2008年汶川MS8.0地震发生过程的动力学机制研究

2008年5月12日汶川地震突发在现今并不活动的龙门山断裂带上,该地震发生的动力学机制问题引起广泛关注.文中利用黏弹性接触问题的有限元方法,考虑重力作用,对青藏高原东缘的应力场空间分布及其随时间的演化进行了数值模拟,结果显示应力在空间由分散分布逐渐向龙门山及周边地区转移集中.基于前人的研究成果及计算分析,初步认为汶川地震孕育发生的动力学过程如下：青藏高原的物质东流在向东运动过程中由于受到稳定的四川盆地的阻挡,一部分东流物质在川西地区囤积,造成龙门山隆升;高角度(50°~70°)、犁状的龙门山断层面上的正应力随着川西高原向东运动而不断增大,导致该断层的闭锁性逐步加强,并且分布在断层附近的变质杂岩为存贮高密度弹性应变能提供物质保障.但另一方面随着青藏高原较柔软的下地壳物质的不断向东运动,囤积的东流物质对龙门山断裂带上盘的推挤作用会不断加强,从而导致断裂带上剪应力越来越大;当剪应力超过摩擦强度时,断层解锁产生滑动,发生地震.模拟结果还表明龙门山断层面上的摩擦系数较高,断裂带上地震的平均复发周期约为3163年,这与其他资料结果有一致性.     

西秦岭北缘断裂带黄香沟段晚第四纪水平位移特征及其微地貌响应

西秦岭北缘断裂带是青藏高原东北部一条左旋走滑为主的活动断裂带,其在黄香沟一段活动性较强,活动现象典型。对沿断裂带分布的地貌、地质体等晚第四纪位移量的研究表明,在黄香沟一带,断裂晚更新世晚期以来的水平位移量最大为40~60m;最小为6~8m,可能是一次滑动事件的特征位错量。断裂带上的位移具有分组特征,各组位移值之间具有6~8m的稳定增量。位移值的分组性和增量特征反映了该段断裂具有特征地震的活动特征,而7组位错值则反映了断裂7次特征活动事件。关于黄香沟一带与断裂相关的微地貌分析,也获得了大致相对应的事件次数。并由此初步推测,晚更新世晚期以来,该断裂带有过多次强烈活动,活动期次明显     

地震中长期预测研究的进展和方向

综述了地震中长期预测的研究历史和发展现状、存在问题及发展方向。地震中长期预测研究大体可以发为确定性预测研究和概率性预测研究两个主要发展阶段。已有的预测模型和方法在地昨发模式、不确定性分析、断裂之间的相互作用、单一学科面临的资料缺乏等方面存在许多问题。今后一个时期内,地震中长期预测研究的主要发展方向粉：建立地震复发模式、建立大陆板内地震复发间隔的通用概率分布模型、活动断裂定量研究资料的应用,不确定性     

南北地震带中段地貌发育差异性及其与西秦岭构造带关系初探

南北地震带中段地区发育一系列与西秦岭构造带走向近似平行的断裂系统,历史上沿上述断裂系统曾发生过多次强震甚至大地震,预示着断裂系统的最新活动特征,同时也表征了南北地震带中段地区断裂活动的差异性.文章选取南北地震带中段西秦岭构造带交接区长江水系嘉陵江一级支流白龙江和西汉水,黄河水系一级支流洮河以及渭河等上游流域为研究对象,以宏观地貌发育、水系平面展布和河流纵剖面陡峭程度等特征为基础数据,初步分析了南北地震带中段地貌发育总体特征及其与西秦岭构造带的关系.研究发现,地貌特征指示南北地震带中段明显存在构造活动性差异特征:南侧白龙江流域表现为地形起伏大、坡度陡、河流陡峭指数高等特征,主要受控于迭部-白龙江断裂带的持续活动;北侧西秦岭北缘断裂带发育部位,武山以西断裂迹象明显,渭河流域上游与洮河岷县-临洮南段等地区的地貌参数也指示了该段断裂较强的活动性.渭河及嘉陵江上游西汉水地区水系分布不对称特征指示了晚新生代以来西秦岭造山带与渭河地堑系活动的共同控制.白龙江水系主要支流所表现出的平行展布的线性水系特征表明迭部-白龙江断裂带等一系列平行断裂带对水系发育的控制作用.结合以往研究成果、历史强震和大震以及微震分布资料,我们进一步分析发现,南北地震带中段存在一条地震密集带,该带沿岷山-龙门山构造带向北,至舟曲-迭部附近跨过白龙江,向北沿礼县、宕昌及岷县至天水-甘谷-武山一带再向北经通渭、西吉等地区与六盘山构造带相接.这一认识支持南北向构造特征晚于东西向构造体系,并且很大程度上是深部地幔动力学和岩石圈圈层关系调整变动的产物的认识,同时也揭示了南北地震带与西秦岭构造带复杂的叠加复合构造关系.     

酒西盆地断层活动特征及古地震研究

通过室内航片判读和野外调查 ,在酒西盆地发现 3条全新世活动逆掩断层 ,它们全新世以来的垂直活动速率都很接近 ,为 0 18～ 0 2 5mm/a。通过探槽揭露出的 3条断层全新世以来各发生两次古地震事件。根据探槽揭露的古地震年代及断层活动所形成的微地貌特征分析 ,阴洼山断层是独立活动的 ;北大河断层和新民堡断层上的古地震事件在时间上可能非常接近 ,具有丛集特征 ,或者是一次地震事件分别破裂这两条断层 ,但目前的测年手段还无法区别它们是一次破裂事件形成还是时间上非常接近的两次事件所形成的     

循化-贵德地区黄河水系河流纵剖面形态特征及其构造意义

青藏高原东北缘循化-贵德地区晚新生代构造活动强烈,同时晚新生代黄河的发育和演化也提供了研究高原构造隆升扩展以及黄河侵蚀下切过程的理想场所。黄河水系通过调整河流纵剖面的形态在垂向上响应不同的构造隆升以及河床岩性的变化。利用数字高程模型数据,提取黄河水系河流纵剖面形态,利用基岩河道河流水力侵蚀模型（stream-power incision model）为依托,尝试揭示晚新生代以来强烈构造活动在黄河水系河流纵剖面形态特征上的表现。分析发现,在循化-贵德地区岩性分布均匀的新生代盆地内部,黄河水系纵剖面在河流水力侵蚀模型坡度-面积双对数图解中大部分表现为上凸特征,即基岩河道的河床随时间的变化为正值,指示了基岩的隆升速率大于河流的下切侵蚀速率。在河流流经盆地内部不同岩性地区,特别是前新生界地层区,河流纵剖面也表现为一定的上凸特征,表明了新生界与前新生界地层岩性差异对河流纵剖面的控制作用。综合来看,青藏高原东北缘循化-贵德地区黄河水系河流纵剖面形态特征是晚新生代强烈构造活动和岩性差异共同控制的结果,揭示了循化-贵德地区造山系统地形发育仍然处于前均衡或接近均衡状态,同时也从侧面表明青藏高原东北缘地区是整个高原隆升扩展的最新和最前缘部位的时空格局特征。     

中国大陆活动构造基本特征及其对区域动力过程的控制

中国大陆活动构造的研究经历了近百年历程,特别是二十世纪八十年代以来取得了诸多研究成果和显著进展,大量的针对性、专业性、目标性极强的调查和综合性研究工作,奠定了中国大陆活动构造定量研究的基础成果。文章通过回顾活动构造研究历史,综合大量已有研究成果,总结了中国大陆活动构造的基本特征及其对区域动力过程的控制作用。综合认为,中国大陆特殊的构造位置,造就了复杂的构造格局,受不同方向板块运动的影响,致使现今活动构造的运动性质差异明显。从总体上看,中国大陆活动构造几何图像主要体现为由受控于区域性大断裂的不同性质和规模的活动构造共同构成。文章分区对活动构造的基本特征、几何图像、运动特征及对地震的控制作用进行了总结,并结合中国大陆动力学总体特征,以及活动构造对中国大陆构造变形和强震活动的控制作用,对重点区域动力过程及模式进行了总结。结合目前新技术和新方法的发展,对活动构造未来可能的研究方向和目标提出了展望。      

中国构造地质学发展：百年回顾与展望

一百年以来,中国构造地质学学科发展经历了二十世纪初期萌芽孕育、早期发展和多学派大地构造学说百家争鸣。构造地质学专业委员会的成立和发展,标志着我国构造地质学的教育与研究进入一个新的发展时期。专业委员会长期以“服务国家战略需求、搭建学术交流平台、促进学科前沿发展和开展科学普及”为宗旨,主办、组织召开了系列全国性构造会议和现场研讨会议,搭建全国性和国际性的学术交流平台。我国构造地质学家吸收和借鉴国际先进大地构造和构造地质学理论,以环太平洋洋 陆过渡带、特提斯构造域和古亚洲构造域,特别是青藏高原动力学演化研究为引领,针对地球不同圈层相互作用、互馈机理与动力学,开展板块构造起源与早期地球演化、大陆的生长与再造过程、洋 陆系统演化与深部地球动力学、大陆构造变形与宜居地球系统、活动构造, 对资源 环境 灾害的影响等领域开展了研究工作,取得了丰硕的成果。尤其是在新世纪以来,在青藏高原形成演化、华北克拉通破坏、中亚增生型造山带等多个领域取得具有国际水平的研究成果。在构造地质学发展的新阶段,我国构造地质学学科的发展将强化学科基础,推进原创性、创新性理论探索,深化发展板块构造理论,力争在东亚洋陆构造格局与转变、大陆构造变形与人类宜居的地球系统等方面的理论研究上取得原始创新与突破,参与国际地学发展与竞争并作出贡献。     

中国大陆现今构造作用的地块运动和连续变形耦合模型

板块构造基本理论（特别是其刚性块体假设）能否应用于大陆，是大陆动力学研究所面临的主要问题之一，不同的理论模型给出不同的回答。缺乏完整、可靠的构造变形运动学图像使得无法对不同的理论模型给予约束和检验，以至于无法回答上述基本问题。本文以中国大陆及其周边近年来的1350个GPS观测资料为主，结合活动断裂和地震活动性资料，研究中国大陆现今构造变形的运动学特征。中国大陆的现今构造变形既有刚性地块的运动，如塔里木、鄂尔多斯、华南等地块；又有非刚性的连续变形，如青藏高原和天山。在大陆构造变形过程中，由于岩石圈性质的不同而造成变形的分区差异和上部脆性地壳的分块运动，不仅有整体性好的刚性地块运动，也有刚性很差的连续变形。以粘塑性流变为特征的下地壳和上地幔在周边板块作用下发生连续流动，从底部驱动着上覆脆性地块的运动，而不同活动地块本身的性质决定着地块的整体性和变形方式，中国大陆的现今构造变形可以用耦合的地块运动和连续变形模式来描述。     

中国地震灾害与防震减灾

2008年6月26日下午,十一届全国人大常委会在北京人民大会堂举行第四讲专题讲座,题目是"中国地震灾害与防震减灾"。主讲人是中国地震局地质研究所所长、研究员、国家汶川地震专家委员会南北带地震构造研究组组长张培震。经征得本人同意,现将讲稿发表,作为汶川MS8.0地震科考研究专辑的序言