High-velocity frictional behavior of Longmenshan fault gouge from Hongkou outcrop and its implications for dynamic weakening of fault during the 2008 Wenchuan earthquake

High-velocity friction experiments were conducted on clayey fault gouge collected from Hongkou outcrop of Beichuan fault,located at the southwestern part of Longmenshan fault system that caused the disastrous 2008 Wenchuan earthquake.The ultimate purpose of this study is to reproduce this earthquake by modeling based on measured frictional properties.Dry gouge of about 1 mm in thickness was deformed dry at slip rates of 0.01 to 1.3 m/s and at normal stresses of 0.61 to 3.04 MPa,using a rotary-shear high-...     

汶川余震震源机制变化的原因

2008年5月12日,汶川M8.0主震是一个主压应力轴NW-SE的逆倾滑型的地震,而之后的余震震源机制解有的与主震震源机制解一致,有的发生了明显变化,由南至北逐步变成走滑型地震.主震和同主震震源机制解一致的部分余震,在构造应力场直接作用下,龙门山推复体向四川地块逆冲,致使在逆断层的上下盘之间的断层面上产生粘滑而发生逆倾...     

遗传算法反演龙门山断裂带断层三维滑动参数研究

利用位错理论模型将遗传算法运用于断层三维滑动参数反演问题的求解,采用川西地区2004—2007年GPS观测数据对龙门山断裂带主要断层的三维滑动速率进行计算分析。结果表明：反演结果在量值上整体较小,与地质结果具有较好的一致性,走滑分量︱U1︱〈3.2 mm/a,倾滑分量︱U2︱〈1.54 mm/a,张开分量︱U3︱〈2.5mm/a,低滑动速率反映断层的闭锁及应力的积累及大地震发生的危险性;局部分量较地质结果偏大,反映实测GPS数据反演结果体现的是断层实时活动状态;遗传算法的全局收敛、不依赖初值等优点使结果更加稳定,而张开分量显示局部不规律性,表现出各子断层空间活动不均匀性。     

用远震接收函数研究龙门山断裂带与其邻区的莫霍面深度及波速比分布

利用龙门山断裂带及其邻近地区地震台站的远震波形记录,采用时间域迭代反褶积技术求取接收函数,并用H-Kappa叠加方法计算出各台站下方的莫霍面深度和波速比及其相应的误差.结果除了获得与前人研究大体相同的莫霍面深度分布轮廓外,还获得一些新的细节与认识:(1)莫霍面深度在四川盆地内为41～48 km,在四川盆地西缘存在一个N...     

Decomposition and Evolution of Intracontinental Strike-Slip Faults in Eastern Tibetan Plateau

Little attention had been paid to the intracontinental strike-slip faults of the Tibetan Plateau. Since the discovery of the Longriba fault using re-measured GPS data in 2003, an increasing amount of attention has been paid to this neglected fault. The local relief and transverse swath profile show that the Longriba fault is the boundary line that separates the high and flat tomography of the Tibet plateau from the high and precipitous tomography of Orogen. In addition, GPS data shows that the Longriba fault is the boundary line where the migratory direction of the Bayan Har block changed from eastward to southeastward. The GPS data shows that the Longriba fault is the boundary fault of the sub-blocks of the eastern Bayan Har block. We built three-dimensional models containing the Longriba fault and the middle segment of the Longmenshan fault, across the Bayan Har block and the Sichuan Basin. A nonlinear finite element method was used to simulate the fault behavior and the block deformation of the Eastern Tibetan Plateau. The results show that the low resistivity and low velocity layer acts as a detachment layer, which causes the overlying blocks to move southeastward. The detachment layer also controls the vertical and horizontal deformation of the rigid Bayan Har block and leads to accumulation strain on the edge of the layer where the Longmenshan thrust is located. After a sufficient amount of strain has been accumulated on the Longmenshan fault, a large earthquake occurs, such as the 2008 Wenchuan earthquake. The strike slip activity of the Longriba fault, which is above the low resistivity and low velocity layer, partitions the lateral displacements of the Bayan Har block and adjusts the direction of motion of the Bayan Har block, from the eastward moving Ahba sub-block in the west to southeastward moving Longmenshan sub-block in the east.     

2008年汶川8.0级地震孕震机理研究

用三维流变非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上,模拟计算现今构造块体边界断层上表征剪应力及法向应力等综合影响的危险度分布.结果表明,上、中地壳层危险度分布中危险度较高的地段多数与近几十年来发生的七级以上大震区域基本一致.包括2008年汶川8.0级等大震的发震断层.通过分别对龙门山断裂带东西两侧的两种不同构造格局进行试算表明,龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度、分层与物性明显变化对汶川大震的孕育发生均起了关键性作用.计算得到的应变率强度分布图可见,高原东部整个边缘地带均接近应变率强度的陡变带.其中以龙门山断裂带上的陡变最为明显,西侧应变率强度是东侧的近4倍,而且断裂带东侧应变率强度等值线衰减比西侧快.反映了汶川大震逆冲型发震断层地区独特的特征.此外,由计算得到的应变能密度分布图可见,龙门山断裂带在上、中地壳层中均位于宽度相同、其走向与龙门山断裂带走向一致的高应变能密度带中,在上地壳层这个带的东西两侧则是应变能密度较低的地区,而在中地壳层,其强度在断裂带东侧逐渐向东衰减,西侧应变能密度高,而东侧应变能密度较低.表明在印度板块强烈推挤作用和高原各构造块体相互制约及龙门山断裂带东西两侧特殊构造环境中,高原地壳物质向东水平运动,受到龙门山断裂带东侧介质刚性强度较大的四川盆地阻挡,使得汶川大震发震断层在大震前已积累了相当水平的应变能,并同时处于力学上的不稳定状态.     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带的地震活动性和构造应力场特征

研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂带及其附近地区的地震活动.利用区域地震台网和流动测震台的数字地震波资料,测定了震源机制解.结果表明,震中所在的龙门山断裂带震前地震活动平稳,未出现显著异常增强或平静现象.根据汶川8.0级地震前地震活动求出的震源机制解,其主压应力P轴方位为WNE——ESE向,震源断层面呈NE向与NW 向两组节面走向.其中NE向节面呈N50deg;——70deg;E,断面倾角均陡,达60deg;——70deg;,震源力学作用方式多呈逆倾型,少部分呈走滑型．震前地震活动呈现的主压应力方位、震源断面走向及其错动类型,与汶川8.0级地震给出的解是一致的.巨大地震发生前沿龙门山断裂带微破裂呈现的平均应力场与主震一致．起始破裂区东侧20km内是紫坪铺水库水域区,这一区域发生小震活动增加的现象处于水库放水的卸载阶段.本文研究了汶川8.0级地震起始破裂区附近的小震活动,其震源参数表明,震源位于8.0级地震之上的5——14km深度,其震源参数与8.0级地震给出的解也是一致的．      

汶川5.12地震发震机理的数值模拟

将围岩看成弹性体, 断层看成具有应变软化的弹塑性体, 断层和围岩组成统一的地质介质系统。在给定的地应力、孔隙压力及边界位移的作用下, 应力逐渐积累, 当达到断层强度时, 断层进入塑性状态, 应变随之软化, 应力突然下降, 能量突然释放, 形成地震。根据这个原理, 利用有限差分FLAC软件, 对汶川5.12地震的机理进行了模拟。模拟结果证实:汶川5.12地震是在青藏高原侧向挤压, 四川盆地阻挡, 使龙门山断裂带受到缓慢增加的挤压应力场作用下形成的。计算结果给出了应力降、能量释放量、断层错动量、地震同震位移、震前位移、地震复发周期等重要参数, 结果与野外调查及其它资料给出的数据具有较好的一致性。