Evolution of cumulative Coulomb failure stress in northeastern Qinghai-Xizang （Tibetan） Plateau and its effect on large earthquake occurrence

We simulate accumulative Coulomb failure stress change in a layered Maxwell viscoelastic media in the north-eastern Qinghai-Xizang(Tibetan)Plateau since 1920.Lithospheric stress/strain evolution is assumed to be drivenby dislocations of large earthquakes(M≥7.0)and secular tectonic loading.The earthquake rupture parameters suchas the fault rupture length,width,and slip are either adopted from field investigations or estimated from their sta-tistic relationships with the earthquake magnitudes and seismic moments.Our study shows that among 20 largeearthquakes(M≥7.0)investigated,17 occurred in areas where the Coulomb failure stress change is positive,with atriggering rate of 85%.This study provides essential data for the intermediate to long-term likelihood estimation oflarge earthquakes in the northeastern Tibetan Plateau.     

合肥市土地利用/覆盖变化对景观格局影响的研究

利用两个时期的Landsat TM遥感影像,结合RS和GIS技术,对安徽省合肥市土地利用/覆盖变化及其对景观格局影响进行了分析.发现城镇建设用地的快速扩展使耕地和水域锐减.人类活动对水域、耕地和林地产生了较大影响,使得这些景观要素的斑块形状趋向简单,而城镇建设用地和未利用地的斑块形状趋向复杂.     

吉林省四平市伊通满族自治县公主岭市交界4.3级地震强震动记录和分析

北京时间2009年03月20日14时48分,在吉林省四平市伊通满族自治县、公主岭市交界(北纬43.4°,东经124.9°)发生4.3级地震,震源深度约19公里.辽宁省强震动台网有6个强震台站记录到了地面运动,记录的最大加速度为57.68gal.本文对此次地震的强震记录进行了初步分析.     

巴颜喀拉块体东南缘应力演化及鲁甸地震自发破裂模拟研究

巴颜喀拉块体活动导致的昆仑—汶川地震系列,是目前中国大陆唯一一组7级以上地震序列,未来几年该块体仍是发生7级地震的主体地区。巴颜喀拉块体东缘从走滑运动向逆冲运动转换的构造动力学性质使得活动块体两个相邻边界带存在大地震序列的关联性。研究表明近期逐渐加速的块体东边界强震序列是北边界强震活动的响应,巴颜喀拉块体南边界的鲜水河断裂带同样以左旋走滑的方式向东边界挤压,但巴颜喀拉块体东南缘地震呈现以下两个特点,一是强震大都发生在巴颜喀拉块体东边界断裂带,东边界强震序列呈现加速状态;二是南边界鲜水河断裂带在1973年炉霍7.6级地震后,已有40多年没有发生7级以上地震,鲜有6.5级以上强震,在此次地震序列中表现出一种大震缺失的状态。因此,巴颜喀拉块体东南缘主要断裂带的地震危险性值得关注和研究。同震库仑破裂应力及震后粘弹性松弛在解释余震序列分布,分析强震序列相互作用关系及未来地震危险性分析等方面发挥了重要的作用。比如汶川地震之后,一些研究者利用弹性位错模型计算了汶川地震的同震库仑破裂应力变化,并对龙门山区域未来的地震危险性进行了估计。一些研究者分别计算了汶川地震和芦山地震后周边断层的同震库仑应力变化,以及汶川地震和芦山地震引起的同震和震后粘弹性松弛应力场变化,得到了汶川地震可能有效地促进了芦山地震的发生的结论。在应力演化过程中,震间构造应力加载对强震危险性的作用也非常重要,目前比较流行的计算这部分应力积累的做法是采用"负位错"的理论进行计算,这一方法虽然简洁,但假设了断层是完全闭锁的,可能会造成一定误差。本文拟以巴颜喀拉块体区域构造活动作为三维有限元模型的边界约束,综合研究区域介质速度、密度结构最新反演结果计算介质的弹性材料参数,从初始应力场出发模拟在构造应力和重力作用下的现今背景应力场,计算强震序列引起的区域内断裂带震前、震间、震后的应力演化,获得更为准确可靠的应力场结果。利用速率-状态关系计算库仑应力变化对研究区域背景地震发生率的影响,利用泊松概率过程计算研究区域在汶川地震和芦山地震震后未来10年6级以上强震的发震概率及研究区域主要断裂带的6级以上强震发震概率。除以上述准动力学的方法研究巴颜喀拉块体东南缘应力演化及地震危险性,本文还以鲁甸地震为例,研究鲁甸地震从成核区开始破裂,然后扩展直至终止的自发破裂动力学过程,探索影响地震自发破裂位错的主要因素。研究内容:(1)建立巴颜喀拉块体东南缘三维粘弹性有限元模型。(2)模拟巴颜喀拉块体东南缘主要断裂带上1900年以来7级以上强震序列的应力演化过程,并对强震序列对芦山地震的触发作用进行了研究,对比库仑应力场及等效应力场演化结果与背景地震活动的关系。(3)应用速率-状态关系研究库仑破裂应力对汶川地震、芦山地震震后研究区域的地震发生率的影响,应用泊松过程给出研究区域主要断层未来的强震发生概率。(4)应用可以描述断层摩擦机制的FAULTS有限元软件对芦山地震断层错动方式,初始破裂点进行了模拟,研究了汶川地震后,断层强度的变化对芦山地震的影响。(5)应用曲线有限差分方法建立鲁甸地震非平面断层自发破裂模型,模拟鲁甸地震在包谷垴—小河断裂上的自发破裂过程,分析影响鲁甸地震自发破裂过程的主要因素。本文的创新点:(1)以三维速度、密度反演结果建立能反映更真实地下介质的三维粘弹性有限元模型;(2)从初始应力场出发,进行数十万年的应力场演化模拟直至获得与现今构造应力场更为吻合的背景应力场用于地震序列模拟;(3)采用泊松概率模型计算地震发生概率时直接基于三维粘弹性有限元模型得到的库仑应力结果,充分考虑了同震、震间和震后效应的影响。同时,在考虑背景地震发生率时采用了更全面完整的地震目录,这可能使得对未来地震危险性的估计更准;(4)对鲁甸地震自发破裂过程进行了动力学模拟,将震间应力积累过程与同震地震破裂过程的模拟结合起来。     

川滇菱形地块的应变能积累释放周期和强震预测

将川滇菱形地块分为两个地块, 分别以形变确定应变速率、 深部速度构造确定弹性模量、 联合地块体积确定地块应变能积累与时间的关系, 结合历史强震研究应变能积累释放周期以及该周期内的强震活动, 进而研究应变能积累释放与强震活动的关系. 结果表明, 地块应变能积累释放存在周期性并可预测强震震级. 在应变能积累前期, 没有强震(M≥7.0)发生; 随着时间增加, 应变能继续增加, 地块上先后发生几次强震, 但每次强震震级均小于预测震级, 即一次强震只释放了一部分能量; 而后应变能积累继续增加, 直到一、 二次特大强震(M≥7.5)发生, 将绝大部分应变能释放. 至此, 老的周期结束, 新的周期开始. 应变能积累从小到大直到最后完全释放的周期性导致了地震的平静活跃周期, 地震活跃期比平静期长得多. 本文认为, 大区域地理范围因其含有多个地块, 不宜讨论其地震平静活跃周期, 而对于小范围单次强震也不宜讨论其复发周期. 虽然活跃期中的强震从时间上看并无任何规律, 但利用活动地块应变能的积累释放曲线所预测的震级与实际震级很接近. 本文结果对于地震安全性评价工作可能有重要意义.      

强震作用下穿越断层隧道围岩力学响应研究

通常情况下,地下工程震害比地面建筑物震害较轻,但是在强震条件下,地下工程震害依然突出。2008年 512 汶川大地震(MS8.0)对地下工程造成了巨大破坏,尤其是穿越构造断裂带的铁路、公路隧道。本文采用三维离散元(3DEC)动力分析方法和实测汶川地震动记录,模拟研究了穿越断层的成兰铁路邓家坪隧道围岩在强震和断层共同作用下的动力响应过程。经过与实地调查的北川映秀断裂带地表破裂情况对比验证,模拟结果具有较高的可信度。结果表明:地震动荷载、断层等因素的共同作用改变了隧道围岩中的初始应力分布,进而引起断层附近隧道围岩应力累积、应力集中,最终导致了具有高度复杂性的渐进性断层破裂过程和隧道围岩破坏过程,这个过程可以定性地划分为5个主要阶段:弹性应力集中阶段、破裂起始阶段、破裂加速阶段、稳定破裂阶段和破裂逐渐停止阶段。本研究将有助于深刻认识在强震和断层共同作用下的隧道围岩动力响应过程,并对隧道安全性评价具有重大意义。     

产业有序转移与区域产业协调发展——基于广东产业有序转移的经验

阐明了产业有序转移、区域产业协调发展的内涵,构建了产业有序转移对区域产业协调发展作用机制的分析框架。根据这个分析框架,从理论和广东产业转移经验两个方面进一步揭示了产业有序转移促进区域产业协调发展的机制。结果表明,产业有序转移是在政府有效干预下所形成的有利于区域产业协调发展的一种产业转移形式。产业有序转移通过诱致或促进区域产业结构优化调整、区际产业合理分工、区际产业关联互动,以及提高区域产业发展总体效率等路径,促进区域产业协调发展。     

从差异形变导至发震来探讨我国大陆强震机理

从密云变质岩的矿物组合和变质相律中,本文揭示出多震层的某些主要特征。在地壳10—25公里深处的不同物性、成分的岩石,彼此具有不同程度的形变。差异形变的机理是按应变椭球体的形成过程来解释的。其中,不同岩石相对的流劈理和破劈理是在同一受力系统下发育形成。当达到差异形变的极限状态时,破劈理可导致产生压剪逆掩断层,激发强震,故差异形变力即是激发强震的驱动力。本文并对缓慢形变和快速发震、震源体构造和岩石作了某些初步探讨     

强震时空统计分析及InSAR同震形变场空间分布特征

收集整理了全球1976年至2022年初的198个强震（Mw≥7.5）信息,统计分析了强震发生的时空分布、震源深度分布和强震发震类型占比,并结合公开发表的典型强震的合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）同震形变场图,分析了强震同震形变的空间分布特征。研究表明,强震空间分布呈条带状聚集,主要位于环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带,强震大多发生在各大板块交界处,与现代大地测量观测到的地壳强应变区域重合;强震时间分布存在活跃期和平静期交替出现的现象,1976―1992年为相对平静期,1992年至今为相对活跃期,强震发生频率有逐年增加趋势;在收集的全球198个强震中,发生在海洋中的强震占大多数,陆地强震仅有44个,且绝大多数强震属于逆冲断层地震,按震源深度统计,浅源强震最多且分布广泛,占比达81.3%;InSAR卫星对地观测新技术可以捕获强震的全域同震形变场,详细呈现强震同震形变的空间范围和分布特征,其中陆地强震同震形变波及的范围主要集中在发震断层两侧附近的条带状区域,离断层越远,形变衰减越快,而且形变关于断层呈不对称性。运用全球覆盖的InSAR和全球导航卫星系统地壳形变监测技术,拼接全球不同位置的活动断层形变信息片段,有可能揭示陆地强震的全周期孕震形变过程。     

2014年11月22日康定M6.3级地震序列发震构造分析

2014年11月22日在NW向鲜水河断裂带中南段四川康定县发生M6.3级地震,11月25日在该地震震中东南约10 km处再次发生M5.8级地震. 基于中国国家数字地震台网和四川区域数字地震台网资料,采用多阶段定位方法对本次康定M6.3级地震序列进行了重新定位; 利用gCAP(generalized Cut And Paste) 矩张量反演方法获得了M6.3和M5.8级地震的震源机制解与矩心深度,分析了本次地震序列的发震构造,并结合历史强震破裂时空分布和2001年以来小震重新定位结果,对鲜水河断裂带中段强震危险性进行了初步探讨. 获得的主要结果如下:(1) M6.3级主震震中位于101.69°E、30.27°N,震源初始破裂深度约10 km,矩心深度9 km; M5.8级地震震中位于101.73°E、30.18°N,初始破裂深度约11 km,矩心深度9 km. gCAP矩张量反演结果揭示这两次地震双力偶分量占主导,M6.3级地震的最佳双力偶解节面Ⅰ走向143°/倾角82°/滑动角-9°,节面Ⅱ走向234°/倾角81°/滑动角-172°. M5.8级地震最佳双力偶解节面Ⅰ走向151°/倾角83°/滑动角-6°,节面Ⅱ走向242°/倾角84°/滑动角-173°. 依据余震分布长轴展布与断裂走向,判定节面Ⅰ为发震断层面,M6.3和M5.8级地震均为带有微小正断分量的左旋走滑型地震. (2) 序列中重新定位的459个地震平均震源深度约9 km,地震主要集中分布在6~11 km深度区间,余震基本发生在M6.3和M5.8级地震震源上部. 依据余震密集区展布范围,推测本次康定地震的震源体尺度长约30 km、宽约4 km、深度范围约6 km. M6.3级主震震源附近的余震稀疏区可能是一个较大的凹凸体(asperity),在主震中能量得以充分释放. (3) 最初3天的余震主要分布在M6.3级地震NW侧;而M5.8级地震之后的余震主要集中在其震中附近. M6.3级地震以及最初3天的绝大部分余震发生在倾角约82°近直立的NW走向色拉哈断裂上;M5.8级地震与其后的多数余震发生在倾角约83°近直立的NW走向折多塘断裂北端走向向北偏转部位, M5.8级地震可能是M6.3级地震触发相邻的折多塘断裂活动所致. (4) 康定M6.3与M5.8级地震发生在鲜水河断裂带乾宁与康定之间的色拉哈强震破裂空段,本次地震破裂尺度较小,尚不足以填补该强震空段. 色拉哈段以及相邻的乾宁段7级地震平静时间均已超过其平均复发周期估值,未来几年存在发生7级地震的危险. 康定M6.3级地震序列基本填补了震前存在于塔公与康定之间的深部小震空区,未来强震发生在塔公至松林口段深部小震稀疏区内的可能性很大.