岩石磁组构可以揭示应变吗？——以华南地块早三叠世灰岩为例

一般认为磁组构能有效地反映岩石所经历的应变特征.为了研究不同类型的磁组构和不同期次应变之间的关系,对来自华南地块两个地区的早三叠世灰岩样品进行了岩石磁学、磁组构以及应变特征的对比分析.来自湖北通山县的样品经历了三期构造变形,这为解析磁组构和多期次应变提供了理想的机会.岩石磁学结果显示携磁矿物主要为磁铁矿.磁化率各向异性（AMS）和非磁滞剩磁各向异性（AAR）结果显示其最小轴与层面垂直,最大轴和中间轴分布于层面内,反映了沉积和压实作用产生的应变,而后期构造应变在磁组构中没有体现.来自广东连县的样品发育有渗透性压溶缝面理和方解石脉,说明经历了构造应变.AMS结果没有显示占优势的组构方向.AAR结果显示三轴组构,其最大轴分布于最大应力方位,与构造应变特征吻合,最初的压实组构被构造应变组构所代替.上述结果表明：（1）AAR可以很好地反映渗透性应变的特征,而AMS有时会失效;（2）应变的尺度要小于样品的尺度,磁组构才能有效地反映应变.     

和硕5．0级地震前乌鲁木齐基准地震台钻孔应变异常分析

运用潮汐因子、加卸载响应比及相对应力场等分析方法,对1995年3月19日发生的新疆和硕MS5.0地震前乌鲁木齐基准地震台钻孔应变观测数据进行了分析处理。结果表明,在地震前30天应变日均值出现了典型的指数曲线异常;在地震前1个月相对应力发生快速变化,主应力方向也发生了快速偏转;全日波潮汐因子地震前1个月到地震前半个月期间,出现了大幅度的单峰或双峰异常变化;加卸载响应比值在地震前2个多月就开始出现成束的异常。可以认为和硕地震前乌鲁木齐基准地震台钻孔应变记录到了明显前兆短临异常。     

玛尼Ms7.9级地震三维动态模拟及余震解释

以1997年玛尼地震为例,利用三维非线性动态有限元方法,再现了玛尼地震的破裂过程.研究结果表明：（1）玛尼地震产生的动态应力波随时间变化呈明显波动性且随距离衰减,沿断裂带衰减相对慢一些.其波动性是震源区不同相位应力波及一些反射波相互叠加造成的.震源区动应力强烈的波动性使破裂表现“愈合脉冲”特征.（2）玛尼地震与其后几年发生的中强余震关系密切. 2001年3月5日在大震西南方向发生M_s6.4级地震、阿尔金断裂西段1999年与2000年的两次中强地震可能均主要是玛尼地震的产物.（3）玛尼地震对昆仑大震孕震区的动应力影响,卸载前产生的动应力变化大约为0.05 MPa,其远大于静应力的地震触发阈值,卸载后动应力剧烈波动,上下波动达0.2 MPa左右,其大约相当于0.02 MPa的静应力,这是静应力触发地震阈值的2倍,揭示玛尼地震很大程度上触发了昆仑大震的提前发生.     

数据同化——它的缘起,含义和主要方法

我国已进入流体动力学的卫星观测世纪,数据同化（有时叫“四维同化”）,势必成为随之而来的重要课题之一。针对目前人们对这一课题尚无太多了解,从而在实际工作中产生一些混乱,笔者在本文就数据同化的必要性,它的含义,它的开创和现在研究、应用中的主要方法作一比较详细的论述。     

4D analogue modelling of transtensional pull-apart basins

Scaled sandbox models were used to investigate the 4D evolution of pull-apart basins formed above underlapping releasing stepovers in both pure strike-slip and transtensional basement fault systems. Serial sectioning and 3D volume reconstruction permitted analysis of the full 3D fault geometries. Results show that very different pull-apart basins are developed in transtension compared to pure strike-slip. Both types of models produced elongate, sigmoidal to rhomboidal pull-apart systems, but the transtensional pull-apart basins were significantly wider and uniquely developed a basin margin of en-echelon oblique-extensional faults. Dual, opposing depocentres formed in the transtensional model whereas a single, central depocentre formed in pure strike-slip. In transtension, a distinct narrow graben system formed above the principal displacement zones (PDZs). Cross-basin fault systems that linked the offset PDZs formed earlier in the transtensional models.Sequential model runs to higher PDZ displacements allowed the progressive evolution of the fault systems to be evaluated. In cross-section, transtensional pull-aparts initiated as asymmetric grabens bounded by planar oblique-extensional faults. With increasing displacement on the PDZs, basin subsidence caused these faults to become concave-upwards and lower in dip angle due to fault block collapse towards the interior of the basin. In addition, strain partitioning caused fault slip to become either predominantly extensional or strike-slip. The models compare closely with the geometries of natural pull-apart basins including the southern Dead Sea fault system and the Vienna Basin, Austria.     

张家口-渤海断裂带分段运动变形特征分析

We have collected GPS data in the period of 1999-2007 from the Crustal Motion Observation Network of China along the Zhangjiakou-Bohai fault and its adjacent regions to study the characteristics of present-day crustal horizontal motion velocities in the research zone.Strain rate components are computed in the spheric coordinate system by the least square collocation method.According to the spatial distribution of the principal strain rate,dilation rate and maximum shear strain rate derived from GPS measurements,this paper analyses the deformation of the subordinary faults of the Zhangjiakou-Bohai fault.The principal compression strain rates are apparently greater than the principal extension strain rates.The larger shear strain rate is mainly in and around the Xianghe,Wenan and Tangshan areas in Hebei Province.According to the profiles across different segments of the Zhangjiakou-Bohai fault,the three segments glong the Zhangjiakou-Bohai fault show an obviously left-lateal strike-slip and compression characteristics.By analysis of the motion characteristics of the blocks,e.g.the Yanshan block,North China Plain block,Ordos block,and Ludong-Huanghai block in and around the North China region,this paper speculates that the dynamics of the motion styles of Zhangjiakou-Bohai fault may directly come from the relative movement between the Yanshan block and the North China plain block,and the ultimate dynamics may be the results of the collison between Indian plate and Eurasian plate,and the persistent northeastward extrusion of the Indian plate.     

2016年青海门源MS6.4地震震前应变积累及同震变形特征

2016年1月21日青海省门源县发生了M_S6.4地震, 发震断裂为冷龙岭北侧断裂, 震中位置与1986年门源6.4级地震相同。 本文收集了本次地震震中及其周边区域1999—2015年GPS观测资料, 解算了GPS速度场、 跨断裂连续观测站基线时间序列和应变率场。 结果显示, 祁连山断裂带为一条宽度约60 km的连续变形带。 在断裂带南侧地壳运动以顺时针旋转为主, 运动量值没有显著差异; 跨过断裂带到达其北部之后, 地壳运动量值明显减小, 显示出该断裂带的强烈活动特征。 冷龙岭断裂左旋走滑速率为6.17±0.41 mm/a, 挤压速率为1.83±0.38 mm/a, 断层闭锁深度为22.1±3.1 km。 利用GPS连续观测站数据解算的地震同震位移显示, 震中西南侧26.8 km处的青海门源(QHME)测站记录到了明显同震位移, 其水平运动方向为北东向, 与逆冲为主的震源机制解一致。     

云南地区GNSS应变场时空演化与地震事件关联分析

采用GAMIT/GLOBK软件对云南境内及邻区近400个GNSS测点1999～2018年的观测数据进行解算,在各个测点时间序列和速度场的基础上,采用克里金插值方法分时段估计该区域在1999～2004年、2004～2007年、2009～2013年、2013～2015年、2015～2018年共计5个时间区域应变率场;根据区域地壳面应变率和最大剪应变率的空间变化以及相应时段之后3年内的MS≥5. 0地震事件分布特征,分析发现:绝大部分震例发生在面应变高梯度带的张压转换区和最大剪应变高值区,可见研究区各个观测时段GNSS应变率场对后期1～3年内的中强震发生区域有一定的指示意义;以2014年盈江6. 1级、鲁甸6. 5级和景谷6. 6级地震为样本,建立监视块体获取应变时间序列,分析发现:地震前三个月左右均出现震中附近短期应变趋势改变、快速增强、转折的现象,这些形变异常变化或许反映了发震区应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整,为地震短临预测尤其是时间要素的判断提供参考。     

综合InSAR和应变张量估计2016年MW7.0熊本地震同震三维形变场

利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像提取与地质活动相关的三维地表形变场,对深入理解地质灾害的形成机制及其潜在灾害风险评估非常重要.目前,利用SAR影像的同震三维形变场提取主要利用单个像素点的多次观测构建观测方程,然后基于加权最小二乘(Weighted Least Squares,WLS)方法分解从而获得同震三维形变场,因此该方法缺乏对相邻像素点空间相关性的约束.考虑相邻同震位移点的应力连续性,研究学者提出了顾及大地测量应变张量和卫星形变观测的SAR同震三维形变场方法(Extended Simultaneous and Integrated Strain Tensor Estimation from geodetic and satellite deformation Measurements,ESISTEM).本文以2016年MW7.0熊本地震为例,收集了覆盖此次地震的ALOS-2卫星升降轨影像,利用传统差分InSAR(DInSAR)方法和子孔径雷达干涉测量(Multiple Aperture InSAR,MAI)方法分别对升降轨SAR影像对进行处理,得到视线向(LOS)形变和方位向形变,最后利用ESISTEM方法获取此次地震的三维同震形变场.此外,利用GPS和野外考察观测对本文的三维形变场结果进行结果精度分析.研究结果表明,与传统WLS方法相比,ESISTEM方法不仅能有效抑制奇异像素点对形变结果的干扰,同时对近断层的失相干信号能进行较好的恢复,更有助于解释地表破裂区的地震形变特征和掌握地震发生机制.本文确定的三维同震形变场结果显示主形变区发生在Futagawa断层中部和Hinagu断层最北端,最大水平位移为2m,抬升为0.55m.断层破裂以NE-SW走向的右旋走滑为主兼有部分正断成分.应变张量分析表明发震断层处受到了明显的收缩力和剪切力的作用.     

地震场源应变前兆的区别及其三维有限元模拟

以组合模式为基础,用三维有限元方法计算了两个模型,主要研究结论是:①在大地震发生前,调整单元首先破裂,其应变随时间变化曲线呈准"λ"型;②在调整单元破裂后,积累单元破裂,其应变随时间变化曲线呈"λ"型;③在断层垂直方向上应变衰减很快,而沿断层走向方向衰减很慢;④场区各单元的情况很复杂,其应变随时间变化的曲线呈非"λ"型。并用数值分析方法证实了组合模式的正确性,还用结论(1)解释了几种前兆现象。