利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川MS8.0地震的震源时空破裂过程

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。     

利用航磁、重力资料研究川滇地区大陆变形特征

利用航磁、重力资料对川滇地区大陆变形特征进行了研究。航磁异常揭示了研究区内的基底性质及其横向差异,研究区内的强烈地震主要集中在航磁异常突变带上,基底性质横向差异有利于应力的相对集中,成为地震孕育和发生的有利部位。康定—绵阳一带刚性基底的阻挡造成了青藏高原下地壳物质向东的塑性流动被迫转向南东—南南东方向,进而造成了川滇菱形块体内广泛的地壳增厚,布格重力异常等值线呈向南东伸出的舌状是其地壳增厚作用的直观反映。川滇地区的大陆变形特征既存在广泛的地壳增厚现象,同时在下地壳塑性流动的驱动下,中、上地壳破碎成大小不一的块体,变形特征表现出整体刚性,因而不能简单地套用“地壳增厚”或“大陆逃逸”模式。     

浙西下寒武统大陈岭组地震液化脉微量元素特征研究

地震液化脉是地震作用引起的软沉积变形的重要构造之一,前人对脉体形态学和动力学做了大量的研究工作,但对其成因的微观地球化学行为研究较少。笔者采取开化裴岭脚剖面2期地震事件沉积的3套地震液化脉层样品21块,分别对其脉体和含脉体围岩做了微量元素分析。结果显示,液化脉中Cs、Ba、Th、Zr、Hf、Cr、Rb、Nb等反映陆源性质元素明显高于含脉体围岩,而Sr、Y、Ni反映海相沉积特征元素则表现为含脉体围岩高于脉体。通过对V、Mo富集度和微量元素特征参数Sr/Ba、Th/U等的综合研究,发现液化脉体表现为氧化环境,含脉体围岩为还原环境,且脉体和围岩均具有淡水作用特点。研究认为,早寒武世大陈岭期白云质灰岩沉积过程中有蚀源区陆源碎屑物的补入;在地震突发振动力作用下,富含水的软沉积层液化泄水,因化学沉积物和碎屑沉积物性质的差异,塑性碳酸盐沉积物随水部分流失,使得单位体积内碳酸盐沉积含量低于围岩,导致脉体中更富陆源物质;地震事件沉积层属潮上带,特别是地震液化泄水后期至成岩期,含地震液化脉沉积层曾暴露地表,受后期陆源物的再补给及大气降水淋滤蚀变作用影响,表现为古气候和古盐度异常,为浙西大陈岭组浅水沉积提供了地球化学的证据。     

利用InSAR技术研究滇西南镇康—永德地区现今地壳形变特征

基于12景ALOS PALSAR卫星影像,利用InSAR的前沿技术,提取了2007~2010年滇西南镇康—永德一带的平均地壳形变速率和形变时间序列,并结合不同时段的水准和GPS监测结果,从三维角度研究了该区域现今的地壳运动特征。研究结果表明,水准资料显示的镇康—永德一带异常隆起区位于南汀河断裂带附近,范围沿北东—南西方向呈近椭圆形展布。这一地壳形变异常区在数十年尺度上表现为隆升(速率约2~3 mm/a),表明区域具备中强地震孕育的地壳形变背景。而在2007~2013的数年尺度上表现为大幅垂向形变波动,可能反映区域近年来地壳垂直运动比较活跃,应加强跟踪与监视。     

Research on temporal and spatial distribution, evolutionary character and mechanism of crustal deformation field before and after the Tangshan earthquake

Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕ┐ｔｉｏｎ,ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｒｕｓｔａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅＴａｎｇｓｈａｎ...     

瑞利阻尼对砂土场地非线性地震响应的影响分析

在地震荷载作用下,自由场地会产生土体侧向变形和地表响应放大现象。由于土体的高度非线性,计算自由场地地震响应时,不同的阻尼比及剪切模量取值是造成其计算结果与试验结果相差较大的原因之一。目前动力计算常采用瑞利阻尼方法,其系数取值会在一定程度上影响计算结果。选用两模态简化瑞利阻尼系数计算方法,分析土体阻尼比及控制频率的取值对计算结果的影响,对比离心机模型试验,利用开源有限元平台OpenSees,采用适合于土体动力分析的多屈服面本构模型(PDMY),建立剪切梁模型模拟三维自由场地,并分析瑞利阻尼参数对自由场地地震响应和侧向变形计算结果的影响。结果表明,针对相对密度为60%的Nevada干砂,阻尼比为4%、控制频率比为5时,场地响应计算结果与试验结果较为符合。综合分析显示场地非线性响应时域计算时,应特别注意选用的瑞利阻尼参数值。     

2016年台湾美浓MW6.4地震震源参数的InSAR和GPS反演

2016年2月6日台湾西南部高雄市美浓区发生了M_W6.4地震.本文结合ALOS2卫星升降轨、Sentinel-1A升轨SAR数据,采用两轨差分干涉技术获取了该区域的同震形变场,形变结果表明震中西北部以抬升为主,最大视线向形变量约为11.2 cm.基于均匀位错模型和多峰值粒子群（MPSO）算法,利用InSAR和GPS形变数据联合反演了美浓地震的断层几何参数,结果表明震源中心位于22.920°N,120.420°E,深度约12 km,发震断层长度约15 km,走向角307°,倾角16.5°,平均滑动角为51.5°,此次地震是以逆冲倾滑兼左旋走滑的破裂模式.利用格网迭代搜索法得到最优倾角为15.7°,GPS和InSAR最优权比为18：1,最优平滑因子为0.06.基于非均匀位错模型,利用非负最小二乘方法进行线性反演,结果显示最大倾滑和走滑量分别为51.7 cm和55.3 cm,对应矩震级为M_W6.38,略小于GCMT（M_W6.4）的结果.通过与已有文献的比较和对该区域断层构造的分析,发现美浓地震的发震断层为单一断层的解释更为合理,我们推测发震断层是位于左镇、后甲里等断层之间的一条东南-西北走向往东北倾斜的盲断层,并初步推测2010年M_W6.3甲仙地震也同该断层有关.

     

Experimental Investigation of Eclogite Rheology and Its Fabrics at High Temperature and Pressure

Eclogite plays an important role in mantle convection and geodynamics in subduction zones. An improved understanding of processes in the deeper levels of subduction zones and collision belts requires information on eclogite rheology. However, the deformation processes and associated fabrics in eclogite are not well understood. Incompatible views of deformation mechanism have been proposed for both garnet and omphacite. We present here deformation behaviour of eclogite at temperatures of 1027–1427 °C, confining pressures of 2.5–3.5 GPa, and strain rates of 1 × 10^?5 s^?1 to 5 × 10^?4 s^?1. We obtained a power‐law creep for the high temperature and pressure deformation of a ‘dry’ eclogite (50 vol.% garnet, 40% omphacite and 10% quartz) with A = 10^{3.3 ± 1.0}, n = 3.5 ± 0.4, ΔE =403 ± 30 KJ mol^?1 and ΔV = 27.2 cm³ mol^?1. The two principal minerals of eclogite have greatly different strengths. Progressive increase of garnet results in a smooth increase in strength. Analysis by electron back‐scattered diffraction shows that: (1) garnet displays pole figures with near random distributions of misorientation angle under both dry and wet conditions; (2) omphacite shows pronounced lattice preferred orientations (LPOs), suggesting a dominant dislocation creep mechanism. Further investigation into the water effects on eclogite show: (3) water content does not influence the style of omphacite fabric but increases slightly the fabric strength; (4) grain boundary processes dominate the deformation of garnet under high water fugacity or high shear‐strain conditions, yielding a random LPO similar to that of non‐deforming garnet, despite the strong shape preferred orientation (SPO) observed. {110} [001] slip may dominate the deformation of rutile. Quartz displays complicated and inconsistent LPOs in eclogite. These results are remarkably similar to observations from deformed eclogites in nature.     

汶川地震在北京地区的形变同震响应

2008年5月12日四川汶川发生8.0级巨大地震。在这次大地震中,除压磁应力观测手段外,北京地区的钻空、倾斜、伸缩、断层、沙层、体应变等形变分值或秒值采样仪器记录到不同程度的同震响应。为了分析同震响应的表现形态及变化特征,系统搜集、整理和归纳了该地震引发的北京地区数字化同震响应信息。实际记录与分析结果表明,各类形变资料均出现不同幅度的形变震荡波,且不同仪器记震能力差别很大,验证了"九五"、"十五"和奥运保障新安装的数字化形变仪器的可靠性与灵敏性等问题。