基于蒙特卡洛方法的地震目录模拟及相符性检验——以汾渭地震带为例

人工地震目录模拟是改进现有地震目录不完备性、弥补大地震记录稀缺,以及完善地震学相关研究的有效途径之一。本文基于地震活动的泊松分布模型、古登堡-里克特震级-频度关系,利用能较逼真描述具有随机性质事物特点及物理实验过程的蒙特卡洛方法,模拟汾渭地震带未来30、50、100年等不同时长的地震目录,并对其进行统计检验。分析表明,模拟地震目录符合设定的地震活动性参数和泊松分布假设特征。依据模拟地震目录,对未来该区域地震趋势进行了分析,以期为地震危险性分析提供参考。     

南北地震带北段近年地壳水平运动

采用中国地震局陆态网络数据,解算并对比南北地震带北段速度场、速度投影、基线时间序列。对比发现：①各点速度矢量呈顺时针旋转;②相对于鄂尔多斯块体,2011-2015年银川地堑各站（银川、盐池、中卫、海原等）沿NNW方向扩张;③祁连断裂表现为左旋剪切和逆冲挤压,2013年起闭锁加强;海原断裂表现为稳定的左旋和逆冲,2013年起剪切加速;六盘山断裂表现为持续并放缓的逆冲和较弱的右旋;西秦岭北缘断裂带西段呈高速且放缓的逆冲以及高速但低应变累积的左旋,东段保持高速稳定的左旋和持续逆冲。     

中国地震科学台阵两期观测资料近场记录揭示的南北地震带地壳剪切波分裂特征

利用中国地震科学台阵第一期(2011-01-2014-06)及部分中国地震科学台阵第二期(2013-02-2015-12)的流动地震台阵记录到的小震波形资料,运用剪切波分裂系统分析(SAM)方法,分析南北地震带的地壳各向异性,对剪切波分裂参数所反映的区域应力环境及构造特征,以及区域内主压应力方向与断裂分布的关系展开讨论.研究结果表明,南北地震带快剪切波偏振方向自北向南由NE向逐渐转变为NNW向,与南北地震带区域主压应力的方向变化具有一致性.区域内分布的大量NE及WNW或NW向断裂构造同样对快波偏振方向有比较大的影响,位于走滑断裂附近的台站,其快波方向与断裂走向大致平行,部分位于走滑断裂附近的台站其快波方向几乎垂直于断裂走向,而与构造应力场方向一致性较好.个别台站表现出复杂快波优势方向特征,反映出研究区内构造环境的复杂性.慢波时间延迟结果显示,南北地震带南段的平均时间延迟高于北段,反映了受印度板块和欧亚板块的碰撞挤压作用,南段地壳介质各向异性程度更大,构造变形更加剧烈.对比南北地震带上地幔各向异性特征,推测在川滇菱形块体内部可能存在复杂的壳幔耦合现象,地壳剪切波分裂除了反映区域应力特征,还可以揭示出区域构造信息.     

中国南北地震带北段及其周缘地壳厚度与泊松比研究

本文利用中国地震科学探测台阵2013-2015年在南北地震带北段及其周缘架设的673个台站所记录到的远震波形所提取到的接收函数并应用H-κ扫描方法获取了南北地震带北段及其周缘的地壳厚度和泊松比,结果显示研究区地壳厚度从青藏高原东北缘向鄂尔多斯块体逐渐减小,从65 km逐渐减薄至40 km,不同块体之间地壳厚度存在明显差异.祁连造山带西部地壳厚度超过60 km,而东部地壳厚度仅为约50 km左右,表明祁连造山带东、西部地壳增厚变形存在着明显差异.西秦岭造山带地壳厚度从60 km减薄到40 km,其东部具有较薄的地壳厚度可能经历了拆沉.阿拉善块体作为华北克拉通西部块体的一部分,西部地壳厚度约50 km,而东部约45 km,表明阿拉善块体西部由于印度一欧亚板块碰撞也受到了活化改造,其克拉通性质只在其中东部残留.研究区泊松比变化范围为0.20~0.31,平均泊松比约0.25,表明地壳主要由长英质矿物组成,较高的泊松比主要分布在六盘山断裂带和银川一河套地堑.研究结果显示地壳厚度与高程之间具有较好的相关性,表明地壳整体上处于相对均衡的状态,而西秦岭造山带和祁连造山带东部的部分区域地壳可能处于不均衡状态.     

南北地震带北段主要断层的分区强震危险性评估

根据时间-震级可预测模式研究中国南北地震带北段断裂系统的地震复发规律,利用历史地震记录和断层滑动速率资料计算得出区域时间可预测统计模型和震级可预测统计模型,并对4个主要潜在震源区在未来10年内的强震复发危险性进行概率评估。计算结果表明,危险性最高为S1区(海原断裂带),其综合危险率K值为0.841,预测下次主震为6.9级;其次为S2区(天桥沟-黄羊川、香山-天景山、六盘山断裂带等),K值为0.480,预测下次主震为6.4级;S3区(祁连山构造带)和S4区(西秦岭构造带)远低于S1和S2区。按照危险程度排序的前2位均位于东祁连山-六盘山构造带。     

2005年地震活动概况

据我国地震台网测定, 2005年1-12月, 全球共发生MS7级以上地震16次, 低于1900年以来19次的年平均水平. 在空间上主要分布在西北太平洋地震带、东太平洋地震带和亚欧地震带(图1). 在时间上分布相对均匀, 除2月份和4月份没有发生7级以上地震外, 其它月份都有7级以上地震发生. 引人注目的是, 在苏门答腊地区发生了7次7级以上地震, 并且在印度板块的西触角处于10月8日发生了7.8级地震. 2005年1-12月, 全球7级以上地震释放的地震能量为5.29×1017 N·m, 处于自1900年以来的平均值3.853×1017 N·m之上.     

燕山渤海地震带两端地震活动的特征

研究了燕山渤海地震带两端京西北及晋冀蒙交界地区和渤海海峡及邻区的地震活动特征,得出它们具有：同期活跃、间歇发震、强弱交替、西北早和东南晚的特点。分析认为,渤海海峡及邻区在２０００年前后存在发生５～６级中强地震的可能性。     

燕山-渤海地震带的现今构造应力环境

应用中小地震的震源机制解资料,分析了燕山-渤海地震带现今构造应力场总体与分区特征.分析发现,该带现今构造应力场总体方向为:主压应力轴方位大约为70～80°,主张应力轴方位大约为340～350°;该带现今以水平、近于水平兼有一定斜向作用的主压应力为主.同时,结合有关资料分析了该带的地震活动.