低.震后应力影响方面,未来40年内黏弹性松弛作用导致北喜马拉雅断裂、改则—洞措断裂和喀喇昆仑断裂整体应力卸载;藏南一系列正断层震后应力持续上升,其中帕龙错断裂南段受到震后黏弹性库仑应力影响,由应力阴影区逐渐转化为应力增强区,当惹雍错—定日断裂南段应力进一步加强,震后40年其南端应力变化峰值达到0.1345 MPa,亚东—谷露断裂南段应力亦持续增强.藏南正断层的地震活动性值得进一步关注.     

新疆伽师地区现今构造运动和地形变GPS监测的初步研究

对伽师及帕米尔东北侧地区的ＧＰＳ监测网者加密和复测,采用ＧＰＳ高精度数据处理进行解算,获得了高精度的观测结果,基线的相对精度达１０＾ －８～１０＾－９。根据观测结果,初步得到了该地区的现今地壳形变速率图及各基线矢量的时间序列。结果表明,伽师地区向北推移、塔里木盆地对天山的正向挤压是该区地壳运动的主要方式。     

GPS时间序列及其对昆仑山口西 8.1级地震的响应

采用GIPSY软件解算的站点坐标时间序列,对我国25个GPS基准站的观测数据进行了分析. 结果表明, 该时间序列存在明显的趋势变化,经向坐标与纬向坐标的趋势变化反映了各站点在全球板块中的运动; 垂直方向的趋势变化揭示的可能是大尺度的构造信息, 也可能是站点周围局部运动的反映. 分析还表明,该时间序列存在明显的近乎1年的年变周期,但具体原因还有待于进一步研究. 最后, 就该时间序列对昆仑山口西8.1级地震的响应进行了分析. 结果表明:GPS时间序列对该地震的孕育过程反映明显,并根据时间进程及异常特点将昆仑山口西8.1级地震的孕育过程分为3个阶段: 块体受力状态的变化、应力积累和能量的快速积累与缓慢释放. 在8.1级地震孕育的初始阶段和临震、同震及震后恢复阶段, 垂直方向的异常占据主导地位,初始阶段垂直方向的异常运动导致断层间闭锁; 而在地震孕育的中期,各块体间水平方向的差异运动则占主导地位,它是引起能量在断层闭锁段积累的重要原因.       

川西地区地壳形变特征及其对汶川8.0级地震成因的启示

四川西部地区是构造运动强烈,强地震多发区.自公元前26年有破坏性地震记载以来,共记录6～6.9级地震48次,7～7.9级地震18次.平均每10～15年1次,主要集中在活动块体的边界断裂带上.川西地区的强震受NW向、NE向和近SN向活动断裂所控制,明显地表现出变形局部化的基本构造特征.     

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基于GPS的2021年玛多MW7.4地震同震静、动态形变场

利用青海省CORS网GPS连续观测数据获取2021年玛多M_W7.4地震的同震形变场以及震时地表运动状态。结果表明,断层南北两侧的近场测站分别展现出南东向和北西向运动,符合左旋走滑机制。同震形变集中在震中距300 km范围内,震中距150 km以内的站点均能反映出cm级的位移,最大水平向位移为28.3 cm(JDUO站)。高频GPS动态形变提取出的永久位移与静态解算结果相当,其动态波形最大峰值为49.9 cm(KANQ站)。依据震中距和波形初动时间估计得到地震波速为2.8~4.9 km/s,断层东端的站点估算速度大于其他站点,可能与此次破裂的方向性或者破裂传播速度有关。依据震级经验公式,动态波形估算震级在M6.8~7.6区间,拟合平均震级为M7.35±0.15。若在实时条件下,震后70 s内可得到稳定的震级。     

2008年汶川地震中断坡-滑脱断层破裂: 龙门山挤压隆升的大地测量证据

青藏高原东缘龙门山构造隆升一直存在挤压造山模式和下地壳层流模式之争.下地壳层流模型认为,龙门山隆升与水平缩短关系不大,山前断层只是高原、盆地间差异性垂直运动的结果,高原之下无需挤压模式中的大规模水平滑脱层.本文利用近场密集的同震形变数据,约束汶川地震破裂几何特征及同震滑动分布.反演结果显示汶川地震撕裂龙门山中南段近水平滑脱层, 宽度达到60～80 km,释放能量约占总标量地震矩的12%,在16～21 km深度出现两三个滑动量高达6～7 m的破裂区.深部低角度破裂往上转为高角度逆冲,沿龙门山中央断裂以约55°倾角出露地表.汶川地震破裂的几何产状和滑移幅度表明龙门山冲断带发育大规模的近水平滑脱层,是青藏高原东缘地壳缩短增厚、龙门山挤压隆升的重要证据.     

基于GPS资料约束反演川滇地区主要断裂现今活动速率

以GPS数据给出的川滇地区(96°~108°E, 21°~35°N)速度场为约束, 依据研究区已知断裂分布情况建立连接断层元模型, 用最小二乘方法反演了该地区主要活动断层的现今错动速率. 结果显示, 印藏碰撞引起的北北东向推挤和高原隆升引起的重力势能作用造成青藏高原物质东向挤出. 遇到来自稳定华南块体的阻挡后, 高原东南部物质相对稳定欧亚板块转向南东方向继而向南运动, 使得川滇地区围绕喜马拉雅东构造结作顺时针转动, 造成川滇地块东侧断裂作左旋走滑活动, 而其西侧断裂以右旋走滑活动为主. 其中甘孜-玉树、鲜水河、安宁河、则木河、大凉山、小江断裂及其向南西方向延伸的部分和打洛-景洪、湄沾断裂构成青藏高原东南部东向挤出的东北边界和东边界, 左旋速率分别为0.3~14.7, 8.9~17.1, (5.1 ± 2.5), (2.8 ± 2.3), (7.1 ± 2.1), (9.4 ± 1.2), (10.1 ± 2.0), (7.3 ± 2.6)和(4.9 ± 3.0) mm/a. 青藏高原东南部东向挤出的西南边界似乎不是由单一断裂带构成, 而是在较宽范围内形成的一条右旋剪切带. 位于红河断裂北东侧的南华-楚雄-建水断裂和西南侧的无量山断裂带、龙陵-澜沧断裂活动性较强, 分别具有(4.2 ± 1.3), (4.3 ± 1.1)和(8.5 ± 1.7) mm/a的右旋走滑活动. 但金沙江断裂目前基本不活动, 红河断裂的活动性不强. 龙门山一带没有发现明显的地壳活动, 而其西北方向的活动带(龙日坝断裂)约有(5.1 ± 1.2) mm/a的右旋走滑分量. 川滇菱形块体内部的一些断裂表现出较强的活动性, 其中理塘断裂左旋走滑速率为(4.4 ± 1.3) mm/a, 拉张速率(2.7 ± 1.1) mm/a; 玉农希断裂及其周边地区右旋剪切形变速率为(2.7 ± 2.3) mm/a, 地壳缩短速率(6.7 ± 2.3) mm/a. 丽江-小金河断裂中段活动性强于北段和南段, 达到左旋走滑(5.4 ± 1.2) mm/a, 拉张(0.5 ± 1.0) mm/a. 与此同时, 讨论了不同断裂锁定深度对结果的影响, 并得到鲜水河断裂的锁定深度为15 km, 70%置信区间为11~19 km. 上述反演结果表明, 研究区存在多条错动速率非常有限的活动断裂, 将地壳分割成多个相互运动的地块, 青藏高原的东向挤出通过这些断裂的活动被吸收和调整, 而不是少数大型走滑断裂的快速走滑造成向东南方向的“逃逸”.     

华北地块内部主要断层运动模型的GPS数据反演分析

利用华北地区 1993～ 2 0 0 0年的高精度GPS观测处理结果 ,采用稳健—贝叶斯最小二乘算法与多断裂位错模型 ,初步分析研究了华北地块内部主要断层现今运动定量模型 ,得到下列结果 :(1)其主要断裂带的走滑运动速率介于 0 .0 3至 3.2cm/a之间 ,1.0至 2 .0cm/a之间者居多 ;其倾滑运动速率介于 0 .9至 8.3cm/a之间 ,1.0至 2 .8cm/a之间者居多 ,一般大于走滑运动速率 ;其张裂运动速率介于 0 .0 4至 3.5cm/a之间 ,0 .0至 0 .8cm/a之间者居多。 (2 )总体来说 ,其主要断裂运动具有继承性 ,西部 (大致以东经 114°为界 )断层运动大于东部断层运动。 (3)其主要断层现今运动以垂直升降运动为主 ,兼有走滑、伸展特征。 (4)依据反演结果 ,讨论了断层运动与地震孕育的关系 ,若将断层运动视为局部“闭锁”地区的弹性应力应变集中或地震能量积累 ,各断层每年有相当于 5 .1～ 7.0级的地震能量积累